宇宙 140 億年的演化史，它的一部分如何變成我們自己？

《140 億年宇宙演化全史》

內容簡介

這是一本關於宇宙起源和演化的科普圖書。自古以來，人類就對浩瀚的星空充滿了好奇。宇宙如何誕生？星辰如何出現？銀河系和地球為什麼是現在這樣？思考這些問題的同時，人類重新認識了自己在宇宙中的位置，也重新認識了文明的意義。本書以平實易懂的語言、舉重若輕的風格，向普通讀者介紹宇宙學知識，以及人類觀察星辰、探索宇宙的故事。作者以宇宙的時間初始為起點，從大爆炸寫到星系的形成、元素的誕生，再寫到地球上的生命起源。

尼爾•德格拉斯•泰森，生於 1958 年，美國家喻戶曉的天體物理學家，科普作家。哈佛大學物理學學士，哥倫比亞大學天體物理學博士，普林斯頓大學博士後。美國自然博物館海登天文館館長,熱門科普節目 StarTalk 主持人。他還曾經在著名美劇《生活大爆炸》第四季中客串，飾演自己。他被譽為卡爾•薩根的接班人，還曾主持大熱節目《宇宙：時空之旅》（COSMOS：A SPACETIME ODYSSEY， 1980 年史詩級科普片《卡爾•薩根的宇宙》的更新版）。

唐納德•戈德史密斯，美國天文學家，星際傳媒（Interstellar Media）總裁，科普作家，熱衷且擅長向大眾解讀天文知識，著作等身，曾獲太平洋天文學會授予的克倫普克-羅伯茨獎，以及美國天文學會的安納伯格基金會獎。

書籍摘錄

前言 思考科學的起源和起源的科學

科學知識的一些新綜合學科正在不斷髮展壯大。近年來，天體物理學已經不再是宇宙起源相關問題唯一的答案來源。隨著天體化學、天體生物學、天體粒子物理學等新興學科的湧現，天體物理學家發現，學科的交叉與融合能為他們帶來莫大的益處。我們到底從哪裡來？要回答這一問題，我們需要調用多門學科的知識，研究者審視宇宙運作機制的視角也會因此達到前所未有的廣度和深度。

在本書中，我們向讀者介紹了這些新的綜合學科；由此，我們不僅討論了宇宙的起源，還談到了最大的物質結構的起源、點亮宇宙的恆星的起源、生命搖籃行星的起源，以及生命在某顆或多顆行星上的起源。

人類對起源問題特別感興趣，這背後既有理性方面的原因，也有情感方面的原因。若是不知道某樣東西的來源，我們很難理解它的本質，而在我們聽說過的所有故事中，那些講述“我們從哪裡來”的故事總能引起我們最深的共鳴。

演化將自我中心的思考方式刻進了我們的骨頭裡，再加上百萬年來在地球上的生活經驗，在重述大多數起源故事的時候，我們自然會特別注意與自己息息相關的事件和現象。但是，對宇宙的認識越深入，我們就越清楚地發現:我們生活的星球不過是宇宙中的一粒塵埃。整個宇宙有數百億個星系，銀河系只是其中之一，我們的地球所圍繞運行的太陽，也只是銀河系邊緣一顆再普通不過的恆星。我們在宇宙中的卑微地位激發了人類天性中強烈的防禦機制。很多人不知不覺變成了動畫片裡的那種角色。他們仰望燦爛的星空，然後告訴同伴:“當我看著這些星星的時候，它們的微不足道令我感慨。”

縱觀歷史，不同的文化各有自己的創世神話。這些故事解釋了宇宙的力量如何塑造我們的命運，這有助於我們對抗自感卑微的痛苦心理。雖然這些起源故事通常有一個宏大的開篇，但故事的情節很快就會轉移到地面上;宇宙和宇宙中所有物質的誕生、地球生命的起源等常被一筆帶過，接下來的長篇大論只講述人類歷史的種種細節和社會衝突，彷彿整個世界是以我們為中心創造出來的。

幾乎所有的創世神話都有一個默認的前提:宇宙的運行有其基本規則。而這些規則，至少從理論上說，會在我們對周圍世界的審慎觀察中顯露。古希臘哲學家甚至將這樣的前提升華到了崇高的地步，他們堅稱，我們人類有能力感知自然運作的機制，透過現象看到事物的本質，並從中提煉出主宰萬事萬物的基本真理。他們還堅稱，揭開這樣的真理非常困難—這倒是可以理解的。早在 2300 年前，希臘哲學家柏拉圖就將求知者比作洞穴裡的囚徒，他們看不到背後的東西，只能靠洞壁上的投影來推測真理的面貌。這個著名的比喻深刻地反映了人類的無知。

柏拉圖的比喻不僅精妙地總結了人類為理解宇宙付出的努力，還強調了這一點:我們天生容易相信某些能被我們模糊感覺到的神秘實體在主宰著宇宙，我們最多隻能學到一部分屬於它們的知識。從柏拉圖到釋迦牟尼，從假想的宇宙創造者到電影《黑客帝國》裡的“矩陣”，人們總是深深相信，宇宙由某種更高級的力量主宰著，真正的主宰者可以一眼看穿表象，看透萬物的本質。

從 500 年前開始，一種理解自然的新方法漸漸成形。新技術和新技術帶來的發現孕育了新的態度，今天的我們稱之為“科學”。紙質書在歐洲的流通，加上水路和陸路交通的改善，讓人與人的交流和溝通變得更加快捷高效，所以人們才能以遠超往昔的速度學習別人的理論，彼此砥礪切磋。從 16 世紀到 17 世紀，高效的討論催生了一種獲取知識的新方法，它的核心原則在於，要想最有效地理解宇宙，首先人們必須仔細觀測，然後嘗試提出一些基本的通用理論，試著解釋這一系列的觀測結果。

另一個概念也促成了科學的誕生。科學依賴於有理有據的懷疑精神，也就是說，科學總是需要人們有條理地提出質疑。很少有人願意質疑自己的結論，所以要鼓勵科學的懷疑精神，我們必須獎勵那些敢於質疑他人的人。這種做法或許有悖人性—不是因為它號召大家質疑別人的想法，而是因為，只要你能證明另一位科學家的結論錯了，你就能得到鼓勵和獎賞。對其他科學家來說，這位糾正了同行錯誤的人，或者以嚴密的理由對同行的結論提出質疑的人，他做的事情十分高尚，就像禪宗大師用一記耳光喚醒了在冥想中走火入魔的新手，只不過這些互相糾正的科學家通常是平等的，這裡沒有師徒。通過獎賞發現他人錯誤的科學家—人類天性如此，挑別人的錯比挑自己的錯簡單得多—科學家群體建立了一套能夠自我糾正的強大系統。科學家不會放過證偽同行理論的機會，卻也支持彼此為拓展人類知識所做出的嘗試，他們由此創造出了用於理解自然最有效、最高效的工具。科學因此成為一種共同追求，然而科學家絕不是一個惺惺相惜、互吹互擂的團體，他們也不應該是。

和人類發展過程中的所有嘗試一樣，科學方法在實際運作中也沒有理論上那麼順暢。並不是所有科學家都會充分地懷疑同行。總有人希望在位高權重的科學家面前多露露臉，有時候也有人會被知識以外的因素左右，這都會影響科學的自我糾正能力。不過從長期來看，錯誤早晚會得到糾正，因為總有別的科學家會發現它，為了自己的職業前途著想，他們肯定會對此大肆宣揚。只有那些經受了其他科學家的質疑和攻擊仍屹立不倒的結論才有資格成為科學“定律”，人們會將它們納入對現實的有效描述。不過科學家深知，也許未來某天我們又會發現，這些定律其實是某個更宏大、更深刻的真理的一部分。

不過，證明彼此的謬誤並不是科學家的主要工作。用略微不同的觀測結果來驗證種種不完善的假設，這才是他們花費大部分精力去做的正經事。然而每隔一段時間，某個重要理論就會出現一個意義重大的新觀點，或者突然冒出來一整套新的觀測結果，科學家又會提出一系列新假設來解釋這些結果(這種情況在技術進步的年代更常見)。在某個偉大的時刻，某個新解釋(或許還有新的觀測結果)徹底改變了我們對自然的看法，這樣的事情不絕於史，未來也必將再次發生。科學的進步由兩類人推動:那些設法獲取更好的數據，並根據數據小心推理的人，還有那些冒著極高的風險挑戰已被廣泛接受的結論的人—當然，一旦成功，他們也將得到極高的收益。

懷疑主義是科學精神的核心，但人類的心智天生傾向於逃避衝突，蜷縮在看似永恆的真理帶來的安全幻境中。如果科學的方法不過是對宇宙的另一種詮釋，那它永遠不會激起太大的波瀾，但科學之所以能夠大獲成功，是因為它真的管用。如果你乘坐一架根據科學規則(這些規則經受了數不清的試圖證明其謬誤的考驗)製造的飛機，那麼你安全到達目的地的概率遠大於乘坐基於吠陀占星術規則製造的飛機。

縱觀近代史，看到科學成功地解釋了自然現象，人們的反應不外乎四種。首先，一小部分人真心實意地認為科學是我們理解自然的最好辦法，他們不打算尋求其他詮釋宇宙的方式。第二種人比第一種人多得多，他們對待科學的策略是無視，這些人覺得科學無趣、晦澀或者不符合人類天性[這些人看起電視來如飢似渴，他們從不會停下來思考，電視的圖像和聲音來自何方，更不會想到“魔法”(magic)和“機器”(machine)這兩個詞系出同源]。第三種人也是少數派，他們意識到了科學與自己珍視的信念之間的衝突，所以他們積極地想要證偽那些冒犯或觸怒自己的科學結論。不過這樣的人對科學基本一竅不通，不信的話，你可以問他們:“你覺得什麼樣的證據才能讓你相信自己是錯的?” 1611 年，面對現代科學結出的第一批碩果，詩人約翰·多恩(John Donne)寫下了一首《世界的剖析:第一週年》(The Anatomy of the World:The First Anniversary)來表達自己的震撼。直到 21 世紀的今天，這些反科學分子還能體會到多恩當時的感受：

第四種人倒是為數不少，他們一方面接受科學對自然的解釋，但從另一方面來說，他們依然相信，宇宙的主宰是一種我們無法完全理解的超自然的存在。哲學家巴魯赫·斯賓諾莎(Baruch Spinoza)搭建了自然與超自然之間最強有力的橋樑，他拒絕承認自然和神有界限，並堅持認為宇宙既是自然的，也是神性的。其他傳統宗教的徒子徒孫倒是常常強調二者之間的分野，他們更願意從心理上劃分自然和超自然掌管的領域，通過這種方法來調和二者。

無論屬於哪個陣營，至少誰也不會懷疑，現在是我們學習宇宙新知識的大好時機。那麼我們不妨踏上探索宇宙起源的冒險征途，像偵探一樣根據現場留下的證據來推測犯罪事實。我們邀請你一起尋找宇宙的線索—探索這些線索隱藏的意義—或許我們終將發現，宇宙的一部分如何演化成了我們自己。

題圖來自：維基百科

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