标题:《大历史与人类的未来
作者:Fred Spier
适用范围:5星
可读性:4星
我的个人评价:5星
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书的主题
斯皮尔概述了从宇宙大爆炸到现在的所有历史。他还提出了宇宙为何从简单发展到复杂区域的理论。
如果你想了解更多关于人类长期历史的知识，请阅读我的书万博客服端下载官网从贫穷到进步:人类如何发明进步，以及我们如何保持进步。
我的评论
过去几十年最令人兴奋的智力发展之一是“大历史”(Big History)的出现。到目前为止我读过的书中，这本是最好的。虽然大多数大部头的历史书籍只关注描述性的叙述，但这本书包含了将整个叙述联系在一起的有用理论。
我强烈推荐这本书。
关键的快餐
- 宇宙已经从极端简单进化到逐渐包含越来越复杂的区域。
- 复杂性意味着:
- 更多的组成部分
- 这些部分类型的多样性更大
- 对象内各部分之间的交互
- 不同类型部件之间的不同相互作用
- 复杂性来自于能量在适当的条件下穿过物质。能量越密集，形态就越复杂。
- 复杂性只会在某些情况下出现:
- 合适的构建模块的可用性
- 足够密集的能量流
- 许多限制条件，如温度、压力和辐射
- 人类社会是已知宇宙中最复杂和能量密集的形式。
- 随着宇宙的老化，逐渐形成了更复杂的形态:
- 夸克
- 亚原子粒子(质子、中子和电子)
- 原子
- 分子
- 星系
- 太阳能系统
- 行星
- 生活
- 人类社会
- 生命进化得更快，更复杂，因为它们是由基于自然选择的学习过程驱动的。
- 生命的复杂性与更简单的复杂形式有本质的不同，因为它主动地从外界获取物质和能量。
- 一旦更复杂的生物出现，通常就没有退路了。只有极少数的生命形式变得不那么复杂
书中的重要语录
这本书是关于大历史的，是一种研究历史的方法，将人类的过去置于宇宙历史的框架内，从宇宙起源到今天地球上的生命。这本书为大历史提供了一种全新的理论方法，我希望它不仅能更好地理解过去，而且能更好地理解人类在不久的将来将面临的重大挑战。
这本书是关于大历史的:将人类历史置于宇宙历史的背景下，从宇宙起源到今天地球上的生命。在大历史中，我们这个物种的过去是从大爆炸以来的整个自然史中来看待的，这与现有的研究人类历史的学术方法完全不同。在这样做的过程中，大历史为万物是如何变成现在这个样子的问题提供了现代科学的答案。因此，大历史提供了一种对人类过去的全新理解，使我们能够在时间和空间上定位，这是迄今为止其他任何形式的学术史都无法做到的。此外，大历史方法有助于我们创建一个新的理论框架，在这个框架内，所有的科学知识都可以在原则上得到整合。
虽然在大型历史课程中教授的所有知识在学术界都很容易获得，但很少以单一历史叙述的形式呈现。这主要是因为在过去的200年里，大学分成了越来越多的专业和部门。然而，自20世纪80年代以来，从历史学家到天体物理学家的学者们已经在书籍和文章中提出了新的大统一的历史综合。
以美国天体物理学家埃里克·柴森(Eric Chaisson, 1946 -)的著作为主要基础，提出了一种万事万物的历史理论，将人类历史作为这一更大方案的一部分进行分析。
与大多数(如果不是所有)大规模的历史记述一样，大历史倾向于关注导致重大变化的发展的出现，尤其是新的复杂性形式。
尽管许多传统的人类历史叙述都是由按时间顺序排列的重大事件组成的，但我遵循的是重要过程在历史中起主要作用的方法。这包括土地革命、国家形成、全球化和工业化。在这些较大的过程中，可以区分出许多较小规模的过程。
对大历史最简短的总结是，它涉及各种规模的复杂性的兴起和消亡。因此，寻找一个解释可以归结为一个问题:为什么所有这些不同形式的复杂性会出现并蓬勃发展，有时又会解体。在这里，我将论证在某些边界条件下流经物质的能量导致了所有形式的复杂性的兴起和消亡。
学者们对能量对物质的影响进行了更深入的研究，得出了一个深刻的见解，即只有能量才能使物质发生变化。因此，将“能量”定义为任何可以改变物质的东西，包括使物质变得更复杂或更简单，是有道理的。
一开始，根本不会有任何复杂性。宇宙演化得越远，它的某些部分就会变得越复杂，最明显的就是星系。然而，在一场暴风雨般的开始之后，宇宙的大部分实际上变得相当空虚，因此一点也不复杂。今天，在宇宙中存在了近140亿年之后，人类可以说是已知宇宙中最复杂的生物有机体。
由于“复杂性”似乎不存在普遍接受的定义，我决定通过列出其主要特征来解决这个问题。首先，存在可用构建块的数量。随着可用的构建块越来越多，结构可以变得更加复杂。当构建块的种类增加时，情况也是如此。显然，有了更多种类的构建块，就可以构建更复杂的结构。当构建块之间的连接和其他交互变得越来越多和多样化时，复杂性水平也会增加。因此，从整体上看，当越来越多的各种各样的组成部分之间发生越来越多的各种各样的联系和相互作用时，一个政权就显得更加复杂。
在不同的复杂程度上，可以识别出不同类型的构建块。普通物质的基本组成部分是质子、中子和电子。这些基本粒子可以结合形成化学元素，构成更高层次的复杂结构。反过来，化学元素可以结合形成分子，这可以被视为更高复杂程度上的积木。它们可以共同形成恒星、行星和黑洞，它们是星系的组成部分，而星系又可能是星系团的组成部分。化学元素也可以结合形成分子。在更高的复杂程度上，许多不同的分子可以共同形成细胞，细胞可以结合形成个体，而个体又可能是社会的基石。所有这些不同层次的复杂性都应该被认为是相对独立的，这仅仅意味着这样一个特定层次的复杂性所表现出的突发性属性是不能用较低层次的复杂性的属性来充分解释的。
复杂性还有另一个重要的方面，即序列，这些构建块的组织顺序可以产生相当程度的复杂性，而仅在顺序上的微小变化就可以完全破坏这种复杂性。积木的顺序，以及由此产生的信息，在生活和文化中至关重要。
更复杂的形式从来不会凭空凭空凭空出现。相反，它们总是从较低复杂性的形式发展而来。
根据许多学者的观点，有三种主要类型的复杂性:物理的无生命的自然、生命和文化。就物质而言，无生命的自然界是迄今为止已知的宇宙中存在的最复杂的部分。
所有这些宇宙无生命物质都表现出不同程度的复杂性，从单个原子到整个星系。它的自我组织完全得益于自然的基本法则。尽管所产生的结构可以是精致的，但无生命的复杂性并不利用任何信息来维持自己的生存。换句话说，没有信息中心来决定这个没有生命的物理世界的样子。
第二个层次的复杂性是生活。
为了达到这些更高层次的复杂性，生命借助存储在DNA分子中的遗传信息进行自我组织。
第三个层次的复杂性包括培养:存储在神经细胞和脑细胞中的信息，或者存储在经过处理和交流的各种人类记录中的信息。
在宇宙的历史中，所有这些形式的物理、生物和文化的复杂性都是自己出现的。
接下来的主要问题是:宇宙是如何自我组织的?
根据现代观点，任何形式的复杂性的出现都需要通过物质的能量流。只有这样，才有可能产生更复杂的结构。例如，生命的出现一定需要持续的能量流。但恒星的形成也需要能量流，而行星和星系也发生了同样的情况。
所有的生命形式都远离热力学平衡。与无生命的自然界相反，所有的生命形式都必须持续不断地从外界获取物质和能量。例如，人类必须持续不断地进食、饮水和呼吸，以保持我们的复杂性。如果我们停止这样做，我们的复杂性很快就会开始瓦解。我们摄取的能量有很多用途:维持我们的新陈代谢，制定计划，四处走动等等
也许令人惊讶的是，尽管与大历史的大多数其他方面相比，人类似乎微不足道，我们却产生了迄今为止已知宇宙中最大的能量密度。
一般来说，生命的能量密度要比无生命物质大得多。
今天，人类所使用的大部分能源不是用来维持身体运转或燃烧土地，而是用来创造和破坏我称之为“人工复杂性的形式”:所有由人类创造的物质复杂性。这些包括衣服、工具、住房、发动机和机器以及通讯手段。在这些东西的帮助下，人类改变了周围的自然环境，也改变了自己。
人造的复杂性与自然产生的复杂性有一个非常重要的不同之处，即它是由动物在头脑中有目的的意图制造的。这些人为的复杂形式不可能完全是自己产生的。
正如埃里克·柴森(Eric Chaisson)所指出(但没有系统地详细阐述)的那样，复杂性只会在环境合适的时候出现。首先，这包括合适的建筑材料和能量流的可用性，其次，还有许多限制条件，如温度、压力和辐射。当环境不合适时，复杂性就无法出现或被破坏。复杂性的破坏通常是由能量流或能量水平对特定类型的复杂性变得过高或过低....显然，人类可以在一定的温度范围内生存。这样的带宽不仅存在于所有生物物种中，也存在于岩石、行星和恒星中。换句话说，所有相对稳定的物质体系都以某些条件为特征，在这些条件下它们可以出现并继续存在。参考一个流行的盎格鲁-撒克逊儿童故事，这将被称为“金发女孩原则”。
“金发姑娘原则”指出了这样一个事实:环境必须刚好适合复杂性的存在。重要的是要看到，对于复杂性的出现和它的继续存在来说，这些情况往往是不一样的。
与其他动物相比，人类创造了大量的适居环境来帮助他们生存。
我认为，“能量在物质中流动”的方法与“金发姑娘原理”相结合，可能会为包括人类历史在内的一切历史理论提供一个初步的轮廓。
在最开始，也就是大爆炸的那一刻，只有无差别的物质和能量。但是，一旦宇宙开始膨胀和冷却，第一次分化就发生了，一方面是电磁辐射，另一方面是短暂存在的物质形式。在宇宙历史的早期，电磁辐射占主导地位。在这个所谓的辐射时代，非常强的辐射与大量短寿命的物质粒子共存，这些物质粒子从辐射中出现，但很快就会彼此湮灭，再次变成辐射。
随着时间的推移，宇宙的膨胀导致了温度和压力的迅速下降。这为物质的第一次出现创造了适居环境。特别是最初的四分钟，是迄今为止大历史上发生过的最大、最快的变化，因为在这短短的四分钟里，宇宙的所有基本特征都出现了首先，这包括四种基本自然力的出现，即强(核力)、电磁力、重力和弱力，以及与这些力相关的自然常数。
强磁力和电磁力塑造了小尺度和中等尺度的复杂性(直径几公里的岩石大小)，而引力塑造了质量大得多的一切(行星、恒星和星系)。
在宇宙早期，除了这四种主要的自然力之外，所有的基本粒子都是在宇宙历史的最初几分钟内出现的。这些粒子随后成为宇宙中存在的所有进一步复杂事物的基石。
电子也参与化学键的形成，化学键连接化学元素的原子核。在这个过程中，它们帮助分子保持在一起。因此，电子在更大的复杂性的出现中起着非常重要的作用。
从那时起，辐射不再占主导地位。这一重大变化标志着辐射时代向物质时代的过渡。
显然，在大爆炸后1000到100万年之间，早期宇宙的温度已经下降到一个水平，允许原始核(主要是带正电的氢核和氦核)与带负电的电子结合，形成第一批中性原子，稍后也形成第一批小中性分子。根据最新的估计，这可能发生在大爆炸后38万年左右。到那时，宇宙温度将下降到3000k。在这个时期，在形成物质的过程中，电磁力变得比宇宙的温度更重要。
在大爆炸后的7亿到20亿年间，在星系出现的过程中，第一批恒星也出现了。显然，在那个时候存在有利于恒星形成的适居环境。与星系相反，恒星从那时起就一直在形成。显然，恒星形成的环境远没有那些有利于星系形成的环境那么受限制。事实上，只要星系中含有足够数量的氢和氦，恒星的形成就会继续，氢和氦是恒星的原始组成部分。
恒星核心中有利于核聚变的适居环境与辐射时代的条件相似。这导致了一个深刻的见解，即早期宇宙历史的特征作为一个整体仍然存在于今天的恒星，包括我们的太阳。一个主要的区别是，早期的宇宙或多或少是均匀的，而恒星及其周围的环境则不是。换句话说，虽然这些适居环境在宇宙早期历史中存在过很短的一段时间，但它们只能在当前宇宙的恒星核心中找到，而这些核心只占宇宙空间的很小一部分。另一个主要的区别是，虽然婴儿宇宙变化得如此之快，以至于几乎没有时间发生核聚变，但所有的恒星，即使是最短的发光恒星，寿命都要长得多。结果，恒星成为了在小尺度上创造更大复杂性的主要熔炉，而星际空间的宇宙垃圾桶让恒星摆脱了熵，并保持了它们的复杂性。
恒星成为了第一个自我调节的结构……由于这种负反馈循环，恒星处于自我调节的动态稳态状态，只要它们没有耗尽核燃料，它们就能保持其复杂性。
与生命相比，恒星和星系是复杂的，但不具有适应性的实体。
核合成的过程如下。在恒星核中，从氢中锻造出氦的过程不可避免地导致其主要燃料供应氢的耗尽，从而形成氦。在足够大的恒星中，在大部分可燃氢被耗尽后，引力的无情影响会导致核心加热到高于108 K的温度。这些是有利于新的核聚变过程的适居环境，在这个过程中，氦被转化为更重的化学元素，如氮、碳和氧。一旦氦被燃烧完，如果恒星足够大，它的进一步引力收缩将导致温度再次上升。这为更重的化学元素的出现提供了适宜的环境，一直到铁。如前所述，铁是最稳定的化学元素，因此在平均恒星条件下可以形成的最重的元素。
银河系宜居带的特点是“复杂生命存在的四个先决条件:主恒星的存在，足够的重元素形成类地行星，足够的时间进行生物进化，以及没有生命的环境-熄灭超新星。”
在银河系的宜居带内，复杂生命出现的适居环境还包括一些限制条件。首先，如果太阳系的中心恒星太大，它就会燃烧得太快。因此，它不会持续足够长的时间，让复杂的生命在其行星上进化。中心恒星可能也不会太小，因为它可能无法提供足够的能量来维持生命。这在很大程度上取决于有生命的行星与其中心恒星的距离。
此外，大多数恒星演化成双星。显然，双星周围的行星轨道是相当不稳定的。因此，从这样的恒星接收到的能量流会有很大的不同。
在我们的太阳系中，存在一个适合生命的适居带。
我们的基本前提是，我们正在处理的是具有CO2/H2O/N2大气的类地行星，而宜居性要求行星表面存在液态水。在我们的模型中，HZ的内边缘是通过光解和氢逸(水在阳光的影响下分解成氧和氢的化学元素)而确定的;氢逃逸到太空中，因为它太轻了，无法被行星引力留在大气层中。HZ的外边缘是由二氧化碳云的形成决定的
像地球这样的行星的复杂性至少是由四个主要因素造成的:(1)它自身的引力，它使行星聚集在一起;(2)内部深处产生的能量，主要是通过铀等重化学元素的核衰变过程产生的;(3)从其中心恒星以辐射形式接收的外部能量，这些能量主要影响其表面;(4)宇宙引力效应，包括其他天体产生的碰撞。
今天，地球的特点是重要的金发姑娘环境，这是我们星球历史上大部分时间制度的一部分。首先，我们的母星大小大致合适。如果地球再小一些，其较弱的引力就无法保留其大气层或液态水，而这两者对生命至关重要。如果地球再大得多，它产生的更强的引力就会压碎陆地上的大多数生物，而更有可能的是，任何出现的鸟类都无法起飞。由于它的大小，地球内部仍然很热。
其次，40多亿年以来，地球一直以或多或少正确的距离绕太阳运行。因此，入射的太阳辐射从来不会弱到为生命的繁荣提供足够的能量(在这种情况下，地球上所有的地表水都将被冻结)，也不会强到毁灭生命(例如，将地球上所有的水都沸腾到太空中)。第三，地球有一个巨大的月球，这稳定了地轴的方向。如果没有月球，地轴的角度就会发生不规律的变化。
碳、氢、氧、氮、硫和磷都可以通过共价键结合成分子。电荷的这种极化对于进一步构建复杂性是极其重要的，因为它使得分子之间存在多种形式的弱电磁吸引和排斥成为可能。
因此，所有的生命都主要基于共价化学，尽管没有大量溶解在水中的离子，生命是不可能存在的。生命的反应都发生在水的环境中，因为水提供了最好的分子浓度和灵活性。
因此，生命的出现代表着一种全新的机制的出现，这种机制可以达到更大的复杂性。与恒星和星系不同，生命形式并不繁荣，因为它们使用的能量来自于物质和自身储存的能量。相比之下，所有生物都需要不断地从周围环境中获取物质和能量来维持自己，如果可能的话，还可以繁殖。
为了生存和繁衍，生命必须不断地从外部汲取物质和能量。由于地球上的这些资源是有限的，从长远来看，这不可避免地意味着对资源的竞争。这种见解形成了查尔斯·达尔文和阿尔弗雷德·拉塞尔·华莱士的生物进化理论的基础，该理论可以概括为两种特定的适居环境中物质和能量流动的竞争。
与无生命的自然界相比，生命的更大复杂性包括积极地获取物质和能量。这种积极的收获也会消耗能量。因此，在复杂性的成本和收益之间取得平衡，从生命出现的那一刻起就开始发挥作用。对于没有生命的复杂形态，如恒星、行星和星系，这样的平衡没有发挥作用，因为它们不积极地收集物质和能量。然而，更复杂的生命形式的出现与这种成本-收益平衡密切相关，在这种平衡中，实现更高复杂性的成本并不大于拥有它的收益。
这一过程反过来在相当程度上是由物种内部和物种之间的竞争驱动的，这有助于确定什么对生存和繁殖有利，什么对生存和繁殖不利。
宇宙的进化在一个非常活跃的开始后一直在放缓，与之相反，生物的进化一直在加速。
生物进化和人类历史都在加速的根本原因可以从这一事实中找到，即两者都是由学习过程驱动的。这些学习过程首先涉及到获取足够的物质和能量，以及保持自身的复杂性。这一学习过程的一个重要部分是在达尔文和华莱士自然选择(或非随机淘汰)过程的压力下，对复杂性的成本-收益平衡进行持续的重新评估。这一过程通过消除一个物种不利的遗传构成和其不足的文化技能来运作。
因此，生命形式有时被称为“复杂适应系统”。
由于这些学习过程，生物进化和人类历史都具有正反馈机制的特征。生物进化是以遗传学习为基础的，
储存物质和能量以供以后使用似乎是一种新颖的策略，它只适用于复杂的适应机制。很可能是随着生命变得更加复杂，它们的储存机制也变得更加复杂。这种趋势在人类历史上也很明显。这些存储制度可以解释为特定的金发姑娘环境的创造，促进了不规则物质和能量流动的稳定。
通过相互作用，不断演变的地质过程和不断扩大的生物范围共同开始塑造我们星球的表面，并在此过程中，在地球表面产生了不断变化和更加复杂的适居环境。生物学家称这种环境为“生态位”，当它们被单一物种占据时，而当这些区域包括更大的区域，许多不同的生物在其中生存时，则使用术语“生物群系”。
生命的复杂性与更简单的复杂形式有本质的不同，因为它主动地从外界获取物质和能量。
一旦更复杂的生物出现，通常就没有退路了。只有极少数的生命形式变得不那么复杂。如果这种情况发生了，这些物种是在非常特殊的环境下发生的，比如黑暗的洞穴。t.但据我所知，还没有复杂生物自发分解成组成它们的细胞，这些细胞随后独立地生活和繁殖的案例。
从一个大的历史角度来看，这里我们见证了物理和生物制度之间的主要区别。尽管所有复杂的生命形式在自身内部都表现出明显的形式和功能的差异，但物理体系，如恒星、行星或星系，可以经历形式的差异，而不是功能的差异。举例来说，说个别的恒星起着使整个星系聚集在一起的作用，对我来说毫无意义。然而，对于复杂的生命形式来说，想知道像手这样的器官在维持整个有机体运转方面发挥了哪些功能是完全有道理的。
有大脑和意识的动物的出现是大历史上的一个重大转变。
随着时间的推移，人类已经学会为了自己的利益而创造、操纵和利用大量的自然环境。在此过程中，它们创造了更为复杂的适居环境，迄今为止，这些环境确保了人类的生存和繁衍。因此，人类历史代表了生物进化的一个全新阶段。
人类之所以能够做到这一点，是因为他们拥有前所未有的处理、存储和传输海量信息的能力，并将其用于各种目的，在此过程中，人类积累的知识和技能超过了地球上其他动物所做的任何事情。这个过程被称为“培养”。“尽管许多动物都表现出文化学习的形式，但只有人类在如此大的程度上利用它来塑造自己的历史和周围的自然环境。”
大脑的主要优势在于它们运行复杂的软件，这些软件原则上可以根据情况迅速进行调整。这使得聪明的动物比其他生物更加灵活和适应，因此也更加有效。生物进化的主要适应机制是基因变异的结果，与之相反，人类是通过改变自己对周围世界的印象并相应地调整自己的行为来适应的。换句话说，多亏了文化，人类不必等待自发的基因变化的出现，这可能会帮助幸运的个体在不断变化的环境中生存下来，而其他所有人都灭绝了。人类只需要改变他们的行为，而不是他们的基因。
人类不仅在开始使用越来越广泛的工具集这一意义上是独一无二的，而且我们也是这个星球上唯一能够利用外部能源构建复杂形式的物种:最引人注目的是许多机器，但也有帆船，例如。这是一个根本性的新发展，在大历史上没有先例。这种能力可能在150万至50万年前首次出现，当时人类开始控制火。
大约1万年前，当地球上有大约100万到1000万人类时，他们开始通过驯化植物和动物，深刻地改变他们与自然世界的关系。在此过程中，人类大大加强了与其他物种在获取太阳能方面的竞争。因为通过驯化理想的植物和动物，以及排除其他被认为没有生产力的物种，人类开始控制太阳能的捕获，这些太阳能落在这些有用的植物和动物生长的地区。
因此，农业的兴起可以概括为人类在某些地区集中有用的生物太阳能收集器(植物)和生物能源转换器(动物)的努力，以改善太阳能转化为有助于维持或改善人类复杂性的生物能源形式。在这样做的过程中，人类从低增益中创造了更高增益的能量资源。
18世纪末和19世纪初工业化的兴起意味着一种全新的生产复杂性的方式，即借助化石燃料驱动的机器，化石燃料由储存在地壳中数百万年积累的生物分子中的太阳能组成。从本质上讲，工业革命意味着肌肉、水和风能被化石燃料驱动的机器所取代。与生物进化一样，人类的发展似乎是由对物质和能量的竞争驱动的。在每一次重大的生态和社会变革中，由于先驱者享有领先的优势，物质和能源使用方面出现了差异。然而，随着技能的普及，这种差异趋于平衡。这些发展始于工具的使用，随后是消防、土地革命、国家形成、全球化、工业革命和信息革命。
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The Ratchet of Technology, Michael Magoon的网站