这本书讲的都是一些怪异的想法，例如用电鳗的电来治疗头疼……而实际上，这是一本描写科学信仰演化过程的书。整本书充满了引人入胜、轻松而人性化的风格，可读性很强。不管你的学术背景如何，阅读本书都是一种享受。

本书内容广博，从炼金术到万有引力，从核物理到生物学，而贯穿全书的则是实验方法不断发展的故事。

灵魂有重量吗？电能使人起死回生吗？现代化学是如何借助古代炼金术得到发展的？生命的本质究竟是什么？……

本书以轻松诙谐的笔调为我们讲述了科学史上一个个敢于挑战“常识”的科学家的故事，这些故事告诉我们，科学发展之路并非坦途，而是充满着新与旧、先进与落后、创新与保守的斗争。许许多多科学家的奇思异想在当时的背景下看似荒诞无比，颇受非议，然而他们不为所动，勇于坚持己见。尽管有很多想法随着科学不断向前发展而被证明是错误的，但也有一些经受住了种种考验，最终成为后世尊奉的科学信条。

致谢

引言

1.灵魂有重量吗？

2.伽利略和他的运动理论

3.牛顿的是与非

4.击穿胸衣的闪电

5.愚人金

6.弗兰肯斯坦依然在世

7.生命是什么？

8.结论：必然的奥秘

附录 “必然的奥秘”简例

注释和参考文献

1 灵魂有重量吗？

有一次我参加了一家澳大利亚广播电台的科学互动节目，节目当中，有一位建筑商打进电话，声称他能够凭借意念改变自己的体重。他说他若在浴室的磅秤上蹲下，全神贯注，就能让体重减轻1磅（约0.454千克），他还说磅秤上的读数可以为他作证。

给我打电话的这个人对于他能够改变自己体重一事确实是深信不疑的。他不是第一个落入这个陷阱的人。在我们中间，谁没有过反复多次地在磅秤上踩上踩下，然后在体重的几个读数中挑选最小读数的那种经历呢？我给他讲了磅秤上的读数会随他所站位置不同而变化的道理，不过到最后，我还是恭喜他完成了一次真正的科学实验。我的祝贺绝对是真心的。真正的科学就是这样：用事实来检验自己的信仰，而这个过程常常会涉及对重量的精确测量。

科学家与节食者一样，很在意重量。节食者希望的是要减去重量，而科学家则是要找到重量，因为重量比其他任何一种测量能够更好地告诉我们有关大自然的信息。伦敦皇家学会创建时的赞助人、国王查理二世（CharlesⅡ）曾经嘲笑皇家学会的会员们“除了称量空气的重量外，终日无所事事”。然而，正是这些精确的测量最终让我们知道，空气确实是一种实实在在的物质，由若干不同的气体混合而成。热似乎也应该是一种实实在在的物质，它好像是一种从较热的地方流向较冷的地方的稀薄的液体。而且这种液体还能流人其他的物质，最终使这种物质的体积膨胀。然而，称量热的努力无果而终，但是这促使后来的科学家认识到，热不是一种物质，而是一种非物质的存在，我们现在称之为能量。

热并不是人们曾经想称量的唯一非物质形态。在古埃及的墓室壁画中，就有关于狼头人身之神阿努比斯（Anubis）用天平来比较刚刚死去的人的灵魂与羽毛哪个更重的描绘。20世纪初，一位名叫麦克杜格尔（Duncan MacDougall）的美国医生确确实实想用一具现代的天平称量正在出窍的灵魂的重量。麦克杜格尔坚信，如果真有灵魂存在的话，那么它一定具有物质实体的特性，而他的实验似乎也证明了他的结论。本章讲述的就是这些实验的故事。这些实验与18世纪末测量热的重量的实验极为相似，并且还提出了疑问：为何现代科学家对于没有重量、被称作“能量”的神秘事物会如此轻信，却不愿意接受麦克杜格尔实验结果的可信性呢？这个问题的答案清楚地说明了科学信仰的真实本质，也让我们了解了科学家在自己的信仰被其他科学家和公众接受之前，他们所经历的艰难历程。

我一直为“我或许有灵魂”这个想法而着迷。在我幼年时，星期日学校的老师们曾向我们灌输过这个想法，而对我不断提出的“灵魂到底在哪里”这样的问题，他们总是回答说灵魂在我内心的深处。我最早的科学实验，就是对着镜子用手电筒照自己的喉咙深处，看看能不能瞧一眼自己的灵魂。我当时想，这个东西看起来应该像一个果冻宝宝。

我并不是第一个寻找灵魂在身体里位置的实验者。汰·芬奇（Leonardo da Vinci）在1515年就是因为解剖人脑试图寻找灵魂的位置而被公众谴责为巫师的’。他这么做。是为了验证当时流行的看法，即认为灵魂的位置在头部的中央。时间再近一些，美国加利福尼亚州的生理学家拉玛钱德伦（Vilayanur Ramachandrlan）和他的同事宣称，大脑中与颞叶癫痫病有关联的某个特定部位，也与热切的宗教经历相关联。

后来老师又解释说，灵魂是我们永远也看不见、摸不着、感觉不到的东西，于是我对灵魂也慢慢地不相信了。这让我很疑惑，因为我不能理解，既然灵魂是我触摸不到也无法影响的，它又怎么能够触摸和影响我呢？当时，我并不知道哲学家们已经为这个棘手的所谓心身问题困惑了300年之久，也不知道曾经有一个人想用实验的方法，也就是通过称量灵魂的重量来解决这个问题。  做这个实验的人就是麦克杜格尔医生，他是美国马萨诸塞州黑弗里尔一个小型市立医院的内科医生。麦克杜格尔和我一样，拿不准是不是真有灵魂，但他确信，如果灵魂真的存在的话，它肯定是一个占据一定空间的实体。1901年11月10日，他写信给他的朋友霍奇森（Richatd Hodgson）医生，把他的论点作了以下的概括：

如果人的识别特征（以及意识和所有心智、个性的特征）在肉体死亡后还会继续存在的话，它一定会以一个占据空间的实体存在，除非我们统统抛开在这个世界上一直存在的关系，即有意识的自我与我们从先辈继承下来和从经验中得到的空间概念之间的关系，而突然建立一套新的空间与意识的关系。但这样一种新的关系是违背自然规律的，是我无法想象的。

麦克杜格尔的中心思想——事物只能存在于我们能够想象和观察到的空间中——多年后受到了爱因斯坦和其他科学家不断的猛烈抨击。但即使在麦克杜格尔那个年代，人们通过科学实验已经能清楚地了解到，天地间的事物比我们所能想象的要多得多，科学家也不断地用那些超出我们想象范围的事物的存在来证明我们所能看见、感觉和度量的事物是有意义的“。然而，麦克杜格尔的想象只限于有形的东西。他相信，如果灵魂真的存在的话，就一定会有物质形态”。他想知道这样的东西是否有重量。

麦克杜格尔在他的文章中没有区分重量和质量这两个概念”，虽然从牛顿那个时代开始，这两者的区别就为人们所熟知。质量是物体固有的一种属性，不以物体的所在地点变化而变化。而重量则是物体在重力场中使一架天平发生倾斜的向下的力’。由于月球上月球对物体的引力较小，所以物体在月球上的重量就比在地球上轻。物体离地心（或月心）越远，它的重量就越轻。这也是在海拔高的地方举行的田径比赛项目（如跳高、铅球）的纪录比较容易被刷新的一个原因。刷新这些纪录最理想的地方是在遥远的太空，因为那里距离地球太远了，地球引力可以被忽略，这时，虽然物体的质量没有改变，但是它们实际上已经没有了重量。

P5-9

所有的真理都要经过三个阶段：首先，受到嘲笑；然后，遭到激烈的反对；最后，被理所当然地接受。

——叔本华（Arthur Sch印enhauer）

本书介绍的是一些科学家的故事，他们的想法对他们那个时代的人来说似乎很古怪、很特别，甚至愚蠢无比，但是他们不顾别人的冷嘲热讽以及压制迫害，顽强地坚持自己的主张。他们的有些想法确实很愚蠢，这些想法中的大部分（尽管不是全部）都很快地销声匿迹了。还有一些想法。尽管看起来十分荒诞，但却经受住了一次又一次的考验，终于为人们所接受和应用而站住了脚跟，被包括我在内的科学家当作自己生涯中必不可少的一部分。

时至今日，科学家在自己日常工作中所遵循的想法在科学界以外的人们看来仍然是愚蠢的。有一天傍晚，我妻子回家看到我的时候肯定会这么认为。她发现我正骑着她的自行车，车轮上的螺帽都被我卸掉了。我一面蹬着车一面对前来采访的一家电台的记者解释说，伽利略（Galileo）和牛顿（Newton）发现的物理定律尽管违反了一般人的直觉，但是按照这些定律，自行车轮子绝不会脱落下来。看到此景，我的妻子对科学家以及他们一贯违背常理的做法作出了简短而尖刻的评论，这些评论正好被记者录了音，后来通过电台向全国播出。

我妻子说得不错：科学和常识通常是不能混为一谈的。这不是科学家的过错；要怪就要怪大自然本身。那些用听起来似乎荒诞的想法来解释大自然行为的人，常常是迫不得已而为之的。他们认识到，在当时那个年代，人们所能接受的智慧或“常识”，并不足以理解事情是如何发生的。与他们同时代的科学家与我们心目中普遍认为的科学家形象不同。在我们看来，科学家是冷静而理性地接受新观念的。然而，他们的兴趣仅仅在于维持现状，对于新观点却不愿意轻易地接受，因而那些提出新观点的人就面临坎坷的命运，轻则丢掉饭碗，重则搭上性命。在人们的理想中，科学应该是有秩序、按逻辑发展的，但这些人的遭遇打破了人们理想中的这个形象。科学更像是一支既有领导者又有追随者的队伍，在行进中每当遇到革命性的新观念拦住了去路，他们就会不情愿地被迫调转方向。本书讲述的就是那些迫使这支队伍改变方向的人的故事，通过这些故事并追踪这支队伍走过的道路，人们了解到，许多与当时的常识大相径庭而备受争议的观点，今天却被科学家用来理解和解决日常生活中的各种问题。本书还揭示了发现的真实过程，在这个过程中，聪明与怪诞混杂在一起，而我们只能在事后依靠后知后觉才能将两者分辨清楚。这里面蕴含着一个道理：如果我们不打算丧失探究真知和发展的机会，就需要对某些可笑的傻事持宽容的态度。假如我们分辨不出到底哪些是异想天开，哪些是真知灼见，那就最好做个聪明人，不要笑得太放肆。

关于本书的讲述方法

我是个科学家而不是历史学家。因而我在讲述早期科学家的故事时，是通过一个科学家的角度去写的。在参考他们的原始日记、论文和笔记的时候，我经常发现我读到的人物与现代科学家在思考方式上是一致的，只不过他们面对的问题不同，对世界的认识也不同。他们为了认识大自然付出了艰辛的努力，而我自己在年幼时也试图了解关于大自然的一切（或许很不成功）：从伽利略研究的运动到爱因斯坦（Einstein）所阐明的光、空间和时间。我尤其惊讶地发现，这两种努力之间有着很多一致的地方。我收录了一些我童年时代的小故事，一方面是想告诉读者，在涉及科学问题时，孩子般的思维并不是坏事；另一方面，我的主要目的是想说，不要以为只有天才才能够理解科学——科学需要的仅仅是持之以恒，再加上一份对科学的好奇心。

关于注释

很多书的“注释”中充斥着乏味的细枝末节。本书的“注释”则完全不同：它是由大量引人人胜的故事构成的，可供读者在正文之外单独阅读。其中，你可以读到罕见、荒诞，偶尔带点情色意味的小故事。这些故事主线之外的细节以及延伸出去的注释实在是太有意思了，我对它们难以割舍，但是为了不打乱故事讲述的条理，我没有把它们放在正文之中。

无论你选择从头阅读还是从中间开始，本书的主要目的都是要揭示科学在实验室和更广阔的世界中是如何发展的，同时还要告诉你，科学家也是人，与常人并无差异。

莱恩·费希尔

于英国威尔特郡埃文河河畔布拉德福德

费希尔把我们带到了一个非常轻松自如地欣赏各种历史时刻的旅程中，在这个旅程中，我们看到当时许多有关世界奥秘的常识性观点都随着科学的发现而分崩离析……《称量灵魂》充满了令人赏心悦目的趣事。

——《金融时报》（Financial Times）

表面上，这本书讲的都是一些怪异的想法，例如用电鳗的电来治疗头疼……而实际上，这是一本描写科学信仰演化过程的书。

——《焦点》（Focus）

出版商们……时常会推出一位具有罕见的杰出教师天赋的作者，他能把深奥的科学世界变成一个标注清晰、让多数人都能观赏的植物园。《称量灵魂》就是这样的一本书。

——《布里斯班信使报》（Brisbane Courier Mail）

妙趣横生……整本书充满了引人入胜、轻松而人性化的风格，可读性很强。不管你的学术背景如何，阅读本书都是一种享受。

——《化学世界》（Chemistry World）

一部洞察不可知世界的妙作。

——《好书杂志》（Good Book Magazine）

费希尔具有一种令人轻松愉快的风格和善于以更加吸引读者的方式涉足与自己主题相关的其他领域的神奇能力。

——《大众科学评论》（Popular Science Review）

费希尔是一个善于对科学史做出令人好奇的脚注并用它描绘其基本点的能手……他实现了所有优秀科普作家都梦寐以求的目标——以轻松活泼的文笔来探索博大精深的思想……《称量灵魂》内容广博，从炼金术到万有引力，从核物理到生物学，而贯穿全书的则是实验方法不断发展的故事。

——《悉尼晨报》（Sydney Morning Herald）

《称量灵魂》是一部浏览科学奥秘的导游书。

——《波士顿环球报》（Boston Globe）