万物简史

1、这是一本解开你心中关于万物所有的困惑与疑问之书

2、从混沌宇宙未来世界，打通人类命运的终极命脉

3、层层讲透万物的起源、进程、演变以及科技文明对未来世界的激荡与重建

4、与科学巨匠进行前所未有的深度对话，探索宇宙与世界的奥秘，读懂这本书，你就读懂了人类文明。

这是一本解开你心中关于万物的困惑与疑问之书。

宇宙的边界在哪里？一个成年人的身体果真蕴藏着30颗氢弹的能量？瑞典古生物学家贾维克为什么要把数错了的脚趾的化石藏了48年仍不让人看？

基因技术将会把人累带向何方？知识是否可以制成芯片植入大脑？人类何时能移民其他星球？月球可否成为虫洞的连接器？未来人类可将自己的意识下载到超级电脑？

答案尽在布森特所著的《万物简史》中，本书层层讲透万物的起源、发展、演变以及科技文明对未来世界的激荡与重建。

读懂这本书，你就读懂了人类文明。

前　言  /  01

宇宙究竟是什么/ 
001

1.被神话支配的宇宙 
/  003

2.宇宙大爆炸 
/  013

3.空间和时间 
/  022

4.一个宇宙还是多个宇宙 
/  033

5.“地心说”和“日心说” 
/  041

6.牛顿和万有引力 
/  051

开始给地球做体检/  061

1.地球是如何诞生的 
/  063

2.大航海时代的梦 
/  071

3.义无反顾的大测定 
/  080

4.地质学上的争论 
/  089

5.会漂移的大陆 
/  100

从宏观进入微观  /  111

1.地球上的基本物质 
/  113

2.给元素列出一个清晰的表格 
/  122

3.放射性物质的发现 
/  130

4.最小的物质 
/  138

5.永无止境的探索 
/  148

制造生命诞生的摇篮/  155

1.被选中的地球 
/  157

2.被大气包裹的星球 
/  166

3.神秘的海洋 
/  174

生命的进化之旅/  185

1.生命的起源 
/  187

2.寒武纪生物大爆发 
/  198

3.从海水走向陆地 
/  206

4.几根骨头建立起来的怪物时代 
/  214

5.物种灭绝事件 
/  223

6.哺乳动物的开始 
/  234

文明的新纪元/  241

1.达尔文与《物种起源》 
/  243

2.遗传规律与神秘的DNA  /  253

3.出人意料的大跃进 
/  268

4.扩张与生存 
/  279

5.文明历程的开启 
/  289

6.进步还是毁灭 
/  298

地质学上的争论

在勘测地球的时候，科学家们发现了一个奇怪的现象，一些鱼类和贝壳类的动物化石竟然会出现在高山顶上，比如说阿尔卑斯山上。这显然不是什么恶作剧，事实上这是一个很普遍的地质现象，很多高山上都存在这样的海生物化石。因此，科学家不可避免地联想到一个事实，那就是在很久以前，这些大山还位于大海中。

这就是著名的“水成论”，支持这一学说的人认为岩石是水作用而形成的，他们将大海当成万能的地理学宝典，觉得那些奇怪的地质现象大都和大海运动有关。为什么海生物的化石会跑到山顶上去？原因再简单不过了，那就是海平面的升降引起的，而山脉、丘陵也都是在全球大洪水时期的冲刷中形成的。

“水成论”的代表人物是德国矿物学家韦尔纳，他是研究矿物的专家，经常外出旅行收集各种矿物，依靠着丰富的专业知识，他在1787年发表了《岩石分类》的小册子，在有关岩石分类中，他将岩石划分为原生岩、过渡岩、盖层岩和冲击岩。他还对这些不同岩石的出现提出了解释。

在地球形成的初期，地表基本上全部都被海洋覆盖，海洋的深度足以与高山的高度相比。随着时间的推移，海水中溶解的矿物质在化学作用下结晶，逐渐形成了岩石层。其中完全没有化石的花岗岩最先出现，然后是具有少量化石的板岩、石英岩，接着是有大量化石的石灰岩和煤；最后是沙石和泥土。在韦尔纳看来，地球就是一个毫无动静的大呆球（不包括自转和公转），地壳内部根本没有任何运动。包括阿尔卑斯山等一些高山原先都是泡在海水里的，直到某一天，一个大星球和地球擦肩而过，吸走了很多水分，这才导致地球水位下降，露出了陆地和高山。不得不说这个想法很惊人，看上去沿袭了大星球靠近太阳而吸出大量物质的套路，但无论如何这些设想基本上把一些问题说通了。

韦尔纳依靠着自己对岩石和矿物的了解，不断丰富自己的观点，与此同时，他也是一位教育家，具有出色的演说能力和出色的逻辑思维能力，再加上自己为事业奋斗一生的奉献精神（一生未曾娶妻），自然吸纳了不少学生和学者。所以在很长一段时期内，韦尔纳和他的观点在欧洲地质学界占据统治地位。

不过并不是所有人都认同这样的观点，有些人站在反对面提出了新的设想，这就是著名的“火成论”，即认为整个地球的外貌都是火山和地震引起的，地球在内力和外力的作用下才形成了这些变化。这和遥远的大海没有丝毫的关系。为了让“水成论”的支持者难堪，他们提出了一个难题：既然有人认为地球存在大洪水时期，而且那些洪水大到足够湮没阿尔卑斯那样的高山，那么在洪水退去之后，这些水究竟流到哪里去了？它们不可能凭空全部蒸发掉了吧？他们可不打算相信一颗大星球在邂逅地球之后，竟然“拐走了”大量的水。但他们也并没有能够解答出为什么鱼类的化石、贝壳类的化石跑到山顶上去。

这场争论持续了很久，也没有得出一个让大家都满意的结论。就在这个时候，“火成论”中出现了一个出色的地质学家郝顿。这位出生于苏格兰的地质学家是一位商人的儿子，一直过着不愁吃穿的富足生活，商人去世之后，他更是依靠着遗产过着绅士一般的生活。他曾在爱丁堡大学、巴黎大学以及荷兰的莱顿大学念书，先后学过化学和药物学，也接受了法学和医学教育，但他厌倦了这一切，转而学习农业，并且花费了很长一段时间在自家农场里进行各种古怪的农业科学实验，当然最后他同样厌倦了与牛羊打交道。

颇具讽刺意味的是，在务农期间，他并没有想出太多能够帮助农业生产的方法，更多时候，他却在细心研究土壤的成因，并对地质学产生了兴趣，所以在那之后他花了十四年的时间学习有关自然史的书籍，自学了矿物学和地质学。那时候，他自然也听说过“水成论”，但是却并不认同那些观点，而且在解释鱼类化石为什么出现在山顶上时，提出了一个很重要的推断：

既然岩石经过腐蚀会分解成土壤颗粒，而土壤颗粒被水流冲走了吗？而如果这个过程一直持续下去的话，整个地球的表面应该被冲刷得非常光滑才对，但事实上地球上有很多的丘陵和大山。这样一来就证明了水流并不是造成地球外貌的主要因素，一定有另外一种力量在支配这一切，它以某种强大的力量隆起和更新，制造了丘陵与大山。所以郝顿认为山顶上的海生物化石不是大洪水退去的时候留下的，而是在地球内部发生运动时，随着高山一起隆起时出现的。通过观察，他推测是地球内部的热量创造了岩石和大陆。

在苏格兰和英格兰，郝顿发现很多玄武岩和花岗岩都以岩枝和岩墙嵌入式的形态存在，并存在受热后变质的状况，所以他断言这些演示是岩浆冷却后的产物，或者说是地下火山的一部分。正因为如此，他猜测山脉也是地下火山的大量岩浆往上涌动的时候形成的。炽热的岩浆充斥整个地球内部，产生巨大的能量，就像瓦特的蒸汽机一样。

1785年，郝顿第一次将自己的观点写成论文，然后在爱丁堡皇家学会的会议上宣读，他提及了那种神秘的内部力量以及地球的断裂等词汇，结果在场的人纷纷表示头痛，根本没有人能够听懂这些稀奇古怪的话。执着的郝顿可不打算被一群“立场不一致”的人所干扰，随后他花了十年时间写了一本大书（分成两卷）。在书中，他一遍又一遍强调自己的观点，并且尽可能详细地进行描述和解释，最终书的内容多达一千多页。由此可见，书中的内容有多么繁杂和无聊，连他最好的朋友也无法想象这本书会有多少吸引力。

很显然，这一次郝顿弄巧成拙，也许这要归咎于他那些糟糕的文字整合能力和漏洞百出的思维能力，总之直到1797年他去世，他的观点也仍未被世人认可，直到他去世五年之后，他的好朋友约翰·普莱赛尔才想办法将他的著作进行消化和整理，并写成了《关于郝顿地球理论的说明》一书。约翰·普莱赛尔是爱丁堡大学的数学教授，但幸运的是他拥有不错理解能力和出色的文笔，这本书简洁优美，内容充实，成为了推动郝顿学说的重要助力。尽管在1807年成立的伦敦地质学会上，全部的十三位会员都是“水成论”的支持者，次年这个团队又增加了四个会员，但是只有一人表态支持“火成论”。但是随着越来越多的人理解和接受郝顿的思想，“火成论”慢慢成为了一个主流思想，并在延续了四十年之久的“水火”争论中占据了先机。

这一场争论有效推动了地质学的发展，尽管两个派别在争论中出现了喧闹和谩骂等一些不那么光彩的现象，但是这无碍于水火之争给地质学发展带来的积极效果，在那之后地质学开始逐步走向成熟——人们发现地球科学不能仅仅只依靠理论，还需要进行实验来验证，所以实验地质学很快应运而生，并且出现了一位伟大的奠基人——霍尔。

霍尔是一名地质学家、物理学家和化学家，早年曾在英国剑桥基督学院受教育，作为一名治学严谨的科学家，他并没有被自己的思维束缚。作为郝顿的好朋友，他早年支持“水成论”，不过他也并不盲目信任任何一种学说和观点，而是亲自去阿尔卑斯山和意大利的西西里地区考察，渐渐他发现郝顿的“火成论”似乎更能够说明地质问题。

实验、实验、再实验，这就是霍尔先生所坚持的准则，但凡遇到什么难以解释的现象，或者产生了某种疑问，他的第一个念头就是：实验。也正是因为本着这种出色的实验意识他对地质学有了一个更加深入的了解，而且他还准备帮助遭受非议的郝顿解围，在他看来，实验室里可以得出自己想要的很多东西。不过郝顿认为地质学的范围太广，实验室不可能完全验证所有的结果。

对于一个一门心思潜心做实验的人来说，这种劝告几乎不起任何作用。1790年的时候，霍尔在实验室中有了一个惊人的发现，他将绿色的结晶体（玻璃）高温熔化之后，进行冷却，获得了一些白色不透明的结晶物质，紧接着他又重新将这些白色物质进行熔化并冷却，结果又变回了绿色的物质。经过多次实验，结果依然如此。这个实验证明了什么呢？很显然，这可不是霍尔在做没完没了的游戏，而是从中得出一个结论：玻璃和结晶体物质是同一种物质，只不过在经历高温又被冷却之后改变了形态，而郝顿此前却认为两者是截然不同的物质。

霍尔并不打算就此停住脚步，所以他很快进行了另外一次重要的实验。这一次，他将一些暗岩石进行高温熔化，然后分别采用了快速冷却和缓慢冷却的方法，得出了结构相同但外形不一样的物质，由此他推断不同的冷却速度会造成岩石的迥异，而暗岩石就是岩浆缓慢冷却后的产物。

那时候，没有人会在实验室中挖掘地质学的真相，他们更喜欢单纯地做点化学小实验，像郝顿有事没事就喜欢在实验室里倒腾一下，但霍尔却将实验融入到地质学研究当中来。联想到他在苏维埃特纳和黎波里所观测到的熔岩装填，他根据实验结果进行了推测，认为岩墙之所以会出现内外不同的岩石结构，就是因为外面的冷却速度更快，而里面的冷却速度缓慢造成的。后来他将自己的实验成果写成了一本书——《关于暗色岩和熔岩的实验》，这引起了学术界的高度重视和评价。

作为致力于追随郝顿“火成论”的科学家，霍尔不断想办法验证好朋友的论断。在暗色岩实验之后六七年的时间里，他验证了郝顿关于“岩石挥发成分在低压下加热挥发，高压下加热保留”的论断，并且得出大理岩就是灰岩在高温高压下形成的结论。在经过高达五百次的实验之后，霍尔发表了《表明压力对改变热作用的影响的一系列实验的报告》，这本书的名字和他实验的时间一样长。

毫无疑问，霍尔用实验主义论证的方法有效验证了郝顿的学说，并且创造性地发展出了实验地质学，更有效地提升了“火成论”在学术界的威望。从某种意义上说，霍尔的实验为水火之争给出了最佳的答案。不过很快，质学家们再次蠢蠢欲动，一场新的争论拉开了序幕。

听起来，科学界就像是一场场政治斗争一样，总是有人要看另外的人不顺眼，但实际上任何一种科学争论无疑都是科学进步的表现，如果没有人提出质疑，没有人提出反驳，没有人对过去的理论知识推倒重建，那么科学就会沦为少数既得利益者的工具，而且时代也将不会获得进步。因此带着新的地质学发展的使命，“灾变论”和“渐变论”之争开始登上了历史舞台。

在18世纪晚期到19世纪初，很多探险家和地质学家习惯了在岩石层中敲敲打打，当然和之前他们在山顶上发现海生物化石不同的是，他们从各时代的地层中都发现了大量的各种形态的生物化石。通过古生物学家的认真研究，他们发现这些动物和现如今的一些动物有一些相似但是却又不同。很显然，这说明地球上曾经出现过一些现如今已经灭绝的物种。

这些发现带来了一个最直接的冲突，那就是很多人相信万物都是上帝创造的，但是上帝为什么要灭绝其中的一些生物呢？很显然，《圣经》根本解释不了这些动物化石。聪明的古生物学家为了不违背《圣经》，同时又确保能够对现有的古生物化石负责，他们提出了一种说法——“灾变论”。

当时法国地质学家乔治·居维叶是灾变论的主要代表人物，他通过实地考察和挖掘，发现了一个很重要的现象，那就是不同年代地层的化石截然不同，时代越近的地层中的生物化石和现代生物越相似。根据这种发现，他提出了一个观点：地层时代越新，其古生物类型也越进步；最古老的地层中并没有化石，直到后来才出现植物与海洋无脊椎动物的化石，然后又出现脊椎动物的化石；而在最近地质时代的岩层中，才出现了现代类型的哺乳类与人类的化石。这样的观点毫无疑问具有时代的进步性，令人赞赏的是，这些论点与近代地质古生物学和进化论的结论基本一致。

在这个发现的基础上，居维叶认为自然界曾经发生了全球性的大变革，而这种变革造成了生物类群的大绝灭，只有一些残存的部分经过发展与传播又形成了以后各个阶段的生物类群。这就是他所坚持的灾变论，很显然，在他看来，地球是一个脾气暴躁的家伙，在地质发展的过程中，发生了数次突如其来的灾害性变化，这些灾害的规模有可能非常大，例如全球性的洪水、海洋干涸、火山大爆发、大地震、气候变冷或者变热等。

居维叶接下来又发挥了自己的想象，认为每一次巨大的灾害性变化，都会造成生物大灭绝，然后这些灭绝的生物就沉积在相应的地层，并变成化石保存下来。依据《圣经》的指示，居维叶认为造物主（上帝）会在大灭绝后重新造物，但是由于物种种类繁多，或者说由于造物主记性不好，又或者他对这些事情还不那么上心，总而言之，他对于每个物种都具有什么样的形态和结构记的不是太清晰，所以只是根据原来的大致印象来创造新的物种。依靠这样的蹩脚而荒诞的理论，居维叶居然能够将不同时代的物种差别解释清楚，不得不说他是一个“天才”，至少在那个时候，有人愿意相信他的理论。

居维叶出生的时代正是法国大革命酝酿和爆发的时代，大家都在呼唤英雄的出现，科学界也是如此，聪明的居维叶当仁不让。当提出自己的想法和理论之后，居维叶还顺便作出了推断：地球上已发生过四次灾害性的变化。最近的一次是大约距今五千多年前的摩西洪水泛滥。这一次洪水几乎让生物被洗劫一空，然后上帝再次登场，创造出了新的物种。这些推断几乎毫无根据，一切更像是他对《圣经》的一次巧妙解读。

作为一个非常出色的生物学家，居维叶对于生物学的研究还是很有说服力的。比如，生物学中一直盛传一个故事，有一天晚上，一只毛茸茸的怪物闯入居维叶的家中，嘶叫着要吃人。正在睡梦中的居维叶睁开朦胧的睡眼一看，发现这头硕大的怪兽头上长角，有粗大的牙齿，铜铃似的眼睛，橙色的皮毛和铁锤般的巨蹄。可居维叶一点也不慌，躺下继续呼呼大睡。事实上，这些怪兽都是学生装扮的，他们本想吓唬他，但在居维叶看来，头上长角，脚上长蹄的动物肯定是食草动物，根本不会吃人，所以没必要害怕。

鉴于他的能力和权威，当他提出灾变论时，确实吸引了一大批的粉丝和拥趸，其中居维叶的学生欧文极力鼓吹灾变论，在法国产生了很大的影响，而且这种影响力扩散到了国外。不过仍旧有一批生物学家对居维叶的理论提出了质疑。其中居维叶的好朋友拉马克和圣提雷尔率先发难。1830年（这时拉马克刚去世不久），圣提雷尔与居维叶在法国科学院的会议上展开了长达六周的激烈辩论，这场辩论的激烈程度是前所未有的。

而这一次的争论并没有让居维叶的理论得到进一步的宣扬，反而让更多的质疑者站了出来。其中英国地质学家莱伊尔以更为理性的方式对灾变论提出了质疑。事实上，居维叶的灾变论具有以下三个特点：剧烈而短暂的突变造成了地球外部的面貌；地球目前的形态和生物分布源于五六千年前的大洪水；地球经历多次灾变，而每一次都有新物种被创造出来，现在的物种并不一定就是已经灭绝了的物种的延续。

莱伊尔可不觉得地球的变化是短暂时间内发生的，地球的变化应该是一个长期而缓慢的过程，包括生物的进化也是一样，古今物种之间具有某种联系。与此同时，仅仅以五六千年来描述地球的变化，这显然不够严谨。他认为：“把几百万年误认为是几千年，并且根据这类虚假的前提作出逻辑推论，那么除了承认自然界曾经经历了一次彻底大革命之外，不可能得出其他结论。”依靠着理性的、思辨的思维，他形成了自己的学说——“渐变论”，而且将其观点详细地写入《地质学原理》中。

渐变论的出现使得地质学变得更为理性，而灾变论与渐变论的争议也为地质学进入科学时代奠定了基础。