大歷史——虛無與萬物之間
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導論:什麼是大歷史以及如何研究它
1考察整個過去
在這本書中，我們會向你們介紹一種看待過去的新視角，它是由眾多不同學科的學者在晚近建構起來的，這些學科涉及歷史學、地質學、生物學以及宇宙學等。與以往相比，現在我們可以描繪更多的過去，而且可以做得更精確。因此，當前是各種歷史研究的革命性時刻。?
在我們對過去的理解中，這些變化大多數發生於 20世紀中期以後，某種程度上是我們所說的精密計時革命（chronometric revolution）的結果。
2精密計時革命之前的歷史
精密計時革命的核心內容，是一系列為過去事件定年的新技術。
為過去的事件測定年代的方法，是我們理解過去的基礎。事實上，如果沒有日期，我們也就不可能有「歷史」。如果我們知道過去發生了什麼，但是不了解它的序列，不清楚它發生的時間，那麼，我們眼中的過去，就是一堆沒有意義、沒有深度、也沒有真實形狀的雜亂事件的堆積而已。日期有助於我們理解過去，因為它們允許我們以年代順序「描繪」過去，在時間中考察它的形狀。我們如此繪製的世界能夠為我們提供一種強烈的意義感。然而，僅僅幾十年之前，我們繪製過去的能力還非常有限。我們只能夠為極小一部分過去提供確切的年代，它們要麼恰好被人們記住了，要麼剛好有文獻記載。
20世紀中期之前，書面文獻提供了最重要和最可靠的方式以確定過去事件的年代。結果，歷史意味著「通過書面文獻材料考察的過去」。
很不幸，儘管書面文獻為我們提供了許多可靠的日期，但是，它們也讓我們對過去的理解局限於過去很小一部分，即它們恰好闡明的那部分。於是，歷史僅僅指「人類的歷史」。更糟糕的是，在實踐中，歷史只不過是富有者和有權勢者的歷史，因為只有這些人能夠創作書面文獻（或者僱用書記官替他們完成）。由此而來的結果就是，在最近幾個世紀大眾識字率提高之前，歷史的主體是帝王將相、他們發動的戰爭、他們創作的文學以及他們信奉的神靈。過去的絕大部分處於黑暗之中，絕大多數人的經歷、思想和生活方式沒有留下任何文字記載。我們無法討論沒有文字的社會，除非那些能夠創作的人（希臘史學家希羅多德或中國史學家司馬遷那樣的人）恰巧提到了它們。即便如此，有讀寫能力的社會對那些沒有讀寫能力的鄰居做出的思考和討論，往往有悖事實。面對文字創造之前的時代，我們更是一籌莫展。而那些時代是相當重要的，我們現在已經了解到，那些時代至少涵蓋人類在地球上出現以來95%的時間。最後，歷史學把人類出現之前的一切事物排斥在外，儘管從 18世紀以來，地質學家就著手理解地質事件發生的序列。總而言之，史學家對書面文獻的依賴，意味著歷史基本上是關於那些會寫作之人（他們只佔人類很小一部分）的歷史。因此，毫不奇怪，歷史事實上僅僅是政府、戰爭、宗教和貴族的歷史。
3精密計時革命之後的歷史
20世紀中期，測定過去事件年代的新方法的出現，改變了我們對過去的理解。此後，我們能夠為所有文獻都未曾記載的事件提供確切日期，這些事件可以回溯到地球上生命的起源，甚至宇宙的起源。
在這些新技術中，其中最重要的技術建立在放射性測年法（radiometric dating）之上。放射性測年技術的依據在於，放射性物質的衰變會遵循一種很有規律的節奏，最終形成新的子物質（daughtermaterials）。這意味著，如果你有一塊含放射性元素（比如鈾）的材料，你就可以測量有多少子物質（比如鉛）已經形成，從而能夠估算出這塊材料的形成時間。
20世紀10年代，以這種方式使用放射性物質的潛能得到了重視，但是，放射性測年技術在當時還不太可靠，也不便宜，因而無法在20世紀50年代之前得到廣泛使用。碳-14紀年法是最早得到廣泛應用的放射性測年技術，因為這種測年方法建立在碳的一種特殊形式（或同位素，同位素是同一種元素的原子，它們的內核具有不同中子數，因此，它們的原子重量也有點不一樣）的衰變之上。碳-14測年由威拉德·F ·利比（Willard F. Libby）於20世紀50年代早期開發。利比曾經在核武器工廠工作，工作人員也需要具備能力分離和測量特定元素（就核武器研製來說，是指鈾元素）的不同同位素。碳-14測年革新了考古學，促使考古學有可能測定5萬年之前的含碳物質（包括生物有機體的絕大多數殘留物）。這比文獻記載的最早時間要古老10倍。很快，許多其他的放射技術得到開發，從而讓我們的年代學在時間上回溯得更久遠。這些方法使用了放射性物質，比如衰變很慢的鈾元素，這樣，人們就可以測定幾百萬年甚至幾十億年之前形成的物質的年代。1953年，克萊爾·佩特森（Clair Paterson）通過測定隕石中鈾衰變產生的鉛，從而確定了地球的年齡。
其他非放射性測年法也得到開發。其中最重要的一種就是基因測年。1953年，遺傳密碼（genetic code）的活動方式被發現，此後，人們就可以比較不同物種的DNA之間的差異。（DNA是一種分子，存在於所有活的細胞中，它含有用來形成和維持分子的遺傳訊息，並且將那種訊息遺傳給子代的分子。更詳細的內容參見第3章。）1967年，文森特· 薩里奇（Vincent Sarich）與艾倫·威爾遜（Alan Wilson）指出，大多數DNA會在漫長的時期內發生有規律的變化。這意味著，這種變化也可以被當作時鐘來使用。通過比較兩種相關物種的DNA，我們可以大致得知它們在何時擁有共同祖先。基因測年改變了我們對人類自身以及對其他物種進化的理解。比如，基因測年表明，黑猩猩和人類在700萬年之前有著共同的祖先，這個發現在人類進化史研究中引起了一場革命。與此同時，天文學家和宇宙學家開發新方法來估算恆星的年齡，並進而估算整個宇宙的年齡。通過使用歐洲航天局普朗克衛星——2009年發射升空用以研究宇宙背景輻射——傳回的數據，天文學家已經得到了關於宇宙起源時間的更精確數據！宇宙形成於138.2億年之前；在本書中，我們取一個約數，即138億年。
為過去事件測定年代能力發生的變化，改變了我們對過去的理解。1919年，當H. G.韋爾斯（H.G. Wells）嘗試寫作一部「普世的」歷史作品時，他承認，他無法為第一屆奧林匹克運動會（公元前 776年）之前一切事件提供確切的時間。今天，我們甚至能夠為宇宙起源之際的事件提供合理的時間。突然間，我們能夠在堅實的科學證據之上建構關於整個過去的歷史，這種情況在人類歷史上尚屬首次。
4自然科學加入歷史學一起研究過去
一系列科學突破與精密計時革命密切聯繫在一起，它們使得科學本身對過去更加感興趣。在20世紀，宇宙學、地質學和生物學都變成歷史性學科。
18世紀晚期之前，人們普遍以為，自然世界自誕生以來就很少變化。天文學家認為，恆星和星系始終如一。地質學家認為，即便地貌會發生微小變化，整個地球依然如故。包括現代生物分類體系奠基人卡爾
·林奈（Carl Linnaeus，1707—1778）在內的大多數生物學家認為，今天的生物物種與地球誕生之初繁盛一時的物種沒什麼兩樣。
然而，早在 17世紀晚期，地質學和生物學領域就有人開始提出質疑，其中主要原因在於人們對化石表現出日益強烈的興趣。像三葉蟲（現已不復存在）這類生物的化石表明，物種的混雜隨著時間變化而發生變化。高山上（比如阿爾卑斯山脈）海洋生物化石的發現，表明地貌在過去發生了劇烈變化。很顯然，在一定程度上，地球和自然世界都有其「歷史」。不過，如果沒有確切日期，我們也就無法精確地重建這種歷史。如此一來，「歷史」依舊是「人類的歷史」，而「科學」的研究對象依然被認為是世界上未曾隨時間流逝而發生重大變化的方方面面。
19世紀和 20世紀早期，地質學家、天文學家和生物學家開始意識到，過去與現在完全不一樣，他們面臨的主要挑戰之一，在於解釋世界如何成為今天的面貌。於是，天文學、地質學和生物學都成為歷史性學科。精密計時革命允許我們為生命有機體、地球甚至宇宙的過去創造一張精確的時間表。1953年DNA結構的發現（參見第3章），使得人們可以更精確地（與以往相比）考察和解釋自然世界的變化。在地質學領域，20世紀 60年代出現的新範式即板塊構造論表明，地球表面在過去發生了根本變化。同時，它也有助於解釋地球如何以及為何變化。最後，同樣在20世紀60年代，宇宙背景輻射的發現，讓大多數天文學家相信，宇宙本身也隨時間的推移而發生演變，這種演變始於一百多億年前巨這種演變始於一百多億年前巨大的「爆炸」（參見第1章）
突然間，我們必須以全新方式思考過去。我們現在能夠研究的，不是過去幾千年的人類史，而是數億年前的過去，包括生態圈、地球以及整個宇宙的歷史。我們能夠著手建構關於整個過去的歷史！
5什麼是大歷史？
「大歷史」的主要挑戰，就是建構上述那種過去。大歷史試圖建構關於整個時間的歷史，回溯到宇宙的開端。這就是我們在本書中所做的。我們敘述了從最開始到當下的歷史，這種敘述以現代科學知識的各種結論為基礎。我們將看到，這種做法是了解我們這個物種——智人（Homo sapiens）——在宇宙中位置的有力方式。這麼做也有助於我們更好地理解人類史的內容。
思考整個過去，是整個人類社會想方設法去做的事情。思考的結果可以在起源故事（關於萬物如何被創造的故事）或者所有重要宗教的主要文本中找到。據我們所知，起源故事在所有的社會中得到講述；它們敘述了萬物、人類、動物、地貌、地球、恆星以及整個宇宙的起源。它們也建立在每個社會最有效的知識之上。因此，它們為理解萬物的歷史提供了一幅路線圖。這些關於過去的「地圖」很有影響，因為它們幫助個體理解他們自己如何融入這個關於宇宙和地球上生命的故事之中。
在大多數社會的教育中，起源故事似乎一直扮演著重要角色。當一個社會的年青一代接受最初教育時，起源故事就得到講授。因此，大多數人都了解他們自己社會對萬物起源的解釋。據我們所知，即便最古老的社會——從澳大利亞到法國再到美洲——也會在岩洞的牆壁上繪製一些奇怪的形狀，或者創作一些雕像，它們意味著起源故事的存在。
不幸的是，今天，我們的中學和大學不再講述任何類型的起源故事。這也是大歷史之所以重要的原因之一：它能夠扮演起源故事在大多數早期人類社會曾扮演的教育角色。與其他起源故事一樣，大歷史也是建立在我們能夠獲得的最好知識之上。就目前而言，這些知識來自現代科學。在現代世界，科學是知識的主要形式。它的根源可以回溯到 17世紀科學革命。科學知識的影響是世界性的，其基礎在於嚴格使用經過仔細檢測的證據。
因此，把大歷史視為一個現代的、科學的起源故事是十分有用的。它還提供了某種宇宙「地圖」，你們可以從中找到自己的位置。它與傳統的起源故事有所不同。首先，它是科學的。也就是說，它建立在現代科學的最好成果之上。與以往的起源故事相比，它建立在更多的知識之上，這些知識在許多不同社會得到嚴格的檢測，因此，比傳統社會可獲得的知識更加可靠和精確。當然，這並不等於說，現代起源故事完全超越了所有其他的起源故事；不過，我們可以大聲宣稱，在當下這個受到現代技術和現代科學改變的全球化世界，它顯得卓爾不群。
大歷史與傳統的起源故事還存在另一個差異，即它的普適性。大多數起源故事是由某個特定社會為自己建構起來的，它們往往強調不同集群之間的差別。大歷史試圖建構一種普遍適用的起源故事，它利用世界各地的科學知識，期待著在德里或迪拜、都柏林或丹佛都同樣合理。今天，建構一個真正具有普遍性的起源故事顯得尤為重要，因為我們這個全球化的世界正面臨各種挑戰，例如核戰爭威脅和全球變暖問題。這些問題是任何一個社會都無法獨自解決的，需要全世界的合作和共同努力。
然而，奇怪的是，現代中學和大學很少講授普世史（universal histories）。相反，我們在以一種零碎的方式學習這個故事的不同部分。在歷史課堂上，我們學習的內容不是人類，而是自己的社會；我們學習美國歷史或俄國歷史或中國歷史，這取決於我們就讀的中學在哪兒。我們很少學習人類史如何與自然世界聯繫在一起。我們可能會學一丁點兒化學或地質學甚至天文學知識，但是，這基本上無助於我們考察這些不同知識形式之間的內在關聯。
現在，我們終於可以講授一門新的、具有科學依據的普世史，這種歷史包含所有人類社會，並且將它們的歷史置於地球乃至整個宇宙的宏大歷史背景中。據我們所知，本書是關於大歷史的第一本現代課本。在書中，我們將考察現代科學能夠告訴我們的一切：與宇宙、恆星（宇宙中最大的物體）、太陽系和地球、地球上的生命以及我們這個物種即智人的過去相關的一切。
6這個故事的基本形態
研究整個宇宙的歷史似乎是一項令人畏懼的工作。不過，我們會發現，從許多方面而言，它並不比講授一個大國（比如美國或俄國）的歷史更艱巨。關鍵在於，我們一開始就要對這個故事的整體形態有清晰的認識。對我們很有幫助的事實在於，有一條線索貫穿整個故事：那就是宇宙出現138億年以來越來越複雜的事物的出現。複雜事物具有多種組成部分，它們精確地排列，從而產生新的屬性。我們將這些新屬性稱為突現屬性（emergent properties）。
我們不會假裝要描繪出現的一切新事物，或者宇宙某些部分變得更複雜的所有階段，我們只是關注這個進程中的一些主要階段，考察出現的一些最有趣的事物，並且努力弄明白我們是如何融入這個宏大故事之中的。
早期宇宙非常簡單。最初，即宇宙學家所說的輻射時代（radiation era），巨大能量流主導著宇宙。整個宇宙有點類似太陽的中心，由於溫度過高，複雜的化學結構無從誕生。當時沒有原子、沒有恆星、沒有行星，也沒有活的有機體。不過，宇宙在擴張的同時也在冷卻，差不多在其誕生40萬年之後，它的溫度低得足以讓氫原子和氦原子（還有其他一些簡單元素）在那種熱「漿」中凝結。原子是最早出現的複雜物質結構。不過，即便那時候，在幾百萬年時間裡，宇宙還非常簡單，僅僅由巨大的氫原子和氦原子云團以及散布其間的能量構成。（另外，還存在大量所謂的暗物質，不過，由於它們似乎永遠也不可能構成複雜實體，因此，我們很大程度上忽略了它們。）
於是，通過以原子作為基本成分，更複雜的事物開始出現。不過，只有環境「恰到好處」時，它們才會出現。我們將這種環境稱為「金鳳花環境」（Goldilocks conditions）。首先，大概在宇宙出現2億年之後，所有的恆星系出現了。在星系中，垂死的恆星開始形成新的原子和新的化學元素，如碳、氧、金和銀等，然後將它們散播到周圍太空。在條件合適的地方（不太熱也不太冷，不太空曠也不太密集），這些元素逐漸以複雜方式結合，形成新的物質。恆星也會將能量散播到附近太空。由此可見，當大部分宇宙依然很簡單時（直到今天也是如此），在星系內部，事物變得越來越複雜。當更多化學元素散布到恆星之間的空間時，新的物質——水與冰或灰塵和岩石——開始在新近形成的恆星周圍聚集，最終形成最早的行星體系。至少在一個行星上（或許在許多行星上，儘管迄今為止我們還沒有直接證據證明這一點），化學元素結合形成更複雜的結構，最後形成簡單的活細胞，這種細胞能夠以非凡的精確性複製和繁殖，並且緩慢地適應周圍環境，同時創造出越來越多不同類型的單細胞有機物。慢慢地，更複雜的細胞開始進化，直到大約 6億年前，一些細胞結合起來形成多細胞有機物。在最近幾十萬年，我們這個物種進化出來了。我們在後面內容中會看到，在人類歷史時期，事物變得更複雜。
在做出進一步探討之前，我們必須更深刻地考察複雜性這個核心概念。複雜性是簡單性的對立面。不過，知道這一點並沒有什麼用。難題在於，根本無人確切地知道解釋複雜事物之所以變得複雜的最好方式。以下是大致的界定，或許將對我們有幫助。
首先，複雜實體包含多種成分。原子之類的簡單事物包含很少的成分：就氫原子來說，只有一個質子和一個電子。更複雜的事物，如DNA分子，可能含有數十億個不同原子。因此，我們首先得說，複雜事物包含許多不同的成分。
其次，這些成分以特定方式排列。將一架現代客機的零件堆在一起，然後任意組裝起來，你很快就意識到，如果這些部件組裝不正確的話，飛機根本無法起飛。不同部分都有特定功能，就好像它們是一個團隊的組成部分。同樣，構成DNA分子的原子必須以特定方式排列，只有這樣，構成 DNA分子的許多基因才可能協同工作，否則這些原子什麼也幹不了。即使一個氫原子也是以精確方式排列的：質子在核心，一個電子以一定距離繞著它旋轉。這兩個粒子被電磁力結合在一起，因為質子帶一個正電荷，電子帶一個負電荷。原子則比它的構成成分更複雜。
第三，複雜事物具有新屬性或者突現屬性。當複雜事物以正確的模式（這種模式能夠促使它們的各組成部分協同工作）排列時，它們就能夠創造新事物。新的特徵「顯現」。「把聖保羅大教堂搗成原子，」塞繆爾·約翰遜（Samuel Johnson）說道，「然後觀察每一個原子；毫無疑問，它毫無用處；不過，如果將這些原子組合起來，你就得到了聖保羅大教堂。 」一堆飛機零件不可能完成任何有趣的事情。若將它們正確組裝起來，它們就能夠飛翔。把變形蟲的DNA分子正確排列起來，它就提供了生命有機體形成所需要的一切訊息。（這確實給人留下深刻印象，因為我們現在無法在實驗室做到這一點，儘管現代科學取得了許多成就。）即便一個氫原子也具有新的屬性。比如，它呈電中性（因為正負電荷相互抵消），如果在高速和高溫下與其他氫原子相撞，它就能夠聚合形成氦原子。這些新特徵就是突現屬性的例證。這常常顯得不可思議，因為它們並不存在於那些構成複雜實體的各種成分中。只是當這些成分以精確模式排列時，它們才顯現出來。它們不僅僅源自這些成分，也源自那種模式。我們覺得，模式是非物質的或抽象的，而各種成分是實實在在的和物質的，這個事實解釋了突現（emergence）之神奇特性。
第四，複雜實體似乎只出現於存在必不可少的金鳳花環境的地方。即使今天，宇宙的絕大部分依舊很簡單。不過，世界上一些地方出現了合適的環境，我們也在那裡觀察到了更複雜事物的出現。例如，地球表面就是複雜化學反應的理想場所。這裡存在大量不同的化學元素，有非常適合化學反應的固體、氣體、液體和溫度。
第五，複雜實體似乎與有助於它們維持自身結構的能量流聯繫在一起。如果你將一些大理石從小山頭滾到山腳一個洞中，它們還是會停留在一起，因為那種組合對能量的需求最少。這是一種靜態的、不那麼特別令人感興趣的複雜形式。那些最吸引人的複雜形式是動態的。它們更像熟練的變戲法者所創造的複雜模式。維持它們的存在需要穩定的能量流。此外，廣泛而言，以下說法似乎是正確的，即這些結構越複雜，它們也就需要更多能量維持自身。這是天文學家埃里克·蔡森（Eric Chaisson）的觀點。蔡森表明，如果計算一下的話，結果顯示，大致而言，行星似乎比恆星更複雜，因為在行星上，每秒鐘流經每克物質的能量流，要多於恆星上相同時間流經相同質量的能量流。同樣，活的有機物似乎比行星更複雜，而現代人類社會或許是我們所知道的最複雜事物之一！對人類尤其是歷史學家而言，這是一個非常重要的結論。它塑造了我們在本書中講述的故事的形態。
概括而言，以下是複雜事物的五大關鍵特徵：
?它們由多種成分組成：複雜事物是由各種各樣成分構成的。
它們被組合在一種精確的結構中：它們的成分以一種十分明確的方式結合在一起。
它們具有新的或突現的屬性：事物得以建構的方式賦予它們某些特別的屬性。
它們只出現在環境合適的地方：只有當創造更複雜事物的完美的金鳳花環境存在時，它們才會出現。
它們通過能量流結合在一起：引起我們最大興趣的各種複雜形式，都依賴能量流。一旦能量流不復存在，它們就會喪失那些讓它們與眾不同的突現屬性。這不僅適用於恆星，也適用於人類和汽車。恆星若沒有內核的聚變反應，它們就會暗淡無光；人類若缺少來自食物的能量，就會死亡；汽車若耗完了汽油，就會停止不前。
7一個框架：大歷史的八大門檻
一旦具備了導論中提出的那些觀念之後，我們就準備講述宇宙的歷史。從許多方面來說，這是一個激動人心、關於我們周圍一切事物如何形成的故事。它是20世紀的起源故事，有助於我們更好地理解自己如何融入萬物的整體方案之中。
8關於年代和日期的說明
在本書前面部分，日期和年代以 BP 形式（before the present，即「距今」）表示。這是古生物學家和考古學家使用的紀年方式。嚴格地說，它意味著「1950年之前」，即放射測年技術開始使用的時候，不過，在處理距今幾千年或幾百萬年之前的日期時，這並不會導致什麼不同。從第5 章開始——大致最近 1 萬年（大約距今 1 萬年前後）——我們會使用世界史學家的紀年體系，日期以 BCE（before the Common Era，公元前）和 CE（Common Era，公元）形式表示。Common Era（公元）始於大約 2000 年之前，因此，這種紀年體系與以前BC（before Christ）和 AD（in the year of the Lord）紀年法在時間上一致，不過，它的優勢在於，它在文化上沒有那麼明顯的特指性。
讓我們先來感受一下這些紀年體系：距今5000年（5000 BP）也就是公元前3000年（3000BCE），距今500年（500 BP）也就是公元1500年（1500 CE）。
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