简介
湛庐文化 “新核心素养”系列图书重磅出新。“新核心素养”系列致力于推广通识阅读，扩展读者知识广度，培养批判性思考的能力，涵盖哲学、心理学、法律、艺术、物理学、生物科技等诸多人文科学和自然科学领域的读本。 《人人都该懂的地球科学》是影响世界的著名科普作家约翰·格里宾全新力作！是一本“追索地球起源与进化，解锁人类生命未来”的解答之书。在这本书里，你不只将看到大陆、山脉、海洋、盆地等巧夺天工的自然奇观是如何一步步形成的，还将了解到人类在整个宇宙中的位置，以及当下我们应该如何做才能和地球母亲共生。 在《人人都该懂的法庭科学》中，专注于法医和调查科学研究的杰伊·西格尔博士为读者展现了多种在法庭科学中常见的证据，并阐释了它们如何在犯罪中发生、如何被科学家收集和分析，以及如何在法庭上呈现。本书在介绍了法庭科学、证据以及它们与法律的关系之后，将法庭科学的主要领域一一呈现了出来，包括毒品，痕迹证据，尸体解剖，血痕及其他体液分析，火灾与爆炸，毛发、纤维与涂料，玻璃与泥土。 在这本《人人都该懂的启蒙运动》中，吉隆·奥哈拉跨越两大洲、三次革命和广泛的历史研究，用独特的视角来审视这个时代。他将启蒙运动描述为一个不断发展的思想和思想家的集合体，并对当时的哲学、政治理论、科学、宗教、艺术的影响进行了新颖的评估，展现了启蒙运动延续至今的持久影响力。 《人人都该懂的哲学》打破了传统的以时间为线索讲解哲学的模式，选取了10个与我们的生活密切相关的命题，对哲学中的身心问题、个人同一性问题、自由意志问题、道德哲学、政治哲学、知识论、怀疑论等核心思想进行了充分翔实的论证。跟随作者所讲的案例、旁征博引的哲学大师的观点、哲学史上的论争等，你可以将西方哲学的核心思想和核心智慧收为己用。 《人人都该懂的科学哲学》首先讲述了科学脱离哲学、独立成长的过程，然后以智慧设计论、弦理论、占星术、有神论、社会建构主义、女性主义等充满争议的问题为例，辨析了科学的定义、方法和目的，科学和社会的关系。伟大的科学哲学家亚里士多德、笛卡儿、休谟、培根、波普尔、库恩等纷纷出场，上演了一场绵亘数千年的巅峰辩论。 《人人都该懂的人工智能》从人工智能领域的发展史、存在的普遍争议和误区、人工智能的应用、人工智能与其他学科的关系、人工智能面临的挑战和未来、人工智能的社会影响等角度切入，以通俗易懂的案例带领读者迅速了解人工智能领域，开启一段人工智能之旅。 《人人都该懂的克隆技术》为读者介绍了克隆技术的本质、克隆试验需要用到的材料，同时还回溯了克隆技术的发展简史，阐释了在克隆羊多利诞生之后，克隆技术领域出现的突破和困境。作者指出，克隆技术未来将在胚胎干细胞疗法及商业化克隆领域大放异彩。针对克隆技术及基因编辑技术引发的大规模伦理学探讨，以及世界各国出台的相关监管政策，我们都可以在本书中找到细致入微的介绍和讲解，了解克隆背后的科学原理，能让有关克隆的探讨更有意义，也能让克隆技术的产物更好地造福每一个人。 《人人都该懂的心理学》系统梳理、讲解了现当代心理学的核心思想、重要实验和研究，从巴甫洛夫的经典条件作用实验、阿希的从众实验到米尔格拉姆的服从权威实验，从人如何进行认知活动、偏见与歧视如何产生到心理疾病的治疗……涵盖感觉与知觉、学习与记忆、人格心理学、发展心理学、社会心理学与变态心理学等9大心理学领域，用简单有趣的文字为你构建系统的心理学知识网络，让你通过本书读懂心理学、爱上心理学。 《人人都该懂的遗传学》这本书将遗传学置于人类文化的更广阔的背景中，证明了科学是如何与文明携手发展的。 《人人都该懂的批判性思维》的目的就是阐述所有你需要的批判性思维技巧。真正的批判性思维是应用正确的逻辑去思考事情。通过学习优秀逻辑的基本原理，就不会再轻易地被混乱逻辑所愚弄。同时，你将更容易在重要的问题上提出可靠的观点。 在《人人都该懂的美学》中，查尔斯·塔利亚费罗以经典的艺术品为例，巧妙地引导我们了解世界各地的艺术和美的概念，进而阐释美学的精髓。从柏拉图的诗歌到林戈·斯塔尔的鼓，本书是一本完美的美学入门读物，适合所有对美学感兴趣的人。 《人人都该懂的艺术》的作者劳里·施耐德·亚当斯摒弃了常常让主题陷入困境的“主义”，将作品本身带到了聚光灯下。通过对艺术中的争议进行详细的探索，亚当斯将引人入胜的叙述和艺术理论的基础结合了起来。 《人人都该懂的工程学》将带领你领略工程产品的许多成就，了解工程学给我们这个世界留下的印记。工程师负责汽车、电脑、电话和真空吸尘器等日常用品的设计、生产和维护，也负责航天飞机和肾透析机等非日常用品的设计和生产。他们还负责直观上根本不是物品的事物：公路和铁路系统、输送水电的管道和电线网络、支持移动电话的蜂窝网络，以及每天处理数百万笔金融交易的 IT 系统。 《人人都该懂的认识论》带你了解有关知识的哲学思考，从内在主义到外在主义，从基础主义到经验主义，这些看似晦涩难懂的哲学知识，都通过作者风趣幽默的文笔、有趣好读的假设故事一一呈现。你可以寻求自己对知识的正确思考，试着去判断哪一个观点才是正确的，在哲学大家的观点中挖掘属于你自己的乐趣。 《人人都该懂的互联网思维》以一种引人入胜的方式描述了互联网涌现出的十大定律，还令人信服地阐述了形成它们的机理，并且深入浅出地介绍了个人与组织应该如何从中获利。本书所讨论的内容是权威的，但展开的方式是通俗易懂的，而且短小精悍、十分有趣。不仅互联网从业者可以一口气将它读完，而且我们每一个生活在互联网世界的人也能轻松地欣赏到它的精彩。 《人人都该懂的脑科学》是一本绝佳的脑科学入门书。我们的所有行为以及所思所想都是在脑的控制下产生的，脑就是理解人类行为的一把钥匙。从早期的颅相学用颅骨的隆起来评价他人，到如今的脑成像技术能够清楚地看到脑的各个部分；从还是一个胚胎时的渺小，到发展出脑复杂的世界；从意识、记忆、情绪、睡眠、运动、感觉等方面，到对永生的追求与推测，本书涵盖了有关脑科学的方方面面，用简单有趣的语言为你呈现了整个宏大的脑内宇宙。 《人人都该懂的古典音乐》是一本简单有趣的音乐入门读物。从中世纪的为神歌唱、巴洛克时期的为贵族演奏、古典时期的为观众写作、浪漫主义时期的为自己作曲，到20世纪的矛盾与多元；从巴赫到贝多芬、瓦格纳，到莫扎特、肖邦、舒曼，再到立体主义、偶然音乐等风格，本书系统地梳理了从中世纪到20世纪的西方音乐的发展变化，给我们呈现了一部西方音乐发展史。 《人人都该懂的科学简史》是享誉全球的科学史学家肖恩·F.约翰斯顿的全新力作。约翰斯顿通过6个章节的内容，为我们描绘了科学的兴起、发展、冲突、兴盛直至黄金时代，揭示出只有读懂科学发展的内在规律，才能让人类找到通向无限未来的进击之路。
部分摘录：
一切都与均变论有关 赫顿最值得欣赏的地方是，他认为没有必要用全球性灾难来解释地球是如何演变成今天的形态的。赫顿研究了地层后认为，它们起初一定是一层叠在另一层上面，然后变弯、扭曲，成为今天的样子，并且认为与其用全球性灾难来解释这一切，还不如考虑另一个可能：地球的形成起源于我们今天还能见到的一些地质现象，但是这个过程经历了漫长的时间。这个过程中包括火山爆发和大地震，对于那些住在其附近的人来说，这是很可怕的灾难。但是赫顿认识到，这些短暂的现象在地质学时间表里是非常常见的，常见到就像打喷嚏一样。这种在一个漫长时期内逐渐变化的观点可以解释地球所有特征的起源，从山脉一直到海盆。这个观点后来被称为均变论（uniformitarianism）。我们今天也能看到同样的现象，并且可以用来解释所有现象，例如山脉如何从海底隆起到被侵蚀风化，沉积到海底，最终成为新山脉的原始物质。这种变化的图像巧妙地解释了为什么地球上只有三类岩石：火成岩，从火山中喷发出来的一种由熔融态的岩浆变硬的岩石；沉积岩，由古老岩石被侵蚀磨损成细小碎片沉积在水底形成；变质岩，如花岗岩，它们是由以上两种岩石中的任意一种变为半熔化状态后再形成的。
赫顿无法计算出地球的年龄，但他知道所有这些过程都需要非常长的时间来实现。事实上，他认为可能根本没有那个“诞生”一说，地球一直都存在，并且将会永远存在，所有这些现象也将永远持续下去。在1788年发表的一篇论文中，赫顿写道：“因此本次调研的结果是，我们没有找到地球诞生的痕迹——也没有结束的迹象。”
另一位苏格兰人查尔斯·莱伊尔（Charles Lyell）在赫顿的基础上进行研究，并使人们真正开始注意均变论的观点。他在1830—1833年间出版了一部巨著《地质学原理》（Principles of Geology），共三卷。他以当时典型的风格起了一个副标题，解释了书的内容——“以当今的地质现象来解释过去的地表变化”。通过书中收集的证据，莱伊尔描述了埃特纳火山（Mount Etna）由熔岩流形成的火成岩层是如何被沉积岩层分开的。书中一处写道，一个包含牡蛎化石的岩层“至少6米厚，并可以清楚地看出其位于一处玄武岩流层之上，在牡蛎层之上又叠加了一层熔岩物质”，所以两次熔岩流之间的时间间隔长到足够沉积6米厚的物质。而熔岩层本身并不是突然沉积下来的。莱伊尔通过计算发现，需要“发生90次熔岩流，每次在末端都达到1 600米宽，才能使今天火山脚下达到熔岩流的平均高度”。
莱伊尔的书对一些人产生了深刻的影响，其中之一就是年轻的查尔斯·达尔文。1831年，他踏上了“贝格尔号”（Beagle），开始了著名的航行，而他随身携带的正是《地质学原理》的第一卷。在旅途中，他又陆续拿到了剩下的两卷。在随后的几年里，达尔文创建了物种起源的理论，他认为这是自然选择进化的结果。当然，他也同样指出：这是一个均变的过程，需要漫长的时间来演化。多亏了莱伊尔（还有他之前的赫顿），达尔文知道自然界其实有充足的时间来进行自然选择的工作。达尔文说莱伊尔给了他“时间的礼物”，并在很久之后又说，“我一直觉得我的书有一半是从莱伊尔的脑子里弄出来的……《地质学原理》一书的巨大功劳是，它改变了人类思想的整体基调”。
达尔文的《物种起源》一书于1859年出版。当时，并不是每个人都立刻改变了自己的想法，但我们可以说在19世纪最后的25年里，许多地质学家和生物学家都已经相信地球至少有几亿年的历史了。然而，最大的困难是，物理学家和天文学家告诉他们，根据当时已知的物理法则，达尔文的理论是不现实的。双方虽各执一词，但都没错。直到后来，人们又发现了更多的物理知识，这个问题才被解决，而地球年龄的故事也得以继续更新。
最新的年龄结果 到了19世纪中叶，物理学家已经认识到永恒并不存在，所有事物最终都会耗尽。这一关键原则现已载入物理法则，就是著名的热力学第二定律。当然，这也意味着在某个远古的过去，必须存在一个“诞生的痕迹”。在将来，即使是非常遥远的一天，地球上今日存在的东西也会终结。所以在1852年，英国物理学家威廉·汤姆森（William Thomson），也就是著名的开尔文勋爵曾写道：
在过去的某段时间内，地球肯定不像今天这样适宜人类生存；而在将来的某段时间内，地球也肯定会再次变得不适宜人类生存——除非某种作用已经开始或将要开始。这些作用在今天已知的物理定律下是不可能的，而这些定律则是今天的物质世界里正在发生之事件的主要成因。
我们知道，如果没有太阳，地球不可能适宜生存，所以汤姆森试图计算出，若太阳一直辐射出如此巨量的光和热来维持地球适宜生存，那么究竟可以维持多久。汤姆森用维多利亚时期人们能够接受的一个例子指出，即使整个太阳是由煤构成的，并在一个纯氧气的大气环境下燃烧，那也只能维持几千年，然后就变成煤渣了。但是，他发现还有一种能量来源可供太阳这样的恒星利用。
汤姆森发现了一个现象，他的德国同行赫尔曼·冯·亥姆霍兹（Hermann von Helmholtz）也独立发现了这个现象。他们的发现就是：一个太阳尺度的气体球，直径是地球的108倍，如果在自己的重量下缓慢收缩，它可以保持内部高温。这种收缩会释放引力能，然后转化成热量。为了保持太阳的温度，可以很容易地算出它必须收缩的速率，这大约仅仅是每年50米。不幸的是，尽管这已经很慢了，但它还是意味着太阳会在2 000万年内燃烧殆尽，这个数值就是所谓的开尔文－亥姆霍兹时标（Kelvin-Helmholtz timescale）。对生物学家和地质学家而言，这个时间段还是太短了，他们需要好几亿年来促成他们在生物和非生物世界中看到的变化。今天我们知道，这种收缩加热的过程是新恒星诞生时进行内部加热的方法。
结果就是，汤姆森的两个论断都是正确的。“在过去的某段时间内”地球的确不适宜生物生存，但是这个“某段时间”远远长于开尔文－亥姆霍兹时标。此外，在19世纪的确有当时尚未被科学家们知晓的物理定律——放射现象。
1895年，德国物理学家威廉·伦琴（Wilhelm Röntgen）发现了X射线，进而发现了其他形式的辐射，并对释放这种辐射的物质，也就是放射性物质进行了研究。新西兰人欧内斯特·卢瑟福（Ernest Rutherford）把这些新想法应用到两个方面：指出了太阳的一种“新”能源，并提出了一个新的时标。他曾在剑桥大学、曼彻斯特大学和蒙特利尔的麦吉尔大学工作过。但是我们没有必要详述他是如何发现了精确时标的每个步骤，可以直接跳到故事的结尾。
这种辐射提供的第一样东西就是能量，是由19世纪50年代的汤姆森所不知道的机制产生的。当重元素的原子核重新排列成一种低能量状态时，就会释放出这种辐射。自然界总是倾向于低能态。原子核如此自我调整，多出来的能量就被我们测到的辐射携带出来，而且原子还可能转化成另一种物质的原子。例如，铀的一种形式可以如此“衰变”成铅。
这些过程所释放的能量最终是由极少量的物质转化而成的，与爱因斯坦著名的公式E=mc2的描述完全一致。但是，爱因斯坦1905年才提出这个公式，天文学家用了几十年才发现，原来使太阳和恒星保持高温的不是放射性衰变，而是将一组很轻的原子核融合到一起的过程（特别是氢转化成氦）。重要的是，在20世纪初，卢瑟福等人已经清楚汤姆森时代有很多未知的物理定律，原子核内部的反应确实可以长时间为太阳提供能量。但是有多长？在这里，卢瑟福对地球年龄这一争论性课题的最重要贡献便慢慢涌现出来。
卢瑟福发现，如果一开始你有一定数量的某种放射性元素，它们中的一半会在特定时间里衰变成其他物质，这叫作半衰期。在下一个半衰期，剩下一半的一半（最开始的1/4）又会产生衰变，以此类推。不同的放射性物质的半衰期是不同的，但都可以在实验室中被测量。这意味着，如果你有一个岩石样本，其中包含放射性元素的混合物和所谓的“子”产物（例如放射性铀和它的子产物铅），那么你可以测量各种物质存在的比例，以此来算出岩石的年龄——放射性衰变进行的时长。1905年，卢瑟福和他的同事伯特伦·博尔特伍德（Bertram Boltwood）用这种方法测量了一个岩石的样本，得到的结果为5亿年，是开尔文－亥姆霍兹时标的20倍。即便如此，这还是一块相对“年轻”的岩石。从1905年开始，利用这种绝对可靠且精确的技术，科学家们将地球上能找到的最古老的岩石进行了推算，他们发现地球年龄已经超过40亿岁，恰好匹配了对太阳年龄的现代估计。时标的谜题终于被解开了。
在后面章节里，我们不会讲述地球历史的细枝末节，例如地质学家如何发现有关我们行星家园的知识。相反，我们会聚焦于地质学家的最新发现。让我们把地球放回行星的位置，看看地球作为太阳系的一部分是如何形成的。这样开始我们的旅程是很合理的，因为这解释了那些仍在地球上衰变的放射性元素的来源。放射性元素对于理解地球时（terrestrial time）很重要。