牛顿留给世人的珍宝之一是他的名言：“如果我看得更远，那是因为我站在巨人的肩上。”他是在1676年写给罗伯特·胡克的一封信里写下的这句话，表明他所取得的成就是建立在胡克以及勒内·笛卡儿的工作之上的。（胡克后来成为他的死对头。）牛顿的确从他的前辈们的观点里获益匪浅，实际上，就连他说的这句话也是从其他人那里学来的。1621年，牧师罗伯特·伯顿写道：“站在巨人肩头的侏儒比巨人看得更远。”接着在1651年，诗人乔治·赫伯特写道：“巨人肩膀上的侏儒看得比他们两人都要远。”1659年，清教徒威廉姆·希科斯写道：“站在巨人肩头的矮子可以比巨人看得更远。”看来，在17世纪，巨人肩头的侏儒和矮子似乎是描绘学术追求的一个必备比喻。1
牛顿和其他人所说的事情对于他们而言或多或少刚刚成为过去。而在另一方面，在我们之前上千年的时间里一代又一代先辈所扮演的角色却常常被我们遗忘。尽管我们喜欢标榜自己是先进的，但我们之所以能明白这一点，那也是因为在新石器时代村落逐渐发展成为真正意义上的城市的过程中，出现了那些具有深远意义的发明创新。从这些古老的文明中发展而来的抽象知识和思维方式对于我们宇宙观的形成起着关键性的作用——包括我们去探究这些思想的能力。
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第一批城市并不是突然冒出来的，不是说游牧部落成员某天突然决定要在一起生活，接下来他们就知道要去捕获用聚苯乙烯泡沫塑料和玻璃纸包裹的鸡腿。恰恰相反，从村落演变成城市是一个循序渐进的自然过程，需要成千上万年的发展，等到定居的农业生产生活方式成为主流时才会出现。这一缓慢的过程也为村落何时才能被重新归类为城市的具体时间留下商讨的空间。抛开回旋余地，人们通常认为第一批城市出现在公元前4000年左右的近东地区。2
在这些城市中，最引人注目的或许就是带有城墙的伟大城市乌鲁克，它是城市化发展潮流中一支重要的力量。3乌鲁克位于今天伊拉克的东南部，离巴士拉很近。尽管近东是最早开始城市化的地区，但在这片土地上谋生却不容易。最初的居民来这里是为了获得水源。这个理由似乎有些荒谬，因为这片土地大部分都是沙漠。尽管这里的气候不适合生活，但它的地理条件却很吸引人。在这个地区的中部有一片长长的洼地，底格里斯河、幼发拉底河，以及它们的支流在这里静静流淌，形成了一片肥沃的平原。这块平原名叫美索不达米亚，在古希腊语中意为“两河之间”。第一批出现在这里的定居点仅仅是一些村落，它们的规模也受到河水流域的限制。接着，在公元前7000年之后的某段时间，以农耕为生的族群学会了通过挖掘运河和水库来延伸河水的流域，随着食物供给能力的增强，城市化最终变成了可能。
灌溉并不容易。我不知道你是否试着挖过一条水沟，我试过——当时是为了给草坪铺设浇水设施。第一步很容易——去买一把铁锨就行了。接着困难来了。我高高地举起这个漂亮的工具，用尽全力把它挥下去，铁锨从坚硬的地面上反弹回来，因为用力过猛，它不停地震颤。最后，我只得向一位权威求助才将这项工作完成，他有一台气动挖掘机。今天在城市里我们需要各式各样的挖掘设备，但很少有人会停下脚步称赞这些设备。但在古代近东地区开挖的灌溉水渠，有数英里长，宽度达到75英尺（22.86米），它们全都是靠着原始的工具，在没有机械的帮助下完成的，在古代这简直就是一个奇迹。
把河水从自然河道引到农田里需要数以万计劳工的辛勤劳动，还有规划人员和监工的指导。农民参与这项集体劳动贡献自己的力量有很多原因，其中一个是遭到逼迫，另一个则是参与这种劳动是他们唯一能够灌溉自己土地的机会。不管出于什么样的动机，这些农民的努力收到了回报。充足的食物和定居的生活意味着有更多的家庭能够抚养更多的子女，他们后代存活的概率也更大。出生率飞速增长，儿童死亡率则不断下降。到公元前4000年，人口数量持续增加。村落变成了城镇，城镇变成了城市，而城市的规模则变得更大。
修建在波斯湾顶端一个内陆沼泽地的乌鲁克是早期城市发展结出的硕果。它统治着这一地区，比其他定居点的规模都要庞大。尽管我们很难估测出古代城市人口的数量，但从考古学家发现的建筑和遗迹判断，当时生活在乌鲁克的居民数量应该在5万~10万，比恰塔霍裕克的人口增长了10倍。4如果依照现在的标准，乌鲁克充其量只能算一个小城市，但在当时，它相当于今天的纽约、伦敦、东京、圣保罗。
乌鲁克的居民使用“种子犁”耕田，这种特制的、难以操作的农具可以一边犁田一边播种。他们把沼泽里的水排干，挖出由上百条水渠相互连接的运河。他们在这片灌溉的土地上种植大量的谷物和水果，主要有大麦、小麦和大枣。他们养羊、驴、牛、猪，在附近的沼泽里捕捉鱼和水鸟，从河里捉甲鱼。他们放牧山羊和水牛来获得奶，大量饮用大麦酿造的啤酒。（对古代陶罐所做的化学分析显示，啤酒最早出现在公元前5000年。）
这些发展对我们之所以重要，原因在于一些专有职业的兴起，这些职业要求人们对于材料、化学、动植物的生长周期和需求有一个全新的认识。5依照获得食物的方式，人被划分成了渔夫、农夫、牧人和猎人。手工业从最初所有家庭在闲暇时间才从事的劳作，变成了一群具备特殊技艺的专业人员的全职工作。面包是面点师的产品，啤酒是酿酒师的专长。6酒馆开始兴起，于是就有了酒保，有些还是女性。在一个作坊遗址里，我们发现了加工熔化金属的痕迹，我们推测那时候就有了精炼工。制作陶器也成为一项职业：数千个按照标准尺寸烧制的简单的斜边陶碗表明，这样的生产规模，如果不是99美分商店，那它就是一家专门生产陶瓷制品的工厂。
其他的技工将精力投入到制作衣服上。那一时期留存至今的艺术品上有织工的形象出现，人类学家还发现了羊毛织物的残片。更重要的是，残留下来的动物遗骸表明，在那一时期，牧人养的绵羊数量超过了山羊。既然山羊产奶量要多于绵羊，那绵羊数量的增加或许反映了人们对于羊毛需求的增加。7还有，发掘的骨头表明，这些牧民是等到这些羊年龄很大的时候才去宰杀它们——如果你对羊肉感兴趣的话，这可不是什么好主意，但如果你是为了它们的皮毛，这种做法就很明智。
这些专门的职业对于一个需要啤酒或者奶，或者需要盛奶的罐子的人来说是一种福利，它们同时也代表着人类思想史上一座辉煌的里程碑，在这些专业人才的共同努力下，人类的知识发生了前所未有的大爆发。是的，这些知识纯粹出于实际的原因，并掺杂了神话和仪式；是的，酿造啤酒的配方里也包含着如何奉承掌管酿酒过程和饮酒乐趣的诸神的指示。你在《自然》杂志上看不到这些东西，但它们却是科学知识发育的胚胎，自己具备生长发育的诉求。
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除了这些以生产实物为目的的职业的发展之外，在那一时期还出现了一些专业人员，他们并不专注于体力劳动或者食物和物品生产，他们只关注人类的思维活动。
他们说，与其他任何团体的成员相比，我们对同一职业的人感觉更亲密。我并不擅长做像挖水沟这样实际的事情，在工作领域我主要引以为豪的能力就是我能坐下来思考一整天也不会感到疲倦，我非常庆幸自己选择了这条道路。所以我感觉自己和这些古代的思想商人有某种联系。尽管他们都是迷信的多神论者，但他们是我的同类，也是所有凭借思考和研究谋生的人的同类。
之所以会出现这种新的“脑力”职业，主要原因是当时根植于美索不达米亚的城市生活方式需要某种集中化的组织，这意味着需要创建系统和规则，收集和记录数据。
比如，城市化需要发展出一套交易系统，以及一个监管交易的机构；食物的增加意味着需要建立一个公有的储藏系统，以应对收成不好的情况；和游牧部落不同，农民和依靠农民生活的人在遭到攻击时无法轻易舍弃他们的家业，这个事实意味着有必要建立起一支军事武装或者军队。实际上，美索不达米亚上的城邦经常会为了争夺土地和水源进行惨烈的战争。
公共劳动力市场上需要劳工组织的呼声也很高涨。其一，为了抵御潜在的入侵者，城市的四周必须建立起厚厚的城墙。其二，为了容纳安装有新发明的车轮的交通工具，必须修建道路，同时农业也需要更大的灌溉系统。当然，为了显示新的中央的权威，也要为官僚们修建大型建筑。
于是对警察的需求就出现了。8当居住地的人口数量只有数百人时，大家可能都相互认识。但当人口超过1 000以后，这就不可能了，所以人们经常发现自己面临着和陌生人打交道的局面，这改变了人与人之间发生冲突的性质。人类学家、心理学家以及神经系统科学家已经研究过当人群的数量不断增加时，群体动力是如何改变的，但从最基本的层面出发，我们就很容易理解会发生什么事情了。假如我经常见到某人，就算我不喜欢他，也要装作很喜欢的样子。假装喜欢某个人是为了防止类似拿起一块泥板砸他脑袋以便偷他的山羊这样的事情发生。但如果我不认识这个人，而且日后我们也不可能再碰面，那我就很难抵制美味的羊奶芝士的诱惑了。结果，冲突不只是在家人、朋友和熟人间发生，也会在陌生人之间发生，所以正式的冲突解决方式——警察——应运而生，这也为集权的政府机构的出现提供了动力。
谁是世界上第一批城市的统治者，谁是那个让所有集中活动成为可能的人？美索不达米亚人把那些维系他们与神的联系、主持他们宗教职责和典礼的人当作他们权威的来源。
美索不达米亚人不像我们那样把教堂和国家区分得很清楚——在美索不达米亚，二者是不可分割的。每座城市都是一位神的家园，这位神就是这座城市的保护神。每座城市的居民都相信他们的神掌管着他们的存在，建造的这座城市也是他们自己的住所。9假如一个城市衰落了，人们会认为这是因为神抛弃了他们。因此，宗教不仅仅成为维系社会的信仰体系，也成为法规的执行机构。更重要的是，出于对神的敬畏，宗教是一种使人变得驯服的有效工具。“商品由城市之神收取，再转发给人，”近东的学者马克·范德米尔洛浦（Marc Van De Mierop）写道，“圣殿，神的家园，是天地万物运行生长的中枢……圣殿，坐落于此城，是一切的焦点。”10结果，在乌鲁克社会阶层的最顶端出现了牧师国王这样的职位，他的权威来自他在神殿里的职务。
权威意味着权力，但为了使权力有效，统治者必须收集数据。比如，如果宗教机构想要监管商品和劳力的交换、收税，以及执行合约，就需要人去收集、处理和保存与这些活动有关的信息。今天，在我们眼中政府官僚机构的智力水平就和大学橄榄球一级联赛里的球队一样，但正是从这些最初的政府官僚机构里出现了一个专业的文化阶层。正是出于他们工作的需要，这些官僚发明了最重要的思考工具：阅读、书写和计算。
如今我们把读、写、算看作最基础的技能，从我们不再用尿不湿开始一直到我们收到第一部智能手机之前，我们都在学习这些技能。它们之所以看起来很初级，主要是因为别人在很早之前就发明了它们，自此它们就在我们的老师兢兢业业的教学中传承了下来。在古代的美索不达米亚，如果人可以拥有教授的头衔，那就会出现阅读教授、书法教授、计算教授、加法教授，这些教授所讲授和研究的观点在他们那个年代是最先进的。
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人类与地球上其他数以万计的动物最显著的不同，在于人的思想能够以一种非常复杂和微妙的方式影响他人的思想。我所说的这种思维控制方式是通过语言实现的。动物之间可以相互发出恐惧、危险、饥饿或者爱慕的信号，在某些情况下它们也会向人类发出这些信号，但它们没有能力理解抽象的概念，或者将几个单词以有意义的方式串联起来。黑猩猩在指令下可以挑选出上面印有橘子图案的卡片，鹦鹉可以持续不断地发出恼人的“波利想吃饼干”的声音。但除了执行这些简单的要求、命令、警告和识别能力之外，它们的能力实际为零。11
在20世纪70年代，为了研究黑猩猩是否能掌握语法和句式结构，科学家教黑猩猩如何使用手语，语言学家诺姆·乔姆斯基评论说：“证明黑猩猩有语言能力的可能性，就跟生活在某个小岛上的一种不会飞的鸟儿等着人类去教它们飞翔的可能性一样大。”12十几年后，事实证明乔姆斯基说得没错。
就和飞行不是鸟儿的发明，幼鸟也无须去飞行学校学习飞行一样，语言对于人类来说是很自然的——但也仅限于人类。人类为了在野外生存，必须使用复杂的合作行为，然而——就像我一直提醒我的孩子们一样——指指点点和咕咕哝哝让你走不了多远。结果，就和站立或者观察一样，语言能力在一种基因的帮助下伴随着生物适应的过程诞生了，这种基因在人类染色体中出现得很早，甚至在古老的尼安德特人的DNA（脱氧核糖核酸）里也发现了这种基因。
因为语言能力是天生的，人们就会期待它广泛地显现，看起来它也的确在全球范围内，在每一个曾经作为一个群体生活在一起的人群中被一次又一次地独立发明出来。事实上，早在新石器革命之前，语言的数量可能就和当时的部落一样多。我们这样认为的原因之一是，在18世纪晚期澳大利亚成为英国殖民地之前，在这块大陆上生活着500个原住民部落，每个部落平均有500个成员，他们依然过着前新石器时代的生活——每个部落都有自己的语言。13实际上，正如史蒂文·平克评论的那样：“至今还没有发现过不会说话的部落，也没有记录显示有哪种语言从作为语言‘摇篮’的某个地区扩散到之前没有语言的族群。”14
如果说语言是定义人类这个物种的重要特征，那么书写则是定义人类文明的重要特征，也是其最重要的工具之一。说话可以让我们和周围的小部分人交流，书写则使我们能够跨越时间和空间的距离与人交流思想。它使知识的大量积累成为可能，这也是文化从过去传承下来的方式。通过这种方式，我们能够突破自身知识和记忆的局限。电话和互联网改变了世界，但在它们出现之前的很长一段时间里，书写才是人类第一个最具革命性的沟通手段。
语言是自然出现的——它不需要被发明。但是文字却需要，现在仍然还有很多部落没有跨出这一步。我们习惯性认为文字是所有时代最伟大的发明，同时也是最困难的发明。语言学家记录下了目前世界上正在被人类使用的3 000多种语言，但这些语言之中仅有100多种可以被写下来，从这一事实我们就可以看出发明文字这项任务的艰巨性了。15更重要的是，纵观人类历史，文字作为一种独立的发明只出现过不多几次，它是通过文化扩张，从现存的文字体系中互相借鉴或改造而来的，而不是被一次次地重新创造的。
人们认为最早的文字形式大约出现在公元前3000年的美索不达米亚南部的苏美尔。我们唯一可以确定的独立文字体系出现在公元前900年的墨西哥。16此外，埃及人（公元前3000年）和中国人（公元前1500年）的文字体系也有可能是独立发展的结果。我们目前所知的所有文字都从这几种为数不多的文字中演化而来。
与大多数人不同，我曾经也有过试图“创造”一种文字的经历。那时我只有八九岁，加入了童子军俱乐部，老师给我们布置了一项任务，让我们发明一种自己的文字。当皮特斯先生批改完我们的作业后，我能感觉到我的发明给他留下了深刻的印象。我发明出的文字和其他孩子的完全不同。他们只是对英文字母表上的字母做了一点儿改动，而我的文字却是全新的。
在把作业本还给我之前，皮特斯先生又仔细阅读了一次。他不喜欢我，我能感觉到他试图找出其中的漏洞，这样他就可以不用夸奖我作业里反映出的天才创造力了。“你做得……不错。”他咕哝着说。他在说“不错”之前犹豫了很久，就好像把这个词用在我身上他要付给它的发明者一个星期的工资作为专利费似的。在他把作业本递给我的一瞬间，他突然又把它拿了回去。“你上主日学校了，是不是？”他问道。我点了点头。“你发明的这些字是不是根据希伯来字母表得来的？”我没法撒谎。是的，就跟其他孩子一样，我也只是把我知道的字母表里的字母做了一些改动而已。这并没有什么好丢人的，但我却遭殃了。他过去一直没把我看成是一个普通小孩，而看成是一个犹太小孩，现在我证明他是对的。
童子军俱乐部的这个任务对于我们来说可能极具挑战性，但与那些最初发明文字的人相比，我们还是具有极大的优势的，因为我们已经学过如何将我们所说的话分解成基本的元音，并用字母把它们一个个表示出来。我们也学过一些辅音，比如th和sh，它们不能当作单独的字母使用，我们能够区分出p和b发音上的差别，但假如我们之前没有接触过任何形式的文字系统，做到这一点对我们来说将十分困难。
如果你试图在别人讲外语的时候分辨出里面的音节，你就能体会到这有多难了。一种语言越陌生——比如你原本讲印欧语系的语言，现在要你听中国话——识别它的难度就越大。你会发现光是识别出那么多的音节就已经非常具有挑战性了，更别说区分出p和b之间那微妙的差异，但无论如何古苏美尔文明战胜了这些困难，发明出了一套文字。
当一项新技术出现时，它们最初的应用和后来在社会生活中发挥的作用经常大不相同。实际上，新技术的发明者——比如我们后面会讲到的科学理论的创立者——也常常理解不了自己构想出来的东西究竟具有什么意义，对于那些在发明创新领域工作的人来说，认识到这一点非常重要。
如果你把文字看作是一种技术——一种把语言记录在黏土上（后来使用纸张）的技术——那你就会很自然地拿它和录音技术的发展做比较了。当托马斯·爱迪生发明这项技术时，他并不知道日后人们会用它来录制音乐。17他觉得这项发明除了用来记录将死之人的遗言或者用作办公室口述记录机之外，并没有什么商业价值。同样，文字最初的角色和它最终在今天的社会中所扮演的角色大不一样。最初，文字只是用来做简单的记录和清单，就跟Excel表格一样没有更多的文字内容。
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我们所知的最早的文字刻在乌鲁克遗址一个庙宇的泥简上。这些文字记录了谷物和牲畜的数量。其他的泥简文书记载了劳力的分配。例如，从这些文字我们可知，一座庙宇的宗教团体雇用了18名面包师、31名酿酒师、7名奴隶以及1名铁匠。18根据部分翻译内容，我们还了解到这些工人能够得到定量的物资，比如大麦、油和布匹，还有一种被命名为“城市领袖”的职业，另一种职业叫作“牲畜的伟大领袖”。你也许可以想到很多书写的理由，但从这些发掘出的泥简文书看，85%都和计数有关。剩下15%的文字大部分也是关于培养未来会计的。19的确有很多东西需要学习，因为记录是一项复杂的工作。例如，人口、动物和鱼干是用一种数字系统计算的，而谷物、奶酪和鲜鱼却是用另一种方式计算的。
在发明初期，文字只具备纯粹的实用功能。那时候还没有爆米花小说和关于宇宙的书面理论，只有一些官方的记录文件，例如发票、商品清单，以及证明这些东西的个人标识或者“签名”。这听上去世俗，但却有着深远的含义：没有文字，也就没有城市文明；没有文字，人们就会缺乏创造和维系某种共存的复杂人际关系的能力，而这种人际关系则构成了城市生活的代表性特征。
在城市，人们不断地付出和收获——购买和销售、付款、运输和收货、借钱和放贷、雇人干活和替人干活、缔结和约并执行和约。假使没有书面文字，这些活动都将陷入混乱和纠纷之中。想象一下你在一周的时间里没有任何事情、任何交易——甚至工作成绩或者上班时间——能够以任何方式被记录下来。我的猜测是我们可能甚至没有办法好好看完一场职业篮球比赛，因为双方的球迷都宣称自己支持的球队获胜了。
最早的文字就和发明它们的目的一样原始。它们使用通用的斜线来代表很多种物品，不管它是水果、动物还是人。最后，为了能够更轻松地分辨出哪个符号代表羊，哪个符号代表羊的主人，人们很自然地想到在这些数字旁边画上象形图案来增加它的复杂性，于是人们开始使用图像来代表词语。学者已经破译出超过1 000个这样的象形文字的意思。比如，人们用牛头部的轮廓来代表“牛”，以三角形排列的三个半圆表示“山”，三角形用来表示“女人”，上面的记号象征女性的阴部。20还有一些组合符号，例如代表女性奴隶的符号——从字面意思上看，一个来自“山的那一边”的女人——就是用“女人”的符号和“山”的符号组合而成的。21最终，象形文字可以用来表示动词和造句。代表手和嘴的象形文字和代表“面包”的象形文字放在一起就形成了“吃”这个词。22
早期的抄写员使用顶部很尖的工具在泥板上刻写象形文字。后来，人们使用芦苇笔把图案压进黏土里，这会留下楔形记号。这种象形文字被称为楔形文字，由拉丁语“楔形”而来。人们从乌鲁克的废墟中清理出上千件早期的泥板，上面只简单地罗列着物品和数字，没有语法。
基于象形的书写语言之所以会走向没落，主要在于这些象形文字的数量太过庞大，极其难以掌握。这时候迫切需要一个能识文断字的阶层出现来掌握这种复杂的文字，也就是我之前提到的思想家阶层。这些早期的职业学者形成了一个特权阶层，他们享有崇高的社会地位，由寺庙或者皇宫供养。在埃及，他们甚至可以不用纳税。
考古遗址显示，在公元前2500年左右，对抄写员的需求又产生了另一个伟大的创新：世界上第一所学校，在美索不达米亚语中意思是“泥简房子”。23最初这些学校和寺庙相邻，后来它们被搬进了私人宅邸。学校名字来源于学校的教学工具：泥简——每间教室都可能有用来晾干泥简的架子，烤制泥板的炉子以及储存它们的箱子。因为这套书写系统依然过于复杂，抄写员不得不花费数年时间来记忆和学习，这促使他们对这数千个复杂的楔形文字进行改造。人们很容易低估这一举动在人类知识发展史上的重要性，但社会需要创造以传授知识为要务的职业，以及学生需要花费数年时间来掌握这些知识的理念在当时却是全新的——这是人类发展史上的重要节点。
随着时间的流逝，苏美尔人简化了他们的文字，并且用它们来交流复杂的思想和观点。他们发现可以通过改变一个发音相同但更易表述的词语的写法去描绘另一个不易表述的词。例如，“去”（to）这个词可能是“二”（two）这个词去掉一个不发音的限定标记得到的，以此表达替换的含义。一旦发明了这种方法，苏美尔人就开始创造表示语法终结的符号，比如他们将“shun”这个单词的符号稍作修改来代表单词的后缀-tion。他们发现他们可以使用同样的技巧用较短的词语去拼写出较长的词语，就跟用“two”和“day”（天）写出“today”（今天）这个单词一样。到公元前2900年，这些创新使苏美尔语中截然不同的象形文字的数量从2 000个减少到只有500个。
因为书写变成了一种越来越灵活和简便的工具，能够用来进行更复杂的交流，学校能够扩大规模，开始教授书写和计算，最终开始教授像天文学、地质学、矿物学、生物学以及医药学这些新兴学科的专业词汇——最初并没有原理，只是单词和词义的罗列。24学校也会讲授一种实用哲学，“智者言论”，这些指导人如何才能取得人生成功的格言是从城市里的长者那里收集来的。这些话非常直白和实际，例如“别娶妓女”，不如亚里士多德那样深刻，但比起数粮食和山羊又向前迈进了一步，这些都是日后创造出哲学世界以及科学开端的学术追求和机构的起点。
到公元前2000年左右，美索不达米亚的书写文化又一次获得了发展，这一次是随着一种抒发人类情感成分的文体的发展而发展的。25在今天的巴格达以南约600英里（965.61千米）的一个考古现场发掘出了一块那个时期的石碑，上面刻着迄今为止所发现的最古老的情诗。这首诗以一名女祭司的口吻写成，主要表达了她对国王的爱慕之情，这些4 000年前的诗句所表达的情感即使在今天也一样鲜活和直白。
新郎我的心肝儿，
你的美貌就像天神，亲爱的，
你使我着迷，站在你面前我会战栗；
新郎，我将被带进洞房。
新郎，你从我这里获得了快乐，
告诉我的母亲吧，她将为你备下佳肴；告诉我的父亲吧，他将赠予你礼物。
在这首诗出现之后的几个世纪里，又发生了另一次创新：用概念来代表构成词语的音节，而不是用词语所表示的事物来代表音节。这种概念完全改变了书写的本质，现在，这些符号只代表音节，不再代表观点。这是古苏美尔人使用单词“shun”去代表音节-tion技巧的合乎发展逻辑的自然结果。我们并不十分清楚这种进步是在何时以何种方式产生的，但我敢打赌这种更经济有效的书写方式的产生与世界贸易的繁荣发展密不可分，因为使用象形文字写商业信函和做经营记录将会十分麻烦。所以到了公元前1200年，腓尼基文字——人类历史上第一个伟大的字母表——出现了。26曾经需要记住上百个复杂图形才能完成的事情，现在只需要十来个基本图形以不同方式组合就能做到。后来的阿拉姆语、波斯语、希伯来语和阿拉伯语——以及公元前800年左右的希腊语——都是在借鉴和改造腓尼基字母表的基础上形成的。它从希腊开始，最终传遍了整个欧洲。27
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在阅读和书写发展的同时，第一批城市也需要在数学领域有所进步。我一直坚信数学在人类心中占据特殊的位置。当然，你或许会想，那就跟胆固醇一样吧。当然，有人诋毁数学，整个历史中一直有人诋毁它。早在公元前415年，圣奥古斯丁写道：“危险……数学家与魔鬼签订盟约，他们让灵魂变得阴暗，把人囚禁在地狱之中。”28激怒他的人或许是占星师或命理学家——在他的时代，他们是数学黑暗艺术的主要使用者。但是我记得我曾经在许多场合听到我的孩子也说过同样的话，可能不如圣奥古斯丁的话那么富于表现力。但是，无论你是爱它还是恨它，数学和逻辑思维都代表着人类灵魂的一个重要组成部分。
经过几个世纪的发展，数学已经被应用到了许多不同的领域，因为数学就和科学一样，按照我们今天的定义，它与其说是一个具体的学科，不如说是一种获取知识的方式方法——一种推理方法，人们使用这种方法谨慎地提出概念和假设，并依照严谨的逻辑推导出结论。人们通常所说的“最初的数学”，其实并不是那种意义上的数学，就像苏美尔人做记录使用的文字并不是莎士比亚戏剧写作那种意义上的文字。
最早的数学就和让我的孩子以及其他学生在小学感到厌倦的数学一样：一组几乎不用动脑思考就能拿来解答某种具体问题的法则。在美索不达米亚第一批城市里，需要数学解答的问题主要集中在记录钱、物料和劳工，计算货物的重量和规格，计算利息和复利这些方面——和促使文字发明的世俗关切属于同一类型，在城市社会运行中发挥着和文字一样的重要作用。29
算术或许是数学最基础的一个分支。即使是原始人也有一套计数的系统，尽管超过一只手的5个指头他们就有可能无法计数了。幼儿似乎也天生具有判断一批物品数目的能力，尽管只能达到4个。30但除了数数之外——从妈妈的肚子里一出来我们就拥有一套工具——我们还必须学会加、减、乘、除，这些技能是我们在孩童时期逐渐发展出来的。
最早的城市文明引入了正式的，甚至常常是繁复的定律和数学计算方法，他们发明出了解答包含未知数的等式的方法，这也是我们今天使用代数做的事情。与现代代数相比，他们的至多也就是初级水平，但他们的确发明出了秘方，如果你能接受这个叫法——或许有上百个——来进行涉及二次方程和立方等式的复杂运算。他们甚至还从简单的商业应用更进一步，把他们的技术运用到了工程建设上。比如在开挖运河前，一位来自美索不达米亚南部地区巴比伦的工程师会计算出需要被运走的土方量，再除以一个工人每天可以挖出的量，从而得出总共需要多少劳力。在建造一栋建筑之前，一位巴比伦工程师也会通过类似的运算得出所需的劳力和砖块数量。
从萨达姆·侯赛因曾经的夏宫眺望古巴比伦废墟
抛开它所取得的成就不谈，美索不达米亚数学缺乏重要的实用价值。数学实践是一种艺术，其媒介是符号化的语言。和一般的语言不同，数学符号和公式所表达的并不是概念，而是概念之间的关系。正因为如此，如果说数学领域有一位无名英雄的话，它就是数学符号。好的符号可以精确而又直白地表述出概念之间的关系，有助于人们对其进行思考；而不好的符号则使人的逻辑分析低效和笨拙。巴比伦数学落入了后者的窠臼：他们的法则和运算都是用日常用语表述的。
比如，有一块巴比伦时期的石碑刻着下面的运算：“长度为4，对角线为5，宽度是多少？它的面积未知。4乘以4得16。5乘以5得25。25减去16得9。我应该使用几的几倍才能得到9？3的3倍是9。所以宽度是3。”如果使用现代数学符号，可以这样表达：；。像上面碑文中的这种数学表达方式，它最大的缺点不是它不够简洁，而是我们无法使用代数法则去运算一个散文般的公式。
符号创新直到印度数学经典时代才出现，这一时代从公元前500年左右开始。这些印度数学家的成就的重要性我们再怎么高估都不过分。他们采用十进制系统，并引入零作为一个数字，他们赋予零乘以任何数字得零，加任何数不变的性质。他们发明了负数来表示债务，正如一位数学家所言，“人们并不喜欢”负数。最重要的是，他们使用符号来表示未知数。然而最初的数学缩写——p代表“加”而m表示“减”——直到15世纪才被引入欧洲，等号也直到1557年才被发明，牛津和剑桥的罗伯特·雷科德选择了这个直到今天我们仍在使用的符号，因为他觉得没有什么东西比两条平行线更相似的了（而且因为平行线已经用来作为排版的装饰物了，所以印刷工人不需要再设计一个新印版）。31
我只关注数字，但世界上第一批城市的思想家却在数学的表现形式上取得了巨大的进展——除了美索不达米亚，还有埃及。在埃及，人们的生活以尼罗河为中心，它的河谷每年有4个月的时间都处于洪水泛滥期，带来肥沃淤泥的同时也对人们的财产造成了破坏。每年洪水过后，官员不得不重新测定农民土地的边界和面积，因为要据此收税。32因为涉及巨大的利益，埃及人发明出了一套可靠但复杂的计算正方形、三角形、梯形和圆形面积的方法——以及和他们粮仓形状有关的立方体、正方体、圆柱体和其他形状的体积。“几何”这个概念就来自这些测量土地的活动——在希腊语中它的意思是“土地测量”。
埃及人的实用几何是如此先进，这让他们早在公元前13世纪就能够将一根50英尺（15.24米）长的横梁水平放置在金字塔里，误差只有1/15英寸（0.17厘米）。33但和巴比伦人的算术和初级代数一样，古埃及人使用的几何学和今天所知的数学没有多少共同点。它是拿来解决实际问题的，而不是为了满足人们想要更深入地理解世界本质的渴望。所以在几何达到后来自然科学发展所需的那种高度之前，它还需从一种实际的应用上升成一种理论。古希腊人，特别是欧几里得，在公元前15和前14世纪完成了这一壮举。
算术、高等代数以及几何的发展促进了几个世纪后科学理论定律的出现，但当我们试图勾画出这一连串发现之间的关系时，其中一个关键步骤常常被今天的我们所忽视：在人们能够把某种自然定律归结成理论之前，我们首先要创造出“定律”这个概念。
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那些产生广泛影响的伟大科技进步很容易被视为具有革命性。但新的思维模式、新的获取知识的途径就没有那么引人注目了。有一种思维模式的起源我们很少想到，那就是以定律的方式来理解自然。
我们今天把科学定律的概念当作理所当然的事情，但就和许多伟大的创新一样，只有在被发现之后它才会为人所知。就像牛顿一样，我们通过观察自然世界的运作方式从而感知到原来每一个作用力都会产生一个相同的反作用力——思考不再局限于单独的个例，而是将行为抽象化——这是人类发展的巨大进步。随着时间的推移，这种思考问题的方式也在缓慢地进化着，它不是扎根于科学，而是扎根于社会。
“律”这个概念在今天有着多种多样的含义。科学定律描述物体如何表现，但却没有解释它们为何要遵循这种定律。遵守定律没有奖励，或者违背定律不会遭到惩罚，而且在岩石和行星上都同样适用。对于社会和宗教领域而言，法律和戒律不是描述人实际上做了什么，而是他们应该怎么做，它们为服从提供理由——要成为一个好人，或者避免惩罚。这两种情况都用到了“律”这个概念，但今天这两种概念没有多少共同点。然而，当这种概念第一次出现时，人们并没有对人类的法律和非生命世界的定律进行区分。人们认为非生命体遵循定律的方式和人类受到宗教以及伦理道德支配的方式是一样的。
法律的概念来源于宗教。34当早期的美索不达米亚人环视四周时，他们看到一个处于混沌状态边缘的世界，是喜爱规则的天神——尽管是范围极小且专制的那种——把它解救出来的。35这些人类化的天神所作所为都和我们一样出于情绪或者一时的兴致，常常干涉人类的生活。一切都由神掌管着——确切地说有上千个神——包括掌管酿酒、农业、抄写、商业和手工业的神，还有一个专门掌管牲畜圈舍的神。也有妖神——他引发流行病；还有一个被称为毁灭者的女神，她会杀死幼童。每一个城邦不仅有属于自己的主神，主神之下还有一众从属神，他们扮演着看门人、园艺师、大使和理发师的角色。
对这些神的崇拜还包括接受一套正式的道德规范。很难想象没有法律系统保护的生活将会变成什么样子，但在这些城市出现之前，游牧部落并没有成文的法律条款。当然，人们知道哪些行为会受到欢迎，而哪些行为会招致批评，但这些行为规范并没有被提炼成像“不得杀人”这样的法令。人的行为不是遵循一套法律条文，而是依据不同的情形，或者出于对他人看法的担忧，或者是担心遭到权势人物的报复而有所变化的。
美索不达米亚的城市之神对人们的道德提出了具体的要求，这些需要它的子民遵守的正式规则包括“帮助他人”和“不得在河里呕吐”。这是第一个由权力阶层下达的我们或许可以认定为正式法律条文的案例。36违反这些要求会付出很大的代价——犯罪分子据说会遭到恶神降予“伤寒”“黄疸”和“咳嗽”的惩罚，给他们带去疾病甚至死亡。
神也会借助俗世的统治者来行使自己的权力，这些统治者的权威来自他们与神之间的联系。在公元前18世纪第一个巴比伦帝国出现之时，一套基本上统一的有关自然的神学理论出现了，在这套理论中，一位伟大的神制定了涵盖人和非生命世界行为的法律。37这套民法和刑法被称为《汉谟拉比法典》。它以巴比伦王的名字命名，该王在伟大的神马杜克的授权下“给大地带去公正的规则，去摧毁没有道德和作恶多端的人”。
《汉谟拉比法典》于公元前1750年在汉谟拉比去世前一年颁布。它并不是维护民主权利的典范：上层阶级和皇室被赋予优待，享受各种特权，而奴隶则可以被买卖，或者杀害。但这部法典确实含有公正的条款，和《摩西五经》一样都有“以眼还眼”的内容，但后者要到差不多1 000年之后才出现。比如，《汉谟拉比法典》规定任何犯下抢劫罪的人都将被处以死刑；趁灭火之机窃取财物的人将被投入火中；任何“神的姊妹”开酒馆都要被烧死；因为“过于懒惰”不去维护好自家水坝而引发洪水的人必须偿还每一粒被毁坏的玉米；向上帝发誓说自己遭到抢劫的人应该把别人托付给他的钱如数奉还。38
《汉谟拉比法典》的条文雕刻在一座8英尺（2.44米）高的黑色玄武岩上，很显然就是为了方便人们观看和参考。这块石头于1901年被发现，现在在卢浮宫展出。和金字塔不同，它并非一个伟大的物质成就，而是一个不朽的智力成就，它代表着一种将古巴比伦社会生活各个层面纳入一套秩序和理性的框架之中的尝试——内容涉及商业、货币、军事、婚姻、医药、道德等——迄今为止，它是人们发现的最早的一部由统治者为其子民制定的完整的法律体系。
正像我说的那样，人们相信马杜克不仅统治着他们，还掌管着他们的物质财富；他给天上的群星制定法律，就像他给俗世的人制定法律一样。所以在制定《汉谟拉比法典》的同时，马杜克还为自然制定了一种法规。这些统治我们称为“非生命世界”的法律构成了最初的科学定律，因为它们描绘的是自然现象的运行方式。39然而，它们并不是现代意义上的自然法则，因为它们只是模糊地描绘了自然是如何运行的；和《汉谟拉比法典》一样，它们是马杜克要求自然去遵守的命令和法令。
自然会像人一样“服从”规则的观点还将持续上千年。比如，古希腊最伟大的自然哲学家阿那克西曼德曾经说万事万物都来源于一种初始物质，最终也将变回这种物质，以免它们不得不“因为违背了时间的命令而为它们的不法行为缴纳罚金或者接受惩处”。40赫拉克利特也同样说过“太阳不会违反它的标准，否则（正义女神）将找到（并且惩罚）他”。41事实上，“天文学”这个表述来源于希腊语nomos，意思是“法律”，和人的法律属于同一种概念。直到17世纪初期的开普勒时代，“法律”的这个表述才开始以现在的意义被使用，它意味着一种建立在观察之上的概括，这种概括描述了某些自然现象的表现，但并没有试图去赋予它一个目的或者动机。尽管如此，这一转变也并非突然，因为尽管开普勒偶尔会写一些数学定律，但他甚至相信是上帝命令宇宙去遵守“几何美感”的原则，他还解释称行星的运动很有可能是行星的“大脑”在判断它的角度，计算它的轨道之后产生的结果。42
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历史学家埃德加·齐尔塞耳（Edgar Zilsel）曾经研究过科学定律概念的发展史，他写道：“人类似乎非常想以人类社会的形式去解释自然。”43换句话说，我们试图描述自然法则的尝试出自想要理解自己存在的天然意愿，而我们的经历以及我们成长的文化环境也在影响着我们探究科学的方法。
齐尔塞耳认为我们通过大脑创造故事来描绘我们的生活，我们把自己学到的和经历过的东西拼凑在一起，最后就形成了我们是谁以及我们在宇宙中的位置的世界观。由此我们形成了一组描绘自己个人世界以及生命价值的规则。在经历战争之前，引导我父亲生活的规则是社会的尊重、法庭的公正、市场上的食物——以及上帝的保佑。这就是他的世界观，他丝毫不怀疑这些规则的有效性，就像一个科学家坚信自己的理论经得起任何测试一样。
尽管恒星与行星间彼此牵引亘古不变，但在人类社会，颠覆法律也就是几个小时的事情。这就是1939年9月发生在我父亲以及无数人身上的事情。在此之前的几个月里，我父亲在华沙修完了时尚设计课，买了两台新的德国产缝纫机，并在邻居家的公寓里租了一间小屋子准备开一家裁缝店。那时德国开始侵略波兰，到9月3日打到了他的家乡琴斯托霍瓦。没过多久占领政府出台了一系列反犹法令，并开始没收任何有价值的东西——珠宝、汽车、收音机、家具、钱、公寓，甚至孩子的玩具。政府宣布犹太学校非法并将它们关闭。成年人被强迫戴上大卫之星的标志。人们在街上遭到大肆掠夺，并强迫参加体力劳动。那些狂人只要有兴致就可以随意开枪杀人。
这不仅摧毁了我父亲的物质世界，也无可挽回地改变了他的精神和情感支柱。然而可悲的是，大屠杀这样的故事一直以不同的规模多次上演，之前如此，此后亦然。所以如果我们人类的经历告诉了我们什么是科学规律，我们也就不会惊讶下面的发现：在人类历史的大部分时期，人类很难去想象一个被整齐的、绝对的规律统治的世界，而这些规则不会反复无常、缺乏目的，也不受制于神。
即使到了今天，在牛顿提出了他那套极其成功的定律之后很久，许多人依然继续选择不去相信这些定律是普遍适用的。但是几个世纪的发展让科学家得到了回报，他们发现物理世界的定律和人类世界的法律遵循着完全不同的模式。
在爱因斯坦逝世前9年，76岁高龄的他这样描述他对毕生追求的宇宙物理定律的理解：“在远方有这样一个巨大的世界，它独立于人类而存在，在我们面前它仿佛是一个巨大的、永恒的谜题，我们只能通过观察和思考有限度地靠近它。对于这个世界的沉思意味着解脱……通往这个天堂的道路……证明了它的可靠，我从未后悔自己选择了它。”44从某种程度上讲，我认为我父亲在走到自己生命尽头的时候也会从那个想法中找到类似的“解脱”的感觉。
对于我们这个物种来说，乌鲁克只是破解这个永恒谜题的漫漫征途的开端。近东稚嫩的文明为人类的精神生活打下了基础——接着又在这个基础之上为我们带来了一群创造数学、书写语言以及法律概念的思想家。人类的思想将在希腊走向繁盛和成熟，这里距离近东超过1 000英里（1 609.34千米）。伟大的希腊奇迹孕育了数学求证的观念、科学和哲学学科，以及我们今天称为“推理”的概念——这发生在牛顿出生前的2 000年。