这28本科学著作，是人类尝试理解世界的过程

《如何阅读西方经典》，青豆书坊｜上海社会科学院出版社2022年12月版，海德•瓦莱奇苏珊·怀斯·鲍尔（Susan Wise Bauer）著，孙大强、关颖译。

下文附注的科学著作列表上的所有书籍，都适合非专业人士阅读。不过，花点时间做准备还是必要的。你的第一次通读将非常艰难，理解作品的背景和内容是最有挑战性的。第一次通读时不用求快，而要充分利用所有必要的参考资料或指导。

不过，要在心里牢记你的阅读目的。你不是要掌握物理学、遗传学或生物化学。你只是在尝试学习人类理解世界的发展历程，学习我们运用理性和感官来认识这个世界的方式。正如莫提默·艾德勒在40多年前所写的那样：“作为一个门外汉，你阅读科学经典著作并不是为了要成为现代专业领域的专家。相反地，你阅读这些书只是为了了解科学的历史与哲学。”任何一位认真的读者都有能力完成这项任务，即使你对你的大学宇宙学概论课已忘得一干二净。

选择下面这些著作，不是要为你全面概述最伟大的科学发现（那需要一个长得多的列表），而是为了强调我们思考科学的方式。这个列表是为不是科学家的读者准备的，所以那些技术性强、方程多（如欧几里得的《几何原本》）的重要书籍没有列上去。

你无须逐字逐句阅读那些时间更久远的文本。稍微翻阅一下希波克拉底的书就能大致领略他的方法；至于亚里士多德的《物理学》，你也不需要在掌握每一个细节后才接着往下读；如果你检验过《显微制图》中的少量图示，你就已经完全准备好去理解罗伯特·胡克革命性的观念了。

从蕾切尔·卡森的《寂静的春天》开始，许多书都能找到无删节的有声读物。但是，几乎所有这些书都包含帮助你理解的图表、示意图，所以，请将有声书当作一种补充。

1.希波克拉底（前460-前370年）《风土气候论》（On Airs, Waters, and Places）

神经科学家查尔斯·格罗斯（Charles Gross）曾经描述希波克拉底医学兼具以下特点：“没有迷信，临床描述精准，不懂解剖学，生理学很大程度上是错误的类比、猜想和体液学说的荒谬混合。”这四项特征全都在“论风、水和地方”中展现得淋漓尽致。

这篇文章一开始就提出：“任何有志于正确研究医学的人，都应该顺次履行如下事项：首先要考虑的是……风……水的质量……以及土地。”要想治愈人类种类繁多的身体疾病，靠的不是祈祷，而是更好地了解自然环境。

医生必须要理解患者所处的环境。风、水、气温，以及特定城市的海拔，会影响居民的健康。每个地方都有其特殊的风和水，因此也有各自的疾病。举例来说，被酷热南风吹拂的城市里，可能满是松弛无力的男女，他们吃喝不多，且苦于多痰；婴幼儿易抽搐和哮喘；最常见的疾病是痢疾、腹泻、慢性冬季发热和痔疮。相比之下，那些避开了酷热南风，却受北风肆虐的城市，则有冰冷的硬水。这些城市的居民遭受缺乏恰当的体液之苦；男人容易便秘，女人则经常在育儿方面出问题，每个人都容易流鼻血和中风。为了治疗病人，医生必须首先分析他们所处的自然环境，然后把病人从一种气候转移到另一种气候，以促进他们体内产生恰当的体液，保持体液平衡。

影响这一理论建立过程的是一些相当有效的观察。比如，“沼泽的、不流动而污浊的”水有“一股强烈的气味”，不利于健康，会导致疾病。希波克拉底的医学理念将这种不健康归结为体液失衡：气味糟糕的水会产生过多胆汁，导致饮用了这种水的人生病。当然，这是一种错误的解释。不过，遵从希波克拉底理念的医生，至少能够看到脏水和患者喝水后胃部不适之间的关联。在寻找自然结果的自然原因上，希波克拉底的方法大大地迈出了摆脱奇幻思维的第一步。

2.亚里士多德《物理学》（约前330年）

《物理学》分为八章，不过，最重要的是前两章。第一章确立了亚里士多德的科学方法：他建议我们从对宇宙的整体理解开始（“较为易知和明白的东西”），并从这些整体观念出发，对具体事物或现象（“就自然说来较为明白易知的东西”）做具体分析（通常受到之前的理解影响）。这是演绎推理（从普遍真理开始，推理出逻辑上必然的结论），而非归纳推理（从个别观察开始，推理出能说明这些观察的一般解释）。

第二章根据内在变化的原则定义“自然”：自然物自身就包含运动的根源，人为制品（如艺术）则没有。一株树苗长成一棵树，是因为它具有内在的运动变化根源；尽管一间房屋或一张床是用木材制成的，但是它们永远不会自行变成其他事物；它是一件艺术品，会一直是一间房屋或一张床。运动根源带有目的性：运动无情地推动自然物朝向一个预先确定的目标。

贯穿整本《物理学》，亚里士多德假设这个世界朝着更好的方向进化。当然，这并不是我们今天所说的进化：现代生物学意义上的进化没有预先确定的目标，没有整体的设计。另一方面，亚里士多德的科学是目的论的，它坚信自然在有目的地朝向一个自我实现更充分的目标发展。不过，这个目标不是（像皈依了基督教的中世纪科学假设的那样）被造物主放在了某处。一株树苗能长成一棵树，是因为它的树的属性已经存在于内部。对于亚里士多德而言，目的论并不是外部的引导力量，而是一种内在的潜力。

3.卢克莱修《物性论》（约前60年）

卢克莱修陈述了三个要点。

第一，宗教只是一种迷信。“那我们就从她的第一大原则开始：无绝不会借助神力生出有来。”对神灵的信仰令理智昏暗，让思想者不可能获得对世界的真知灼见。《物性论》第一卷以对伊壁鸠鲁的赞美歌开始，伊壁鸠鲁是第一个敢教导说众神没有控制我们的日常生活的人，并进一步发展出一套完整的唯物主义哲学。卢克莱修提出，除去对神的信仰，理智之眼才能睁开：“心头的种种恐惧都会不翼而飞，天庭的墙开了，通过不可度量的虚空，我看见了万物的真相。”

第二，退化原则在宇宙中发挥作用。宇宙间万事万物都被如冰雹一般袭来的原子不断撞击，因此受到磨损；最终，宇宙间一切事物都将衰败。本书的第二卷是最早尝试展现无序状态的哲学文字之一。

第三，宇宙没有计划。宇宙中的一切都源于构成世界的原子微粒的随机碰撞。本书第五卷将全部人类历史解读为随机的结果。卢克莱修总结说：“当然，原子并不是想方设法或者处心积虑地把自己安置得井然有序。”对于卢克莱修而言，没有其他理由能够解释他在周围世界看到的种种随机现象：一个充满敌意、厄运和死亡的地方。

4.尼古拉斯·哥白尼《提纲》（1514年）

《提纲》开篇简短地陈述了一个呈现出的问题：即使援用了偏心圆、本轮、偏心匀速点，行星仍然不是“匀速”运行。哥白尼解释说，如果太阳在宇宙的中心，这个问题能得到部分解决。

《提纲》大部分篇幅都在解释这种新的宇宙，不过，哥白尼还交代了地球的运动，他假设为“三重运动”：地球“围绕太阳在一个大圆上做周年运动”；围绕地轴自转；随季节交替，从一侧倾斜到另一侧。这些运动导致“整个宇宙”表面上像在围绕地球“快速旋转”，但是哥白尼总结说这只是错觉，“地球运动能够用不那么令人咋舌的方式解释所有这些问题”。

《提纲》自始至终都在致力于找到最简单的解释。不过，当哥白尼继续研究每一个行星的运动时，他发现自己在太阳周围构建了越来越多的壳，建起一系列日渐复杂地紧密连接的球体。他那最简单的解释逐渐将他绕进一个极为可笑的最终陈述，他总结说：“总而言之，用34个圆圈足以解释整个宇宙的结构及行星的旋转运动了。”

5.弗朗西斯·培根《新工具》（1620年）

自从亚里士多德以来，演绎推理主宰了科学实践；培根准备颠覆它。在《新工具》第一版的封面上，培根让一艘船——这就是他崭新的归纳法——成功超过“赫拉克勒斯之柱”（Pillars of Hercules）：这是神话传说中的两根柱子，标志着大力神赫拉克勒斯所能到达的“极西”之处，也是古代世界最外围的边界，是旧的知识获取方式所能扩展的极限。

这本书的第一卷以“语录”开篇，是相对独立的简要陈述，给出了培根对当前自然科学所用方法的拒绝。培根驳斥说，演绎推理倾向于强化四种不准确的思维方式。他将它们称为族类假象（即全社会都作为常识接受，不再有疑问的普遍假设）、洞穴假象（因为个别思考者特殊的教育经历或者天生的倾向性，对于他们而言似乎是自然而然的假设）、市场假象（语词和定义对每个听众而言意义相同的漠然假设）和剧场假象（基于从古代流传至今的哲学体系的假设）。在第82节，培根提出了探索知识的替代性方案，即（最终）发展为现代科学方法的三步。

第二卷扩展了培根的中心主题：如果人们“把公认的意见和概念都撇在旁边”（所有那些假象），“暂时不要萦心于最高普遍性”，“心所固有的真纯力量”将会给予理解。我们没有必要读完第二卷，这一卷仔细剖析了各种各样的物理过程，以证明培根的观点，最后以培根尝试将博物学研究进行分类结尾。

6．伽利略《关于托勒密和哥白尼两个世界体系的对话》（1632年）

伽利略出版《对话》时，红衣主教贝拉明已经去世。但是，宗教裁判所仍然存在，而且很活跃，所以《对话》的形式是三个朋友之间进行一场假设的论辩，讨论日心地动模型是否能在理论上被证明是最有可能的宇宙图景。

书中，哥白尼的模型，由饱学聪慧的萨尔维阿蒂和沙格列陀（Sagredo）进行辩护；宗教裁判所准许的所有观点，都由最缺乏同情心的辛普利邱代为表达，他显然无知无能，盲目忠于亚里士多德，妄图站在门口就检验亚里士多德的推理。伽利略的这个计策，足以让《对话》通过多明我会神学家尼科洛·里卡迪（Niccolo Riccardi）的最初审查，但是里卡迪坚持让伽利略写一篇承认教会对日心说的反对完全正当有效的序言。里卡迪还想在结尾加一个否定声明，提醒人们注意，即便不依靠地球的运动，人们依然能够理解潮汐。

伽利略立即加了一篇非常讽刺的序言（“几年前，为了排除当代的危险倾向，罗马颁布了一道有益世道人心的敕令，及时地禁止了人们谈论……地动说”），还让辛普利邱最后声称，上帝“以他无穷的力量和智慧”可以用“许多我们意想不到的方式”引起潮汐运动。这暂时满足了审查的要求，但是这骗不过伽利略的任何一位从事科学研究的同事。

《对话》分成四章，每一章的讨论都发生在一天之内。第一天和第二天的论辩是最核心的；第三天和第四天扩展了前两章展现的关于运动的诸多问题。

7.罗伯特·胡克《显微制图》（1665年）

首先，在序言中，胡克解释了感觉与推理能力之间的关系。然后，花点时间查看胡克的图。前57幅插图和观察结果都是显微镜下的；最后3幅图关于折射光、恒星和月球，用到了望远镜。

在《显微制图》全书中，胡克以近距离观察——通过人造工具来扩展人的感官——作为新的思维方式的起点。最终，他的仪器不仅增强了人类的感官，更增强了人类的理性。近距离观察导致了新的理论；而新的理论又导致了新的范式。

通过类比威廉·哈维（William Harvey）的血液循环系统，胡克在书的序言中解释说，真正的自然哲学：

始于双手和双眼，通过记忆前进，理性使它持续；但也不能就此停止，而要再次回到双手和双眼，由一种感观能力不间断地过渡到另一个，自然哲学才能保持它的生机与力量，正如人体要保持生机，就要让血液在身体各个部分循环，胳膊、双脚、肺部、心脏和头部。一旦我们勤勤恳恳、一丝不苟地遵循这一方法，就没有什么事物（不在）人类智慧的掌控之中了……争论和说理很快就会变得劳人身体；一切美好的构想、普遍的形而上的本性都是敏感的大脑奇思妙想的产物，它们很快就会消失，让位于实实在在的历史、实验和作品。就像最初人类偷尝知识之树的禁果而堕落，我们作为他们的后代，可能要在一定程度上用同样的方式去恢复，不仅通过注视和沉思，也要尝试自然知识之果。这从未被禁止。

“工具和辅助”不再只是感官的延伸；对胡克而言，它们就是知识之树，是通向完美的路径。

8.艾萨克·牛顿《自然哲学之数学原理》中的“哲学中的推理规则”与“总释”

（1687/1713/1726 年）

《原理》的四卷展现了引力作用的定律。牛顿在书中确立并运用了三条定律（即“牛顿运动定律”）。惯性定律规定，运动中的物体会保持运动，而静止的物体会保持静止（除非受到外力作用）。加速度定律规定，力作用于物体会产生加速度；物体的质量越大，产生加速度所需要的力越大。作用力与反作用力定律规定，每一个作用力都有一个大小相等、方向相反的反作用力。《原理》的第一卷和第二卷在纯理论中（没有摩擦力）和有阻力的情况下确立了这些运动定律。书中其余部分将引力作为一种普遍的力来处理。

“哲学中的推理规则”这个部分解释了为何牛顿确信这些运动定律在宇宙中普遍适用。他考虑到了批评者可能会指责他提供的仅仅是一种“设计巧妙的罗曼蒂克”，而不是一种可靠的假设。因此，在“规则”中，牛顿着重说明实验结论可以推而广之，超越个别实验的范围。

接着，在“总释”部分（这部分也包含了一场著名的关于上帝在自然哲学中的位置的讨论），牛顿对所采用的方法加以限制。牛顿解释说，引力这种力——

必然来自太阳和行星中心的某种力量，而该力还没有任何减少；它的作用力的大小不是根据它所作用的粒子表面的面积（像力学通常的原因），而是根据那些粒子所包含的物质量，并且它的作用力可以向所有方向传播很远的距离，并以反比于距离平方的增加而减少。

不过，牛顿也提醒说：“我还没能从现象中找到这些引力特征的原因。”他能从他在地球上的实验推论出引力定律，但是，引力的原因在他的掌控范围之外。

不过，他也不觉得有必要解释为什么会存在引力。他总结说：“对我们来说，了解引力的确是存在的，并根据我们前述的原因就能充分说明天体和地球海洋的所有运动，这便已足够了。”在把实验方法推广到整个宇宙时，牛顿也小心翼翼地在另一边竖起边界墙：科学能够告诉我们是什么（what），但是没有责任解释为什么（why）。

9.乔治·居维叶《初步探讨》（Preliminary Discourse）（1812年）

“初步探讨”源自居维叶对于培根方法的信奉。在整理国家博物馆“藏骨室”里的化石时，他发现了已经不存在的物种。他没有解释它们为什么灭绝，也没有提出宏伟的涵盖一切的生命理论；他转而研究每一块化石，以及发现这些化石的地层。渐渐地，这些研究令他相信，“我们的地球并非历来如此。”地层就是一本关于地球过去的书，我们可以依靠感知能力去阅读。居维叶的阅读让他提出了一系列主张：

生命并非历来有之。

地球的状态有过一些相继发生的变化，从海洋变成陆地，又从陆地变成海洋。

若干次改变地球状态的变革都是突然发生的。

仅用眼前的证据，居维叶已经从观察得出了假设：过去曾经被一系列灾变打断。

10.查尔斯·赖尔《地质学原理》（1830-1832年）

我们可以找到的大多数英译本的《地质学原理》有三卷，写于1830年到1832年。最初，赖尔计划只写两卷，其中一卷论述他的整体原理（第一卷），第二卷编列更具体的地质学证据（现在的第三卷）。不过，最终他意识到自己必须描述一下化石记录，所以插入了新的一卷（现在的第二卷）。你只需要读第一卷，其中展现了赖尔的基本原理；第二卷和第三卷里的具体观察已经彻底过时了。

在第一卷的26个短小章节中，赖尔给出了三个相互关联的地质学原理，它们现在通常被称为“均变论”“反灾变论”和（更为拙笨的）“地球稳态系统”。

均变论：每一种曾经作用于过去的力，如今仍然在发挥作用（而且能被观测到）。

反灾变论：那些力并不会在过去拥有更高的强度；它们的程度不曾改变。

地球稳态系统：地球的历史没有任何方向或者进程；所有历史时期本质上是相同的。

赖尔拒绝接受超常事件在地球的历史上起过作用的观点，不是大洪水，不是彗星、小行星撞地球，甚至也不是当时无法观测到的升温或降温。他写道：

从我们能够追溯到的最早的时间点，直到如今，除了那些现在正在起作用的原因，没有任何原因是曾经起过作用，而现在不起作用了；而且……它们也从未施加过与现在程度不同的作用力。

两年之后，英国自然哲学家和神职人员威廉·休厄尔（William Whewell）给赖尔的地质学原理贴上了一个标签，这些原理自此以“地质均变论”这个标签著称。

11.查尔斯·达尔文《物种起源》（1859年） 

当查尔斯·达尔文踏上贝格尔号，开始为期5年的航行时，他内心确定无疑：“当我站在贝格尔号的甲板上时，我相信物种是永恒不变的。”

达尔文后来写道。他当时认为，各种各样的动物一直都存在。但是随着他记录下自己遇到的种类繁多的生物，他越来越困惑。某个物种曾经是什么？它们是从哪里来？为何会产生不同的物种？当他整理笔记准备出版时，他已经变得相信：“许多事实表明，各种物种有共同的起源。”

1858年，当达尔文收到一封来自英国探险家、小他14岁的阿尔弗雷德·拉塞尔·华莱士（Alfred Russel Wallace）的信时，他还在研究这个问题。华莱士已经收集了他对数以万计的不同物种的观察，并得出结论：物种会因为环境的压力发生改变或者进化。华莱士写道：“总体来说，适者生存。”

最健康的能不受疾病影响；最强壮、最敏捷或者最机警的能逃过天敌；最好的捕猎者或者消化能力最强的人能躲过饥荒；以此类推。于是我突然想到，这种自发的过程必然会改进物种，因为每一代中较为低劣的个体都不可避免地会被消灭，而优质的个体则能够存活下来——也就是说，适者生存。

华莱士还随信附上了他的论文《论变种无限偏离原始物种的趋势》（On theTendency of Varieties to Depart Indefinitely From the Original Type），请达尔文转交给任何可能会感兴趣的自然哲学家。

此时，达尔文已经独立得出了几乎一样的结论。他把华莱士的信寄给了伦敦林奈学会（Linnean Society of London）——一个拥有百年历史的探讨博物学的俱乐部，一并附上自己的研究结论摘要。1858年8月，华莱士和达尔文的理论同时被林奈学会刊出。

来年，达尔文在华莱士也发现了自然选择原理的激励下，最终出版了他的完整论述。第一版《论依据自然选择即在生存斗争中保存优良族的物种起源》很快销售一空。在接下来的二十多年里，达尔文对《物种起源》进行了6次修订。但即便是在最终修订版里，他也没有给自己的理论一个逻辑上的结尾；不过，他已经在私下里总结说，他的自然选择理论也适用于人类。他在之后的《自传》里曾写道：“一旦我已经变得……确信物种是会改变的产品，我就不能不相信，人也必须适用相同的规律。”

12.格雷戈尔·孟德尔《植物杂交实验》（Expetiments in Plant Hybridization）（1865年）

格雷戈尔·孟德尔花了将近十年时间对甜豌豆进行杂交，试图确认或者否认19世纪最广为接受的遗传模型。当时这种模型被称为“混合遗传模型”，它主张双亲的性状都以某种方式传递给后代，并融合成一个美好的中间物：一匹黑色种马（公马）和一匹白色母马交配，将会产下灰色的小马驹；一位6英尺高的父亲和一位5英尺高的母亲结合，生下的孩子长大后，大约高5.6英尺。

这一模型有两个问题：第一，它经常被证明是错的；第二，混合模型与自然选择理论完全不兼容，混合模型倾向于抹除所有变异，并不会保留那些最适应环境的个体。

孟德尔发现，这些豌豆的某些性状总是会传递给下一代；孟德尔称之为“显性”性状。另外一些性状似乎在子代中消失了，但有时又会在几代之后重新出现，这被孟德尔称为“隐性”性状。孟德尔勤勉地对一代又一代甜豌豆进行杂交授粉，这让他总结出了显性性状与隐性性状的一系列遗传公式。在这个过程中，他意识到混合模型不能解释他的甜豌豆的变异。相反，一定存在独立的遗传单元，能从一株植物传递到下一代植株。

随着时间的推移，这确实可以将一个物种变成另一个物种：

如果要将物种A转化为物种B，必须通过授精将两者结合在一起，所得的杂交种之后再用物种B的花粉授精; 然后，在产生的各种变异后代中，选择与物种B最接近的形态，再一次用物种B的花粉授精，如此反复进行直到最终形成和物种B一样的形态，并且该形态在后代中保持不变。通过这个过程，物种A将变成物种B。

13.阿尔弗雷德·魏格纳《海陆的起源》（1915/1929年）

阿尔弗雷德·魏格纳并非在证据的基础上建立了大陆漂移学说，而是因为当时最普遍接受的对存在海盆和大陆板块的解释，受到了怀疑。

根据艾萨克·牛顿的理论，许多地质学家相信地球曾经处于熔融状态。当地球冷却下来时，它会收缩，使地壳产生褶皱，有些地方沉下去，另一些地方则隆起，成为大陆和山脉。在那种理论下，地球应该仍然在冷却。但是，在19世纪和20世纪之交，放射性的发现表明，特定原子会随着时间的推移产生更多热量。这就完全不符合热度均一的地球正在冷却的观点；或者，就如魏格纳在《海陆的起源》中所说：“在镭被发现之前，地球在持续变冷这一显而易见的冷缩论的基本假设已经完全不成立了。”

作为替代，魏格纳提出了大陆漂移学说，并在《海陆的起源》一书中阐述。不要去寻找证据，这是一个亚里士多德传统下的宏大理论。魏格纳首先提出了这个包罗万象的解释，然后完全用这个解释内在的一致性来为自己辩护。他自己总结说：“该理论为许多表面看来无解的问题……提供了解决方案。”

大多数地质学家对此并不赞同，这个假说被接纳得很慢。利特尔和哈蒙德在1929年的测量活动有一些帮助，但要到20世纪60年代，由于地幔对流的发现，大陆漂移的机制才最终得到理解。

14.阿尔伯特·爱因斯坦《广义相对论的基础》（1916年）

爱因斯坦在1916年版的前言开宗明义地说道：“本书的目的，是尽可能使那些从一般科学和哲学的角度对相对论有兴趣而又不熟悉理论物理的数学工具的读者对相对论有一个正确的了解。”

换言之，只要稍加坚持，你也可以跟上爱因斯坦的论证。爱因斯坦在一个时代即将结束时做研究；他是最后一批将自己最革新的发现直接告知大众的伟大科学家之一。

15．马克斯·普朗克《量子理论的起源和发展》 （The Origin and Development of the Quantum Theory）（1922年）

普朗克的这篇短文是他获得诺贝尔奖的演讲文稿，文中提供了关于量子理论的发展和早期方向的基本情况。到1922年，量子力学内在的矛盾已经清晰凸显。

不用试图跟上普朗克这篇演讲的所有细节，而是要特别关注第10-11页。看看普朗克认为量子理论可以在未来实现什么，以及普朗克担心会有什么可能的后果。

16.朱利安·赫胥黎《进化：现代综合》（1942年）

赫胥黎开篇写道：“达尔文主义（Darwinism）已死的宣告不仅来自教堂的讲道坛，也来自生物实验室。不过，正像马克·吐温的案例，这种报告似乎被夸大其词了，因为今天，达尔文主义依然非常有生气。”赫胥黎在第一章阐明了他的意图：

在经历了新的学科相继被研究，且研究工作相对独立的时期之后，生物学在最近二十年里已经成为更加统一的科学。它已经开启一段综合的时期，直到今天，它不再呈现出一幅有大量半独立且很大程度上相互矛盾的科学分支的景象，而是逐渐能够与像物理学这样更古老科学的统一性相匹敌，其中任何一个分支取得进展，几乎立刻就会促进该学科的其他所有领域发展，并且理论与实验携手并进。生物学统一的主要结果，是达尔文主义的复兴……故此，重生的达尔文主义是修正过的达尔文主义，因为它必须处理达尔文并不知道的事实；但是，因为它的目标是要给进化一个自然主义的解释，就这个意义上而言，它仍然是达尔文主义……这一重生的达尔文主义，这只从灰烬中飞升，发生突变的凤凰……就是我打算在之后各章讨论的内容。

这是一项杂乱无序、需要多方面考虑的任务，但是赫胥黎以其清晰的写作风格，并且在阐述技术思想时切合实际、不用术语，使得《进化：现代综合》既好读又受欢迎。这本书印了5次，再版了3次；最近的1973年版包括一篇由9位杰出科学家合写的引言，肯定了这一综合在整体上的真理性，并更新了书中的数据资料。

17.埃尔温·薛定谔《生命是什么》（1944年）

《生命是什么》以介绍经典的牛顿物理学开始；接着，第二章和第三章总结了遗传学的发展；然后将量子力学引入画面。

薛定谔的目标是利用物理学、化学和生物学，为生命维持和传递的方式提供单一的、一贯的解释：“今天的物理学和化学在解释这些事件时显示出的无能，绝不应成为怀疑它们原则上可以用这些学科来解释的理由。”

薛定谔是第一个主张化学能够解释遗传如何起作用的人。他声称，一定存在某种能从化学上进行分析和传递的“密码本”；生命不是一种神秘的“活力”，而是一系列有序的化学和物理反应。

年轻的詹姆斯·沃森偶然发现了《生命是什么》，立刻就被吸引，“薛定谔认为，我们可以从储存与传递生物信息这个方面来思索生命，”他后来写道，“因此，染色体只是信息的载体……要了解生命……我们必须辨识这些分子，破解它们的密码。”《生命是什么》开创了新的生物化学领域，并直接导致了DNA的发现。

18.蕾切尔·卡森《寂静的春天》（1962年）

打从一开始，《寂静的春天》就显现出自己是一本与众不同的科学著作：它在努力抓住你的智力、情绪和理性的同时，也在努力抓住你的想象力。

“从前，在美国中部有一个城镇，这里的一切生物看来与周围环境相处得很和谐。”卡森开篇写道，接着描绘了一派田园风光：春天有百花盛开的果园，秋天是满树火红和金黄的叶子，还有野花，而群鸟在蓝天翱翔，鱼儿在清澈的池塘跳跃，鹿群“在雾气中若隐若现”。然后，一种“奇怪的阴影”悄然出现，“神秘莫测的疾病”使得牲畜患病，禽鸟死亡，甚至让正在玩耍的孩子突然倒下，导致他们“在几小时内死去”。

这个充满道德寓意的故事是一个预言：如果化学品的使用没有得到控制，有机生命将会遭遇什么。《寂静的春天》是一个关于政府的失败、企业盲目贪婪、科学默不作声的故事：不加控制、未经检验的杀虫剂有摧毁我们周围复杂的生态系统的力量。卡森说，人类已经“写下了一部令人痛心的破坏大自然的记录，这种破坏不仅仅直接危害了人们所居住的大地，而且也危害了与人类共享大自然的其他生命。”

《寂静的春天》获得了辉煌的胜利。卡森被邀请到国会去证明滥用杀虫剂的危害，一位参议员致意卡森说：“卡森小姐，您就是引发这一切的那位女士。”这一切指：杀虫剂的管理、EPA 的创建，以及现代环境运动的开始。

19.德斯蒙德·莫里斯《裸猿》（1967年）

查尔斯·达尔文和埃尔温·薛定谔都已经靠近他们的发现可能引向的结果了，但又都擦肩而过。达尔文拒绝梳理物种起源理论的全部含义，尽管他后来写道，他“不能不相信，人也必须适用相同的规律”，就像所有其他物种一样，人类也是可变的。《生命是什么》总结说生命是化学的，但却以“决定论与自由意志”做最后总结，薛定谔在文中试图坚持人类经验的独特性。

而德斯蒙德·莫里斯在《裸猿》的绪论中就写道：“我是动物学家，裸猿又是一种动物。所以他自然成为我笔下的描写对象。他的行为模式纷繁复杂、令人难忘，可是我再也不肯因此而加以回避。”在接下来的各章里，莫里斯试图将人类存在的几乎每个方面都解释为生存技巧，从起源到浪漫爱情，从哺育喂养模式到母爱与父爱。我们所做的一切，从做头发到听了玩笑发笑，都有生物学和化学的解释。

在当时，这个主张令人震惊。BBC惊呼：“动物学家德斯蒙德·莫里斯博士实在令世人震惊！他对人的描写竟然与科学家描绘动物的方式如出一辙！”不过，得益于平易近人的散文风格，以及谨慎地分配篇幅用于描写性，莫里斯的研究被翻译成23种语言，卖出1000万册以上。在后来名为“社会生物学”（对人类文化的研究和对人类遗传的研究一样，都要受物理和化学因素的影响与决定）的领域，这是第一本大众读物。

20.詹姆斯·杜威·沃森《双螺旋：发现DNA结构的故事》（1968年）

沃森在《双螺旋》开篇不久便谈论道：“科学几乎不会像外人想象的那样，直截了当地按照合乎逻辑的方式进行。”在他对自己和英国同事弗朗西斯·克里克的DNA“发现”之旅的描述中，充满了错误的开始，被剽窃的研究，科学家之间的领地之争，以及厌女症。（沃森评论过：“像她这样一个女权主义者，最好还是另找去处，分道扬镳。”这是他没有魅力的时刻之一。）

尽管书名如上所述，沃森的这部回忆录却并不是关于一次“发现”，而是关于一个理论结构的建立。克里克和沃森决定确立一种模型，它将：

①与被称为脱氧核糖核酸（即DNA）的核酸物质的化学和结构特性一致；

②能够让信息传递——于是他们想到了双螺旋。

1953年4月，沃森和克里克在一篇发表在《自然》（Nature）上的短文里提出了这一模型，文章用一个简洁的句子（由克里克写作）作结，主张双螺旋结构能够让核酸物质形成氢键（hydrogen bonds），这就意味着DNA可以进行自我复制。在论文的总结部分，克里克写道：“我们当然注意到了，我们提出的专一碱基对直接揭示了遗传物质的一种可能的复制机理。”

这一模型令人信服：与观察到的DNA特性相符，而且显然能够进行自我复制。弗雷德里克·桑格（Frederick Sanger），乔治·伽莫夫（George Gamow）,马歇尔·尼伦伯格（Marshal Nirenberg） 和海因里希·马太（Heinrich Matthaei）等生物化学界的杰出人物也都对这个模型做了详细说明。等到詹姆斯·沃森于1968年出版《双螺旋：发现DNA结构的故事》之时，DNA的双螺旋结构及其在生命繁衍中的作用已经被当作信条接受了（尽管克里克对这部回忆录有反对意见，指出书中许多地方和他的回忆并不吻合）。

但是，要到20世纪70年代末，科学家才会有制作真正详尽的DNA染色体图的技术工具。沃森和克里克没有“发现”DNA，而是像哥白尼一样，创建了一种可信的理论，非常巧妙地解释了几十年间观察到的现象。

21.理查德·道金斯《自私的基因》（1976年） 

《自私的基因》一书把德斯蒙德·莫里斯的结论带到了分子层面。莫里斯已经从有机体的生存意愿来解释人类文化，而道金斯主张这和有机体（动物或者人类）没什么关系。他总结说，基因自身会不惜一切代价来保存自己。

道金斯没有“发明……躯体只不过是基因的进化载体的信念”（正如一本科学著作宣称的），他没有超越沃森和克里克“发现”DNA的范畴。事实上，1975年，在《自私的基因》出版的前一年，生物学家爱德华·威尔逊（E. O. Wilson）就曾在他的《社会生物学》（Sociobiology）的第一章断定：“有机体只是DNA制造更多DNA的途径。”不过，道金斯是一位写作高手，也是一位雄辩家。

《自私的基因》将威尔逊这种观点的含义讲得非常清楚，让外行读者和生命科学的学生都能理解。该书出版时，进化生物学家安德鲁·瑞德（Andrew Read）还是一位博士候选人，用他的话来说，“这方面的知识框架已经有了，但《自私的基因》将它讲得很透彻，让它不容忽视。”

请通读全书，但要特别注意第十一章，在这一章里，道金斯探讨了文化和生物化学信息一代代传递下去的方式。为了给“文化传播单位”找个名字，道金斯将希腊词汇“mimeme”缩写为“meme”，即“模因”，为英语贡献了一个崭新（且如今常见）的词。

22.史蒂文·温伯格《最初三分钟：关于宇宙起源的现代观点》（1977年）

到1977年，物理学家普遍取得的一致看法是：宇宙曾经是一个奇点，是一个致密、熔融的“原始原子”，以某种方式包含了现在宇宙中所有的物质，且已向外膨胀。事实上，宇宙仍然在稳定地向外膨胀；我们可以看到并测量宇宙的膨胀，因为遥远的星云正稳定地远离我们的有利观测点。

最初，比利时天文学家乔治·勒梅特（Georges Lemaître）提出一个理论构想，即所谓的“大爆炸”（这个名字其实是该理论的反对者取的）不是指一次爆炸，而是指在长到无法想象的时间里稳定地向外扩张。这个理论的支持者提出，这一最初的致密起点所蕴含的巨大热量仍然以残留的微波辐射的形式出现在宇宙中。当这种辐射于1965年第一次被测量到时，即便是持怀疑态度的物理学家也开始赞同：是的，奇点确实在宇宙的中心或者宇宙开始的一瞬间（二者同一）存在过。

而普通公众还要过些年才会接受这一理论。宇宙从一个奇点开始膨胀是一个技术性和反直觉的构想。该理论需要一个普及者，而史蒂文·温伯格就能清晰简要地表达技术性强的内容，他是来自纽约的理论物理学家，在出版《最初三分钟》两年后获得诺贝尔奖。《最初三分钟》清晰地给出了宇宙膨胀的背景信息，通览了不同解释的历史发展，包括稳态理论（steady-state theory），展现了宇宙微波辐射的必然性；这是第一部被广泛阅读的解释大爆炸理论的读物，也刺激了随后十多年里，写给外行读者的宇宙学和理论物理学书籍爆炸式涌现。

不过，尽管这是一部极具开创性的著作，《最初三分钟》还是拥有所有起源故事的不足之处。它需要读者对宇宙的开始发生一次信仰的飞跃。温伯格在书的导论中写道：“宇宙的起点，或者大约最初百分之一秒的说法总是有些模糊不清，让人难以理解。……我们也许不得不接受绝对零时的观点——绝对零时是过去的一个时刻，从理论上讲，我们无法推知之前的事情的因果。”

另外，温伯格也免不了要推测结局。温伯格写道，宇宙最终一定会停止膨胀；它要么就直接停止，消逝在寒冷与黑暗之中，或者“经历一种宇宙‘反弹’，开始重新膨胀。……我们可以想象一个无穷尽的膨胀和收缩循环，它一直延伸到无穷的过去，根本就没有开端”。

23.爱德华·O.威尔逊《论人的本性》（On Human Nature）（1978年）

《论人的本性》是威尔逊被读得最多的著作，书里假设人类的行为以化学为基础。威尔逊的哲学是一种学科的还原论：来自物理学和化学的洞见能够通过实验予以证明，能够通过演算得以确证，是所有人类知识的根基；生物学就建

立在这坚实的基础上；生物学定律直接脱胎于物理学和化学原理。诸如心理学、人类学、动物行为学（自然界动物的行为）、社会学等社会科学“漂浮”其上，完全依赖下面的“硬”科学。

威尔逊的第一部作品描写了蚂蚁的社会。他在1975出版的《社会生物学：新的综合》（Sociobiology: The New Synthesis）中提出，人类的行为正如蚂蚁的活动，究其原因，并没有超出物理的必然性。甚至看似无形的感受与动机（恨，爱，愧疚，恐惧）都是：

受下丘脑（hypothalamus）和大脑边缘系统（limbic system of the brain）中的情绪控制中心的约束和塑造……接着，我们不得不问，是什么创造了下丘脑和边缘系统？它们通过自然选择进化而来……下丘脑和边缘系统被设计成要使DNA存续。 我们可能充满悔恨情绪、利他冲动或者是绝望，但这只不过是因为我们的大脑（独立于我们有意识的知识）在以最能保存我们基因的方式在对环境作出反应。

所以，“社会生物学”试图把人类社会仅仅理解为生物冲动的产物。

除了最后一章，《社会生物学》全书都是建立在动物研究的基础之上。3年后出版的《论人的本性》，则更聚焦于人类的数据资料。威尔逊声称：“人类心智是为生存与繁衍服务的装置，推理只不过是其中一种技能。”接着，他解释了每一种我们最为珍视的人类特质是如何从基因产生的（譬如，“最高级的宗教活动能带来生物性的好处”，更别提还有“遗传多样性是性的终极功能。性行为的生理快感服务于遗传多样性”。）

像詹姆斯·沃森和理查德·道金斯一样，威尔逊是一位颇有天赋的作家，能巧妙运用强大的比喻。《论人的本性》受到了称赞，也不乏严厉指责，当然更是得到了广泛阅读；它立刻就成为畅销书，并在1979年赢得普利策奖。

24.詹姆斯·拉伍洛克《盖娅》（1979年）

詹姆斯·拉伍洛克拾起蕾切尔·卡森的主题，通过将整个相关系统设想为一个单一的、系统化的“存在”，来探索人类与地球的相互关系。他急忙解释说，这不是一种“字面意义上的”存在，不是某种有感知觉的生物；准确地说，“包括生命在内的整个地球表面都是一个自我调节的存在。这也正是我使用‘盖娅’的含义所在”。盖娅这个名字是他的邻居——小说《公主新娘》（The Princess Bride）的作者威廉·高德曼（William Goldman）提议的。

以“盖娅”作为核心理念，拉伍洛克——一位环境保护者和曾经做过医学研究生工作的发明者——探索了生物圈（“地球有生物存在的区域”）和地表岩石层、空气、海洋之间的相互关系。他表明，这是一个组织严密、紧紧相连的系统，一个部分遭受污染或灾患，会迫使整个“超级生命体”（super-organism）去适应和改变。

与他的后继普及者一样，拉伍洛克随后发展出了关乎人类存在的结论。他将人类的美感（“愉悦，认同，成就，惊讶，兴奋以及向往等那些复杂的情感……充溢我们心中”），解释成一种生物反馈：“或许我们也是生来就具备一种本能，使我们能够在与周围的其他生命形式的关系中认清自己所扮演的最佳角色。”他总结说：“这看起来与达尔文自然选择的力量并不相悖，因为一种愉悦感通过鼓励我们在自身与其他生命形式之间实现平衡来回报我们。”

25.斯蒂芬·杰·古尔德《人类的误测》（The Mismeasure of Man）（1981年）

斯蒂芬·杰·古尔德相信，莫里斯和威尔逊的学说都过于简化了。在《人类的误测》中，他反对被他称为“达尔文原教旨主义”的做法——用自然选择解释全部的人类经验。相反，古尔德认为是多重因素（都是自然的，但是全部加在一起相当复杂，不能简化成DNA）相互交叠决定了人类的行为。

《人类的误测》（与威尔逊那本书一样）的目标是普通读者。全书有力地集中驳斥了一个被古尔德视为“达尔文原教旨主义者”的特例：将“智力的抽象”作为一种在生物化学意义上被决定的素质，“量化”为一个数字（这真是多亏了IQ测试的日渐流行），并在由生物决定的“价值序列”中，“用这些数字给人排列等级”。

书中论证远不只是要揭穿IQ测试的真相，古尔德还希望驳斥在威尔逊的书中非常明显的学科还原主义。古尔德在序言里写道：“从根本上看，《人类的误测》探讨的不是虚假的生物学争论在社会环境中的普遍道德可耻性……甚至也不是人类不平等性的基因基础之上的所有虚假论调。”（明显在针对《社会生物学》）。准确地说，“《人类的误测》讨论的是一张通过量化而对人类进行分类的特殊表格：智商可以被抽象成一个单一的数字，一个能够在固定不变的智力价

值曲线上对所有人进行分类的数字”。

与威尔逊一样，古尔德被一些人批评。譬如，著名心理学家汉斯·艾森克（Hans Eysenck）就坚信智力的基因基础，他疾言厉色地说过，“每一页的事实错误都比我读过的任何书要多”。但他也受到另一些人赞扬。这本书赢得了1982年的美国国家书评人协会奖。

26.詹姆斯·格雷克《混沌：开创新科学》（1987年）

与列表中的其他作者不同，詹姆斯·格雷克不是科学家；他是一名新闻工作者，主修英语专业。但是，在《混沌》这本书中，他能够理解并清晰地复述一系列技术性很强的研究性文章，以至于让混沌理论成了一个家喻户晓的名字，最后还进入了电影。

混沌理论诞生于1961年，当时美国数学家爱德华·洛伦兹正在对气象学进行小修补。洛伦兹已经写好了纳入多种因素（风距与风速、气压、气温等）的计算机程序，要用它们预测天气模式。他偶然发现，输入的这些因素中产生的细微变化——风速或者气温的改变，原本小到完全无关紧要——急剧改变了预测的模式。

1963年，洛伦兹在一篇发表的论文里表明，在某些系统中，极其微小的变化能够导致截然不同的结果。1972年，他又发表了一篇文章，题目为《可预言性：一只蝴蝶在巴西扇动翅膀会在得克萨斯引起龙卷风吗？》。这是蝴蝶的翅膀首次被用来类比微小的初始改变，以及“蝴蝶效应”这个词第一次被使用。

1975年，另外两位数学家李天岩和詹姆斯·约克发表了一篇文章，第一次给这种现象命名。他们称之为“混沌”。对于大多数说英语的读者而言，这是一个极其有力的词，即便已经到了1975年，他们对这个词在圣经中的用法也有所了解：完全无形，混乱，无序。

当格雷克——一位《纽约时报杂志》的专栏记者和自由撰稿人——选择混沌理论作为他的第一本书的主题时，该理论还处于它的青春期早期。《混沌》用了生动的比喻做调剂，抓住了大众的想象力。“蝴蝶效应”也成为家喻户晓的短语，尤其是杰夫·高布伦（Jeff Goldblum）在《侏罗纪公园》里扮演的摇滚明星科学家还给了全世界观众一个简略版的解释。（“一只蝴蝶在中国北京扇扇翅膀，那在美国的中央公园的天气就会由晴转雨……细微的改变……决不重复，且会极大地影响结果。”）

但是，“混沌”这个词有误导性。“混沌”在这里的意思是“不可预测性”——但不是最终的、固有的不可预测性（“无论我们知道多少，我们都无法预测最终结果”），而是一种偶然的、实践的不可预测性（“这一系统对初始条件微小变化太敏感，以至于目前我们还无法以预测所有可能的结果所需要的精确度来分析那些初始条件”）。

27.斯蒂芬·霍金《时间简史》（1988年）

《时间简史》不是第一本受到欢迎的物理学畅销书，但它超越了所有其他书。“肯定不是另一本关于大爆炸之类的书”，物理学家保罗·戴维斯（Paul Davies）回忆起他第一次看到霍金这部巨著时的想法。

霍金的目标不高，他想用物理学来回答一系列问题：“我们对宇宙有何认识，以及我们是如何认识它的？宇宙从何而来，正要去往何处？宇宙有开端吗？如果有，在那之前发生了什么？时间的本质是什么？时间会有终点吗？”

书中的解答在35种语言中收获了一千多万读者，《时间简史》成了有史以来最畅销的一本科学著作。

28. 沃尔特·阿尔瓦雷茨 《霸王龙和陨石坑》（1997年）

沃尔特·阿尔瓦雷茨在意大利的一个岩石层发现了异常丰富的化学元素铱，但这种元素本来不该出现在那里。虽然阿尔瓦雷茨接受的科学训练让他相信地球的“均变论”，而不是“灾变论”。但他开始怀疑，事实上曾经有巨大的灾难袭击过地球。这处有问题的岩石正好在所谓的K-T界线上，地质学家很早就注意到，这一岩层中的化石记录不连续。在K-T界线之前，恐龙和菊石化石大量存在；而在这条界线之后，它们便消失了。

阿尔瓦雷茨和他的父亲—— 物理学家、诺贝尔奖获得者路易斯·阿尔瓦雷茨（Luis Alvarez）一起构建了理论，认为这些铱元素可能来自一颗撞击地球的小行星。1980 年，阿尔瓦雷茨在《科学》（Science）杂志上提出，“K-T界线上的铱元素异常”，很可能是一次小行星撞击导致的。论文的共同作者有父亲路易斯、科学家同行弗兰克·阿萨罗（Frank Asaro）和海伦·米歇尔（Helen Michel）。

此外，这一撞击也可以解释化石记录的不连续：一颗大型越地小行星所产生的威力可以将质量是其自身60倍的物质炸到大气层中，成为粉碎的岩石；一部分尘埃将会在平流层中悬浮数年，并飘散到世界各地。随之而来的黑暗会抑制光合作用，据此预期的生物学影响也与在古生物学记录中观察到的灭绝情况相当一致。

不过，还缺少撞击产生的陨石坑。11年之后，阿尔瓦雷茨和同事们发现了陨石坑的痕迹，这个大坑位于尤卡坦海岸，有125英里宽，被上千年的沉积物所覆盖。撞击物的影响大到足以导致地壳气化，森林陷入火海，海洋中海啸肆虐，并将大量岩石碎片抛到大气层中，遮天蔽日，还引发有毒的酸性暴风雨。

阿尔瓦雷茨总结说，这次撞击改变了地球的面貌，也导致了恐龙灭绝。

1997年，阿尔瓦雷茨出版了《霸王龙与陨石坑》，在书中阐释了假说的形成过程。书中绝大部分篇幅都在力求仔细精准地描述引导阿尔瓦雷茨及其团队得出结论的线索，该书第一章名为《世界末日》（Armageddon），还有一段引自《指环王》的引文，并且对撞击发生时的场景做了戏剧化的描述（“灾难从天而降……”）。科普写作达到了顶峰，科学作家卡尔·齐默尔（Carl Zimmer）在谈到阿尔瓦雷茨的书时说：“忽然间，生命的历史比任何科幻电影都更富有电影感。”

（本文节选自《如何阅读西方经典》，青豆书坊｜上海社会科学院出版社2022年12月版，作者苏珊·怀斯·鲍尔（Susan Wise Bauer），系美国超级畅销书作家，传奇女子，她从小没有接受正规中小学教育，而是接受家庭教育，10岁学习拉丁语，14岁成为职业音乐家，16岁时写出3部小说，17岁进入大学学习，获费城大学神学硕士学位，弗吉尼亚大学的英语语言文学硕士学位、美国研究博士学位，现在弗吉尼亚州威廉与玛丽学院教授文学与写作，著有《极简科学史》《世界史的故事》《受过良好教育的心灵：如何进行家庭教育》等。本书译者为孙大强、关颖。澎湃科技获授权刊发。）