万物简史
比尔.布莱森 著
物理学家利奥·西拉德曾向他的朋友汉斯·贝特宣称,他正考虑写日记:“我不打算发表。我只想把事实记录下来,供上帝参考。”
“难道你觉得上帝不知道这些事实吗?”贝特问道。
“是的,”西拉德说。
“他知道事实,但他不知道我这个版本的事实。”
——汉斯·克里斯蒂安·冯·拜尔,《驯服原子》
引言
欢迎。祝贺你。你能来到这里,我很高兴。我知道,抵达此处并非易事。事实上,我怀疑这比你意识到的还要艰难一些。
首先,为了让你此刻能在这里,亿万个漂浮的原子,必须以某种复杂而又奇妙地配合的方式,构成了你。这种组合如此独特而具体,前所未有,仅此一次。在接下来的许多年里(但愿如此),这些微小的粒子将毫无怨言地投入数十亿次灵巧而协作的努力,让你保持完整,让你体验那极其惬意却通常未被充分赏识的状态,也就是存在。
原子为何要费此周折,这有点儿令人费解。在原子层面上,构成你并非一种愉悦的体验。尽管它们对你尽心尽力,你的原子们实际上并不在乎你——事实上,它们甚至不知道你的存在。它们甚至不知道它们自己的存在。它们毕竟是没有思想的粒子,甚至它们自己都没有生命。(有一个稍微引人注目的想法:如果你用镊子把自己一个原子一个原子地拆开,你会得到一堆细微的原子尘埃,它们中没有一个曾有过生命,但它们都曾经是你。)然而,在你存在的这段时间里,它们会响应一个单一而全面的冲动:让你保持是你。
坏消息是,原子是善变的,它们忠诚的时间转瞬即逝——确实是转瞬即逝。即使是漫长的人生,也只不过是大约六十五万个小时。当这个不起眼的里程碑闪过,或者在那附近的其他某个时刻,出于未知的原因,你的原子会让你停摆,悄然解体,然后去构成其他事物。对你而言,一切就此结束。
尽管如此,你或许可以为这一切的发生而欢欣。总的来说,据我们所知,在宇宙中这并不常发生。这确实很奇怪,因为在地球上如此慷慨而友善地聚集在一起形成生物的原子,与其他地方拒绝这样做的原子完全相同。无论如何,在化学层面上,生命奇怪地平凡:碳、氢、氧和氮,一点钙,少量硫,再加上一层其他非常普通的元素——在任何普通药店都能找到的东西——这就是你所需要的全部。构成你的原子唯一特别之处在于,它们构成了你。这当然就是生命的奇迹。
无论原子是否在宇宙的其他角落创造生命,它们确实创造了许多其他东西;事实上,它们创造了其他一切。没有它们,就没有水、空气或岩石,没有恒星和行星,没有遥远的气体云或旋转的星云,也没有任何其他使宇宙如此有用而物质化的东西。原子如此众多且必要,以至于我们很容易忽视它们其实根本不必存在。没有哪条定律要求宇宙必须用微小的物质粒子填满自己,或者必须产生光、引力以及我们生存所依赖的其他物理属性。甚至根本不必有一个宇宙。在最漫长的时间里,宇宙并不存在。没有原子,也没有供它们漂浮的宇宙。什么都没有——任何地方都空无一物。
所以,谢天谢地有原子。但你拥有原子,而且它们如此心甘情愿地组合在一起,这只是你来到这里的部分原因。要活在当下,活在二十一世纪,并且足够聪明地意识到这一点,你还必须得益于一连串非凡的生物学好运。在地球上生存,出人意料地棘手。自时间之初以来存在的数十亿种生物中,绝大多数——99.99%——已经不复存在。你看,地球上的生命不仅短暂,而且脆弱得令人沮丧。我们存在的一个奇特之处在于,我们来自一个非常善于孕育生命,但更善于毁灭生命的星球。
地球上物种的平均寿命只有大约四百万年,所以如果你希望存在数十亿年,你就必须像构成你的原子一样善变。你必须准备好改变自己的一切——形状、大小、颜色、物种归属,一切——并且要反复这样做。这说起来容易做起来难,因为改变的过程是随机的。要从“原生质的原始原子小球”(正如吉尔伯特和沙利文的歌中所唱)进化到有感知能力、直立行走的现代人类,你需要在极其漫长的时间里,以精确而及时的方式,一次又一次地变异出新的特征。因此,在过去三十八亿年的不同时期,你曾厌恶氧气而后又钟爱它,长出过鳍、肢体和漂亮的帆状物,下过蛋,用分叉的舌头轻弹空气,曾光滑无毛,曾毛茸茸,曾生活在地下,曾生活在树上,曾像鹿一样大,也曾像老鼠一样小,还有百万种其他的形态。这些进化转变中任何最微小的偏差,都可能让你现在正舔食着洞壁上的藻类,或者像海象一样慵懒地躺在某个石岸上,或者在潜入六十英尺深处寻找一口美味沙虫之前,通过头顶的气孔喷出空气。
你不仅幸运地自远古以来就依附于一条备受青睐的进化路线,而且在你的个人血统方面也极其——可以说是奇迹般地——幸运。想想看,在三十八亿年的时间里,这个时期比地球上的山脉、河流和海洋还要古老,你双方的每一位祖先都足够有魅力找到配偶,足够健康能够繁衍后代,并且足够受到命运和环境的眷顾活到足够长的时间来完成这件事。你没有任何一位相关的祖先被压扁、吞噬、淹死、饿死、搁浅、困住、过早受伤,或因其他原因偏离了其生命的追求——在恰当的时刻将一小份遗传物质传递给正确的伴侣,以延续那唯一可能导致——最终,令人震惊地,且过于短暂地——你的遗传组合序列。
这本书讲述的是这一切是如何发生的——特别是我们如何从一无所有到有所存在,然后又有一小部分存在变成了我们,以及期间和之后发生的一些事情。当然,这涵盖了很广阔的范围,这就是为什么这本书叫做《万物简史》,尽管它并非真的如此。它不可能如此。但幸运的话,当我们读完这本书时,会感觉好像它就是了。
就我个人而言,我的起点是一本插图科学书,是我在四年级或五年级时的课堂教材。这本书是一本标准的 1950 年代教科书——破旧不堪、无人喜爱、沉重得令人沮丧——但在书的前部附近有一幅插图深深吸引了我:一幅剖面图,展示了地球的内部结构,就好像你用一把大刀切入地球,小心地取出一块代表其体积大约四分之一的楔形物一样。
很难相信曾经有过我没有见过这种插图的时期,但显然我没有见过,因为我清楚地记得当时我被迷住了。老实说,我怀疑最初的兴趣是基于一个私人的想象:在美国平原各州,毫无戒备的向东行驶的驾车者们突然坠落到中美洲和北极之间一道 4000 英里高的悬崖边缘。但渐渐地,我的注意力确实以更学术的方式转向了图画的科学意义,并意识到地球是由不同的层次组成的,中心是一个由铁和镍组成的发光球体,根据图注,它和太阳表面一样热。我记得当时我怀着真正的惊奇在想:“他们是怎么知道的?”
我一刻也没有怀疑信息的正确性——我至今仍然倾向于相信科学家的论断,就像我相信外科医生、水管工和其他掌握神秘特权信息的人的论断一样——但我绞尽脑汁也无法想象,任何人的头脑怎么能弄清楚我们脚下数千英里深处,任何眼睛都从未见过,任何 X 射线都无法穿透的空间,会是什么样子,由什么构成。对我来说,那简直是个奇迹。从那时起,这就是我对科学的立场。
兴奋不已的我,那天晚上把书带回了家,晚饭前就翻开了它——这个举动我估计让我母亲摸了摸我的额头,问我是否还好——然后,从第一页开始,我读了起来。
但事情是这样的。它一点也不令人兴奋。它实际上并非完全可以理解。最重要的是,它没有回答那幅插图在一个正常求知欲强的头脑中激起的任何问题:我们怎么会在地球中心有个太阳?如果它在下面燃烧,为什么我们脚下的地面摸起来不热?内部的其他部分为什么不融化——或者它正在融化?当地核最终燃尽时,地球的一部分会不会坍塌进虚空,在表面留下一个巨大的天坑?你们是怎么知道这些的?你们是怎么弄明白的?