【编辑推荐】
入选《每日电讯报》《泰晤士报文学增刊》2015年度好书
荣获2016年度科学和医学网图书奖、作家基金会奖
《出版人周刊》《观察家报》《图书馆杂志》《柯克斯书评》《旧金山书评》《书单》《都柏林书评》等数十家媒体联袂推荐的图书
剑桥大学、普林斯顿大学、匹兹堡大学、斯坦福大学等60多位专家学者推荐图书
中国科学院院士欧阳自远、汪景琇，国家天文台研究员苟利军、崔峻、李然，国家天文台首席研究员刘继峰等倾情推荐
《宇宙简史》是一本开创性的作品，它改变了我们对于我们是什么、我们从何而来，以及我们为何存在的理解。
人类是一个加速宇宙进化过程的未完成的产物，在这个过程中，原始的能量和物质在宇宙开始的时候相互作用并结合产生越来越复杂的事物。到目前为止，已知*复杂的事物就是人类。
独特的是，人类仍在进化—不是身体上的，也不是基因上的，而是精神上的。而我们将决定我们未来的进化。
大爆炸理论与观测证据相矛盾，而目前的宇宙学模型只是推测，而不是科学。
合作，而不是达尔文的竞争，导致了物种的进化。
人类既是哲基尔也是海德—我们继承了先人在竞争和侵略方面的本能，而我们的自我反思意识促使了越来越多的合作和利他主义行为。
过时理论的强化，就像自私的基因，成为阻碍进步的教条，并且不利于公众对科学突破的理解。
与其他有关人类进化的书相比，《宇宙简史》更广泛地描述了目前的科学思维。这本书提出，专业的科学领域可以真正告诉我们我们是什么，宇宙是如何开始的，以及我们人类是如何进化成为地球上如此重要的角色的。
【内容简介】
虽然专业科学领域发展速度异常迅猛，但是关于宇宙如何开始和我们人类是如何进化成为地球主导等问题，它们究竟能告诉我们多少呢?约翰·翰兹雄心勃勃的任务就是将这些科学知识汇集起来，对关于物质、生命、意识和人类的起源的理论和证据进行无偏的评议。这部惊人之作为宇宙暴胀、暗能量、自私基因和神经遗传决定论提供了*为全面而前沿的解释。本书以尽可能清晰的文字，将确实成立的理论与推测区分开来，并检查了弦理论等不同领域的断言，从而得到一个统一的理论。在这样的过程中，它对已经僵化成教条的那些宇宙学、生物学和神经科学分支的正统观点提出了挑战。作者惊人的分析揭示了合作、复杂性和趋同性的潜在模式，而这种模式恰好导致了人类独特的自我反思意识的出现，使我们能够确定未来的进化方向。这部开创性的著作注定要成为科学思维的经典之作。
【作者简介】
（英）约翰•翰兹
伦敦大学学院研究员，毕业于伦敦大学。通过10多年的大量研究，致力于不偏不倚地评估科学理论，从而挑战目前在宇宙学、进化生物学和神经科学领域的正统理论。在10多年的调研和写作过程中，与众多专业领域的专家密切合作，以追寻人类生命的演化与发展，展开对人类自身意义的追问。该书被众多国际权威媒体称为“一部无价的集大成的经典”。
【媒体评论】
约翰•翰兹对自宇宙大爆炸到恒星中物质的形成、从生命的出现到人类意识和文化的发展等论题，以既不晦涩难懂，又不落入科普同类书俗套的写作方式，用可读性极强的文笔，带我们了解了物质、生命和人类各自的发展历程。
——欧阳自远，著名天体化学与地球化学家、中国月球探测工程首任首席科学家、中国科学院院士、发展中国家科学院院士、国际宇航科学院院士
翻开本书，我被原著所讨论的科学问题的重要性、广度、深度和作者讨论问题的方式所震撼。这部科普著作，覆盖了物质、宇宙、生命与思维起源这些根本性的科学哲学问题，对此， 今天的学术界和公众是太需要了。这是一部既有前沿科学基础又富于启发性的科学哲学著作。
——汪景琇，中国科学院院士、国家天文台研究员
我必须承认这是一本内容覆盖面特别广而又很有深度的书。这本书并非仅包含单一学科的知识，它是天文学、哲学、进化生物学等众多领域知识的综合。
——苟利军，国家天文台研究员、中国科学院大学教授
《宇宙简史》调研了从宇宙起源到人类进化的进程，百科全书式地展现了宏大的主题，是一本令人脑洞大开的书籍。
——刘继峰，国家天文台首席研究员、中国科学院大学天文与空间科学学院副院长
这是一本难得的跨学科作品，具有新颖的视角，以时间为脉络对多个科学问题进行了详细阐述。
——崔 峻，国家天文台研究员、中山大学教授
这是一本雄心勃勃的著作，作者约翰•翰兹致力于将从宇宙诞生到人类演化的所有问题融为一炉，呈现给读者。作为科学界的“旁观者”，翰兹花大力气梳理了宇宙演化、生命起源、人类进化等几乎所有的重要问题，并独立加以思考和总结。热爱宇宙、对宇宙和人的联系感到好奇的读者，都可以将这本书作为思考的起点。
——李 然，北京大学天体物理学博士、国家天文台研究员
【目录】
本书评论
中文版作者序
推荐序一
推荐序二
推荐序三
*部分 物质的出现和演化
*章 探索
第二章 关于起源的神话传说
第三章 物质的起源：科学界普遍认可的理论
第四章 主流科学理论无法解释的现象
第五章 其他宇宙学假说
第六章 宇宙学作为一种解释性手段所
第七章 宇宙学假说的合理性
第八章 物质在大尺度上的演化
第九章 物质在小尺度上的演化
第十章 物质演化的模式
第十一章 关于物质起源和演化的反思
第二部分 生命的起源和演化
第十二章 适宜生命存活的星球
第十三章 生命
第十四章 生命的诞生1：证据
第十五章 生命的诞生2：假说
第十六章 关于生物进化的科学观点的
第十七章 生物进化的证据1：化石
第十八章 生物进化的证据2：现有物种
第十九章 生物进化的证据3：现有物种
第二十章 人类血统
第二十一章 生物进化的原因：当前的
第二十二章 互补和竞争性假设1：
第二十三章 互补和竞争性假设2：
第二十四章 意识的演化
第二十五章 关于生命出现及演化的反思
第三部分 人类的出现和演化
第二十六章 人类起源
第二十七章 人类进化1：原始思维
第二十八章 人类进化2：哲学思维
第二十九章 人类进化3：科学思考
第三十章 人类的独特性
第三十一章 人类诞生与进化的结论
第四部分 宇宙过程
第三十二章 科学的局限
第三十三章 关于宇宙的进程作为人类
致谢
译后记
注释
参考文献
【前言】
我们是什么？为什么我们会在这里？这样的问题已经深深吸引着人类至少25000年的时间。在大部分时间里，我们都凭借超自然的信念来思考上述问题。大约3000年前，人们开始通过哲学认知和推理来寻找答案。就在150多年前，查尔斯•达尔文的《物种起源》开启了一种截然不同的途径，即采用自然科学的经验方法，使我们*终认识到人类是生物演化的产物。大约50年前，宇宙学家们得出结论，组成我们的所有物质和能量都起源于一场大爆炸，正是这场大爆炸创造了宇宙。大约30年前，神经科学家们开始证明，我们所见、所听、所感、所想的事物都与我们大脑中不同部位的神经活动有关。
这些伟大的科学成就之所以能够取得，都依赖于技术的进步，而这种技术进步使得数据量呈指数型增加。这进一步促使科学的不同分支变得前所未有的狭窄和深入。如今人们探查演化树分支上的一片片树叶，研究我们是什么、从哪里来，以及为何而存在。已经不会再有人退回到从前的方法了。
人类进行这番探索的目的是为了弄清楚：通过系统地观测或实验的手段，在人类是怎样起源和演化、如何区别于其他动物这些问题上，科学究竟能够给出怎样的答案。
在本书中，笔者将分四个部分来逐步回答以上问题。*部分讲述科学如何解释物质和能量的出现和演化，正是物质和能量*终组成了我们；第二部分从同样的角度讲解生命的出现和演化，因为我们是有生命的物质；第三部分阐述人类的出现和演化；而第四部分将会关注是否确切存在一致性的模式，能够得到总体性的结论。
在每一部分中，笔者都会把“我们是什么”这一中心问题分解为相关领域的专家所研究的子问题，从各个领域中已被学术界所认可的刊物中寻找答案。这些答案已经被实验所验证，而不仅仅来自于猜测或者信念。进而就能看出是否存在某种明显的模式，可以得到某种结论。只有当这种方法无法给出满意的解释时，笔者才会考虑假设、猜测以及其他方式（例如直觉）是否存在合理性。
笔者询问了不同领域的专家，以检查书稿中的错误、遗漏以及不合理的结论。致谢中列出了这些专家的名字。
笔者在每一章的结尾处都把结论列举出来，这样读者即使想跳过技术性的段落，也可以直接看到结论。
“我们是什么”这个问题，早在笔者还是个学习自然科学的本科生时就产生了兴趣。除了作为合作者参与了两项研究，撰写了一本社会科学的书，以及在开放大学做了四年的兼职物理助教以外，笔者并没有接受过成为一名科学家所需的锻炼，因此从这个意义上说，笔者并没有资格胜任这个工作。但是从另一方面来说，至今也很少有专业的研究者会把相关的知识拿到所从事的专业领域之外。
笔者预料到很多专家都会觉得我在他们的领域写得不够详细，果真如此的话我提前恳求谅解。我写的是书，不是图书馆，因此必要的时候需要概括性地总结一下我们的目标是否达到了。这个目标就是：揭示人类演化的总体图像，了解我们是什么，以及为什么在这里。
尽管笔者已尽其所能努力改正书中的错误，在一些细节上仍然会有缺陷，笔者为此承担全部责任。有些结论可能已经被*的但是还未发表的研究成果所刷新了，但这恰恰是科学不断进步并且区别于信仰的地方。笔者希望这本书能够提供一个大致的研究框架，其他人可以在此基础上进一步完善和发展。
但是，世界上的大多数人并不接受我们是自然演化过程的产物这一观点。他们信奉若干关于人类起源的神话传说。因此，笔者会首先单辟一个章节介绍一下这些神话，以及为什么它们在科学诞生之后还能传承近500年的时间，还有这些神话对科学思想产生的影响。
很多不同观点之所以产生，是由于不同的人使用同样的词语来表达同样的事物，并且这些词语的含义还在随着时间而改变，在不同的文化环境中还各不相同。为了尽可能避免误解，笔者在*次使用某个语义模糊的词语时都准确给出了所要表达的意思。
*个需要定义的词就是“科学”。它来自拉丁语的“scientia”，意思是知识。不同种类的知识是用不同的方式取得的，或被号称“取得”的。大约从16世纪开始，科学一词开始指代通过观测和试验的手段获得的关于自然界的知识，这里的自然界既包括无生命的世界也包括有生命的世界。这一点有别于单单通过理性、领悟，或者神的启示所获得的知识。因此，“科学”一词的定义必须包含获取知识的方式。我们目前对于科学的理解可以总结为：
科学：通过使用系统的、可测量的观测或者实验手段，来理解和解释自然现象，并在借此所获得的知识的基础上采用推理的方式，得到可验证的定理，做出预言或追溯。
追溯：过去已经发生但是被后来的科学定理或理论所推断或预言的结果。
科学的目的是总结出定理或者更具一般性的理论，来解释一种现象体系中恒定不变的行为。我们将它应用于体系中某个特定的现象，用该定理或理论来预测其未来的结果。例如，在移动物体的体系中，我们用牛顿运动定律来预测在特定环境下将某支火箭点燃后会发生什么。
科学还可以告诉我们过去发生的事情。例如，通过板块构造理论，我们可以推断出在南美洲的东海岸和南非的西海岸可以找到相似的化石，这些化石起源于大约2亿年前一块名为“盘古”的超级大陆，后来这块大陆断裂成了南美洲和非洲大陆。
自从18世纪开始，对于自然现象的研究将人类及其社会关系也包括在内。19世纪这些领域发展出来的科学方法导致了社会科学的诞生，它涵盖了考古学、人类学、社会学、哲学、政治学，甚至历史学。在第三部分里，我会介绍这些领域的相关发现。
有些人将数学也视为一门科学，但是数学的研究领域超出了自然现象的范畴，并且数学理论有时候无法被实验验证。因此笔者认为*好把数学当作一门语言，这门语言是某些科学，特别是其中的定律所表达的方式。
在科学中，“理论”一词比在一般情况下有更加具体的含义。即便在科学中也经常笼统地使用“理论”和“假设”两个词，因此*好把二者区分开来。
假设：为解释一种或一类现象，以及为了在此基础上进一步研究所提前建立的暂时性的理论，通常是对不完整的证据进行检查后，通过领悟或者归纳性的推理所提出的，必须是能够被证伪的。
把可证伪性作为评判标准是科学哲学家卡尔•波普尔提出的。这个标准在实践中可能不是那么直观，但是如今大多数科学家都接受了这个原则，那就是：必须依靠能够将其证伪的实践检验，才能把科学假设与主观臆测或信仰区分开来。
理论：对于某一类现象的解释，这种解释已经被大量的独立实验或观测所证实，对于此类现象能够做出精确的预测或者追溯。
现象的范围越广，科学理论的作用也就越大。由于科学是随着新证据的发现、新思想的应用而不断进步的，因此一个科学理论可能会被不断修改，或是被相悖的证据所推翻，但是永远无法被*证明。尽管如此，一些科学理论被普遍认为是坚固可靠的，例如，地球是宇宙中心、太阳和其他星球围绕地球旋转的理论已经被推翻了，而地球围绕太阳转的理论已经被大量的观测和精准的预测所验证，已经成为普遍接受的事实了。但即便如此，事实或许并不总是这样。大部分研究都预测，50亿年后太阳很有可能将会膨胀为一颗红巨星，进而把地球彻底烧毁。
任何研究都会受到先入为主的信念的严重影响。笔者从一出生开始就受到天主教的教育，后来成为一名无神论者，现在则是一名不可知论者。笔者在有神论、自然神论或唯物主义方面都没有任何先入为主的信仰。抱歉，笔者真的不知道这些。这正是激发我们从科学证据的角度探索我们是什么、会成为什么的动机之一。我邀请读者抱着开放的心态，和我一起开启这趟探索之旅。
【免费在线读】
中文版作者序
对于《宇宙简史》的中文版得以出版，我深感欢欣。很高兴大家能够用自己的语言来阅读中国人对于人类进化所做出的杰出贡献。
至少2万5千年以来，人类一直在不断探寻以下问题的答案：我们为何而存在？我们是什么？我们来自何方？在这漫长的岁月间，我们曾一度试图用超自然力量来解释这一切。然而，距今约3000年前，我们开始尝试从哲学的角度来猜测和洞察这些问题。而约从150年前，我们开始通过科学研究，即系统的、可计量的观察或实验，来寻找上述问题的答案。
作为一名受过严格训练的科学家，我花费了10年时间，以开放的心态审视了目前有关“人类存在”这类问题的各种科学角度的答案。关于“我们来自何方”这一问题，虽然有明显的证据指向生物进化现象，但我还是想要知道这一切究竟是如何发生的。此外，我们人类是如何从地球上的首批生命形态进化而来，以及首批生命形态如何从宇宙形成之初的物质和能量中演化而来，都是我致力于探究的。
我所得出的结论让我自己都震惊了。多年以来，许多在西方一直被倡导的科学解释，都与我们21世纪所观察到的，以及实验所得的证据相矛盾。
此类证据表明，我们人类只是宇宙进化过程的半成品，具有合作性、日趋复杂性，以及趋同性的特征。但就我们目前所知，我们是独一无二的。我们不仅具有意识，而且具有反思意识。我们是*知其然并知其所以然的生物。此外，我们也是*仍在不断进化的生物。这种进化并非是指肉体或基因方面的，而是思想上的。
这种思想进化早在约2万5千年前，我们从前人类的先祖们进化而来的那一刻就开始了。我将这种进化分为相互重叠的三个阶段。
*阶段也正是*长的阶段是原始思维阶段，那时的人类思维受对死亡的预知以及对生存与繁衍的需求所主导。这导致了原始的狩猎采集者发明了农耕，并合作起来建立了村庄，比如说中国农耕文明的发源地正是黄河与长江流域的冲积平原。由于人类对自然力量的不理解或是对未知的恐惧，在此阶段人类思维以迷信为特征。证据就是当时各种传说、神话、泛灵论、祖先崇拜的流行，以及人们对众神或单独一位神灵在控制人类的信念方面深信不疑。
第二阶段是哲学思维阶段，此类思维是从原始思维中的各种迷信逐渐发展而来的。在该阶段，中国哲学，如道家、儒家和墨家占据了重要的地位。道家经典著作如《庄子》中所反映出的深刻见解，与印度和欧洲预言家们的观点惊人地一致。
第三阶段属于科学思维阶段，这主要是源自于自然科学的发展。而中国的造纸术对这些科学理念的传播做出了举足轻重的贡献。中国也是少数几个用科学方法进行医学研究的国家之一，《黄帝内经》正是一例明证。
我希望本书能够提供一个主要的框架，来展示人类是如何自宇宙初始慢慢发展进化而来的。我还希望，本书所作出的关于我们是什么、我们可能会变成何种样貌的种种令人震惊的结论，能够为中国读者们以及科学家们提供一个开放的视野，刺激他们产生更多灵感。
约翰·翰兹
2017年8月
推荐序一
物质的诞生和演化、生命的起源和演化以及人类的出现和演化，是自然科学追本求源的，*有基础性、探索性和创新性的三大领域。《宇宙简史：从宇宙诞生到人类文明》正是对这些问题以宏大的视野、清晰的脉络进行的系统性的整理和归纳。在这本书中，作者认真梳理了历代研究者关于物质、生命和人类的起源与演化的探求历程和看法，为了证实这些看法又进行了什么样的观测和研究，基于这些观测和研究又提出了什么样的新看法，基于新的看法又如何进行观测和研究……在人类不断的探索中，这些认识逐渐让我们形成了对于宇宙、生命和人类的不同层次、不同过程的理解。在未来，这种认识还将继续。
物质的出现，起源于一场宇宙大爆炸，形成了构成物质世界的基本的“种子”——各种基本粒子和氢、氦与少量锂元素。
相继，随着宇宙的膨胀，数千亿个星系组成了浩瀚的宇宙。在星系里的恒星，通过恒星的各种演化过程，如：氢燃烧、氦燃烧、碳-氧-硅燃烧、宇宙线作用形成的锂、铍和硼、高温平衡核反应过程、超新星爆发产生的中子快捕获过程、中子慢捕获过程和质子捕获过程，诞生了元素周期表中的全部元素的原子以及一系列“已灭绝的核素”。通过宇宙大爆炸和星系内恒星中的核素合成，这两个不同的阶段，在两种大小不同的时空尺度里，形成了构成各类物质形态的全部元素，呈现出元素丰度的特殊规律，构成了现今无机界和有机界的全部物质的来源。
至于由各种元素的结合形成的大量化合物（自然界称之为矿物）和大分子有机化合物，以及矿物的组合形成的岩石，则主要是在更小尺度的某个恒星系统内的行星与卫星的环境中形成的。
生命的起源与演化，是物质演化的更高级形式。生命的诞生、繁衍与演化，局限在行星与卫星的时空尺度里。以当前的科学认识，我们只知道地球有生命，生命是地球演化的产物。我们所有有关生命的知识都来源于地球的演化过程，以地球的生命特征为基础。通过对地球生命的观测和研究，作者深刻追问什么是生命、为什么地球有生命、生命是怎样诞生的等诸多问题，并提出了物种进化的证据及其科学解释。
人类的出现和演化，是生命演化的*形式。人类是*拥有反思意识的物种。从灵长类到现代智人演化过程的化石证据和科学解释以及人类各类思维的演化过程，全面诠释了人类的演化过程。
本书作者约翰· 翰兹立足于对“我们是什么？”“我们来自何处？”的追问，从天文学、物理学以及进化生物学的知识领域，描述了现代科学关于物质、生命和人类起源与演化的知识现状，描绘了一幅恢宏而壮丽的历史场景。
约翰·翰兹的许多观点都是发人深省的，他不仅对主流和非主流的观测、理论和假说进行了批判性的理解，而且还对近期在宇宙学、弦理论和遗传学领域所谓的“新发现”提出了自己的见解。约翰·翰兹对自宇宙大爆炸到恒星中物质的形成、从生命的出现到人类意识和文化的发展等论题，以既不晦涩难懂，又不落入科普同类书俗套的写作方式，用可读性极强的文笔，带我们了解了物质、生命和人类各自的发展历程。
《宇宙简史：从宇宙诞生到人类文明》是一部理性考察宇宙大爆炸、恒星演化与元素起源、生命诞生与物种演化、人类的出现与演化过程的经典之作。每一种科学理论的提出都基于前人的科学理论，物质的诞生和演化、生命的起源和演化以及人类的出现和演化共同构成了我们生存的信仰、文化的价值和哲学。而这种科学的诠释和新的理解又催生着新的假说。宇宙真的有终极真理存在吗？在未来，我们又会提出什么样的科学理论和假说？地球真的是我们诗意栖居的伊甸园吗？带着这些问题，约翰·翰兹通过十几年的思考和研究，试图阐明人类的反思意识才是决定我们人类未来进化方向的决定因素这一理念。我深信约翰·翰兹的《宇宙简史：从宇宙诞生到人类文明》一书字里行间所表达的理念，将是我们科学界未来数十年所要面对的重要议题。让我们翻看此书，一睹为快，慢慢品味并深刻地理解作者的良苦用心吧。
欧阳自远
著名天体化学与地球化学家、中国月球探测工程首任首席科学家、中国科学院院士、发展中国家科学院院士、国际宇航科学院院士
推荐序二
当晓姝把《宇宙简史》厚厚的译稿放在我的桌上，我看见她目光中的喜悦和期待，像是完成一件重要的研究工作后的满足和欢欣，带着获得赞许和支持的期盼。
坦白地说，我之前并没有读过约翰·翰兹的这部书。这厚厚的近六百页的译文已让我肃然起敬。翻开书目，我被原著所讨论的科学问题的重要性、广度、深度和作者讨论问题的方式所震撼了。一部科普著作，覆盖了对物质、宇宙、生命与思维起源这些根本性的科学哲学问题，今天的学术界和公众对此是太需要了。来自学术界、出版界和媒体的如潮好评已无须再去重复。作为深陷于“专业峡谷”、被翰兹称之为“仅仅专注于狭小的专业领域内的近期发现”的一位科学工作者，必须承认我对书中论述的许多问题都有不甚理解或无知的地方，甚至也没有充足的时间从头到尾地细读那些精彩的描述和富有启发性的讨论。我只能选择*想看到的若干章节和*能体现作者思路的评述略加研读。应当说，我从阅读中得到了领悟与思索，了解了一些过去未曾关注过的问题，有时间也许还会再读那些透辟的评述和优美的文字。
这是一部既有前沿科学基础又富于启发性的科学哲学著作。对这样一部巨著加以评论是困难的。我只能尝试着把我理解本书的*显著的特点概述如下。
1. 针对一个*基本的重大科学问题。作者在书中一再问及的是，我们是什么、从哪里来、为何存在，并试图从理解物质和宇宙起源开始描绘人类自身演化的总体图景。
2. 宽阔的视野和大尺度的思考。很少有人像约翰·翰兹这样雄心勃勃，试图描绘关于物质、宇宙、人类起源与演化的壮阔画卷。
3. 显著的前沿性。作者的许多讨论，例如科学范畴、数学的地位、人类思维的发展等，都是极具前沿性的。作者关于智力从原始思维、哲学思维到科学思维的进化，*终导致全球化和合作交流的观点，非常值得探究。
4. 尊重科学的规范并基于*的研究成果。约翰·翰兹不是从事基础研究的专业科学工作者，但深谙并尊重科学工作的规范，对客观规律表现出应有的敬畏。作者的论述主要基于审阅学术杂志发表的成果，他特别重视系统的观测和实验对理论的检验，并注意征询和听取学术界专家的意见。
5. 开放的态度和对不同学术观点的尊重。作者总是以相当开放的态度、针对某一领域的特定主题，讨论为学术界广为承认的主流学说，并罗列具有影响力的其他理论观点，细心地指出争论和问题所在，在广泛的科学领域给人以思索的空间。
约翰·翰兹在书中曾不止一次提到，某些学术圈内无论是指导青年学者，还是决定论文发表、基金分配、岗位聘用，主流理论学者都占据主导地位并给予其他学者以不应有的压力抑或歧视，并在验证科学理论时偏离客观中立。我无从判断和评价作者所指的具体事例，但非常赞同作者关于尊重观测和实验、尊重非主流学者、提倡学术争论的意见。
学术争论是引向科学进步之阶梯。提倡和推动学术交流，允许和倡导学术争论，应当且正在成为现代科学研究工作之常态。这将逐渐指引我们跳出特定系统的局限性，使我们真正有希望接近客观的真理。尊重不同的学术观点，尊重其他作者，蕴含着某种对我们自身的领悟：不仅在于承认我们还在发展的伟大的认知力，还在于理解它的局限和缺欠。而这，或许是《宇宙简史》一书的意义之一。
本书作为相关科学理论的百科全书式的兼收并蓄，无疑会使读者在阅读中通过汲取和解析现有的知识，形成自己的学术见地，享受阅读和思索的欢乐。另一方面，作者许多深刻的思考和对科学哲学的探索，具有独到性和挑战性，非常值得被进一步讨论和研究。
三位年轻的天文学者——李海宁、吴晓姝和王靓，在自己的研究工作和教学工作之余，把本书译成中文，介绍给中国读者。他们做了一件了不起的事，其对学术界和公众的贡献还不好估计。我希望更多的学术界朋友，特别是年轻学者参与科普工作。除了介绍国外名著，中国学者应当有更多、更好的原创性科普著作问世，并可能被译成其他文字介绍给各国朋友。科学普及和科学研究一样，将在我们建设伟大科技强国的奋斗中，做出不可取代的贡献。
汪景琇
中国科学院院士、国家天文台研究员
推荐序三
“你是谁？从哪里来？到哪里去？”这些问题都看似简单，但又异常深刻，它们也是人类一直以来试图回答的终极问题。当人类摆脱了原始的生存挑战和繁衍后代的困境之后，就已经在从哲学的角度开始思考，并且持续了好几千年。而当科学思维在16世纪开始流行之时，人们开始试图用观测或实验的方法来回答这些问题。
作为观测宇宙的天文学家们，更是一直在追寻着这些问题答案。1609年，伽利略将望远镜指向天空，看到了土星的卫星，从而让他坚信地球不是宇宙的中心。而在那之后，望远镜的口径越来越大，众多星系和地外行星的发现，让我们认识到地球仅仅是宇宙间很普通的一颗星球，但正是生存于这个蓝色星球上的生命让地球变得非常特别。生命的起源或许可以从对地外行星的探测中到寻找到踪迹。
由约翰·翰兹所著的《宇宙简史》一书就是试图对“人类是什么？人类如何产生？”等问题的相关研究的历史和*发展所做的一个回顾。我必须承认这是一本内容覆盖面特别广而又很有深度的书。这本书并非仅包含单一学科的知识，它是天文学、哲学、进化生物学等众多领域知识的综合。尽管内容极其庞杂，但是这本书被作者通过使用“生命如何起源、人类如何进化”的主线很好地串联在了一起。本书总体可分为三大部分。作者从宇宙学入手，回顾了物质如何从宇宙中诞生，对于各种不同的宇宙学模型做了回顾并且讨论了不同模型的合理性。在物质存在的基础之上，作者叙述了人类对于生命的认识的历史，从古代到现代，从发现证据到形成理论，从诞生到进化。作者还论及人类的出现和演化，认为人类出现之后，思维也经历了好几个时期的发展，从*初的原始思维，到之后的哲学思维，再到现在流行的科学思维。而正是人类特有的哲学思维和科学思维，使人类有了反思生命的机会，才让我们有别于其他的物种。尽管*终对于这个问题的答案还不是很确定，但是作者通过多方面的证据让我们认识到“我们是如此独一无二，但仍然处在一个加速演化的过程中，是以协作性、复杂性与趋同性为特点的待完成产物，也是我们未来进化的自反式智能体”。
这本书涉及多个学科的知识，至少从我相对熟悉的天文学知识来看，作者已经覆盖了现存完整的理论体系，包括*的一些宇宙学发现和理论，从主流的大爆炸理论，到非主流的修改引力，以及还有待验证的量子引力理论，而且对它们的理解和叙述准确简洁。尽管作者并非天文学专业出身，但从这本书所展示出的专业性来看，也可以一窥作者为此书花费了很多精力，阅读了不少文献。当然此书更为重要的一面是，对所涉及的理论和知识，作者采取了一种批判性和开放性的态度，认识到了目前科学研究的局限性，很值得作为科研人员的我思考。
此书由我的三位同事，天文学博士李海宁、吴晓姝和王靓在业余时间翻译而成。翻译工作本来就是非常辛苦的事情，而且此书涉及非常多哲学、生物学等其他学科的知识，另外我深知她们工作很忙，又都有家庭需要照顾，所以她们能够高品质地翻译完这本四十多万字的巨著实属不易，在此表示感谢！尽管翻译书很累，但是如果能够让读者从翻译的书中受益，作为任何一个翻译者都会倍感高兴，我想我的几位同事也是如此，很希望这本书能够被更多的读者看到和喜欢。*后，也感谢机械出版社能够把如此好的一本书引进国内！
苟利军
国家天文台研究员、中国科学院大学教授
【书摘与插画】
本书内容的主要观点：
1. 几乎可以肯定科学的经验学科永远无法解释构成我们的物质和能量的起源。
2. 原初物质能量很可能包括随着膨胀及物质凝结失去能量（即冷却）的高能密度等离子体。如果是这样，物质会越发复杂。在可观测的宇宙尺度上，混沌的等离子体冷却并形成一个分层次的旋转结构，包括太阳系、星系、星系团、超星系团以及被空洞分隔的超星系团片构成一个复杂的整体。在微观尺度上，基本物质粒子组合形成更为复杂的氢核，继而形成更复杂的95种自然界存在的元素核。这些核与电子结合并进一步形成更加复杂的原子，以及在外太空以及陨石中已经发现的可由多达13种原子组成的分子。
3. 经过大约46亿～40亿年的时间，围绕着刚刚点燃的太阳的物质碎片组合形成了地球，而在这个物质聚集体的表面诞生了生命。人们提出了几种猜想来解释，很可能在地球形成的*初5亿年时间里，多达13种原子组成的无生命分子组合形成了*简单的独立生命形式，以及它们的复杂性、大小、变化的结构和功能。然而，由于地质过程已经不可挽回地破坏了证据，科学已经无法解释生命的出现，正如它无法解释物质的诞生一样。
4. 尽管边界是模糊的，生命的诞生——一个封闭实体对其内部及环境变化的适应能力、从环境中吸取能量和物质的能力以及将这些能量和物质转化为包括维持其自身生存的内部运转活动的能力——标志着从无生命物质到有生命物质的质变，而不仅仅是简单的变化。
5. 虽然证据尚不确凿，但是极有可能生命只在地球上出现了一次，而地球上所有的生命体都从这一次事件进化而来。
6. 极有可能一些*早期的生命形式为了共同生存进行的积极合作引发了它们的合并，并产生了生命的不同分支，其中大部分又进一步分成了更复杂的物种。
7. 种类越来越多的物种在星球表面蔓延并占据有利于维持它们生存和繁衍后代的栖息地。它们形成了无生命的地球圈之上的生物层。
8. 争夺资源的竞争、破坏性的基因突变和导致优良栖息地消失的快速环境变化引发了物种灭绝。
9. 基因、基因组、细胞、组织、器官和生物体层次的合作引发了更复杂的物种进化。
10. 动物分支的特征包括运动性，复杂性增加的有性繁殖，以及能够对内外部刺激感知并反应的中枢神经系统。这三个因素导致动物分支在进化树上的分化和融合。
11. 伴随着形态复杂性的增加和神经系统的中心化，物种的进化与这些物种的意识出现有关。
12. 有一例外，幸存的进化分支随着*后物种的进化停滞而终结，并因为环境的往复变化产生一些微小的、可逆的形态变化。
13. 这一例外就是人类，他们的意识已经上升到了解自己：其成员不仅知道而且探根究底；更为独特的是，他们拥有可以反思自己和自己作为宇宙的一部分的能力。
14. 由于无法弥补化石和其他证据的缺乏，几乎可以肯定科学永远无法确切地解释人类是在何地、何时以及如何出现的。这很有可能发生在非洲，虽然不一定是在东非，并且至少在4万至1万年前或者更早的时候就完成了。这极有可能是由于气候的波动造成的，这次波动引起了栖息地的变动，促使更多的创造和发明出现，并且由于生存竞争使合作的益处得以彰显。杂交或全基因组复制可能在这一革命性变化中起到了重要的作用。
15. 这似乎是一个系统出现的例子，当发明、创造和交流等因素的相互作用产生了一个新的更高层次的反思意识时，会引起较低发展程度的群体的转变以及包括想象、信仰、预言、抽象和道德等新机能的诞生。
16. 尽管很难区分，但正如生命从无生命物质中诞生，反思意识的出现标志着新物种的出现，而不仅仅是程度上的变化。此后人类的进化不再主要是形态或者基因的，而是智力的:反思意识的进化。
17. 这种智力的进化可以分为三个有重叠的阶段：原始的、哲学的和科学的。原始思维，占据了人类存在时间的大约90%，在以生存和繁殖为根本时开始进化。它的特征是创造、发明、想象和信仰。
18. 约1万年前，原始思维使人类认识到，相比小规模的、基于亲缘团体的、为了生存而不断流动和适应变化的栖息地，让栖息地适应人类的需求会更加有效。农业和相应的人类定居点的出现与对合作优势的认识息息相关，因此也导致出现了与其他定居点进行物品和发明的交换。
19. 然而，随着这些定居点的发展和扩张，这种认知与史前祖先千百万年来根深蒂固的激烈竞争的主导本能产生冲突。这种本能引发了从内到外的为控制定居点及农业和其他资源的争斗，从而导致了中央集权与被强迫的合作。
20. 随着定居点的成长，它们发展出社会阶级，以从父辈传给后代的各种技能为代表，通常是统治者、祭司、战士、商人和工匠、农民以及奴隶。定居点扩张成为独裁统治的城市、城邦，继而产生国家的兴起和衰落。全球的整体模式呈现为人类社会规模、复杂性和集权化的增长。
21. 原始思维的进化与信仰密不可分，而信仰来自于想象力以及迷信，也就是对自然现象理解的缺乏或是对未知的恐惧。从万物有灵论、图腾崇拜、狩猎采集者的祖先崇拜开始，宗教的发展反映了人类社会规模、复杂性和集权化的增长，从对丰收女神的膜拜到对强大男性战神统治万神殿的多神信仰，*后到将众神纳入以一个上帝或是天使降临为特色的氏族一神论。
22. 当被帝权采用时，宗教开始了扩张，直到*次世界大战时，帝国的独裁统治者都以所谓神圣的使命合法化巩固其统治。
23. 原始思维被应用于开发人类的社会技能，并影响对被认为是决定命运的超自然力量的理解。这为艺术、音乐、语言的读写、数学和天文学奠定了基础。
24. 反思意识使人类社会能够独一无二地将这个星球上任何一块土地变为他们的栖息地，同时保持单一的杂交种群。
25. 哲学思维出现在大约3000年前——仅占人类存在时间的10%——世界各地都在寻求关于我们是什么、我们来自何处以及我们应该如何行为等自我反思问题的答案，而这些答案不需要借助想象的神灵或是拟人化的神或上帝。这些古代哲学家运用洞察力，通常来自训练过的冥想和基于对自然现象的观察或是不需证明的假想的推理。这一阶段标志着人类开始出于自身的原因探索知识，而不仅仅是为了生存和繁殖。
26. 具有不同文化背景的预言家往往倾向于一种类似的推断，即万物都在终极不可言喻的现实中具有潜在的统一性。*好的描述就是超然的宇宙意识或者时空之外无形的，但是存在于为我们五感和大脑所接收到的现象之中的智能；不同于自我的表象，我们每一个人的本质等同于这个未分割的整体。此外，我们应当将生命融入其中，从而实现自我抱负。
27. 当专注于思考我们如何对待彼此时，几乎所有的古代哲学家，无论是通过洞察力还是推理，都教导我们只有表现出无私并且待人如己才能实现安宁和抱负。这有悖于人类社会对于战争和征服的主导本能驱动。从根本上，为了实现人类的进步，秘诀是合作和利他主义，而不是激烈的竞争。
28. 哲学思维的根本性分化始于12世纪西方将推理作为大学中所教授的*方法之时。根据调查对象的不同，推理方法出现分支，而这些分支进一步分成不同的学派。洞察力基本上是整体性的，但不同学派在解释不可言喻的见解时出现明显分化。
29. 虽然有一些分支源自于远古时代，但在人类进化的第三阶段，科学思维非常明确地起源于16世纪中叶及随后的约150年间。那时的人们试图通过系统的，*好是可重复的观测或实验来理解自然现象，而这些观测或实验可以用于推导可检验的法则并进行可证实的预言。其主要分支包括研究无生命现象的物理科学，研究生命体的生命科学，以及致力于促进人类生存的医药科学。而到19世纪，关于人类及其社会关系的研究则发展成为社会科学。
30. 科学证明了许多关于自然现象的迷信观念和哲学猜想是虚假的。然而，它的出现并没有导致迷信的废止。它已经贯穿千万年，而且许多科学思维的前辈都对迷信观念有所保留。此外，他们认为，他们试图发现的自然规律是由上帝创造的。
31. 科学阶段到目前为止仅占据了人类存在时间的不到2%，但是，在这段时期人类进化的速度比以前更快。通过日益复杂的技术发明，科学思维使人类在关于我们在物理上是什么、我们来自何处、我们在何种意义上是宇宙的一部分，以及我们的相互关系等方面的知识产生了几何式增长。
32. 科学进一步分化成越来越狭窄的领域，形成“专业的峡谷”，使科学从业者很难看到完整的图像或是在学科交汇之外的地方与其他领域的专家进行有意义的对话。如此狭窄的关注培养了对还原论的信仰，认为它是*科学的方法，同时也培养了对物理主义的信仰，这是非理性的，因为这种信仰本身并不是物理的或物理事物之间的相互作用。
33. 大约几百年前，让人类能够研究通常不可观测现象的技术推动并引发了第二次物理科学革命。量子力学揭示了不确定性的亚微观领域、量子纠缠理论，以及与经典或牛顿决定论（*次物理科学革命）相悖的相关性。许多先驱者认为它是预言性的和实证有效的数学模型，这一模型要求意识引起物理现象的实体化。一些先驱支持与古代关于超常的宇宙意识或智力的见解相似的整体视角，这些意识或智力体现在我们的感官与大脑接收到的物理现象上，并且可以调节这些相互依存的现象之间的相互作用。
34. 自20世纪中叶开始，物理学家们越来越多地试图证明所有物质和能量——即所有的物理现象——是宇宙之初某个单一能量的低能态表现形式。这种基础科学的收敛趋势与科学迄今为止的发散趋势相反，也符合古代对万物之本的根本能量的见解。
35. 跨越反思意识的门槛后，人类发展出了一种双重特性。本能、积极竞争和被迫合作的根深蒂固的传统所开启与引发的和平协作与利他主义的反思形成对立。这一新趋势在人类进化的三个互相重叠的层面上非常缓慢地逐渐加强，与此同时，本能的主导地位在逐渐下降。
36. 仅从20世纪中叶起——几乎不到人类存在时间的1%——这种合作与利他主义的上升趋势开始对人类社会产生全球范围的影响，呈现为以和平、人道主义和教育为目的的超国家组织和全球组织。
37. 基于在人类历史同一阶段出现的科技发展，全球化及相关汇聚的趋势得以出现，不仅是生理上的，也是智力上的，这也是反思思维造成的。从全球来看，随着不同的人类社会在地球上占据不同的栖息地，人类越来越多地将全球作为其栖息地，至少是在人类进化前沿的科学发达社会。也许更重要的是，他们越来越多地通过更加多样化的全球电子网络实现实时联络，而这些网络引发了更密集的思考。
38. 由此从生物膜层进化为智力层或精神层，而生物层源自于岩石圈，*终所有都源于原初能量。
39. 经历了100亿～200亿年的无生命阶段、35亿年的生物阶段以及数万年的人类阶段，我们的宇宙进化过程呈指数型加速。人性化思考的哲学阶段已经持续了大约3000年，科学阶段约450年，而人类进化前沿的全球化和聚合才刚刚进行了65年。
我们是什么？这个问题的简短回答是，尽管我们如此独一无二，但我们仍然是在一个不断加速的宇宙演化过程中，以协作性、复杂性与趋同性为特点的待完成产物，也是我们未来进化的自反式智能体。
