大轉折：百年科學匯流史，扭轉人類文明的關鍵融合

導讀 會聚在《大轉折》中的當代科學大都會    陳瑞麟
前言 會聚──「宇宙最深奧的理念」    
緒論 「可觀測世界的統一性」

第一部 有史以來最重要的統一思想    
第一章 「歷來最宏偉的廣義化」    
第二章 「一舉統一了生命、意義、目的和物理定律」

第二部 物理定律的長程影響
第三章 元素模式的底層之下    
第四章 空間和時間，以及質量和能量的統一    
第五章 物理和化學的「美滿姻緣」    
第六章 化學和生物學的相互作用—「兩個國度的密切關聯」
第七章 科學運動統一論—「整合是新的目標」
第八章 哈伯、希特勒、廣島—愛因斯坦的統一努力獲得平反

第三部 「物理科學對生物科學的友好入侵」
第九章 加州理工學院和卡文迪許—從原子物理學經由量子化學發展到分子生物學
第十章 生物學，「最統一的科學：從還原到組成的轉換」

第四部 從礦物質到人類的連續體    
第十一章 物理學＋天文學＝化學＋宇宙學—第二輪演化綜論    
第十二章 地球傳記—地質學、植物學、語言學和考古學的統一年表    
第十三章 新學科間的重疊—動物行為學、社會生物學和行為經濟學    
第十四章 氣候學＋海洋學＋人誌學→神話＝大歷史    
第十五章 文明＝地理學、氣象學、人類學和遺傳學的協作成果    
第十六章 心理學轉為硬科學，以及與經濟學的整合    
第十七章 最終統一之夢—物理學、數學、資訊和宇宙    
第十八章 自發秩序—分子的架構、演化新模式和量子生物學的興起    
第十九章 藝術、物理學和哲學的生物學根源，社會物理學、神經學和自然

結論 重疊、模式、階層—預先存在的秩序？    
致謝   

序（節錄）

　　《大轉折》是講現代科學的歷史，不過帶了特殊的轉折。該轉折始終在那裡，所有人都能看到，然而迄今它還不曾得到應有的機會來清楚鋪陳，一展身手。論述重點在於，各不同學科──儘管起點各自迥異，感興趣的領域顯然也各不相同──在過去一百五十年間，已經逐漸彙整統合。這樣的會聚和融合，驗證了一項出奇的宏大敘事，那是一則交互聯鎖、令人透不過氣的連貫故事──宇宙的歷史。它的諸般成就當中，有一項是發現了物理學和化學的緊密關聯；同樣的，量子化學和分子生物學也有雷同牽連；而粒子物理學一直和天文學及演化宇宙的早期歷史比肩同行。另外，小兒科透過動物行為學的洞見增補充實；心理學與物理學、化學，甚至經濟學，皆相輔相成；遺傳學始終與語言學協同一致；植物學同調於考古學，氣候學則可借鏡神話⋯⋯等等。大歷史──世界偉大文化發展軌跡的宏大敘事──業已解釋清楚，如今也進一步由交互聯鎖的科學來增補細節。這是個單純的洞見，卻也促成影響深遠的成果。誠如諾貝爾獎得主溫伯格所述，會聚是「宇宙最深奧的事」。

　　到頭來，這則科學會聚故事──它們的綜合、聯合和同調性──便產生出一段歷史時間軸，而且歷來所有的主要發現，全都可以納入其中。這完全不是一條直線，不過仍是一條清楚分明的線，而且與非常長、非常複雜的脊椎或脊柱（由大小不等的脊椎骨構成的彎曲骨骼）不無相似。我進一步論述，從這種會聚浮現的條理秩序──以及一門科學支持另一門的方式──為科學理解帶來一種無可比擬的權威，讓它成為一種可信的知識，因此我們也該預期，它當能在往後歲月拓展它所及範圍，涉入傳統上與科學並無關聯的領域。事實上，它已經在這樣進行了，而且我們應該欣然接受這一事實。科學業經證實的交互聯鎖本質，如今確實有助於引領未來的研究。

　　故事各環節和重疊部分並不全都同等強而有力。波耳合併物理學和化學是個根本基礎，後來萊納斯．鮑林（Linus Pauling）等人將量子化學與分子生物學連結起來，即是如此。更晚近幾十年來，基本粒子與演化宇宙早年歷史的連結（見第十一章），以及心理學的「硬科學轉變」（例如，行為和腦化學之間的連結）也是同樣的根本基礎（見第十六章）。至於遺傳學和考古學之間，還有遺傳學和考古學、語言之間（見第十二章）所展現的重疊現象，亦有相同情況。就其它時候，這種重疊──儘管並不完全微不足道──就比較有用、耐人尋味，而不是那麼基礎了。樹輪年代學是個很恰當的例子，目前開發出的其它某些科學定年技術也是如此，好比鉀—氬定年法（potassium / argon method）（見第十二章）。這些做法證明，不只植物學能幫我們重建歷史，物理學、分子生物學和遺傳學也都辦得到。重要的是，不同的定年機制是相互一致的，所以如今歷史（特別是古代史）已經是一門跨學科的科學分支。

　　不過，現在就進入基礎要點，所有的關聯和重疊，所有曾經披露的模式和層級，不論是不是根本基礎，概念上全都契合在一起。沒有例外，至少沒有重大例外。我們發現科學一再以種種方式彙整統合，彼此相互撐持，道出一則前後一致、節節貫串的故事。以另一種比喻來講，當不同章節彙整統合，形成一則確鑿的敘事，這則故事也彷彿有了它自己的重力──就像降溫氣體中的粒子。

　　那段敘事從一百三十八億年前，大霹靂宇宙初始階段，一路鋪陳到基本粒子創造出現，接著形成較輕的化學元素，然後是較重的化學元素，以及恆星和行星的形成，其中也包括我們的太陽；宇宙寬廣結構的演化（星系的布局方式），凝結組成地球岩石的氣體演化，還有這些岩石如何以現有方式呈現，地球如何隨歲月演變，冰河期如何出現、退卻，各大洲為什麼如現狀般分布全球，各海域洋流為什麼以特定樣式環繞地球；還有原始生命形式在何時演化出現，更複雜的分子和有機生物，怎麼會落實成真，性是如何演化出來的，為什麼樹木和花朵呈現如今這種樣式，為什麼葉片是綠色的，為什麼有些動物有六肢，有些則為四肢，為什麼植物和動物（包括人類）如現今模式遍布全球；重大災變如何促成了流傳廣泛的神話，塑造了我們的信仰，準確性如何發展出現而且變得重要，科學本身如何、為何、從哪裡浮現，最終（迄今）在人類與遍布全球、非常不同的文明達到鼎盛高峰。沒錯，這一則故事告訴我們，為什麼如今在全球一如現狀遍布了不同的文明。科學的會聚，協助我們解釋了歷來最壯闊的一則故事──大歷史。