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入选《每日电讯报》《泰晤士报文学增刊》2015年度好书

荣获2016年度科学和医学网图书奖、作家基金会奖

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中国科学院院士欧阳自远、汪景琇，国家天文台研究员苟利军、崔峻、李然，国家天文台首席研究员刘继峰等倾情推荐

《宇宙简史》是一本开创性的作品，它改变了我们对于我们是什么、我们从何而来，以及我们为何存在的理解。

人类是一个加速宇宙进化过程的未完成的产物，在这个过程中，原始的能量和物质在宇宙开始的时候相互作用并结合产生越来越复杂的事物。到目前为止，已知特别复杂的事物就是人类。

独特的是，人类仍在进化—不是身体上的，也不是基因上的，而是精神上的。而我们将决定我们未来的进化。

大爆炸理论与观测证据相矛盾，而目前的宇宙学模型只是推测，而不是科学。

合作，而不是达尔文的竞争，导致了物种的进化。

人类既是哲基尔也是海德—我们继承了先人在竞争和侵略方面的本能，而我们的自我反思意识促使了越来越多的合作和利他主义行为。

过时理论的强化，就像自私的基因，成为阻碍进步的教条，并且不利于公众对科学突破的理解。

与其他有关人类进化的书相比，《宇宙简史》更广泛地描述了目前的科学思维。这本书提出，专业的科学领域可以真正告诉我们我们是什么，宇宙是如何开始的，以及我们人类是如何进化成为地球上如此重要的角色的。

内容简介

虽然专业科学领域发展速度异常迅猛，但是关于宇宙如何开始和我们人类是如何进化成为地球主导等问题，它们究竟能告诉我们多少呢?约翰·翰兹雄心勃勃的任务就是将这些科学知识汇集起来，对关于物质、生命、意识和人类的起源的理论和证据进行无偏的评议。这部惊人之作为宇宙暴胀、暗能量、自私基因和神经遗传决定论提供了特别全面而前沿的解释。本书以尽可能清晰的文字，将确实成立的理论与推测区分开来，并检查了弦理论等不同领域的断言，从而得到一个统一的理论。在这样的过程中，它对已经僵化成教条的那些宇宙学、生物学和神经科学分支的正统观点提出了挑战。作者惊人的分析揭示了合作、复杂性和趋同性的潜在模式，而这种模式恰好导致了人类独特的自我反思意识的出现，使我们能够确定未来的进化方向。这部开创性的著作注定要成为科学思维的经典之作。

作者简介

（英）约翰.翰兹

伦敦大学学院研究员，毕业于伦敦大学。通过10多年的大量研究，致力于不偏不倚地评估科学理论，从而挑战目前在宇宙学、进化生物学和神经科学领域的正统理论。在10多年的调研和写作过程中，与众多专业领域的专家密切合作，以追寻人类生命的演化与发展，展开对人类自身意义的追问。该书被众多国际知名媒体称为“一部无价的集大成的经典”。

精彩书评

我们是什么？为什么我们会在这里？这样的问题已经深深吸引着人类至少25000年的时间。在大部分时间里，我们都凭借超自然的信念来思考上述问题。大约3000年前，人们开始通过哲学认知和推理来寻找答案。就在150多年前，查尔斯·达尔文的《物种起源》开启了一种截然不同的途径，即采用自然科学的经验方法，使我们认识到人类是生物演化的产物。大约50年前，宇宙学家们得出结论，组成我们的所有物质和能量都起源于一场大爆炸，正是这场大爆炸创造了宇宙。大约30年前，神经科学家们开始证明，我们所见、所听、所感、所想的事物都与我们大脑中不同部位的神经活动有关。

这些伟大的科学成就之所以能够取得，都依赖于技术的进步，而这种技术进步使得数据量呈指数型增加。这进一步促使科学的不同分支变得的狭窄和深入。如今人们探查演化树分支上的一片片树叶，研究我们是什么、从哪里来，以及为何而存在。已经不会再有人退回到从前的方法了。

人类进行这番探索的目的是为了弄清楚：通过系统地观测或实验的手段，在人类是怎样起源和演化、如何区别于其他动物这些问题上，科学究竟能够给出怎样的答案。

在本书中，笔者将分四个部分来逐步回答以上问题。开始部分讲述科学如何解释物质和能量的出现和演化，正是物质和能量组成了我们；第二部分从同样的角度讲解生命的出现和演化，因为我们是有生命的物质；第三部分阐述人类的出现和演化；而第四部分将会关注是否确切存在一致性的模式，能够得到总体性的结论。

在每一部分中，笔者都会把“我们是什么”这一中心问题分解为相关领域的专家所研究的子问题，从各个领域中已被学术界所认可的刊物中寻找答案。这些答案已经被实验所验证，而不仅仅来自于猜测或者信念。进而就能看出是否存在某种明显的模式，可以得到某种结论。只有当这种方法无法给出满意的解释时，笔者才会考虑假设、猜测以及其他方式（例如直觉）是否存在合理性。

笔者询问了不同领域的专家，以检查书稿中的错误、遗漏以及不合理的结论。致谢中列出了这些专家的名字。

笔者在每一章的结尾处都把结论列举出来，这样读者即使想跳过技术性的段落，也可以直接看到结论。

“我们是什么”这个问题，早在笔者还是个学习自然科学的本科生时就产生了兴趣。除了作为合作者参与了两项研究，撰写了一本社会科学的书，以及在开放大学做了四年的兼职物理助教以外，笔者并没有接受过成为一名科学家所需的锻炼，因此从这个意义上说，笔者并没有资格胜任这个工作。但是从另一方面来说，至今也很少有专业的研究者会把相关的知识拿到所从事的专业领域之外。

笔者预料到很多专家都会觉得我在他们的领域写得不够详细，果真如此的话我提前恳求谅解。我写的是书，不是图书馆，因此必要的时候需要概括性地总结一下我们的目标是否达到了。这个目标就是：揭示人类演化的总体图像，了解我们是什么，以及为什么在这里。

尽管笔者已尽其所能努力改正书中的错误，在一些细节上仍然会有缺陷，笔者为此承担全部责任。有些结论可能已经被新的但是还未发表的研究成果所刷新了，但这恰恰是科学不断进步并且区别于信仰的地方。笔者希望这本书能够提供一个大致的研究框架，其他人可以在此基础上进一步完善和发展。

但是，世界上的大多数人并不接受我们是自然演化过程的产物这一观点。他们信奉若干关于人类起源的神话传说。因此，笔者会首先单辟一个章节介绍一下这些神话，以及为什么它们在科学诞生之后还能传承近500年的时间，还有这些神话对科学思想产生的影响。

很多不同观点之所以产生，是由于不同的人使用同样的词语来表达同样的事物，并且这些词语的含义还在随着时间而改变，在不同的文化环境中还各不相同。为了尽可能避免误解，笔者在开始使用某个语义模糊的词语时都准确给出了所要表达的意思。

首先需要定义的词就是“科学”。它来自拉丁语的“scientia”，意思是知识。不同种类的知识是用不同的方式取得的，或被号称“取得”的。大约从16世纪开始，科学一词开始指代通过观测和试验的手段获得的关于自然界的知识，这里的自然界既包括无生命的世界也包括有生命的世界。这一点有别于单单通过理性、领悟，或者神的启示所获得的知识。因此，“科学”一词的定义必须包含获取知识的方式。我们目前对于科学的理解可以总结为：

科学：通过使用系统的、可测量的观测或者实验手段，来理解和解释自然现象，并在借此所获得的知识的基础上采用推理的方式，得到可验证的定理，做出预言或追溯。

追溯：过去已经发生但是被后来的科学定理或理论所推断或预言的结果。

科学的目的是总结出定理或者更具一般性的理论，来解释一种现象体系中恒定不变的行为。我们将它应用于体系中某个特定的现象，用该定理或理论来预测其未来的结果。例如，在移动物体的体系中，我们用牛顿运动定律来预测在特定环境下将某支火箭点燃后会发生什么。

科学还可以告诉我们过去发生的事情。例如，通过板块构造理论，我们可以推断出在南美洲的东海岸和南非的西海岸可以找到相似的化石，这些化石起源于大约2亿年前一块名为“盘古”的超级大陆，后来这块大陆断裂成了南美洲和非洲大陆。

自从18世纪开始，对于自然现象的研究将人类及其社会关系也包括在内。19世纪这些领域发展出来的科学方法导致了社会科学的诞生，它涵盖了考古学、人类学、社会学、哲学、政治学，甚至历史学。在第三部分里，我会介绍这些领域的相关发现。

有些人将数学也视为一门科学，但是数学的研究领域超出了自然现象的范畴，并且数学理论有时候无法被实验验证。因此笔者认为好把数学当作一门语言，这门语言是某些科学，特别是其中的定律所表达的方式。

在科学中，“理论”一词比在一般情况下有更加具体的含义。即便在科学中也经常笼统地使用“理论”和“假设”两个词，因此把二者区分开来。

假设：为解释一种或一类现象，以及为了在此基础上进一步研究所提前建立的暂时性的理论，通常是对不完整的证据进行检查后，通过领悟或者归纳性的推理所提出的，必须是能够被证伪的。

把可证伪性作为评判标准是科学哲学家卡尔·波普尔提出的。这个标准在实践中可能不是那么直观，但是如今大多数科学家都接受了这个原则，那就是：必须依靠能够将其证伪的实践检验，才能把科学假设与主观臆测或信仰区分开来。

理论：对于某一类现象的解释，这种解释已经被大量的独立实验或观测所证实，对于此类现象能够做出精确的预测或者追溯。

现象的范围越广，科学理论的作用也就越大。由于科学是随着新证据的发现、新思想的应用而不断进步的，因此一个科学理论可能会被不断修改，或是被相悖的证据所推翻，但是永远无法被绝对证明。尽管如此，一些科学理论被普遍认为是坚固可靠的，例如，地球是宇宙中心、太阳和其他星球围绕地球旋转的理论已经被推翻了，而地球围绕太阳转的理论已经被大量的观测和精准的预测所验证，已经成为普遍接受的事实了。但即便如此，事实或许并不总是这样。大部分研究都预测，50亿年后太阳很有可能将会膨胀为一颗巨大的红星，进而把地球彻底烧毁。

任何研究都会受到先入为主的信念的严重影响。笔者从一出生开始就受到天主教的教育，后来成为一名无神论者，现在则是一名不可知论者。笔者在有神论、自然神论或唯物主义方面都没有任何先入为主的信仰。抱歉，笔者真的不知道这些。这正是激发我们从科学证据的角度探索我们是什么、会成为什么的动机之一。我邀请读者抱着开放的心态，和我一起开启这趟探索之旅。

目录

本书评论

中文版作者序

推荐序一

推荐序二

推荐序三

第一部分 物质的出现和演化

第一章 探索

第二章 关于起源的神话传说

第三章 物质的起源：科学界普遍认可的理论

第四章 主流科学理论无法解释的现象

第五章 其他宇宙学假说

第六章 宇宙学作为一种解释性手段所

第七章 宇宙学假说的合理性

第八章 物质在大尺度上的演化

第九章 物质在小尺度上的演化

第十章 物质演化的模式

第十一章 关于物质起源和演化的反思

第二部分 生命的起源和演化

第十二章 适宜生命存活的星球

第十三章 生命

第十四章 生命的诞生1：证据

第十五章 生命的诞生2：假说

第十六章 关于生物进化的科学观点的

第十七章 生物进化的证据1：化石

第十八章 生物进化的证据2：现有物种

第十九章 生物进化的证据3：现有物种

第二十章 人类血统

第二十一章 生物进化的原因：当前的

第二十二章 互补和竞争性假设1：

第二十三章 互补和竞争性假设2：

第二十四章 意识的演化

第二十五章 关于生命出现及演化的反思

第三部分 人类的出现和演化

第二十六章 人类起源

第二十七章 人类进化1：原始思维

第二十八章 人类进化2：哲学思维

第二十九章 人类进化3：科学思考

第三十章 人类的独特性

第三十一章 人类诞生与进化的结论

第四部分 宇宙过程

第三十二章 科学的局限

第三十三章 关于宇宙的进程作为人类

致谢

译后记

注释

参考文献

精彩书摘

本书内容的主要观点：

1. 几乎可以肯定科学的经验学科永远无法解释构成我们的物质和能量的起源。

2. 原初物质能量很可能包括随着膨胀及物质凝结失去能量（即冷却）的高能密度等离子体。如果是这样，物质会越发复杂。在可观测的宇宙尺度上，混沌的等离子体冷却并形成一个分层次的旋转结构，包括太阳系、星系、星系团、超星系团以及被空洞分隔的超星系团片构成一个复杂的整体。在微观尺度上，基本物质粒子组合形成更为复杂的氢核，继而形成更复杂的95种自然界存在的元素核。这些核与电子结合并进一步形成更加复杂的原子，以及在外太空以及陨石中已经发现的可由多达13种原子组成的分子。

3. 经过大约46亿～40亿年的时间，围绕着刚刚点燃的太阳的物质碎片组合形成了地球，而在这个物质聚集体的表面诞生了生命。人们提出了几种猜想来解释，很可能在地球形成的最初5亿年时间里，多达13种原子组成的无生命分子组合形成了最简单的独立生命形式，以及它们的复杂性、大小、变化的结构和功能。然而，由于地质过程已经不可挽回地破坏了证据，科学已经无法解释生命的出现，正如它无法解释物质的诞生一样。

4. 尽管边界是模糊的，生命的诞生——一个封闭实体对其内部及环境变化的适应能力、从环境中吸取能量和物质的能力以及将这些能量和物质转化为包括维持其自身生存的内部运转活动的能力——标志着从无生命物质到有生命物质的质变，而不仅仅是简单的变化。

5. 虽然证据尚不确凿，但是极有可能生命只在地球上出现了一次，而地球上所有的生命体都从这一次事件进化而来。

6. 极有可能一些最早期的生命形式为了共同生存进行的积极合作引发了它们的合并，并产生了生命的不同分支，其中大部分又进一步分成了更复杂的物种。

7. 种类越来越多的物种在星球表面蔓延并占据有利于维持它们生存和繁衍后代的栖息地。它们形成了无生命的地球圈之上的生物层。

8. 争夺资源的竞争、破坏性的基因突变和导致优良栖息地消失的快速环境变化引发了物种灭绝。

9. 基因、基因组、细胞、组织、器官和生物体层次的合作引发了更复杂的物种进化。

10. 动物分支的特征包括运动性，复杂性增加的有性繁殖，以及能够对内外部刺激感知并反应的中枢神经系统。这三个因素导致动物分支在进化树上的分化和融合。

11. 伴随着形态复杂性的增加和神经系统的中心化，物种的进化与这些物种的意识出现有关。

12. 有一例外，幸存的进化分支随着最后物种的进化停滞而终结，并因为环境的往复变化产生一些微小的、可逆的形态变化。

13. 这一例外就是人类，他们的意识已经上升到了解自己：其成员不仅知道而且探根究底；更为独特的是，他们拥有可以反思自己和自己作为宇宙的一部分的能力。

14. 由于无法弥补化石和其他证据的缺乏，几乎可以肯定科学永远无法确切地解释人类是在何地、何时以及如何出现的。这很有可能发生在非洲，虽然不一定是在东非，并且至少在4万至1万年前或者更早的时候就完成了。这极有可能是由于气候的波动造成的，这次波动引起了栖息地的变动，促使更多的创造和发明出现，并且由于生存竞争使合作的益处得以彰显。杂交或全基因组复制可能在这一革命性变化中起到了重要的作用。

15. 这似乎是一个系统出现的例子，当发明、创造和交流等因素的相互作用产生了一个新的更高层次的反思意识时，会引起较低发展程度的群体的转变以及包括想象、信仰、预言、抽象和道德等新机能的诞生。

16. 尽管很难区分，但正如生命从无生命物质中诞生，反思意识的出现标志着新物种的出现，而不仅仅是程度上的变化。此后人类的进化不再主要是形态或者基因的，而是智力的:反思意识的进化。

17. 这种智力的进化可以分为三个有重叠的阶段：原始的、哲学的和科学的。原始思维，占据了人类存在时间的大约90%，在以生存和繁殖为根本时开始进化。它的特征是创造、发明、想象和信仰。

18. 约1万年前，原始思维使人类认识到，相比小规模的、基于亲缘团体的、为了生存而不断流动和适应变化的栖息地，让栖息地适应人类的需求会更加有效。农业和相应的人类定居点的出现与对合作优势的认识息息相关，因此也导致出现了与其他定居点进行物品和发明的交换。

19. 然而，随着这些定居点的发展和扩张，这种认知与史前祖先千百万年来根深蒂固的激烈竞争的主导本能产生冲突。这种本能引发了从内到外的为控制定居点及农业和其他资源的争斗，从而导致了中央集权与被强迫的合作。

20. 随着定居点的成长，它们发展出社会阶级，以从父辈传给后代的各种技能为代表，通常是统治者、祭司、战士、商人和工匠、农民以及奴隶。定居点扩张成为独裁统治的城市、城邦，继而产生国家的兴起和衰落。全球的整体模式呈现为人类社会规模、复杂性和集权化的增长。

21. 原始思维的进化与信仰密不可分，而信仰来自于想象力以及迷信，也就是对自然现象理解的缺乏或是对未知的恐惧。从万物有灵论、图腾崇拜、狩猎采集者的祖先崇拜开始，宗教的发展反映了人类社会规模、复杂性和集权化的增长，从对丰收女神的膜拜到对强大男性战神统治万神殿的多神信仰，最后到将众神纳入以一个上帝或是天使降临为特色的氏族一神论。

22. 当被帝权采用时，宗教开始了扩张，直到第一次世界大战时，帝国的独裁统治者都以所谓神圣的使命合法化巩固其统治。

23. 原始思维被应用于开发人类的社会技能，并影响对被认为是决定命运的超自然力量的理解。这为艺术、音乐、语言的读写、数学和天文学奠定了基础。

24. 反思意识使人类社会能够独一无二地将这个星球上任何一块土地变为他们的栖息地，同时保持单一的杂交种群。

25. 哲学思维出现在大约3000年前——仅占人类存在时间的10%——世界各地都在寻求关于我们是什么、我们来自何处以及我们应该如何行为等自我反思问题的答案，而这些答案不需要借助想象的神灵或是拟人化的神或上帝。这些古代哲学家运用洞察力，通常来自训练过的冥想和基于对自然现象的观察或是不需证明的假想的推理。这一阶段标志着人类开始出于自身的原因探索知识，而不仅仅是为了生存和繁殖。

26. 具有不同文化背景的预言家往往倾向于一种类似的推断，即万物都在终极不可言喻的现实中具有潜在的统一性。最好的描述就是超然的宇宙意识或者时空之外无形的，但是存在于为我们五感和大脑所接收到的现象之中的智能；不同于自我的表象，我们每一个人的本质等同于这个未分割的整体。此外，我们应当将生命融入其中，从而实现自我抱负。

27. 当专注于思考我们如何对待彼此时，几乎所有的古代哲学家，无论是通过洞察力还是推理，都教导我们只有表现出无私并且待人如己才能实现安宁和抱负。这有悖于人类社会对于战争和征服的主导本能驱动。从根本上，为了实现人类的进步，秘诀是合作和利他主义，而不是激烈的竞争。

28. 哲学思维的根本性分化始于12世纪西方将推理作为大学中所教授的唯一方法之时。根据调查对象的不同，推理方法出现分支，而这些分支进一步分成不同的学派。洞察力基本上是整体性的，但不同学派在解释不可言喻的见解时出现明显分化。

29. 虽然有一些分支源自于远古时代，但在人类进化的第三阶段，科学思维非常明确地起源于16世纪中叶及随后的约150年间。那时的人们试图通过系统的，最好是可重复的观测或实验来理解自然现象，而这些观测或实验可以用于推导可检验的法则并进行可证实的预言。其主要分支包括研究无生命现象的物理科学，研究生命体的生命科学，以及致力于促进人类生存的医药科学。而到19世纪，关于人类及其社会关系的研究则发展成为 宇宙简史：从宇宙诞生到人类文明 电子书 下载 mobi epub pdf txt

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