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科学家把这种现象称为“出现”（emergence），但尚未完全理解它。20世纪80年代后期，这一概念萌芽时还只是一种假说，现在已有若干证据支撑它。
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假说是这样的：科学家认为，当部分结构以特定方式排列，条件恰到好处时，增加的能量在结构之间流动，新事物就会产生。科学家使用两个词语来描述“恰到好处”的条件：“最优条件”（Optimal conditions）和“金发女孩条件”（Goldilocks conditions），后者出自英国童话《金发女孩与三只熊》。金发女孩条件是指既不太烫也不太凉，既不太大也不太小，刚刚好的条件。
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对于如何给这些转型时期，也就是新事物出现的时期命名，讲述这个宇宙故事的人尚未达成一致意见；对于究竟有多少个这样的时期，科学家们也未达成一致意见。他们也将其称为“过渡期”（transition）或者“转换期”（transformation）。有些故事的讲述者，比如天体物理学家埃里克·蔡森称其为“时代”（epoch）。还有一些人，比如荷兰生物化学家和社会学家弗莱德·斯皮尔，将其称为“朝代”（regime）。有些人则什么名字也不叫——只是在故事的讲述中，提到有这么一回事儿罢了。
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假如深入学习大历史，就会学会对比这些不同的版本。在本书中，我将引用“临界点”（threshold）这个概念来指代即将有新事物出现的过渡期。大卫·克里斯蒂安在他的著作《时间地图》中首次使用了这一词语。这个词只是用来在绵延不绝的时间长河中定位大事件的术语，转变有时会跨越几千年的时间。
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当然，“临界点”这个词是一种比喻，远远超出了字面含义。在时间的长河中，并不存在真正的“临界点”。这个词无非是要传达出跨越一个“临界点”或“门槛”时的兴奋劲和新鲜劲——从此迈入新生活的大门，就像新婚夫妇迈入婚姻的殿堂，从此开始相互依偎的生活一样。这个比喻并不是要遏制新生事物的出现，如果你生活在中国，或许能够理解这个概念。中国传统文化中，“门槛”通常要高出地面约15～20厘米（6～8英寸），这样，妖魔鬼怪就进不了大门，而人则需要迈过门槛，才能进入屋内。
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而本书中，大历史的讲述将被分为8个临界点，每个临界点都有新事物的产生。或许还可以分得更详尽些。这8个临界点似乎代表了复杂性的重大飞跃，又不至于太烦琐而难以识记。这8个章节当中，留给人类的有3个。我在本书中使用的这8个临界点分别是：
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1.大爆炸的出现：宇宙起源
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2.恒星和星系的出现
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3.质量更大的化学元素的出现
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4.太阳系的出现
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5.生命的出现
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6.智人的出现
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7.农业（有机能量）的出现
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8.工业化（化石燃料能源）的出现
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本书中，除了第5临界点“生命的进化”有两个章节之外，其余临界点各自为章。最后两章中，我会跟大家讨论今天的我们身处何地，这也是关于未来的第9个临界点，此外还会讨论人们如何在大历史中寻找意义。
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埃里克·蔡森
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宇宙进化的架构师
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蔡森是一位敢于大胆尝试的天体物理学家，他估算过所有尺度下的复杂性总量。
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以一个统一的模式讲述宇宙历史，你觉得这个点子是谁想出来的呢？站在如此大的一个视角上思考这个问题，都需要哪些学科的背景知识呢？没错，这个人就是天体物理学家埃里克·蔡森，他将物理学、天文学和生物学结合在一起，观察宇宙进化的模式。
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蔡森1946年出生在马萨诸塞州的洛厄尔市，与大卫·克里斯蒂安同年。蔡森上的是天主教小学，这所小学也是他的妈妈和姥姥的母校——19世纪90年代，他姥姥从爱尔兰来到这里。高中毕业之后，蔡森就读于马萨诸塞州大学（洛厄尔校区），后来又到哈佛大学就读，并于1972年获得博士学位。他最初学习的是原子物理学，后来转向天体物理学。
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蔡森先后任教于哈佛大学、约翰·霍普金斯大学和塔夫茨大学。上个世纪70年代他还在美国空军当过飞行员。蔡森将宇宙进化的知识整合起来写成一本书，于1981年出版，时年35岁。书名叫作《宇宙曙光：物质和生命的起源》（Cosmos Dawn: The Origins of Matter and Life）。他的妻子罗拉·蔡森负责绘制插图，向世人展示了一幅时间之箭以及一段分7个阶段穿越近140亿年的历程。从那时起，蔡森就开始讲解随着时间推移，复杂性增加的模式。
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蔡森为人热情，热爱研究和教学，同时也希望给普通大众讲述宇宙进化的知识。他在塔夫茨大学（靠近波士顿）任教期间，担任校内赖特科学教育中心的主任。同时，他仍笔耕不辍，继续编写重要书籍。他编写了2本天文学教科书，分别于1993年和1995年出版，其中一本已更新到第8版，成为美国高校使用最广泛的天文学教科书。在研究宇宙进化的数学方面，经过19年的思考与探索之后，蔡森于2001年研究出测量复杂性的技术以及量化手段。他称之为“能量率密度”，并计算出了它的近似值，即“任何一个系统中每秒每克的能量流”。把所有的测量都放在同一个单位下，通过比较就能够得出，随着时间流动，复杂性和能量流的增长。蔡森在许多期刊上发表文章，向业内专家阐述他的观点。为方便大众理解，他又编写了一本书，叫作《进化史诗：宇宙的七个阶段》（Epic of Evolution: Seven Ages of the Cosmos，2006）。
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大家可以通过访问哈佛大学蔡森的多媒体网站，了解更多更全面的信息，网站名称为“宇宙进化：从宇宙大爆炸到人类”（http://www.cfa.harvard.edu/~ejchaisson/cosmic_evolution/docs/splash.html），也可以搜索2007年他与德纳·贝里（Dana Berry）合作制作的电影《时间之箭》（Arrow of Time）。
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