面對(duì)寒武紀(jì)巖層中突然出現(xiàn)的大量生物化石，現(xiàn)在也只能停留在無(wú)法解釋的階段……而且這些化石或許還真的可能成為一個(gè)有力的證據(jù)，用來(lái)反駁本書(shū)所提出的關(guān)于演化的觀點(diǎn)。

——查爾斯·達(dá)爾文，《物種起源》（第六版與最終版，1872年）

寒武紀(jì)生命大爆發(fā)，或許是地球生命史上最戲劇化的事件了。仿佛只是一眨眼的工夫，現(xiàn)今所有主要?jiǎng)游锏淖嫦阮愋投佳莼�出了具有�?jiān)硬質(zhì)地的身體構(gòu)造以及各式各樣的外形，這幾乎是首次并且同時(shí)發(fā)生的。這一切正好發(fā)生在5.41億年前，也就是地質(zhì)史上寒武紀(jì)開(kāi)始的時(shí)期，因此也被人們稱為“寒武紀(jì)生命大爆發(fā)”。但究竟是什么點(diǎn)燃了引起寒武紀(jì)生命大爆發(fā)的導(dǎo)火索呢？

到目前為止，我們還沒(méi)有得到一個(gè)公認(rèn)的解釋來(lái)說(shuō)明這種進(jìn)化史上爆發(fā)式的異常現(xiàn)象—因?yàn)橛谐浞值淖C據(jù)足以推翻所有現(xiàn)在正在爭(zhēng)論的理論。如果我們有時(shí)間去思考大多數(shù)前人的觀點(diǎn)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)事實(shí)上他們?cè)诮忉尩氖橇硗庖粋�(gè)演化事件，而并不是寒武紀(jì)生命大爆發(fā)，這些我將在本書(shū)的第一章進(jìn)行介紹。這兩類演化曾經(jīng)是同時(shí)進(jìn)行的，所以非常具有迷惑性。簡(jiǎn)而言之，已經(jīng)有大量探討演化事件的書(shū)籍，所以我們對(duì)于生命大爆發(fā)期間所發(fā)生的事件已經(jīng)有了相當(dāng)清楚的認(rèn)識(shí)，但我們不知道的是，寒武紀(jì)大爆發(fā)為什么會(huì)發(fā)生。而其發(fā)生的原因，也正是本書(shū)所試圖解開(kāi)的謎題。

我喜歡用“謎題”與“尋找線索”這樣的詞語(yǔ)，期望能夠引導(dǎo)讀者去發(fā)掘原因背后所隱藏的故事，因此本書(shū)也可以當(dāng)作一個(gè)偵探故事來(lái)讀。不妨假設(shè)，你就是那名偵探，我們所探討的主題就是那位“真實(shí)存在的科學(xué)罪犯”。我曾經(jīng)耗費(fèi)數(shù)年的光陰闖蕩于各個(gè)科學(xué)領(lǐng)域，在這條崎嶇不平的探索道路上，我最終在寒武紀(jì)的世界門口停下了腳步。我這一路的艱辛探索，所有線索隱隱約約地把我?guī)У搅诉@里，直到最后，也沒(méi)有找到其他證據(jù)可以推翻我的觀點(diǎn)，我才終于敢開(kāi)始確信“盡管事實(shí)難以置信，但留下來(lái)的便是真相”。

為了揭示寒武紀(jì)生命大爆發(fā)的真正原因，我們必須先找到拼湊這幅拼圖的所有碎片。在第一章引入問(wèn)題之后，接下來(lái)的七章則會(huì)著重于描述一些意義重大的線索。在這些章節(jié)里，我將從多個(gè)角度來(lái)描繪一幅關(guān)于生命起源的畫卷，以此來(lái)展現(xiàn)如今的生命是怎樣一步一步演化至此的。我們將逐漸了解生命在地球上的演化過(guò)程都經(jīng)歷了什么，并從中推斷出在過(guò)去的每個(gè)地質(zhì)歷史時(shí)期里，生命的波瀾壯闊。曾有人告誡我，使用的專業(yè)名詞越多，我的讀者群體就會(huì)越有限，所以我會(huì)盡可能少地使用科學(xué)名詞和專業(yè)術(shù)語(yǔ)。我會(huì)盡可能地使用、甚至創(chuàng)造一些通俗的動(dòng)物名稱，但如果這種做法太過(guò)簡(jiǎn)化或者讓您感到困擾，對(duì)此我深感抱歉。盡管如此，那些重要并且反復(fù)出現(xiàn)的科學(xué)術(shù)語(yǔ)，還是在編輯的過(guò)程中被保留了下來(lái)。

從倒數(shù)第二章開(kāi)始，所有解開(kāi)寒武紀(jì)生命大爆發(fā)之謎的線索就已經(jīng)齊備了。除了生物學(xué)所提供的證據(jù)之外，我也引用地質(zhì)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、歷史學(xué)及藝術(shù)的相關(guān)知識(shí)提出科學(xué)證據(jù)。我還將納入諸如眼睛、顏色、化石、捕食者、埃及雕像、深海與珊瑚礁等題材。“麥克斯韋的早餐”或是“牛頓的孔雀”對(duì)我們理解演化會(huì)起到什么重要的作用？它們是否能與沃爾科特關(guān)于寒武紀(jì)伯吉斯生物群的不朽發(fā)現(xiàn)相提并論？我認(rèn)為寒武紀(jì)生命大爆發(fā)事件在任何時(shí)代都有獨(dú)特的價(jià)值，而對(duì)這個(gè)事件的討論也相當(dāng)值得發(fā)表，希望讀者們讀了本書(shū)之后能同意我的觀點(diǎn)。

因?yàn)槊�運(yùn)眷顧，我有幸走上了通往寒武紀(jì)的這條道路，對(duì)此我非常感激。首先是感謝佩妮·貝倫特和帕特·哈欽斯給了我第一份工作—在位于悉尼的澳大利亞博物館。我十分幸運(yùn)地能在這里花費(fèi)數(shù)年時(shí)間，去研究地球上各種主要?jiǎng)游镩T類的活體標(biāo)本與防腐保存標(biāo)本—這段經(jīng)歷與我大學(xué)時(shí)期學(xué)習(xí)書(shū)本上所描述的動(dòng)物多樣性的感受是截然不同的。后來(lái)，澳大利亞博物館的吉姆·羅瑞和麥考瑞大學(xué)（悉尼）的諾埃爾·泰特不但讓我利用這個(gè)研究成果申請(qǐng)了博士學(xué)位，還教給我許多關(guān)于動(dòng)物多樣性、生態(tài)學(xué)及演化學(xué)的知識(shí)。除此之外，澳大利亞博物館的同事也為我提供了諸多的協(xié)助與鼓勵(lì)，受篇幅所限，在這里無(wú)法一一列舉。但我對(duì)他們所有人都心懷感激之情。

目前我已選擇研究介形蟲(chóng)來(lái)作為我的專業(yè)方向，并學(xué)習(xí)了史密森研究院（華盛頓特區(qū)）的盧·科爾尼克與安妮·科恩（洛杉磯市自然歷史博物館）所教授的專業(yè)課程，他們的友善與耐心對(duì)我早期的職業(yè)生涯至關(guān)重要。同時(shí)，正如我即將在本書(shū)中寫到的，我非常感謝介形蟲(chóng)意外地引領(lǐng)我踏進(jìn)另一個(gè)截然不同的領(lǐng)域—光學(xué)研究。

英國(guó)的邁克爾·蘭德（薩塞克斯大學(xué)）、艾瑞克·丹頓爵士（普利茅斯，英國(guó)海洋生物學(xué)會(huì)）與彼得·赫林（南安普敦海洋學(xué)中心）均在生物光學(xué)和顏色方面發(fā)表了一些令人歡欣鼓舞的研究成果。能有機(jī)會(huì)參與他們的研究，我感到非常榮幸，感謝他們盡心盡力地幫助我，并且忍受我提出各種奇怪的問(wèn)題。在經(jīng)歷了關(guān)于動(dòng)物結(jié)構(gòu)色相關(guān)課題的研究后，我知道自己肯定要去打擾那些光物理學(xué)家了，特別是悉尼大學(xué)的羅斯·麥克菲德蘭與大衛(wèi)·麥肯齊（經(jīng)由他們的同事瑪莉安妮·拉奇的極力推薦），還有很多人也慷慨地花費(fèi)了很多時(shí)間來(lái)幫助我。感謝這些光物理學(xué)家，在他們的協(xié)助之下，我迅速地熟悉了一門原本并不熟知的科目。我也深深地被光學(xué)在自然界中的種種應(yīng)用所吸引著。

在科研探索的過(guò)程中，不論是向前面看、向側(cè)面看或是朝著任何一個(gè)方向看，我都始終被遙遠(yuǎn)的寒武紀(jì)所發(fā)出的一線微光牽動(dòng)心弦。于是，我開(kāi)始追隨眾多古生物學(xué)家的足跡，邁進(jìn)寒武紀(jì)古生物學(xué)的領(lǐng)域。我要特別感謝格雷格·埃奇庫(kù)姆（澳大利亞博物館）、西蒙·康威·莫利斯（劍橋大學(xué)）與已故的史蒂芬·杰·古爾德（哈佛大學(xué)）對(duì)我工作所給予的至關(guān)重要的討論，還有德斯·柯林斯（加拿大多倫多省皇家安大略博物館），是他帶領(lǐng)我到加拿大落基山脈下著名的伯吉斯頁(yè)巖采石場(chǎng)，進(jìn)行了一趟終生難忘的旅行。

前文提及的許多人都支持我去牛津大學(xué)繼續(xù)研究，我非常感謝瑪麗安·道金和保羅·哈維努力促成這件事。然后是資金方面—如果沒(méi)有這些資金的支持，我的研究將永遠(yuǎn)無(wú)法展開(kāi)。最初的資助來(lái)自澳大利亞博物館—麥考瑞大學(xué)與史密森研究院的研究資金。之后，更多的資助（為了這項(xiàng)3年的課題）來(lái)自澳大利亞生物研究中心對(duì)于介形蟲(chóng)多樣性課題的資助，以及澳大利亞研究委員會(huì)對(duì)于生物結(jié)構(gòu)色研究的資助�，F(xiàn)在，我有幸獲得了英國(guó)皇家學(xué)會(huì)研究獎(jiǎng)學(xué)金，這節(jié)約了我大量的時(shí)間，可以去更投入地研究。這些無(wú)不對(duì)我的研究有著巨大的幫助，同時(shí)，我也極為感謝來(lái)自英國(guó)工程與物理科學(xué)研究委員會(huì)和自然環(huán)境研究委員會(huì)所提供的撥款。我還要感謝牛津大學(xué)薩默維爾學(xué)院聘用我為研究員，并為我提供歐內(nèi)斯特·庫(kù)克研究基金。

在我的研究生涯之外，我還要特別感謝一些為此書(shū)的出版提供必要幫助的人：牛津大學(xué)出版部的凱西·肯尼迪教會(huì)我撰文的訣竅，讓本書(shū)更加適合學(xué)術(shù)同僚以外的普通大眾閱讀，她肯定被我的第一版初稿嚇到了—因?yàn)橐粋�(gè)人在經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的學(xué)術(shù)訓(xùn)練后，要將科學(xué)通俗化并不是一件容易的事情！倫敦柯蒂斯布朗版權(quán)代理公司的彼得·羅賓遜曾協(xié)助我改進(jìn)寫作技巧。而那些和我合作過(guò)的編輯，尤其是英國(guó)的安德魯·戈登以及美國(guó)的阿曼達(dá)·庫(kù)克，他們?cè)谖野雽W(xué)術(shù)半科普的初稿中嘔心瀝血，終于將我的表述轉(zhuǎn)換成人們可以讀懂的文字。我還要感謝倫敦黎明公司的杰里米·德伊與美國(guó)科學(xué)家羅納德·瓦茲對(duì)于本書(shū)第十章內(nèi)容的啟發(fā)，如果不是他們那些令我鼓舞的討論以及對(duì)我關(guān)于寒武紀(jì)生命大爆發(fā)觀點(diǎn)的興趣，就不可能有第十章的誕生。

最后我要感謝我的父母、其他家庭成員與親密好友，謝謝他們自始至終對(duì)于我研究事業(yè)的鼓勵(lì)與支持。