引言
物理學家利奧·西拉德有一次對他的朋友漢斯·貝特說，他準備寫日記："我不打算發表。我只是想記下事實，供上帝參考。"
"難道上帝不知道那些事實嗎？"貝特問。
"知道，"西拉德說，"他知道那些事實，可他不知道這樣描述的事實。"--漢斯·克裡斯琴·馮·拜耳《征服原子》
歡迎，歡迎。恭喜，恭喜。我很高興，你居然成功了。我知道，來到這個世界很不容易。事實上，我認為比你知道的 還 要難一些。
首先，你現在來到這個世界，幾萬億個游離的原子不得不以某種方式聚集在一起，以複雜而又奇特的方式創造了你。這種安排非常專門，非常特別，過去從未有過，存在僅此一回。在此後的許多年裡，（我希望）這些小粒子將任勞任怨地進行幾十億次的巧妙合作，把你保持完好，讓你經歷一次極其愜意而又賞心悅目的旅程，那就是生存。
為什麼原子這樣自找麻煩，這 還 搞不大清楚。形成你，對原子來說並不是一件心曠神怡的事情。儘管它們如此全神貫注，組成你的原子其實對你並不在乎--實際上甚至不知道你在哪裡。它們實際上也不知道自己在哪裡。它們畢竟是沒有頭腦的粒子，連自己也沒有生命。（要是你拿起一把鑷子，把原子一個一個從你的身上夾下來，你就會變成一大堆細微的原子塵土，其中哪個原子也從未有過生命，而它們又都曾是你的組成部分，這是個挺有意思的想法。）然而，在你的生存期間，它們都擔負著同一個任務：使你成為你。
原子很脆弱，它們的獻身時刻倏忽而過--簡直是倏忽而過，這是個壞消息。連壽命很長的人也總共只活大約100萬個小時。而當那個不太遙遠的終結點或沿途某個別的終點飛快地出現在你眼前的時候，由於未知的原因，你的原子們將宣告你生命的結束，然後散伙，悄然離去成為別的東西。你也就到此為止。
不過，這事兒 還 是發生了，你可以感到高興。總的來說，據我們所知，這類事情在宇宙別的地方是沒有的。這的確很怪，原子們如此大方、如此協調地聚集在一起，構成地球上的生物，而同一批原子在別處是不肯這麼做的。不說別的，從化學的角度來說，生命只有這個世界上才有，真是不可思議：碳、氫、氧、氮、一點兒鈣、一點兒硫，再加上一點兒很普通的別的元素--在任何普通藥房裡都找得著的東西--這些就是你的全部需要。原子們惟一特別的地方就是：它們形成了你。當然，這正是生命的奇跡。
不管原子在宇宙的別的角落是不是形成生命，它們形成許多其他東西；實際上，除了生命以外，它們 還 形成別的任何東西。沒有原子，就沒有水，就沒有空氣，就沒有岩石，就沒有恆星和行星，就沒有遠方的雲團，就沒有旋轉的星雲，就沒有使宇宙如此動人、如此具體的任何別的東西。原子如此之多，如此必不可少，我們很容易忽視它們實際存在的必要性。
沒有法則要求宇宙間充滿物質微粒，產生我們所賴以生存的光、引力和其他物理性質。實際上也根本不需要宇宙。在很長時間裡就沒有宇宙。那時候沒有原子，沒有供原子到處飄浮的宇宙。什麼也沒有--任何地方什麼也沒有。
所以，謝天謝地，有了原子。不過，有了原子，它們心甘情願地聚集在一起，這只是你來到這個世界的部分條件。你現在在這個地方，生活在21世紀，聰明地知道有這回事，你 還 必須是生物方面一連串極不尋常的好運氣的受益者。在地球上倖存下來，這是一件非常微妙的事。自開天闢地以來，存在過上百上千億物種，其中大多數--據認為是99.9％--已經不復存在。你看，地球上的生命不僅是短暫的，而且是令人沮喪的脆弱的。我們產生於一顆行星，這顆行星善於創造生命，但又更善於毀滅生命，這是我們的存在的一個很有意思的特點。
地球上的普通物種只能延續大約400萬年，因此，若要在這裡待上幾十億年，你不得不像製造你的原子那樣變個不停。你要準備自己身上的一切都發生變化--形狀、大小、顏色、物種屬性等等--反覆地發生變化。這說起來容易做起來難，因為變化的過程是無定規的。從"細胞質的原始原子顆粒"（用吉爾伯特和沙利文的話來說），到有知覺、能直立的現代人，要求你在特別長的時間裡，以特別精確的方式，不斷產生新的特點。因此，在過去38億年的不同時期裡，你先是討厭氧氣，後又酷愛氧氣，長過鰭、肢和漂亮的翅膀，生過蛋，用叉子般的舌頭舔過空氣，曾經長得油光光、毛茸茸，住過地下，住過樹上，曾經大得像麋鹿，小得像老鼠，以及超過100萬種別的東西。這些都是必不可少的演變步驟，只要發生哪怕最細微的一點偏差，你現在也許就會在舔食長在洞壁上的藻類，或者像海像那樣懶洋洋地躺在哪個卵石海灘上，或者用你頭頂的鼻孔吐出空氣，然後鑽到18米的深處去吃一口美味的蚯蚓。
你不光自古以來一直非常走運，屬於一個受到優待的進化過程，而且在自己的祖宗方面，你 還 極其--可以說是奇跡般地--好運氣。想一想啊，在38億年的時間裡，在這段比地球上的山脈、河流和海洋 還 要久遠的時間裡，你父母雙方的哪個祖先都很有魅力，都能找到配偶，都健康得能生兒育女，都運氣好得能活到生兒育女的年齡。這些跟你有關的祖先，一個都沒有被壓死，被吃掉，被淹死，被餓死，被卡住，早年就受了傷，或者無法在其生命過程中在恰當的時刻把一小泡遺傳物質釋放給恰當的伴侶，以使這惟一可能的遺傳組合過程持續下去，最終在極其短暫的時間裡令人吃驚地--產生了你。
本書要說一說這事兒是怎樣發生的--尤其是我們怎樣從根本不存在變成某種存在，然後那種存在的一小點兒又怎樣變成了我們。我 還 要說一說在此期間和在此以前的事。這當然要涉及好多事情，所以這本書就叫做《萬物簡史》，雖然實際上並非如此，也不可能如此。
但是，要是運氣好的話，等你讀完本書的時候，你也許會在一定程度上有那種感覺。
我寫本書的最初靈感，不管其價值如何，來自我在念小學四、五年級時有過的一本科普讀物。那是20世紀50年代學校發的一本教科書--乍一看去，皺皺巴巴，招人生厭，又笨又重--但書的前幾頁有一幅插圖，一下子把我迷住了：一幅剖面圖，顯示地球的內部，樣子就像你拿起一把大刀，切到行星裡面，然後小心翼翼地取出一塊楔形物，代表這龐然大物的大約四分之一。
很難相信，我以前怎麼從沒有見過這類插圖，我記得完全給迷住了。我的確認為，起初，我的興趣只是基於一種個人的想像，美國平原上各州川流不息的車流毫無提防地向東駛去，突然越過邊緣，墜入中美洲和北極之間一個6000多公里高的懸崖，但我的注意力漸漸地轉向這幅插圖的科學含義，意識到地球由明確的層次組成，中心是一個鐵和鎳的發熱球體。
根據上面的說明，這個球體與太陽表面一樣灼熱。我記得當時我無限驚訝地想："他們是怎麼知道的？"
我對這個信息堅信不疑--我至今仍然容易像相信醫生、管道工和別的神秘信息的擁有者那樣相信科學家的說法--但是，我無論如何也無法想像，人的腦子怎麼能確定在離我們幾千公里下面的地方是個什麼樣子，是由什麼構成的，而那可是肉眼根本看不見、X射線也穿不透的呀。在我看來，那簡直是個奇跡。自那以後，這一直是我對待科學的態度。
那天晚上，我很興奮，把這本書抱回了家，晚飯之前就把書打開--我想，正是由於這個舉動，我的母親摸了摸我的額頭，看看我是不是病了--翻到第一頁，讀了起來。
結果發現，這本書毫不激動人心。實際上，它不是包羅萬象的。首先，它沒有回答插圖在正常人好奇的腦子裡產生的任何問題：我們行星的中央怎麼會冒出來一個太陽，他們怎麼知道它的溫度？要是它在下面熊熊燃燒，我們腳下的地面怎麼摸上去不是燙的？為什麼內部的其餘部分不在熔化，或者正在熔化？要是地心最終燒盡以後，地球的某個部分是不是會塌進那個空間，在地面上留下一個大坑？而你是怎麼知道這個的？你是怎麼測算出來的？
但是，說來也怪，作者對這些具體疑問隻字不提--實際上對任何疑問都隻字不提，只是說些什麼背斜呀，向斜呀，地軸偏差呀，等等。他似乎有意把一切都弄得深不可測，以便守住好東西的秘密。隨著歲月流逝，我開始認為這不完全是個個人動機。教科書的作者似乎有個普遍的陰謀，他們要極力確保他們寫的材料絕不過於接近稍有意思的東西，起碼總是遠遠迴避明顯有意思的東西。
現在，我知道有好多好多科普作家，他們寫出了通俗易懂而又激動人心的散文--我一下子就可以點出蒂姆西·費裡斯、理查德·福泰和提姆·弗蘭納裡等三位（且不說已故的出類拔萃的理查德·費曼）--但是，令人傷心的是，他們沒有一人寫過我用過的教科書。我用過的教科書全都出自那些懷有一種挺有意思的想法的男人（始終都是男人）的筆下，美國的孩子們會喜歡各個章節的結尾都帶有問題部分，供他們在自己的時代冥思苦想。因此，我在成長過程中確信，科學是極其枯燥的，但同時我又認為大可不必如此：科學也可以是非常有趣的，要是我辦得到的話。在很長的時間裡，這成了我的立場。
接著，很久以後--我想大約是在四五年之前--我正做一次飛越太平洋的長途旅行，我漫不經心地朝飛機的舷窗外望去，只見一輪皓月掛在天空，下面是灑滿銀色月光的一望無際的海洋，突然，一種強烈的不安感湧上我的心頭，足跡遍及世界各地的我，對於自己長期以來置身其間，而且這輩子也只能生活其間的地球，竟然是那樣的缺乏瞭解。比如，我不知道為什麼海水是鹹的，而五大湖的湖水卻是淡的。我一點兒也不知道。我不知道隨著時間的過去，海水會變得越來越鹹， 還 是越來越淡，不知道海水的鹹度是不是我該關心的問題。（我很樂意告訴你，直到20世紀70年代，科學家們也不知道這些問題的答案。他們只是悄悄地議論這些事。）當然，海水的鹹度只是我不知道的事情中的極小部分。我不知道什麼是質子，什麼是蛋白質，不知道類星體的夸克，不理解地質學家怎麼只要看一眼峽谷壁上的一層岩石，就能說出它的年齡--我確實什麼也不知道。我心裡漸漸迫切想要知道一點兒這些問題，尤其想懂得人家是怎樣測算出來的。科學家們是怎樣解決這些問題的--這對我來說始終是最大的奇事。他們怎麼知道地球的重量，怎麼知道岩石的年齡，怎麼知道地心深處實際上是什麼東西？他們怎麼知道宇宙是怎樣開始的，什麼時候開始的，它開始的時候又是什麼樣子的？他們怎麼知道原子內部的情況？科學家怎麼往往好像差不多什麼都知道，而又仍不能預測地震，甚至不能準確地告訴我們下星期三看比賽時該不該帶雨傘？這到底是怎麼回事--尤其是在經過回想以後？
於是，我決定今生要拿出一部分時間--結果是花了三年時間--來讀書看報，尋訪很有耐心、德高望重、願意回答許多無人吭聲的特別問題的專家。我倒想要看看，是不是有可能在不大專門或不需要很多知識的，而又不完全是很膚淺的層面上，理解和領會--甚至是讚歎和欣賞--科學的奇跡和成就。
這曾經是我的想法，我的希望，本書就是按照這個意圖來寫的。反正，我們要涉及的範圍很廣，而辦這件事又遠遠用不著100萬個小時，因此我們就開始吧。