序　言

　　怎樣使用本書

　　一切知識，一旦人類忘記了它出現(xiàn)的條件、回答的問題以及起到的作用，都會喪失其科學特性。

　　——本杰明·法倫�。˙enjamin Farrington），

　　《希臘科學對我們的意義》（Greek Science： Its Meaning for Us）

　　本書嚴格來說不是一部科學史。

　　至今，已經(jīng)有許多人寫下了大量的（篇幅冗長的）科學史，此類書可謂汗牛充棟：希臘科學研究、文藝復興科學史、啟蒙運動科學史、維多利亞時代科學史、現(xiàn)代科學史、科學與社會、科學與哲學、科學與宗教以及科學與“人”等等。

　　它們固然都有其價值，但是，一味關注細節(jié)似乎導致了科學本質(zhì)的喪失。對大多數(shù)“人”——也就是沒有接受過專業(yè)科學教育的普通公民——而言，他們?nèi)耘f不清楚科學有什么用，或者說，科學是什么。

　　我們大多數(shù)人都是通過新聞報道、交互圖片和采訪錄音獲得科學知識的。它們也許會給我們一些模糊且不完整的科學事實，但是，21世紀正在進行的科學之戰(zhàn)告訴我們，這些科學事實是不夠的。對干細胞、全球變暖的研究以及給小學生提供進化論方面的教育產(chǎn)生影響的決定都是由投票人（或者是他們各自的代表）做出的。而這些人根本不理解生物學家為何認為干細胞很重要，不理解環(huán)境科學家是怎樣得知地球正在變暖的，不理解宇宙“大爆炸”究竟是什么（它既不“大”，也不是一場“爆炸”。參見本書第27章）。

　　鑒于此，本書與那些科學史略有不同。本書追溯了偉大科學著述的發(fā)展，這些文章和書籍幾乎都直接影響或改變了科學研究的軌跡。本書針對的是那些對科學有興趣、有悟性的外行人。在本書中，科學只是一種單純的人類追求：它不是通往真理的絕對可靠的指引，而是一種理解世界的方式，這種方式極其私人化，有時會出錯，常常會把人引入歧途，但絕大多數(shù)情況下還是正確的。

　　本書是按照時間順序來呈現(xiàn)這些科學“著述”的，從希波克拉底（Hippocrates）、亞里士多德（Aristotle） 和柏拉圖（Plato）的古代科學著作到理查德·道金斯（Richard Dawkins）、斯蒂芬·杰伊·古爾德（Stephen Jay Gould）、詹姆斯·格雷克（James Gleick）和沃爾特·阿爾瓦雷茨（Walter Alvarez）的現(xiàn)代科學著作。本書為讀者理解這些著作提供了所需的相關歷史、傳記以及專業(yè)知識，并在各章節(jié)最后為讀者提供了推薦閱讀的圖書版本。早期的著述不必全文閱讀，本書的網(wǎng)站為讀者進行了摘錄；網(wǎng)站鏈接可在書中找到。（網(wǎng)站上也提供了許多電子書資源，這些都是20世紀前的書，其中許多已經(jīng)很難找到了。）

　　但這并不意味著這份清單囊括了所有的重要科學著述，讀者也可能會對我的選擇感到不滿意。的確，許多值得一讀的科學著作并沒有出現(xiàn)在我的書單上。（如果你搜索“偉大科學著作”的書單，你會找到幾百本書。）這是因為我擇取的書不僅要突出科學史上的重要發(fā)現(xiàn)，還要揭示我們思考科學的方式。這份書單旨在讓人理解科學，不求詳盡無遺。

　　第一部分“發(fā)端”講述了科學的起源。第二部分“方法的誕生”闡述了我們已經(jīng)習以為常的科學研究方法為何，又是怎樣誕生的。本書的余下部分介紹了三個不同領域的主要科學著作：地球科學、生命科學以及宇宙科學。這一安排是作者有意為之的。地質(zhì)學將指引我們關注現(xiàn)代生物學所研究的那段時期，而對那段時期的研究又會引發(fā)我們對整個宇宙的全新思考。

　　在第三到第五部分，細心的讀者可能會發(fā)現(xiàn)（“經(jīng)典”書目擇取方面出現(xiàn)了）一個轉(zhuǎn)變：20世紀40年代之后的“經(jīng)典”書目列出的大多是那些將新理論或新發(fā)現(xiàn)公之于眾的作品，而不再是那些首次引起科學界對之產(chǎn)生關注的期刊文章和會議報告。因此，要了解地質(zhì)災變論，你最好去讀沃爾特·阿爾瓦雷茨1997年創(chuàng)作的《雷克斯和末日火山口》（T. rex and the Crater of Doom），而不是阿爾瓦雷茨和其他三位作者于1980 年一同撰寫的文章《外來之災——白堊紀和第三紀滅絕》（“Extraterrestrial Cause for the Cretaceous-Tertiary Extinction”）；要了解宇宙大爆炸，你就要讀史蒂文·溫伯格（Steven Weinberg）的暢銷書《宇宙最初三分鐘》（The First Three Minutes），而非這本書創(chuàng)作之前就發(fā)表的（大量的）有關宇宙輻射的科學論文。

　　第二次世界大戰(zhàn)后，科學研究日益專業(yè)化�？茖W家們得到了學術上的認可、同事的支持，他們（偶爾）還會因為對某一問題的細致研究而獲得經(jīng)濟獎勵，不必非要試圖勾勒出整個科學世界�？茖W理論的形成、發(fā)展、支持或反對囿于一個科學小團體之內(nèi)，他們?nèi)找嫔铋]固拒——說的行話令外人難以理解。同樣都是生物學方面的“偉大作品”，《雙螺旋》（The Double Helix）和《自私的基因》（The Selfish Gene）兩本書與威廉·哈維（William Harvey）的《心血運動論》（Demotu cordis）的“偉大”之處是不同的；哈維的書不僅能讓他的同行了解他的發(fā)現(xiàn)，普通民眾也能讀懂，但是，學術界外的人是讀不懂詹姆斯·沃森和理查德·道金斯的原創(chuàng)性論文的。［道金斯的專業(yè)論文《寄生蟲、必要清單和機體悖論》（“Parasites， Desiderata Lists and the Paradox of the Organism”）的讀者就很少。］但是，他們必須使這些作品大眾化：通過綜合、簡化和解釋來普及他們的作品。

　　盡管如此，《雙螺旋》、《自私的基因》和《心血運動論》三本書所起的作用是相同的：為我們思考自然世界提供了一個全新的方式。

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　　大家不必把我所談到的文獻全部讀完，而是可以從你感興趣的著作開始。如果大家對生物學或宇宙論最感興趣，那么不必一定要讀完本書第一、第二部分的所有推薦書目才去讀本書第四和第五部分的推薦書目。

　　但至少要閱讀相關章節(jié)中對這些書及其觀點的介紹。這是因為，即使是今天，柏拉圖唯心主義仍舊在影響著那些試圖解決生物起源問題的科學家；19世紀查爾斯·賴爾（Charles Lyell）的地質(zhì)學理論仍舊影響著我們對人類進化的理解；量子理論與弗朗西斯·培根（Francis Bacon）的科學方法仍舊難分高低。

　　要理解科學，我們就必須理解它的過去。我們必須不斷地提問，不僅要問“我們發(fā)現(xiàn)了什么”，還要問“我們?yōu)槭裁匆�做這樣的發(fā)現(xiàn)”。只有這樣，我們才能開始理解為何我們要重視或無視科學知識；只有這樣，我們才能分辨哪些承諾是可以通過科學來兌現(xiàn)的，哪些又應該小心謹慎，帶著懷疑的態(tài)度來對待。

　　只有這樣，我們才能開始理解科學。

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　　請注意我的措辭：自始至終，我都在交替使用“理論”（theory）和“假設”（hypothesis）這兩個詞。21 世紀的科學家也許會指出“理論”要比“假設”更詳盡，或更經(jīng)得住時間的考驗，或有更可靠的數(shù)學計算的支持。但二者都表示同一個理論體系，這一理論體系能對證據(jù)自圓其說。既然我們不知道“假設”何時會成為“理論”，且不同時代、不同領域的科學家們用這兩個詞的情況也各不相同，我在此就不過分糾結于區(qū)分二者了。