《万物简史》读书笔记

这是一本关于人类认识宇宙万物的书，大到宇宙天体的形成，中到细胞、微生物、人类和其它地球动植物，小到夸克、中微子、粒子、量子、原子，囊括众多。宇宙学、天文学、物理学、化学、古生物学、气候学、地质学、人类学等众多学科在这里交融、穿插和切换。所谓的学科，在本质上不过是人类认识自然过程中的人为划分而已。

这是一本关于人类不断探索自然的科学史。在一些重大问题的认识上，多领域的科学家从不同角度前仆后继，凭借他们的天才和热情，最终将一些谜团一点点解开，比如经典力学、电磁学，比如对遗传物质的认知，地球年龄的测定等等，很多问题都是近一两个世纪甚至近几十年才弄清楚。一些谜团的研究取得了一些进展，比如基因编辑、宇宙恐龙灭绝原因等。更多的谜团至今我们无法解开，比如生命的起源细节、气候的演变史、冰期间冰期的划分、宇宙组成等等，因为距离我们的时空太远，也因为缺少化石和证据，我们可能永远也无法得到确凿的结论。在这部科学史中，众多的科学家在作者生动的笔墨中一个个活生生地向我们走来，他们或高尚或自私，或狂傲或朴实，或盛气凌人或谨小慎微，或追求名利或淡漠纯真，他们可能有着各种各样的怪癖和小心眼，但他们都对自然界的问题有着强烈的兴趣，有着解决问题的执着精神，正是这样的精神，推动着西方自然科学在近几百年来的快速发展。 

本质上，这是一本宏大的科普书。我们不但从书中可以了解到宇宙的奇点、大爆炸理论、天体运行规律、黑洞、暗物质；了解到相对论、量子力学以及二者无法统一模式的矛盾；了解到超级对撞机、大陆漂移、陨石撞击地球、海洋的作用、冰期间冰期、微生物的作用、化石的形成、生物的灭绝，还能了解到细胞的形成、生物的进化、人类的演变，等等。作者用了极为直观的比喻，生动的描述，让这些看似深奥的理论变得浅显易懂，而且文笔极其幽默，让人不时会心一笑。比如，在解释爱因斯坦著名等式E=mc2时，作者写道：“如果你是个普通个子的成人，你那不起眼的躯体里包含这不少于7*108焦耳的潜能——爆炸的威力足足抵得上30颗氢弹，要是你知道怎么释放它，而且确实愿意这么做的话”。比如对碳原子性质的描述，作者是这样写的：“碳的与众不同之处，在于它不知羞耻地与别的元素都混得来，紧紧搂住不放，结成了称心如意而又极为牢固的分子康茄舞伴——大自然创建蛋白质和DNA的奥秘就在这里”。再比如，本书对人类出现的时间做了极为精彩的描述：如果把地球45亿年的历史压缩成普通的一天，那么第一批最简单的单细胞生物大约出现在上午4点钟，之后的16个小时里没有多大进展。直到晚上8点30分，一天已经过去六分之五的时候，出现了微生物，之后出现了第一批海生植物、第一批水木以及埃迪亚卡拉动物群。晚上9点4分，三叶虫登场，接着出场的是布尔吉斯页岩中的那些形状美观的动物。快到10点的时候，植物开始出现在大地上。在这一天还剩下不到两小时的时候。第一批陆生动物出现了。由于10分钟左右的好天气，到10点24分，地球上已经覆盖这大森林（它们的残留物变成了我们的煤）。第一批有翼的昆虫出现了。晚上11点刚过，恐龙迈着缓慢的脚步登上了舞台，支配世界三刻钟左右。午夜前20分钟，它们消失了，哺乳动物的时代开始了。人类在午夜前1分17秒出现。

阅读本书，除了获得一些科普知识外，还促进了我的以下几点思考：

第一,人类对科学的认识一定程度上很好地为佛学理论提供了证据。（1）原子理论为“空相”“无我”提供了科学解释。本书在序言中提到：“几万亿个游离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”“组成你的原子其实对你并不在乎——实际上甚至不知道你在哪里。它们实际上也不知道自己在哪里。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。在你的生存期，他们都担负着同一个任务：使你成为你。”就是说，万物是什么呢？如果你拿一把超级放大镜看的话，就是一个个的原子而已，每个原子都是由小得不能再小的电子围绕着原子核高速旋转形成的，每个原子放大了都是空空如也。这其实就是所谓“色即是空”最好的解释。就像将电视屏幕上的图像不断放大，你将看到的不是图像，而是由像素组成的马赛克。（2）遗传物质理论为大乘佛教提供了科学的注解。我们每个人都是父母的结合产生，而如果没有父母的父母，也不会有我们。以此类推，我们的出生需要父母的父母的父母。按照本书的统计，仅上溯到8代以前，我们有赖出生的人已超过250个，到20代以前，祖先数目增加到1048567个，到30代以前，影响我们出生的祖先数就已超过10亿，到64代之前，也就是古罗马时期，决定我们存在的祖先数将达到10亿亿，这个数目是曾经在地球生存过的人的总数的几千倍。照此计算的话，我们真的都是一家人，这正是大乘佛教与小乘佛教的重要区别。（3）关于“轮回转世”。本书提到，“原子还不可思议地长寿。”“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，然后才成为了你。”“我们每个人身上多达10亿个原子——原先很可能是莎士比亚身上的原子，释迦摩尼、成吉思汗、贝多芬以及其它你点得出的历史任务又每人贡献10亿个原子。”书中也指出，“我们都是别人转世化身来的”“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”。（4）本书提到的光的波粒二象性、测不准原理、量子纠缠等理论为佛学中的“意识”提供了理论依据。原子中的电子的运动轨迹不是象行星那样的轨道，而是像电扇叶片，好像同时在每个地方，想要填满轨道的每一个空间。在粒子世界里，“一个粒子可以在几万亿公里以外立即影响另一个粒子”，这其实就是“量子纠缠”的概念。书中还明确提到，“即便是意念也会对基因的工作方式产生影响”。量子的这些特性对“意识”的解释提供了新思路。

第二，我们人类一直处在深刻的危机之中。当前，我们的首要危机就是小行星撞击地球，这也是马斯克开启火星之旅的原始动因。书中对小行星撞击地球造成的毁灭性场景后果进行了详细的描述。这样的灾难随时都会降临地球，而我们无法提前预警。我们需要做的只是假装不知道这回事。其次，病毒与细菌给我们带来的危机我们正在经历。在20亿年的时间里，细菌是唯一的生命形式。“从遗传物质的角度说，细菌已经成为一种超级生物——又小，又分散，但又不可战胜。” 科学家可以使西伯利亚冻土里冻结了300万年的细菌恢复生机。“这是它们（细菌）的行星，我们之所以在这里，是因为它们允许我们在这里。”尽管“没有它们，我们一天也活不下去”，但许多细菌会让我们致命。同时，病毒造成的致命流行病让我们无法控制又猝不及防。当前的新冠病毒造成的全球状况谁也不知道会持续到什么时候。还有，火山和地震带给我们的危机随时可能发生。黄石公园就是一座超级大活火山，正处于活跃期，它什么时候大规模喷发谁也无法预料。而一旦喷发，给地球带来的后果将不仅仅限于美国和北美，持续影响地球的时间远远超出人们的想象。此外，历史上的多次动物灭绝，到现在我们都不清楚真正原因。我们了解的是，地球上的海洋和森林，通过水、碳等循环，成功地挽救了地球自我毁灭的命运。而我们的人类行为，正在朝着毁灭地球的方向加速前进。尤其是对海洋，我们知之甚少，比想象的还要少得多，但早在我们开始认识它之前就已经被我们破坏了，大量的放射性物质、未经处理的垃圾、大量灭绝的海洋生物，对海洋造成的大范围和长时间的负面影响在相当长的时间内将无法消除和弥补！

第三，生物在气候变化中的作用比我们想象的要大得多。太阳当前的燃烧旺度比太阳系形成之初增强了25%，而地球并没有被烧毁，就是因为地球上的生命，尤其是那些小小的海洋生物，它们在碳循环中起到的至关重要的作用。当空气中的二氧化碳随着雨水降落的时候，无数万亿个小小的海洋生物就将这些温室气体固化，并随着它们的死亡掉入海底形成灰岩，经过几百万年的积累，最终可以形成像英国多佛尔的白垩海岸这样神奇的景观。了解了这些，就知道人类对动植物的破坏会对地球环境造成多么巨大的影响。

第四，人类的出现是极其小概率的偶然事件。人们普遍认为，人类的产生是进化的必然结果，生命的演化必然是由低级向高级。事实上，我们人类的出现何其偶然，何其幸运！换句话说，如果地球上的生命再重新演化一次的话，未必会有人类产生。如果我们从微观的层面看，就能很好地理解这种偶然性。生命的出现首先是从无机物到有机物，再不断聚合，形成分子、细胞、组织和器官，最后形成有机体。无机物可以在原始自然条件下通过闪电、陨石等因素合成氨基酸，但氨基酸合成蛋白质的可能性却微乎其微。按照书中的数据，一个比较短的由146个氨基酸分子组成的血红蛋白，其排列方式就有10190种可能性，因此在自然条件下，要形成血红蛋白分子的可能性只有1/10190，更何况人体有几十万种蛋白质！这些蛋白质分子需要形成一定的结构和功能，并且还要形成遗传物质DNA将这些传下去，最后还要将这些众多功能的分子用膜包起来形成细胞，这样的可能性又有多小呢？这些功能不同的有机物在细胞内是怎样组建一座巨大的工厂，怎么繁忙而有条不紊地产生我们所需要的各种生物能，其中的奥妙至今无人知晓。从外部环境的角度，如果在以上蛋白质形成的关键时期，正好遇到冰期，遇到太阳耀斑，遇到火山地震，遇到各种各样毁灭性的情况，那人类应该也是产生不了的了。

本书尽管出版于16年前，但依旧是科普的经典之作。作者对自然科学知识的掌握显然极为广泛而深刻，写起来才能如此游刃有余、深入浅出。16年来，随着计算机和人工智能技术的发展，人类在脑科学、基因生物工程、量子力学方面的研究都得到了快速发展。随着射电望远镜等技术的发展，对宇宙的认识也在不断增多。

目前，各个领域出版的简史很多。有关宇宙部分的描述可以参考《宇宙简史》《时间简史》等，对宇宙起源、大爆炸、相对论、暗物质等给出了更详细的阐述。《哲学简史》从世界本源的角度对自然科学进行梳理，可作为本书自然科学发展部分的补充。《人类简史》《自私的基因》《钢铁、枪炮和细菌》等书可以补充本书在人类进化与演变、生物灭绝、基因遗传等方面的内容。《生命3.0》《人类的未来》等书对脑机接口、宇宙开发和移民等最新技术发展进行了描述，让人产生科技无所不能的幻觉。同时，本书作者最近也出版了新书《人体简史》，值得期待。

（2021年2月）