《万物简史》（一）

吴砺

                                          《万物简史》（一）

    翻阅《万物简史》／（美）比尔·布莱森著；严维明，陈邕译，——南宁：接力出版社， 2005年2月第1版 2017年9月第2版    印次 2018年1月第40次印刷

看了这本书的序言，我想起十年前我也想写两本科普书，一本是关于半导体泵浦激光器，一本是光通讯无源器件。写了一个开头，就停下来了。一是我的理论水平太差，二是我没有找到学生愿意当助手。

我原来构想写一本中学生和大学生可以阅读的内容，我想用文学语言表达来表达。想法是不错，只是若要做到这一点，则是要几年全部的业余时间……

说到底，我最终还是不愿牺牲自己有限时间，做一件我并没有绝对把握的事……尽管我觉得自己有信心，但是我觉得其价值比不上我写点散文随笔……于是，放下了……

    或许等到我有一天，我觉得自己写出了自己满意的散文集后，我再回过头来试试看……我相信若是真完成了这两本科普知识书，绝对可以反过来带动自己的散文集的影响力……

现在还不是写科普书籍的时候……

这本书一开始就是“出言惊人”，

“欢迎，欢迎。恭喜，恭喜。我很高兴，你居然成功了。我知道，来到这个世界很不容易。事实上，我认为比你知道的还要难一些。

首先，你现在来到这个世界，几万亿个游离的原子不得不以某种方式聚集在一起，以复杂而又奇特的方式创造了你。这种安排非常专门，非常特别，过去从未有过，存在仅此一回。在此后的许多年里，（我们希望）这些小粒子将任劳任怨地进行几十亿次的巧妙合作，把你保持完好，让你经历极其愜意而又通常未被充分赏识的状态，那就是生存。

为什么原子这样自找麻烦，这还搞不大清楚。形成你，对原子来说并不是一件心旷神怡的事情。尽管组成你的原子如此全神贯注，它们其实对你并不在乎——实际上，它们甚至不知道你的存在。它们甚至也不知道自己的存在。它们毕竟是没有头脑的粒子，连自己也没有生命。（要是你拿起一把镊子，把原子一个一个从你的身上夹下来，你就会变成一大堆细微的原子尘土，其中哪个原子也从未有过生命，而它们又都曾是你的组成部分，这是个挺有意思的想法。）然而，在你的生存期间，它们都担负着同一个任务：使你成为你。

原子的心思很活。它们的献身时刻倏忽而过——简直是倏忽而过，这是个坏消息。连寿命很长的人也总共只活大约65万个小时。而当那个不太遥远的终结点或沿途某个别的终点飞快地出现在你眼前的时候，由于未知的原因，你的原子们将宣告你生命的结束，然后散伙，悄然离去成为别的东西。你也就到此为止。

不过，这事还是发生了，你可以感到高兴。总的来说，据我们所知，这类事情在宇宙别的地方是没有的。这的确很怪，原子们如此大方、如此协调地聚集在一起，构成地球上的生物，而同一批原子在别处是不肯这么做的，不说别的，从化学的角度来说，生命真是太普通了：碳、氢、氧、氮、一点儿钙、一点儿硫，再加上一点儿很普通的别的元素——在任何普通药房里都找得着的东西，这些就是你的全部需要。原子们唯一特别的地方就是：它们形成了你。当然，这正是生命的奇迹。”P’’002

这种表述方式让我吃了一惊——这是极有想象的语言，也是发自作者内心的惊叹……

我看到第六页，发现作者的文字表达的魅力……我现在怀疑自己要写的科普书籍，是否能够写得同样有趣味性……作者号称自己不懂科学，但是这本书中译本对作者介绍，说他当过杜伦大学校长。或许没有做科学家，从文科的角度表达科学史上的观点，这反而会是天生的优势，若是做科学研究的，反而是不易向普通读者表达清楚……

我记不清是美国还是英国的博士论文答辩，一定要请一位其他领域专家参加评审和答辩……

这本书真是每页都精彩……一个人花五年时间，在全世界跑和请教，写这样雄心勃勃的作品……写一本大众的作品的科学史和科学简史，这对一个文科生，实在是巨大而艰巨的任务……我想象不出来，中国现在谁会写出同样文学水平的科学史的书籍……

“如今，天文学家可以办到最令人瞠目的事。要是有人在月球上划一根火柴，他们能看到那簇火焰。根据远处星星最细微的搏动和抖动，他们能推算出行星的大小和性质，甚至潜在的适于栖居的可能性，而这些行星可是远得根本看不见的啊——它们如此遥远，我们乘宇宙飞船去那里也要花50万年。他们能用射电望远镜捕捉到一丝一毫的辐射，而这种辐射是如此微弱，自开始采集( 1951年）以来，所采集到的来自太阳系之外的全部能量，用卡尔·萨根的话来说：‘还不到一片雪花落地时所产生的能量。’”P011

“实际上，距离是那么遥远，无论如何不可能按比例来画太阳系图。即使你在教科书里增加许许多多折页，或者使用长得不得了的标语纸，你也无法接近这个比例。在一张成比例的太阳系图上，如果将地球的直径缩小到大约一粒豆子的直径，土星便会在300多米以外，冥王星会在2.5 公里外的远处（约为一个细菌的大小，因此你怎么也看不见它）。按照同样的比例，离我们最近的恒星比邻星会在1.6万公里以外。即使你把一切都加以缩小，使土星像英文的句点那么小，冥王星不超过分子的个儿，那么冥王星依然在1 0多米以外。”P016

“原子还不可思议地长寿。由于原子那么长寿，它们真的可以到处漫游。你身上的每个原子肯定已经穿越几个恒星，曾是上百万种生物的组成部分，然后才成为你。我们每个人身上都有大量原子；这些原子的生命力很强，在我们死后可以重新利用；在我们身上的原子当中，有相当一部分——有人测算，我们每个人身上有多达10亿个原子——原先很可能是莎士比亚身上的原子，释迦牟尼、成吉思汗、贝多芬以及其他你点得出的历史人物又每人贡献10亿个原子。（显然非得是历史人物，因为原子要花大约几十年的时间才能彻底地重新分配；无论你的愿望多么强烈，你身上还不可能有一个埃尔维斯·普雷斯利的原子。）”

“因此，我们都是别人转世化身来的——虽然我们都是短命的。我们死了以后，我们的原子就会天各一方，去别处寻找新的用武之地——成为一片叶子或别的人体或一滴露水的组成部分。而原子本身实际上将永远活下去。其实，谁也不知道一个原子的寿命，但据马丁。里斯说，它的寿命大约为1035 年——这个数字太大，连我也乐意用数学符号来表示。

而且，原子很小——确实很小。50万个原子排成一行还遮不住一根人的头发。以这样的比例，一个原子小得简直无法想象。不过，我们当然可以试一试。”P104

“随着物理学家建造越来越大、越来越雄心勃勃的机器，他们发现或推断出似乎永无穷尽的粒子或粒子族：π介子、u介子、超子、介子、K介子、希格斯玻色子、中间矢量玻色子、重子、超光速粒子。连物理学家都开始觉得不大舒服。‘年轻人，’当有个学生问恩里科，费米某个粒子的名字的时候，他回答说，‘要是我记得清这些粒子的名字，那我早就当植物学家了。’”p125

我上大学的时候，对大学教材中抽象的概念，完全缺乏理解力和接受能力……我真觉得自己像一只狗，听人类在讲孔夫子的《论语》，我最后只是像警犬一样被训练做自己并不理解的机械动作，照葫芦画瓢地做习题解答，稀里糊涂地混毕业了……

读这本书，使我这个学物理的再次觉得自己是现代粒子物理学的门外汉……这本让我不断赞叹的作品，使我意识到：自己想要多读书，像是一只站在海边想要把海水全部喝进肚子里的傻狗二哈……现代的人类知识真的是无边的大海啊，想通过多读书多了解这个世界，或许是一种痴心妄想……

知不可为而为……我猜想一个真正热爱读书的人，或许在临终前最后的遗言应当是：上帝你别着急，让我再看完这几本书，再带我走……

将这么广泛的领域，用这么生动的语言描述，这样的作者真的应当获得诺贝尔文学奖……文学作品奖，并不一定要仅仅是虚拟现实作品……将科学史及近现代科学这样枯燥的事情，讲得如此有趣，这有一种语言天赋，还有作者的思维模式和把科学上数量级以形象的比喻的表达方式……

或许我真的应该曲线救国，尝试写作两本出色的科普书籍。我应该有这本作者的想象力，把我过去微信里笑话大学同学们的歪才，用这类书籍来，或许可以变废为宝……

中译本中的“关于作者”：

“比尔·布莱森，1953年出生于美国艾奥瓦州，后定居英国，曾任职于《泰晤土报》与《独立报》，也为《纽约时报》《国家地理杂志》等刊物撰文。2005 年，他被国久负盛名的杜伦大学的校长。2006 年 12月，为表彰他在文学上的杰出贡献，英国女王伊丽莎白授予他大英帝国官佐勋章(OBE)。2013 年，布菜森被选为英国皇家学会荣誉院士。

布莱森擅长用不同的眼光来看待他所游历的世界，他的尖刻加上博学，让他的文字充满了幽默、机敏和智慧，使他成为‘目前活在世上的最有趣的非虚构类作家’（《泰晤士报》）。”

吴砺

2020.1.5

附《万物简史》摘录：

“学生时代的我一直不擅长科学课，  虽然大多数时候我都努力想学好它，但是我似乎不具备那种头脑。在我的绝大多数科学课上，除了一位老师用龙飞凤舞般的板书嘎吱嘎吱飞快地将黑板写得满满的，几乎没留下任何别的印象。每当老师一转身将一个公式或方程写在黑板上，我已是一头雾水了。

我还记得，各式各样的神秘符号包含着一连串令人眼花缭乱的信息，可是那些人竟然能弄明白它们。每当想到这一点时，我总是觉得不可思议，真的太不可思议了。遗憾的是，我不是那些人当中的一个。

不过我依然对科学着迷——它能告诉我们我们是谁，我们来自何方，我们去往何处；作为一个物种，如果我们想继续生存，我们必须做些什么。我坚信在某种程度上，我一定可以和科学结缘，欣赏它的成就，  而不至于陷入公式和方程以及其他令人犯难的技术性东西的泥沼。

这本书就是这样一种信念的结果。它是我为探究我们的世界及环绕着它的宇宙从创立之初一直到今天的发展历程所做的尝试。有大约4 年时间，除了设法理解科学及其成就，我几乎没做别的任何事情。我游历了五大洲十一个国家，阅读了许许多多的书 籍、杂志、手稿和专著，  向许多世界领先的研究机构不同学科的极为友善而又耐心的专家请教了无数问题。

我心里没有任何特别的结论，没有别的什么企图或任何类似的东西，我只是尽可能地让更多的有趣的信息塞满我那空 空如也的心。让我尤其感兴趣的事情之一是科学家们是怎样解决问题的。他们怎么知道 3亿年前大陆在哪儿，或者太阳表 面有多热，或者基因核心的情况，或者宇宙在最初3分钟发生了什么？他们怎么能知道宇宙起始于最初3分钟的大爆炸，而不是一直以来就在那里？是哪个人把这些事情弄清楚的？因此这本书在某种程度上就变成了一次探寻之旅，不仅要探寻我们知道些什么，并且要探寻我们是怎么知道的。

你可以想象得到，我学到了许多，  同时，令我羞愧难当的是，我也在几乎一开始的时候就忘掉了许多。但是，有一个基本却又非常深刻的事实自始至终与我相随，那就是：宇宙里的每件事物都是令人惊叹的——万物皆然。

我希望读完本书之后，你也会产生同样的感觉。P’002

2∞3 年 5月，《万物简史》（爿 Short History of Nearly Everything）在美国出版，旋即在欧美各国引起极大轰动。不仅连续数十周高居《纽约时报》《泰晤士报》畅销书排行榜最前列，而且还进入了2003 年底由亚马逊网站评出的年度十大畅销书之列，在年度科学类图书畅销书排行榜中，本书更是勇夺桂冠。当然，市场的反应并不能完全证明一本科普读物的价值，更让我感兴趣的是学术界和新闻界的评价。牛津大学教授、国际理论和应用化学联合会会长彼特，阿金斯称，《万物简史》“可以跻身于最引人入胜的图书之列”；国际知名科学家、澳大利亚南澳大利亚州科学委员会主席提姆，弗兰纳里认为本书是“一部具有里程碑意义的作品”；《出版商周刊》评价说“科学从未如此引人入胜，我们所居住的世界也从未如此充满了惊奇和美妙”；《纽约时报》则认为《万物简史》“似乎注定要成为一部现代科普著作的经典”。2004 年初，本书又被权威的美国《科学》杂志评选为2003 年度最佳科学著作之一。同年 6月，本书夺得了世界最著名的科普图书大奖安万特（Aventis）奖。据我所知，该奖项由英国皇家学会创立于1988年，每年颁发一次，自2000 年开始才 由赞助商安万特公司冠名。此前的获奖者包括著名的理论物理学家斯蒂芬。霍金和进化论学者史蒂芬，杰，古尔德。本届安万特评委会主席罗伯特。温斯顿在《万物简史》获奖祝词中说夕这部雄心勃勃的著作，通过一种富于智慧和极易理解的方式，将科学与最广大的潜在读者联系在了一起。“P’004

物理学家利奥·西拉德有一次对他的朋友汉斯，贝特说，他准备写日记：“我不打算发表。我只是想记下事实，供上帝参考。”

“难道上帝不知道那些事实吗？”贝特问。

“知道，”西拉德说，“他知道那些事实，可他不知道这样描述的事实。”

——汉斯·克里斯琴·冯·拜耳《征服原子》P000

不管怎么说，我写本书的最初灵感，来自我在念小学四、五年级时有过的一本科普读物。那是20世纪50 年代学校发的一本教科书——乍一看去，皱皱巴巴，招人生厌，又笨又重，但书的前几页有一幅插图，一下子把我迷住了：一幅剖面图，显示地球的内部，样子就像你拿起一把大刀，切到行星里面，然后小心翼翼地取出一块楔形物，代表这庞然大物的大约四分之一。

很难相信，我以前怎么从没有见过这类插图，我记得完全给迷住了。我的确认为，起初，我的兴趣只是基于一种个人的想象，美国平原上各州川流不息的车流毫无提防地向东驶去，突然越过边缘，从中美洲和北极之间一个6 000多公里高的悬崖上一头栽下，但我的注意力渐渐地转向这幅插图的科学含义，意识到地球由明确的层次组成，中心是一个铁和镍的发热球体。根据上面的说明，这个球体与太阳表面一样灼热。我记得当时我无限惊讶地想：他们是怎么知道的？

我对这个信息坚信不疑——我至今仍然容易像相信医生、管道工和别的神秘信息的拥有者那样相信科学家的说法——但是，我无论如何也无法想象，人的脑子怎么能确定在离我们几千公里下面的地方是个什么样子，是由什么构成的，而那可是肉眼根本看不见、X射线也穿不透的呀。在我看来，那简直是个奇迹。自那以后，这一直是我对待科学的态度。P’’004

接着，很久以后——我想大约是在四五年之前——我正做一次飞越太平洋的长途旅行，我漫不经心地朝飞机的舷窗外望去，只见一轮皓月挂在天空，下面是洒满银色月光的一望无际的海洋，突然，一种强烈的不安感涌上我的心头，足迹遍及世界各地的我，对于自己长期以来置身其间，而且这辈子也只能生活于其间的地球，竟然是那样缺乏了解。比如，我不知道为什么海水是咸的，而五大湖的湖水却是淡的。我一点儿也不知道。我不知道随着时间的过去，海水会变得越来越咸，还是越来越淡，不知道海水的咸度是不是我该关心的问题。（我很乐意告诉你，直到 20世纪70 年代，科学家们也不知道这些问题的答案。他们只是悄悄地议论这些事。）P’’005

我当然估计到，你希望创建一个会膨胀的宇宙。不过，要是你愿意创建一个比较老式而又标准的大爆炸型宇宙，你还需要别的材料。事实上，你需要收集现有的一切东西——从现在到宇宙创建之时的每个粒子——把它塞进一个根本谈不上大小的极小地方。这就是所谓的奇点。

无论哪种情况，准备好来一次真正的大爆炸。很自然，你希望退避到一个安全的地方来观察这个奇观。不幸的是，你无处可以退避，因为奇点之外没有任何地方。当宇宙开始膨胀的时候，它不会向外扩展，充满一个更大的空间。仅有的空间是它一面扩展一面创造的空间。

把奇点看成是一个悬在漆黑无边的虚空中的孕点，这是很自然的，然而是错误的。没有空间，没有黑暗。奇点四周没有四周。那里没有空间供它去占有，没有地方供它去存在。我们甚至无法问一声它在那里已经多久一它是刚刚产生的，就像个好主意那样，还是一直在那里，默默地等待着合适的时刻的到来。时间并不存在。它没有产生于过去这一说。

于是，我们的宇宙就从无到有了。

刹那间，一个光辉的时刻来到了，其速度之快，范围之广，无法用言语来形容，奇点有了天地之大，有了无法想象的空间。这充满活力的第一秒钟（许多宇宙学家将花费毕生的精力来将其分割成越来越小部分的1秒钟）产生了引力和支配物理学的其他力。不到 1分钟，宇宙的直径已经有] 600万亿公里，而且还在迅速扩大。这时候产生了大量热量，温度高达100亿摄氏度，足以引发核反应，其结果是创造出较轻的元素——主要是氢和氦，还有少量锂（大约是1 000万个原子中有1个锂原子）。3分钟以后，98%的目前存在的或将会存在的物质都产生了。我们有了一个宇宙。这是个美妙无比的地方，而且还很漂亮。这一切都是在大约做完一块三明治的时间里形成的。P004

我要说，到目前为止，一切都恰到好处。从长远来说，引力也许会变得稍  g强一点；有朝一日，它可能阻止宇宙膨胀，让自己将自己压瘪，最后坍缩成又一个奇点，整个过程很可能重新开始。另一方面，引力也许会变得过弱，那样的话，宇宙会永远地膨胀，直到一切都互相远离，不再可能发生实质性的相互作用，于是宇宙就成为一个非常空旷呆滞而又没有生命的地方。第三种可能是，引力恰如其分——一就是宇宙学家们所谓的“临界密度”——它把宇宙控制在一个恰当的范围，使事物永远继续下去。宇宙学家有时轻浮地把这称为“金发姑娘效应”一一切都处于恰如其分的状态。（需要说明的是，这三种可能出现的宇宙分别叫作封闭式宇宙、开放式宇宙和扁平式宇宙。）

大家迟早会想到一个问题，那就是，假设你来到宇宙边缘，把头伸出帘幕，那会发生什么？你的头会在什么地方，要是它不再处于宇宙中的话？你会看到对面是什么？回答是令人失望的：你永远也到不了宇宙的边缘。倒不是因为去那里要花很长时间——虽然没错，的确要花很长时间——而是因为，即使你沿着一条直线往外走，不停地坚持往外走，你也永远到不了宇宙的边缘。恰恰相反，你会回到起始的地方（到了这种地步，你很可能会灰心丧气，放弃这种努力）信其原因是，按照爱因斯坦的相对论（我们届时将会讲到），宇宙是弯曲的。至于怎么弯曲，我们也不大能想象出来。眼下，你只要知道，我们并不是在一个不断膨胀的大气泡里飘浮，这就足够了。确切点说，空间是弯曲的，恰好使其无限而又有限。恰当地说，甚至不能说空间在不断膨胀，这是因为，正如诺贝尔奖获得者、物理学家史蒂文·温伯格指出的：“太阳系和星系并没有在膨胀，空间本身也没有在膨胀。”倒是星系在飞速彼此远离。这对直觉都是一种挑战。生物学家J.B.S.霍尔丹有一句名言：“宇宙不仅比我们想象的要古怪，而且比我们可能想象的还要古怪。”

吴砺

2020.1.5