引言

當我12歲時，我的父母給了我一套化學實驗用具，作為圣誕禮物。我迫不及待地把它拿進臥室，將原本被我整齊排列著許多玩具兵的小桌子清空，我的科學之旅就此拉開帷幕。我把實驗用具套裝里隨附的試管和各種化學品攤在桌子上——哦，太快樂了，盒子里還有一個用來充當變性酒精燈的玻璃小廣口瓶。火焰和化學品，這將是多么快樂的一個圣誕節呀！

接著，我打開了實驗用具附帶的操作手冊，然后感到一陣失望。操作手冊里的文字太枯燥無聊了。這本手冊解釋說，“變性酒精”就是純乙醇（酒里讓你醉醺醺的成分）混合了一些苦味和有毒化學物質（防止誤飲）。每個乙醇分子由2個碳原子、6個氫原子和1個氧原子構成，乙醇接觸到火花時，可以和空氣中的氧氣反應生成水（H₂O）和二氧化碳（CO₂），釋放出大量能量，這些能量的主要形式是熱能。直到現在，當我聞到變性酒精的味道時（我總得找點兒樂子），我都有一種靈魂穿越回那間臥室，并且面前放著化學實驗用具的感覺。

我決定把操作手冊扔在一邊，開始我的第一個實驗。我拿起一根最大的試管，把盒子里的每種化學品都挖了一大勺放進去。我往里面加了點兒水，然后用力搖晃試管。但是，什么事情都沒發生。試管里的液體起了一點兒泡沫，但是和往一杯水里加三大勺我爸的安德魯斯肝鹽[1]相比，這一點兒泡沫微不足道。所以，我腦海里冒出了一個主意。要是我給它加熱一下，會怎樣呢？我把試管固定在試管架上，試管口塞了軟木塞，然后放在酒精燈的火焰上方等著。經過漫長的3分鐘后……嘭的一聲爆炸了！

我的母親跑上樓來看到的我，并不是一副我認為真正的科學家該有的模樣——眉毛頭發統統燒焦還傻笑著，而是帶著一絲愧疚、一臉興奮的小男孩，天花板上還沾著一大攤棕褐色的化學品。不過，我受到了鼓舞。盡管后來天花板上的油漆涂了一層又一層，但那塊棕褐色的污漬始終都在。后來，我在做更無聊卻更安全的化學作業時，會抬頭看看天花板，沉浸在一個小男孩能把自己的臥室炸掉的美好時光幻想中。

最近幾年，經歷了一系列我的科學家同事沒人能預想到的事件之后，我的名字已經家喻戶曉了。愛爾蘭的電視臺拍攝了關于我人生的紀錄片，近50年后，我們又回到了那間臥室進行拍攝。你猜怎么著？那塊污漬還在那兒呢！要是我能回想起那堆混合物里都有什么，我就能申請一項永久褐色涂料的專利了。

污漬事件發生后，我在初中的科學課上得到了第二次科學啟示。我們的老師“開膛破肚先生”（他之所以有這么一個了不得的外號，是因為他這人最愛干的事情就是在生物課上把各種各樣的動物開膛破肚），站在教室最前面，一副要大顯身手的樣子。他說：“現在，孩子們，看好了。”

他手上拿著兩根大試管，里面各裝了1/2試管看上去像水的液體。他把一根試管中的透明液體倒進另一根試管內，另一根試管中的液體立刻變成亮黃色，就像蛋黃一樣。我大吃一驚。兩種無色的液體混合，怎么能變成這樣呢？我了解到他混合的兩種東西是硝酸鉛溶液和碘化鉀溶液，形成的黃色沉淀物叫作碘化鉛。正如《絕命毒師》（對我們化學迷來說，它是最棒的美劇）中沃爾特·懷特對他毫無興趣的學生說的那樣：“化學是一門研究變化的學問。”你看，剛剛發生的事情類似于某種交換：碘從鉀旁邊挪到了鉛旁邊，形成了一種性質完全不同的新化學物質。

“開膛破肚先生”的另一堂極具啟發性的課上用到了6根昂貴而易碎的水銀溫度計，他把我們分成6組，每組給一根水銀溫度計。他用低沉而嚴肅的聲音說道：“現在聽好了，孩子們。要是任何一組打碎了溫度計，我會懲罰組內所有人。”

實驗開始了，當我們往一些水中添加一定量不同溫度的水時，我們分小組使用昂貴的溫度計測量溫度變化。猜測溫度怎樣變化無法獲得諾貝爾獎。我們甚至用測量數據畫出了圖表——“開膛破肚先生”說，身為科學家，畫圖表是很重要的。我們輪流小心地使用溫度計，一切都進行得很順利。實驗快結束時，我對能量傳遞的理解更深入了，也輪到我拿溫度計了。我的工作是把它放回塑料保護套里。我小心地做完了這項工作，它順暢地滑了進去。但是，我沒有在保護套的另一頭蓋好蓋子。

我一臉驚恐，眼睜睜地看著溫度計從保護套里穿過，在實驗室的瓷磚地板上摔了個粉碎，里面的水銀灑了滿地，形成一顆顆閃閃發亮的銀色小珠。那一刻，時間都慢了下來，我不確定這樣說在科學上是否準確，不過我的感受的確如此。整個班的人都鴉雀無聲。我把視線從“犯罪現場”移開，感覺有十幾雙眼睛在盯著我。我把5名組員驚駭的凝視解讀為“奧尼爾，你到底干了什么？”“開膛破肚先生”緩步走到我們小組，大聲喝道：“放學后你們所有人留堂2個小時，留堂期間你們要抄寫科學課本最后的術語表！”這也許是我學習復雜科學術語的第一步，所以我還得感謝“開膛破肚先生”。

我們離開教室的時候，我等著同伴們對我拳腳相向。但出乎我意料的是，他們向我走過來，其中一個人用雙手抱住我的肩膀說：“別擔心，盧克，這事兒可能發生在咱們任何一個人身上，你這個大笨蛋。”我們都大笑起來，這是我第一次感受到科學家之間的友情，往后的時光里，我對這樣的友情非常熟悉。

我本可能為幾個科學分支中的任何一個奉獻終生。都柏林以南30千米的威克洛山距離我長大的地方不遠。這里并不是一個以溫和宜人的天氣聞名的地方，不過我得知11 000年前這里被冰川覆蓋時就被迷住了。為了了解我們這個從古至今不斷變化的世界的神奇之處，我想過大學的時候去學地質學。不過，你看，我也對海牛之類的水生哺乳動物有一種奇怪的興趣，所以我覺得可能選動物學專業會更好。然后我又想，有機化學怎么樣？學習為生命奠基的碳原子構成的分子挺有意思的，而且這些分子往往還挺好聞的。

我猜，我想要為某個學科奉獻終生的這些原因跟別人一樣隨意。到底為什么人們會想做某件事情呢？盡管我已經了解了那么多的科學，但是我對這個問題的答案仍然一無所知。最后，我選擇了生物化學，現在我成為一位免疫學家——我愛死這份工作了。

說到科學，我還是一個孩子的時候被科學所吸引的地方，此后也持續給我啟發。科學就是要了解這個世界及其運轉的規律，而我有無窮無盡的好奇心。并非只有我一個人是這樣的，大多數小孩都想了解世界，了解世界的運行規律，他們提出的所有問題表明他們是小小科學家。可悲的是，有些孩子永遠沒辦法對科學產生興趣。地球上的每個國家都有了不起的、有熱情的科學老師，就像“開膛破肚先生”一樣，但是，有的孩子并不像我這樣幸運，他們的科學初體驗不怎么關乎有趣的實驗，更多的是對化學反應進行枯燥乏味的解釋，就像我的那套化學實驗用具附帶的手冊那樣。正是這個原因促使我動筆寫這本書。

這是一本適合所有人讀的書：那些本就熱愛科學的人，還有對科學不感興趣（至少現在還不感興趣）的人。不管你屬于哪一類，我都希望讓你重新體會兒時的那種驚奇感，就是你第一次聽說恐龍、海豚或雙螺旋結構時的感覺。

就我而言，我真正愛上科學的時刻出現在20歲那年，當時作為學生的我第一次從事正式研究。當時，我在研究一種叫克羅恩病的炎性疾病，這種病會影響消化系統。如果不治療，這種病就會讓人逐漸衰弱，患者的身體要經歷嚴重的疼痛、潰瘍和出血。這種病可能會致命，病人往往需要接受手術。研究克羅恩病患者的身體究竟出了什么問題，讓我產生了極大的興趣。我意識到自己可能會發現一些關于這種疾病的新知識，而這些知識能幫助病人過上更好的生活。

這讓我決定去倫敦讀博士，在那里我更深入地研究了炎性疾病。這次我研究的是類風濕性關節炎，這種疾病會讓關節疼痛。每天，我在自己位于林肯因河廣場的實驗室和圣托馬斯醫院之間騎車往返，收集病人的樣本，然后用樣本培養細胞，試圖查明這些病灶組織出了什么問題。

一天，我獲準觀看外科醫生將一名女性患者的關節組織切除，這位女士好心地捐贈了一部分髖關節組織用于我的研究。手術后我去見了她，對她表示感謝。她問我在研究什么，我對她說：“類風濕性關節炎。”“哦，”她說，“你還研究別的炎嗎？”我說我不明白她的意思。她重復道：“炎，你研究別的炎嗎？”我再次請求她解釋一下。她開始不耐煩了：“炎！炎！比如關節炎、腦膜炎或者皮炎。”

“啊，”我說，“是的，炎！我現在明白了！”我非常高興地向她解釋，任何名字以“炎”結尾的疾病都是炎性疾病。當你受傷或感染，尤其是某一區域發紅、腫脹、發熱、疼痛的時候，都會出現炎癥。類風濕性關節炎患者也會出現這些癥狀，但是我們還不清楚原因。這是一個我花了近40年時間試圖回答的問題。

事實上，我整個研究生涯都在研究炎癥。具體來說，我攻讀博士期間研究的是當時的新奇東西——細胞因子，它們是免疫系統產生的，也就是你身體里負責抵抗細菌、病毒、寄生蟲和真菌引發的感染的部分。細胞因子就像信使，會發出警報，把免疫系統大軍叫醒，讓它們來抵抗身體的入侵者。但是，像克羅恩病或類風濕性關節炎這樣的炎性疾病會刺激人體自身組織，讓免疫系統胡作非為，就像那里出現了感染一樣。只不過，根據我們目前所知，這種情況下自身組織并沒有感染。所以，類風濕性關節炎這樣的疾病叫作自身免疫病（autoimmune disease），“auto”這個詞根來源于希臘語，意思就是“自己”。研究表明，細胞因子導致了類風濕性關節炎等許多其他疾病的大多數癥狀，讓細胞因子停止發揮作用就能讓病人感覺好很多。

從讀博士階段起，我不停地取得與免疫系統有關的研究發現，也幫助發現了目前正在進行臨床試驗的新藥物。就這樣，那個幾乎把自己的臥室炸飛、連把溫度計放進保護套都做不到的男孩，2016年成為英國皇家學會會士。《衛報》相當隆重地稱這個榮譽為“相當于奧斯卡終身成就獎”。

最棒的是，這意味著我可以在會士手冊上簽名了，這本手冊中有我心目中科學史上所有偉大英雄的簽名，我從小就在讀他們的故事。你聽說過的所有科學家的簽名幾乎都在那本手冊上。他們會前往倫敦，在這本手冊上簽名，不過有些人由于有充分的理由成了例外：西格蒙德·弗洛伊德由于身患重病，要求把手冊送去給他簽名，他在簽名后不久便去世了；而1941年獲準入會的溫斯頓·丘吉爾那一年相當忙碌。

我在手冊上簽下名字的那天，還有最后一項挑戰需要完成：我沒有打領帶。我討厭打領帶，這可能是我成為科學家的主要原因之一。我可能是當天成為英國皇家學會會士的人中，唯一一個沒有打領帶的。不過幸運的是，我碰見了英國皇家學會圖書館館長，他打了領帶。我問他能不能把領帶借我用一下，他欣然同意。于是，我從沒有遵守英國皇家學會著裝要求的尷尬處境中獲救了，這又是一個科學家友誼的絕佳例子。

當天最令人興奮的事情之一就是，現在沒打領帶的圖書館館長獲準我看手冊中的三個簽名。（我不懂為什么他們只讓人看三個，我猜也許是時間緊張吧。）一般人都想看艾薩克·牛頓或查爾斯·達爾文的簽名。我也想看，不過首先我請圖書館館長給我看了另外兩個簽名。

科學家霍諾爾·費爾曾任劍橋大學斯特蘭奇韋斯實驗室主任，我在這里完成了博士后研究（沒錯兒，以斯特蘭奇韋斯為名的更有名的英國機構是一所監獄）。她對細胞生物學這門學科做出了重要貢獻，研究出了如何在體外培養細胞和組織。我了解她在另一方面的貢獻，即她非常支持20世紀30年代以難民身份從歐洲其他地方來到英國的科學家。我還聽說，她堅持帶自己的寵物雪貂參加姐姐芭芭拉的婚禮。這就很酷了。我看了她的簽名，這是她1953年成為英國皇家學會會士時寫在這本巨大的會士手冊上的。在那個年代，女性成為英國皇家學會會士是相當罕見的事。我們需要進步的地方還有很多，不過很幸運，至少這一點改變了。

我還看了愛德華·康韋的簽名。他是愛爾蘭生物學家，在活組織化學（特別是肌肉和血液化學）方面有重要發現。他1947年成為英國皇家學會會士，是在我之前上一位成為會士的愛爾蘭生物學家。在愛爾蘭，并沒有多少人注意到我成為英國皇家學會會士（FRS）這件事，除了一位朋友跟我說，“FRS”的意思是“前科學家”（Former Research Scientist）。我怎么會有這樣一個朋友……

至于第三個名字，我必須選查爾斯·達爾文了，他對演化過程的描述闡明了生命的運行機制。后面我會展開講述他的故事。

你可以在本書中讀到許多英國皇家學會會士取得的科學發現，也能讀到很多其他科學家的發現。當你閱讀了解某些重大科學發現的歷程時，一定要記得，這樣的發現是由一個人完成的，一個有血有肉、和你我一樣有缺點的活生生的人；這個人往往還要跟其他科學家同事合作才能完成。科學和人類的其他活動一樣，涉及野心、自負、競爭和情感。它只關注一個目標：了解事物的真相。這是科學的偉大之處。

和人類所有的追求一樣，科學也會誤入歧途，我們不總能立刻直接得到真相。當科學家獲得了某個科學觀察結果時，其他科學家會試圖在自己的實驗當中重復這項工作，然后加以改進，才會取得新的科學發現。如果一個結果無法用實驗重復，這個觀察結果就會被學界拋在一邊。最好的情況是，經歷了深思熟慮、嚴謹的考察和努力，唯有真理永存。

除了可貴的友情和不需要打領帶，科學吸引我的原因還有一個——它建立在數據和實驗之上。第一個勇敢地說出科學家應該進行實驗的人是弗朗西斯·培根。他1561年1月22日出生于倫敦，12歲進入劍橋大學學習。這聽上去非常了不起，他也確實了不起，不過當時劍橋大學的學生差不多都是這個歲數。中世紀時期，像培根這樣的階層認為，人之所以生病，是因為身體中黏液、血液、黃膽汁和黑膽汁這四種體液失衡了。這種觀念并沒有任何證據支持，只是源于早于當時19個世紀的古希臘醫生希波克拉底的著作。培根在1620年出版的《新工具》一書中，主張人們應該通過實驗探索自然，從實驗中得出結論，他認為實驗是科學的基礎。需要提醒的是，當時還沒有“科學”和“科學家”這兩個詞。當時，從事科學研究的人被稱為自然哲學家。劍橋大學教授威廉·惠威爾1834年才提出了“科學家”一詞，不過他提出這個詞是為了回應詩人塞繆爾·泰勒·柯勒律治提出的問題。所以，要是沒有詩歌，也就不會有科學家。

培根感覺他的新方法很有可能相當可靠，因為不管相信何種假說，篤信都可能產生偏見。他提出，為了驗證疾病的產生是外部影響而非單純內在因素導致的，應該讓健康的人暴露在潮濕或寒冷的環境中，看看這是否會導致疾病。他還寫道，應該反復實驗以檢驗結果。他是第一個主張經驗主義的人，相信知識只能來自經歷和觀察。1862年，歷史學家威廉·赫普沃斯·狄克遜寫下了培根對后世的影響：“培根對現代世界的影響非常深遠，每個乘火車的人、發電報的人、用蒸汽引犁的人、坐安樂椅的人、穿越海峽或大西洋的人、享用美餐的人、暢游美麗花園的人或接受無痛手術的人，都應該感謝他。”每當我使用蒸汽引犁或者吃培根生菜番茄三明治的時候，我肯定能想到他。

在本書中，我聚焦于那些經得起檢驗的發現，以及是誰做出了這些發現，他們又是怎么發現的。我會竭盡所能地帶領你，讓你領略我們這個物種目前為止取得的偉大科學發現背后的人物故事。你會發現，科學往往會產生跨越式發展：一位科學家取得了一項重大發現，接下來，整個科學界就會迅速進步，產生一次巨大飛躍。當出現這樣的飛躍時，人們很難想起人類竟然曾經對這些發現一無所知。比如，人類怎么會經歷對微生物一無所知的時代呢？

有時候，科學也會進兩步退一步。比如，20世紀40年代人們發現，部分有毒化學物質能迅速殺死分裂中的癌細胞，這是證明癌癥可以治療的一項重大進步。但是，同樣的化學物質也會殺死正常細胞，人們花了很多年進行仔細的研究和臨床試驗，才優化了化療藥物的使用方案，以便讓它們能在治療某些腫瘤的同時給病人留條活路。

科學進步的另一種途徑是一個漫長的過程，科學家會爭論不休，直到最終達成共識，涉及諸如氣候變化或疫苗等復雜事物的時候尤其如此。

雖然做實驗看上去挺好，可我們為什么要這么麻煩呢？是什么促使我們去了解事物呢？自然是好奇心。但是，別的動物也有類似的感覺器官（甚至比人類的更棒）和類似的驅動力，去調查環境中是否存在危險、食物、水源、藏身處和配偶，可是世界上沒有貓中的愛因斯坦提出新的物理定律，去預測時空的行為（盡管你在網上隨意瀏覽后，會感覺如果說互聯網是貓發明的應該也很合理），狗類也沒有組成國際聯盟，操縱繞地飛行的空間站（盡管第一個繞地飛行或者說“去地外溜達”的動物就是一條名為萊卡的蘇聯狗）。人類之所以會研究科學，是因為我們的好奇心與人類了不起的智慧相當匹配。

我們人類是一個聰明的物種，或者引用搖滾歌手伊安·杜利的歌詞：“聰明蛋還真不少”，這差不多能夠概括科學史了。我們熱愛解謎，科學本質上就是一個大型解謎游戲。我在斯特蘭奇韋斯實驗室時要努力解開的一個謎題涉及一種非常重要的炎癥蛋白，叫作白細胞介素–1（IL-1），它屬于前文提到的一類蛋白質：細胞因子。在人體的免疫應答過程中，IL-1就像船上負責發射信號彈傳遞遇險信息的那個人。唯一的問題是，它是幾種炎性疾病中尤其調皮的蛋白質，而這些疾病包括我的“老朋友”關節炎和克羅恩病。我知道要是我能找到IL-1發出的真正的“信號彈”，我們就有可能進一步幫助這些疾病的患者。當時，人們認為它是一種驅動炎癥的警示信號，但沒有人知道它究竟是什么。

我能夠用一種名為“條帶移位”（band shift）的方法測量IL-1發出的信號彈。當我第一次聽說這種技術時，我以為它跟搖滾明星談戀愛有點兒關系（“shift”這個詞在愛爾蘭俚語中有親吻擁抱的意思[2]）。不過，這實際上是一種實驗技術，表示條帶（一條線）在凝膠中移動，條帶向上移動就意味著我用加入了IL-1的細胞制備的樣本發生了反應。條帶在凝膠中向上移動，就像朝天空發射信號彈。解開這道謎題讓我大為滿意，我還會把條帶移位的記錄裝在口袋里隨身攜帶，在酒吧里亮給別人看。“那個科學家又來顯擺他那移位的條帶了，跟我們講他發現了正在發射的信號彈。”他們說。

你看，盡管人們往往覺得科學冰冷，要計算和量化，但它永遠都有人情味。我打賭你永遠沒想過“科學”和“人情味”這兩個詞出現在同一句話里。但是，當我開始在學術會議上發言時，我學到的一件事是，聽眾并不會記得我講的內容。我可以向他們展示最棒的數據，但是他們中的大多數人都記不住。但是，他們會記住自己當時的感受。這啟發了我之后應該以怎樣的方式談論科學。當我談論科學的時候，我希望人們能夠分享我講述時感受到的快樂。

我想起自己有一次在牛津大學演講時，一位年長的女士找到我。她已經90多歲，從事實驗室技術員的工作好幾十年了。她說喜歡聽我演講的最新科學進展，并且在我演講時她落淚了。我問她為什么，她告訴我，我談到了一位與她共事過的科學家（正是著名的生物化學家漢斯·克雷布斯，后面我會展開講述）。第二天早晨，她送給我一份禮物——克雷布斯在實驗中用過的玻璃器皿。這讓我激動得掉下了眼淚，如今這個玻璃器皿已經擺放在我辦公室的顯眼位置。

眼淚？歡樂？科學？盧克，你到底在說什么？我不知道你的情況，但當了不起的新冠疫苗研制成功時，我確確實實感到無比快樂。科學不僅奇妙，它還可以帶來巨大的實際利益。

除了這個最近取得的了不起的突破，對人類生活有所助益的重大進步都發生在1920—1970年，這段時間發達國家的大多數人都用上了清潔的水、抽水馬桶、疫苗、抗生素、電燈、電話、冰箱和洗衣機。不過從1970年起，技術造福人類的進程變緩了。正如作家西蒙·庫珀所寫的那樣，今天的巨型公司基本上是社交媒體公司和快遞公司，跟之前受科技驅動成長起來的公司完全不一樣。但西蒙是樂觀主義者（你會發現，我也是樂觀主義者），認為在近來的危機刺激下，快速進步很快就會再次出現。科學進步往往是這樣的。第二次世界大戰刺激了流感疫苗、抗生素、噴氣式發動機、雷達和微波技術的研發，正如新冠疫情導致mRNA（信使核糖核酸）疫苗技術首次登上了全球舞臺。在我們當前這個所謂長久危機的世界，一想到糟糕的事情能孕育一些好東西，還是有點兒欣慰的。

但是，不要擔心，本書不會抓著這些負面內容不放。除了影響整個人類健康福祉的大事件，科學也會讓我喜笑顏開。如果我告訴你，科學家確實會整理儀容，甚至能跟人正常聊天，不至于拒潛在配偶于千里之外，你會相信嗎？（我有夫人，而且我沒有試圖用我的條帶移位故事打動她。）我記得在我結婚那天，剛剛成為我岳父的萊斯利·沃勒爾起身致辭。他談到我和瑪格麗特都是科學家（瑪格麗特是研究癌癥的生物化學家），他還說自己比不上我們。事實上，他說，在他看來“DNA”三個字母是“別否定任何事”（Don’t No Anything）的縮寫。這讓賓客大笑起來，當然酒精也確實幫了點兒忙。

這就是我要說的。我相信科學是一種基本的人類活動，它需要用到記憶、知識、智慧、社交、幽默（要趕走實驗失敗的沮喪，沒有什么比放聲大笑更有效了），以及人類所有的感官和情緒。在充滿困難和煩惱的斗爭時期，我將科學視為巨大的慰藉和摯友。它能通過種種方式驅散黑暗，讓光明照進生活。當然，這也會產生問題，但這并非科學的過錯。人類利用科學技術的方式才是導致意料之外的甚至負面的結果出現的原因，比如新的武器或沒有經過合理檢驗而對人類產生傷害的藥物。這種誤用是我們需要警惕的，但總的來說，科學體系還是有效的。

科學描述了一個盡量真實的知識體系，因為所有的證據都整齊地指向同一個方向。它并不完美，有時候它會產生偏見，甚至會出現錯誤。但是，它有自我修正的強大本領。虛假的結論幾乎難以長久存在，因為真正的科學家只追求一樣東西，那就是事實。牛頓的物理學定律經得起時間的檢驗，但是他關于“賢者之石”（也稱哲人石、點金石，據稱能將普通金屬變成黃金）的研究就不行。

這本書中，我將帶你踏上一段穿越科學史的旅程，但這是我眼中的科學史。我享受科學研究，也熱愛向人們講述從事這份工作的經歷。我曾面對各行各業的人演講，從小學生到大學生，從美容師到酒吧老板，從律師到罪犯。能讓科學走入他們的生活是我的榮幸。

我大力宣傳科學素養的重要性。沒有廣泛普及的教育，我們擁有的所有科學都會被封印在精英階層的真空中，只有能夠掌握信息的人才能接觸到科學。除了科學，我們還能如何幫助孩子去質疑充滿錯誤信息的世界，以及AI機器人用得越來越多的未來呢？科學是面向所有人的，所以我們可以利用它改善自己的生活，以及這個星球上陪伴著我們人類的其他生物的境況。

揚·夸美紐斯是我崇敬的英雄。在17世紀初，他提出了如今人們已經習以為常的理念：教育需要循序漸進；注重邏輯，而不能死記硬背；教育要覆蓋女性和窮人。夸美紐斯也要為每個學生的背痛負一定責任，因為他發明了教科書。1639年，他出版了一本名為《泛智學校導論》的書，試圖在書中講述那個時代所有的人類知識，但他的敘述方式是孩童可以理解的。這種方式基本可行，因為那時候學術知識的體量還是勉強能處理的。當然，考慮到從那時起我們學到了很多知識，還要繼續學習，如今這件事情已經不可能完成了。不過，這并不能阻止我在本書中做類似的嘗試。

這本書會大致沿著科學史本身的線索展開，從人類仰望天空、對著恒星和行星產生遐想開始，正是這種遐想產生了數學和天文學。之后，我們會從煉金術開始，一直了解到化學出現，并了解化學后來如何幫助我們了解了生命的基礎。我們會發現，這些進展導致了對人體和疾病的重要研究，并導致我們試圖理解其中最具挑戰性的黑匣子：大腦。我會帶你去了解人類是怎樣來到了一個技術會影響人類清醒時的每分每秒的時代，并探討我們如今是否已經足夠聰明、擁有足量可以使用的技術，以應對最緊迫的問題：氣候變化。所以，這意味著你得做好準備，我們要踏上漫長的旅途了。

但這并不是一般的科學史。首先，我希望這趟旅程是令人愉快的，而不是像其他科學書籍那樣。我的書不會圍繞理論及其應用的發展細節展開長篇大論，也不會反復強調“美好的科學世界”那套說辭，雖然這些確實很重要。我一直希望了解那些提出了影響科學的想法、做了影響科學的實驗的人——真正的人，有性格、有熱情、有怪癖也犯過錯誤（特別多錯誤）。是他們啟發了我，也給我帶來快樂。

我有許多頭銜。我是國際知名的科學家、作家和教育家，喜歡唱歌和彈吉他。對于我的朋友，我更為人知的一面是酒量不太好還愛喝一點兒酒的愛爾蘭人。在書里，我很難展現自己的歌喉和吉他技藝，不過我希望通過書頁向你展示我的其他方面。至于我的研究，它推動了我們進一步了解人類免疫系統的關鍵點如何工作。我是否能夠進入未來的科學史尚未可知，自己寫一本科學史的書是更可靠的保證。

科學證明，生命開始于約40億年前，那時候地球上出現了第一個細胞，之后它不停地演化，形成了地球上的萬千生靈：從最小的古菌——騎行納古菌，其直徑只有200納米，人類頭發的直徑是它的1 000多倍，到最大的恐龍——南方泰坦巨龍，它跟公交車差不多高，體長相當于一個籃球場的長度，直到2021年人們才發現了這種恐龍的化石。和其他所有人一樣，科學家熱愛吉尼斯世界紀錄——最大的、最小的、最古老的、最古怪的……還有些科學家跟我一樣愛來一杯吉尼斯啤酒。這本書要囊括的內容太多，如果有任何遺漏之處，還請各位讀者見諒。不過生命短暫，我不希望這本書的篇幅太長。我可不是夸美紐斯。

還在讀吧？太好了。做好準備閱讀一本關于科學的書吧，這本書的風格是你從未讀到過的，里面充滿了故事和人物。你相信我嗎？不信？我提議咱們做個實驗：讀一讀這本書，看看我說得對不對。為什么不試試呢，你已經是科學家啦……

[1] 安德魯斯肝鹽（Andrews Liver Salts）是一種抗酸藥，作用是抑制胃酸分泌，主要成分包括碳酸氫鈉、檸檬酸、硫酸鎂和蔗糖。遇水后，碳酸氫鈉和檸檬酸會發生反應，生成二氧化碳。——譯者注

[2] 而“band”還有“樂隊”的意思。——編者注