在这三位作家中，费尔南·布罗代尔（Fernand Braudel）资历最深。他较年长，也是年鉴学派的两位创始人吕西安·费弗尔（Lucien Febvre）和马克·布洛赫（Marc Bloch）的亲密同事。费弗尔和布洛赫于20世纪 20年代相聚于斯特拉斯堡大学，并在那里创办了一本新的学术刊物《经济和社会史年鉴》。从刊物名称就可以看出，年鉴学派从一开始就试图关注事件的社会和经济背景，而不是“伟人”的事迹，但是使它独树一帜的是费弗尔和布洛赫在作品中展现出来的想象力，尤其是在他们两人于20世纪30年代中期回到巴黎之后。[2488]
布洛赫在第二次世界大战时是一名抗敌英雄，他写下了两部至今令人铭记的作品：《国王神迹》和《封建社会》。《国王神迹》讲述的是从中世纪到启蒙运动时期盛行于英国和法国的一种信仰，即国王只要触摸一下，就可以治愈淋巴结核病，这种被称为“王邪”的皮肤病。[2489]但是布洛赫的研究没有止步于这种奇特的信仰；他运用同时期的社会学、心理学、人类学观点研究当时的环境，即布洛赫所说的时代的精神状态。在第二次世界大战前夕发表的《封建社会》中，他尝试重建封建时代的历史心理学，这是一项前所未有的尝试。[2490]例如，他研究了中世纪的时间观念，认为最好将其表达为对时间的“冷漠”或对时间精确度量的不感兴趣。同样，费弗尔的《16世纪的不信教问题》研究了16世纪世界的精神状态。例如，通过分析信件和其他书面作品，作者指出，当批评者谴责拉伯雷是位无神论者时，他们要表达的意思与我们今天理解的意思并不一样。[2491]在16世纪早期，无神论者还没有确切的含义，原因很简单，当时不可能有人成为我们今天所理解的无神论者。相反，正如彼得· 伯克在年鉴学派历史研究中所说的那样，无神论者在当时只是个泛泛的污蔑性字眼。费弗尔也研究了当时的时间观念，例如，他认为像拉伯雷那样的人不可能清楚自己确切的出生年份，他体验时间的方式不是精准的时钟，而是“念万福玛丽亚祈祷文的时长”或“丘鹬的飞行时长”。[2492]令读者感到欣喜的正是布洛赫和费弗尔走进历史边缘人“内心”的超凡能力。与很多历史学家所记载的一系列干巴巴的事件相比，他们的作品让人觉得更像是真正的历史。在这方面，布罗代尔甚至更胜一筹，他的第一本书，1949年发表的《地中海与菲利普二世时代的地中海世界》，就深入运用了年鉴学派的方法，产生了更为巨大的反响。[2493]
这部作品是在极不寻常的环境中构思和撰写的。20世纪20年代初，布罗代尔本打算将其写成一部外交史。后来在1935至1937年间，布罗代尔受聘到圣保罗大学任教，在返程途中，他遇到了费弗尔，这位大历史学家“视他为自家的孩子”。[2494]后来一直到布罗代尔成为战俘被关押在吕贝克附近的集中营时，他才又写起这本书。他没有留下手稿，却凭着过目不忘的惊人记忆力，一字一句地将《地中海》誊写在练习簿上，并寄给了费弗尔。
《地中海》全书共1200页，分为三个部分，各不相同。在第一部分中，布罗代尔辟出300页的篇幅介绍了地中海的地理状况：高山与湖泊、岛屿与大海、海岸线以及商人和游客过去经过的路线，接着他又讨论了不同地理环境中的各种文明：山民、沿海居民和岛民。[2495]布罗代尔之所以这样撰史，其目的是突显他所谓的“长时段”的重要性，即任何地方的历史，起决定作用的首先是其地理位置及地理布局。第二部分名为“集体命运和总体趋势”，主要讨论国家、经济制度、总体文明——它们持续的时间不如自然地理因素持久，但又比个体的生命和生涯漫长。[2496]他着眼于过去几代人或几个世纪所发生的变化，也都是个体很难感知的变化。例如，他研究了西班牙帝国和土耳其帝国的崛起，发现这些帝国的扩张与地中海的大小和形状（东西向长，南北向窄）有关；他还发现了这些国家渐渐趋于相似的原因——因为交通过程漫长而困难，因为陆地和当时的技术只能承担类似的人口密度。[2497]最后一部分则谈到了历史舞台上的各种历史事件和人物。虽然布罗代尔承认人的性格有差异，但他认为这些差异并不像传统的历史学家所说的那么重要。相反，他提出，弄清楚过去的人如何看待当时的世界，有利于我们理解他们的诸多行为。他提到的一个重要例子是，菲利普二世对事件反应之迟缓乃是众所周知。布罗代尔认为，其原因不仅源于他的个性。菲利普在位期间，西班牙财力空虚（仍然是由于地理因素），沟通效率低——从地中海的一端走到另一端要花两个月时间。菲利普的谨小慎微很大程度上与西班牙的经济和地理情况一样与生俱来。[2498]
布洛赫和费弗尔的著作在历史学家中引起了轰动，《地中海》的影响也超出了学术圈，走向法国以外的地区。布罗代尔本人也很有抱负，乐于见到这样的局面。[2499]人们发现书中的新信息像君王和元首的事迹一样令人着迷。费弗尔还邀请这位“自家的孩子”（布罗代尔此时已经50岁了）和他一起投入一项更宏大的事业，即撰写从1400至1800年大约历时400年的欧洲史，用新的方法探索欧洲是如何从中世纪世界迈向现代世界的。费弗尔说他负责撰写“思想和信仰”部分，布罗代尔负责写作物质生活部分。 1956年费弗尔去世的时候，这项计划还没有取得多大进展，但是布罗代尔没有停下脚步，最终他花在这部著作上的时间与他完成那部早期作品所用的时间相差无几。《15至18世纪的物质文明、经济和资本主义》的第一卷，英文版《日常生活的结构》发表于1967年，最后一卷则发表于1979年。[2500]
在这部作品里，布罗代尔的构思仍然是三层式的，生产在底层，然后是分配，顶层则是消费（这种观点类似于马克思，但又不属于马克思主义）。例如，在生产领域，布罗代尔研究了小麦、玉米和水稻与世界文明的关系。他发现，水稻种植区“人口密集，［因此］在亚洲人丁兴旺的地区，形成了严格的社会纪律”。[2501]另一方面，玉米，是“一种不需要太多劳作的谷物”，所以美洲印第安人才能腾出很多空余时间修建大型金字塔，559美洲印第安人的文明正是因此而举世闻名。[2502]他认为，欧洲获得成功的关键因素是相对小的面积、较高的谷物种植效率和气候。[2503]由于人们有很多时间待在室内，促成了家具业的发展，从而又带来工具制造业的发展；恶劣的天气意味着适宜工作的日子很少，但在不工作的时候人们却不能不吃饭，因此，欧洲的劳动力成本相对昂贵。人们迫切需要节省人力的设备，加上工具的发展，促进了科技和工业革命。第二卷《形形色色的交换》和第三卷《世界的时间》研究了资本主义的崛起。布罗代尔的中心观点是，地理情况对原材料、城市（集市）的诞生以及贸易路线起着支配作用。换句话说，文明发展的方式有一定的必然性，这种必然性决定了欧洲，而不是亚洲、非洲或是美洲，成为资本主义和科学技术的摇篮。[2504]
布罗代尔的影响力不仅在于他的著作，还在于他的思想带来的启发意义（他于1985年逝世）。第二次世界大战结束以来，年鉴学派的研究取得了一系列出色的成果，包括《郎格多克的农民》、《蒙塔尤》、《儿童的世纪》、《面对死亡的人》、《书籍的诞生》、《法兰西的特性》、《屠猫记》、《从路德到伏尔泰的天主教》、《炼狱的诞生》和《资产阶级的胜利》。埃马钮埃尔·勒华拉杜里（Emmanuel le Roy Ladurie）被公认为布罗代尔最杰出的学生。[2505]他也对“长时段”感兴趣，在《郎格多克的农民》和《蒙塔尤》中，他试图重建中世纪欧洲的精神状态。蒙塔尤位于法国西南部的阿里热地区，在14世纪的清洁派异端活动期间，它曾经是许多离经叛道之人的“家园”。这些异端分子被当地主教抓获并受到审讯，这些审讯的记录被保存了下来。勒华拉杜里找到了这些记录，并根据人类学、社会学和心理学取得的最新成果对它们进行重新解读。[2506]在审讯册的名单上，有25人来自同一个村庄蒙塔尤，在许多读者看来，勒华拉杜里使这些人复活了。作品的第一部分主要讲述乡村生活的物质方面：房屋的结构、街道的布局、教堂的地点。[2507]这些描述需要智慧和想象，例如，勒华拉杜里写道，由于石头不平整，墙上总是有洞，所以人们可以听到邻居家的声音：蒙塔尤人不知隐私为何物。但真正令人振奋的是全书的第二部分“蒙塔尤考古：从举止到神话”，在这里我们见识了众多的人物，例如，个性温和但关心政治的牧羊人皮埃尔· 莫里，目中无人、令人讨厌的牧师皮埃尔· 克莱格，以及那个敏感倔强、渴望长大、勾引碧翠斯· 德普拉尼松雷斯的人。[2508]
年鉴学派取得了极大的影响力。它之所以吸引很多人，是因为它富有想象力地运用了新型证据，在人文学科中渗入科学，娴熟地消除了跨越诸多世纪的隔阂，这样，我们才能够真正理解历史上发生过什么，当时的人们有什么看法。重建精神状态，重建往昔时代的心理，这个想法本身就是不凡的抱负，但是对很多人而言，它是对历史最迷人的应用，也最接近我们曾经设想过的时间旅行。年鉴学派的历史研究广受欢迎的第二个原因是，它关注的不是国王和议会或将军和军队，而是“普通”人和平常生活。这种关注点的改变，在20世纪特别明显，反映了19世纪末西方国家在文化教育领域取得的巨大进步；贫困的读者自然希望看到和他们相仿的人们的故事。这也是第一次世界大战的另一后果——灾难对普通人生活的影响远比对将军或领袖的影响更为深重。最后，历史写作兴趣的转移形成了一个总体趋势：随着大众社会的发展，随着新媒体和游行娱乐文化的发展，无论在什么地方，“普通人”的世界都成为大家关注的中心。
但是在某些地区，年鉴学派之所以受欢迎，还有一个更具体的原因，我们可以在英国，在一批数量不多却颇有影响力的马克思主义历史学家的著作中窥见端倪。与法国同仁相比，英国的马克思主义历史学家在独创性方面要弱些，但他们在寻求目标的过程中更为连贯，他们要“自下往上”（他们偏爱这个短语，不过很快就用滥了）重写从中世纪末期到20世纪初的英国历史。影响力较大的作品大多出现在20世纪60年代左右：克里斯托弗· 希尔的《清教与革命》（1958）、埃里克· 霍布斯鲍姆的《原始的叛乱》（1959）、《革命的年代》（1962）、莫里斯· 多布的《资本主义发展研究》（1963）、E. P.汤普森的《英国工人阶级的形成》（1964）（“英国马克思主义者最出类拔萃的作品”，[2509]“可能是第二次世界大战以来所撰写的最重要的社会史著作”）、霍布斯鲍姆的《劳动者》（1964）、希尔的《英国革命的思想起源》（1965）、罗德尼· 希尔顿的《中世纪社会》（1966）、希尔的《走向工业革命的改革运动》（1967）、希尔顿的《中世纪英国农奴制的衰落》（1969）、霍布斯鲍姆的《匪徒》（1969）、希尔的《属神的英国人：奥利弗· 克伦威尔与英国革命》（1970），以及希尔顿的《农奴终获自由》（1973）。有三个人在研究底层阶级历史方面尤为出色：罗德尼· 希尔顿、克里斯托弗· 希尔和E. P.汤普森。他们关注的问题是封建社会向资本主义社会转变的道路，以及导致工人阶级诞生的斗争史。
罗德尼·希尔顿（Rodney Hilton）是伯明翰大学的历史学教授，在1956年匈牙利事件之前，他与其他人一样是英国共产党员。他的主要研究兴趣是工人阶级的先驱：农民。除了撰写这方面的著作以外，在20世纪60年代，他还协助创办了两份杂志，英国的《农民研究杂志》和美国的《农民研究》。[2510]希尔顿的目的是揭示中世纪英国的农民不是消极被动的阶级；他们不仅不接受自己的地位，而且从未停止努力改善自己的地位。希尔顿提出，为了获得更多的土地，降低或取消地租，农民的反抗持续不断。[2511]用哈维· 凯的话说，这绝非“黄金时代”；希尔顿曾经对英国的阶级情况进行了调查研究，并发现在这一阶段并非人人都安于现状、自得其乐。相反，始终存在一种农民的“阶级意识”，它促使英国封建君主政权最终走向衰落。[2512]这是一种社会发展的形式，希尔顿认为这种斗争催生了农业资本主义，从而使工业资本主义浮出水面。[2513]
克里斯托弗·希尔（Christopher Hill）研究了社会发展的下一个阶段。自1938年起，他在贝列尔学院担任研究员和教师，主要研究英国革命。他提出，正如中世纪农民为了获得更大的权力而斗争一样，传统上被视为法治、宗教和政治革命的英国革命实际上也是阶级斗争的高潮。在这场阶级斗争中，资本主义的商人和农民试图联合起来夺取封建贵族和君主手中的权力。换句话说，革命的动机主要是经济性质的。[2514]他说：“1640至1660年间的英国革命，正如1789年的法国大革命一样，是一场伟大的社会运动。维护旧的封建秩序的国家权力被暴力推翻，新兴的［资产］阶级掌握了权力，从而使资本主义的自由发展成为可能。……此外，英国内战也是一场阶级战争。在这场战争中，英国教会和守旧的地主等反动势力捍卫查理一世的专制统治。国会之所以打败国王，是因为它能获得城市和农村工商业阶级的热情支持，而能获得自耕农和开明绅士的支持，也就能获得借由自由讨论就能理解斗争真谛的更广泛的大众的支持。”[2515]他还说，这场革命与科技领域取得的新进展有某些相似之处，因为科技能够适时地转化出新的商业机会。
与希尔顿和希尔一样，E.P.汤普森（E. P. Thompson）也在1956年退出了英国共产党，他同样深信，英国历史主要为阶级斗争所左右。在长篇巨作《英国工人阶级的形成》中，他的一大目标是将工人阶级从“世代相传的巨大屈辱”中“拯救”出来，使纺织工和手艺人等被忽视的群体受到重视。在这个过程中，他重新定义了工人阶级，称它本质上是一种关于经验的事物。1790至1830年间，全世界范围内经验阶层的地位走向衰退和没落。他认为，这正是工业革命的本质，因为英国的工人阶级失去了土地，从而失去了共同的权力，各行各业中的雇佣情况都受到操控，很不稳定，导致贫困加剧。[2516]汤普森的书之所以引人入胜，部分原因在于其写作翔实生动，富有人情味，从社会达尔文主义的意义上说，也很有新意。1790年以前，英国的工人阶级形式迥异；他们受尽压迫，逐渐丧失权力，却没有灭亡，这就证明他们是一股重要的（因此也是强大的）联合力量。[2517]
在这轮历史学研究的“大跃进”中，最后一位现身于1973年，他是英国的考古学家科林·伦弗鲁（Colin Renfrew）。他与年鉴学派和马克思主义学派一样，也与各地的考古学家一样，对“长时段”感兴趣。但是，他的主要目标不是确定年代而是重新解读历史。他当时是南安普敦大学的教授，后来则任职于剑桥大学，他的著作题为《文明之前：碳素革命和史前欧洲》。[2518]该书的畅销不仅仅是因为书名，还因为伦弗鲁巧妙、清楚、扼要地讲述了20世纪考古学领域年代测定技术的发展史。其重点在于，他不仅从年代学层面，还基于我们对人类早期发展的设想，探讨了年代测定技术如何改变了我们对于过去的理解。
就考古学而言，他的著作开宗明义。20世纪初瑞士和瑞典地质学家的众多研究证实，最后一次冰河时代持续了60万年，于1万年前结束。人类有文字记载的历史却不早于公元前3000年，这就提出了一个关于古人类历史的问题。在冰河期结束后、文字出现之前的这段时间发生过什么？伦弗鲁的主要目的是运用各种新的年代测定手段重新审视考古学，如轮年代测定法、碳—14年代测定法和钾—氩年代测定法。1949年，纽约的威拉德·F.利比（Willard F. Libby）首先发明了碳—14年代测定法（他因这项创新获得了1960年的诺贝尔化学奖），基于他的发现，《美国科学杂志》于1959年增发了一本有关放射性碳的期刊，后者很快成为一份独立出版物《放射性碳》，为世界各地年代测定数据的修正提供了一个便利的论坛；这可能是科学对历史学科的最大介入，而此前人们一直将历史视为艺术或人文学科。
《文明之前》有两个核心观点。第一，它改写了地球上有人类存在的时间。例如，大约自1960年起，一般认为，早在公元前4000年或甚至公元前17000年前，澳大利亚就有人居住了。研究证实，到公元前5000年时，墨西哥地区的人类已经开始系统采收玉米了，公元前3000年时，已经有种植玉米的迹象。这些年代测定的真正意义不仅在于它得出的结论比此前人们想象得都早，而在于它摧毁了当时流行的模糊不清的理论，这些理论认为欧洲文明以不确切的方式进入中美洲之后，中美洲的文明才得以发展。自从公元前13000至前12000年以来，实际上是自从最后一次冰河时期以来，美洲就脱离了世界其他地方，形成了文明的各种特征——耕种、建筑、冶金、宗教，而且是在完全分离的情况下形成的。[2519]
伦弗鲁著作的第二要点是对编年史的修正及其意义，他主要谈到了自己最擅长的领域，中东的古典文明和欧洲。传统观点认为，中东的文明（例如苏美尔和埃及）是其他文明之母，是人类最早的伟大集体成就，它促进了克里特岛的米诺斯文明的产生，也有利于爱琴海古典文明的产生：雅典、迈锡尼和特洛伊，接着文明从这些地方进一步向北传播到巴尔干半岛、德国和英国，向西则传播到意大利、法国和伊比利亚半岛。但是，碳—14革命之后，这一模式突然出现了严重的问题。[2520]新的年代测定法发现，西班牙、葡萄牙、（法国）布列塔尼、英国、丹麦等地的大西洋海岸巨石遗址要么与爱琴海文明处在同一时期，要么先于爱琴海文明。这就不仅仅是一个个孤立的年代问题了，而是涉及数百个相互关联的年代修正，有些甚至将大西洋的巨石遗址确立在比爱琴海文明早1000年的年代。埃及、中东和爱琴海仍然沿用传统的模式。但是，伦弗鲁认为，爱琴海地区存在某种考古学“断层线”。想要走得更远，人们就需要新的模式。
他提出的模式首先要抛弃旧的“扩散”（diffusion）观点，即中东存在过某种文明之母，它孕育了农耕、冶金以及动物的驯化和植物的改良，并随着人口的迁移向其他区域传播。显而易见，伦弗鲁认为，欧洲大西洋海岸沿线，曾经形成一系列的酋邦，这种社会组织介于狩猎采集文明与以埃及、苏美尔或克里特岛为代表的拥有国王、精美的宫殿、高度层级制的全面文明之间。酋邦的辖区小得多（例如，苏格兰的阿伦岛上就有六个酋邦），通常围绕大型墓葬分布，偶尔也围绕宗教/天象观测点分布，如巨石阵。[2521]与这些酋邦相应的是基本的社会层级和早期贸易。部族成员往往以独特的巨石遗址（即宗教性的葬礼石碑）为中心聚在一起，这就需要相当数量的人口参与建造。巨石总是与耕地相关，说明酋邦是社会发展的自然阶段：人类在改良了早期农作物并定居下来以后，很快就出现了酋邦和巨石。[2522]
伦弗鲁的分析在今天已经被广为接受，对英国、西班牙和巴尔干半岛文明遗址的研究都验证了他的观点。但是最重要的是他的核心观点：虽然早期人类无疑是在地球上的某个原点（可能是东非）生活并向外蔓延，但是文明或文化（随你怎么说）却不是从一个地方发端再以相同的方式向外扩散的；文明是在不同的地点、不同的时代独立发展而成的。[2523]这不仅摧毁了一切当时还残存的关于美洲文明发源于欧洲文明（比如以色列的“遗失的部族”）的观点，而且还在思想上产生了两种长期影响。首先，它推翻了人类历史的文化一元斜述论；世界上的所有文化都是独特的，不能将某种文化的存在归结为母亲文化或所有文化的祖先。人类学家的研究成果也表明，所有的文化都同等强大、同样独特，因此“古典”文明不再是最初的源头。
其次，伦弗鲁特别指出，从深层意义上看，新的考古学发现表明，简单地接受达尔文主义观点是危险的。[2524]旧的文明扩散理论是一种进化论，但是这种进化论太笼统了，几乎没有意义；它暗示文明是以不间断的单一顺序发展的。新的碳—14和树轮证据则表明，事实并非如此。新的观点同样是“进化论”的，却是截然不同的一种“进化论”，它起码是一种措辞谨慎的表述。
32 天与地
“历史性时刻”这个词在21世纪已经被用滥了。但是如果说20世纪除了战争以外还有什么时刻可以称之为真正的历史性时刻，那么那一刻一定有英国夏令时1969年7月21日周一上午3点56分20秒。此时，尼尔·阿姆斯特朗（Neil Armstrong）正走下“阿波罗11号”宇宙飞船“鹰号”着陆舱的梯子，踏上月球表面，成为到达地球以外天体的第一人。在登上月球之后，他说了句日后闻名于世的话：“这是我个人的一小步，却是人类的一大步。”[2525]
为了完成休斯敦指挥部的科学家交代的研究工作，他接着以更务实、更科学、更具信息量的方式描述道：“月球表面纤细，呈粉末状，我可以……用脚尖踢起松散的粉末。它像粉状木炭一样薄薄地黏在我的靴底和靴面上。我只能小步幅前行，大概一步为1/8英寸，但是我可以看到靴子走过的脚印和细小沙粒中留下的痕迹。……正如我们推测的一样，走来走去并不困难。……实际上我们落在一个非常平坦的地方——这里真的非常平坦。”[2526]如果说我们无法否认20世纪上半叶最伟大的知识成就在于原子弹的设想和制造，那么20世纪下半叶的成就则更为多元化，包括对脱氧核糖核酸（DNA）和计算机的研究。不过，太空旅行和登月无疑也是20世纪最伟大的成就之一。
1957年，苏联人势如破竹地抢在美国人之前发射了“斯普特尼克1号”，在这一领域占了先机，先后将第一只动物、第一个人——尤里·加加林（Yuri Gagarin），1961年——和第一个女人——瓦莲京娜·捷列什科娃（Valentina Tereshkova），1963年——送入太空。美国的反应只能用惊慌失措来形容。在猪湾灾难（当时在美国受过军事训练的1500名古巴流亡者入侵古巴，但是结果要么被杀要么被俘）四天后，肯尼迪总统在白宫召集会议，大发脾气。他一边怒骂着“必须要做点什么”，一边向副总统林登· 约翰逊大声嚷嚷，命令他仔细想想“我们有没有机会打败苏联？能不能在太空设立实验室，能不能实施绕月旅行，能不能发射火箭登陆月球，或者能不能用火箭把人送上月球再安全返回？”[2527]美国人最终于1962 年2月20日将约翰·格伦（John Glenn）送入太空轨道（1961年5月，艾伦· 谢珀德曾经做过15分钟的非轨道飞行）。后来美国人逐渐赶了上来，原因是肯尼迪支持阿波罗计划，这个计划的目标是在“这个十年结束之前”使载人飞船登上月球。[2528]自1963年（尽管美国1958年就建立了国家航空航天局，即NASA）起，美国在接下来的十年间，每年花费高达五十亿美元用于太空研究。资金数额之大也反映了这个项目的规模之大，内容之多，其中包括建造一艘比火车头更大的性能可靠的宇宙飞船，设计并制造一座比驱逐舰还重的火箭，以及发明若干新材料。[2529]来自一百五十所大学和两万家公司的四十万人参与了这个计划。从对科洛廖夫的介绍中，我们已经知道，火箭技术是太空项目的核心技术，最大的美国火箭“土星5号”重达2700吨，相当于350辆伦敦公共汽车的重量。德国移民沃纳· 冯· 布劳恩设计了“土星5号”，它高364英尺，有200万个工作零件，250万个焊接点和41台引导用的独立发动机，运载共计1140万加仑的燃料——液态氮、氧、氢和氦，为了保持其液态，有些燃料的存储温度为零下221摄氏度。[2530]光氧气的体积就相当于54只铁路集装箱。[2531]探月太空船有一个锥形指令舱，是飞船返回地球的唯一部件，因此，必须能够承受重新进入大气的极高（高速摩擦引起的）温度。[2532]将冷冻燃料保持在足够低的温度是工程中遇到的主要问题之一。最后，燃料箱设计得极其密封，如果储存冰块，可以保持九年不融化。为了制造指令舱的舱门，NASA需要发明150种新工具。有些螺栓必须由两人合力用一把五英尺长的扳手锁到位。[2533]
没有人真正了解太空环境会对宇航员产生何种影响。[2534]因此，NASA在心理选拔和训练方面投入了巨大的精力。宇航员要学会忍耐和谨慎（始终留心避免碰到可能会划破衣服的尖角），每天都要接受身体按摩。执行任务的全体队员必须一起默契工作过一年以上。有意思的是，那几年，美国和苏联对理想宇航员的标准几乎一致：年纪不能太大，40岁以下，身材不能太高，不能超过180公分；必须有工程学学位，有飞行员或试飞员资格。[2535]最后，他们还要承担勘查月球的任务。且不说殖民太空和矿物开采的远景，人们自有充分的理由研究月球。由于缺乏大气，月球在某种意义上处于原始状态，一位科学家称其是“无价之古董”，与宇宙（至少是太阳系）开始演变时的状态大致相同。研究岩石有助于确定月球是如何形成的——它是否曾经是地球的一部分，还是太阳与小行星撞击后与地球一起从太阳中崩裂出来，或是由炽热的气体冷却后所形成的。[2536]美国和苏联的太阳探测器日益接近月球，发回来的图片越来越清晰，甚至能分辨出五英尺大小的物体。起初他们选择了五块登陆区域，最后确定下一个名叫“宁静之海”的地方，它其实是一片没有环形山的平原。[2537]
美国航天计划遇到的最大灾难发生于1967年，当时肯尼迪宇航中心的发射台有一架宇宙飞船不知怎么开始燃烧，烧死了里面的三个人。由于苏联航天计划高度保密，全世界永远不会知道曾经有多少苏联宇航员丧命，但是全球的无线电爱好者收到的遇险信号显示，在1962至1967年间，至少有八名宇航员遇到了麻烦。[2538]登月行动之前发生的最具戏剧性的事情要数1968年12月“阿波罗8号”的绕月飞行，它将飞至从未有人见过的月球背后阴暗的一面，这就意味着全体队员将有半个小时与指挥部失去联系。如果火箭发动机“动力”过强，它可能会偏离航向，进入深空；如果过弱，它可能在遥远的侧面与月球撞击，再也没有消息。[2539]教宗送去了良好的祝愿，很多苏联太空科学家同样如此，含蓄地表示他们承认美国人此刻领先了。
平安夜上午9点59分，“阿波罗8号”转到了月球的背面。休斯敦指挥部和全世界都在密切关注着。沉默持续了10分钟、20分钟、30分钟。10点39分，传来了弗兰克· 博尔曼的声音，他正在报告仪器上观测到的各种数据。“阿波罗8号”的行动完全符合预定计划，彼得· 费尔利在回顾阿波罗计划时，谈到这一段时说，“阿波罗8号”在飞行25万英里之后，安全抵达预定轨道，误差仅为半英里。[2540]
接着就轮到“阿波罗11号”了。小爱德华· “巴斯”· 奥尔德林紧跟着尼尔· 阿姆斯特朗来到了月球表面，他们放置了一块纪念牌、一面美国国旗，种下了一些种子，并用特制的工具采集了岩石样本。然后“阿波罗11号”返回指令舱与迈克尔· 科林斯会合，返回地球，降落在太平洋上的约翰斯顿岛附近，继而被接到美国总统的美国军舰“大黄蜂号”，理查德· 尼克松总统亲自在船上迎接他们。人类安全返回地球，太空时代开始了。[2541]
但是，从某些方面看来，登月行动是一次高潮，而不是一次开场。载人飞船登陆月球的计划一直进行到1972年，此后就停止了。随着20世纪70年代的推进，太空探测器进入了深层太空：金星、火星、水星、木星、太阳和土星。“1972年发射的先驱者10号”成为第一个计划飞离太阳系的人造物，并确实于1983年飞离了太阳系。在最初的兴奋之情过后，人们认为实际的登陆行动不是非做不可，美国人和苏联人都转而将精力投入到远距离轨道飞行的研究上，以便科学家开展太空实验：1973年，美国宇航员在太空实验室里待了84天。太空时代的第一阶段可以说是在1980年左右走向成熟。那一年发射了“国际通信卫星5号”，它可以接通数千个电话、转播两个电视频道。第二年，又发射了第一台可重复使用的航天飞机“哥伦比亚号”。仅仅十年的时间，太空旅行已经从非比寻常走向平淡无奇。
太空竞赛很自然地激发了大众对天空的兴趣，这是一桩令人愉快的巧合。在20世纪60年代，人们对宇宙的了解取得了重要的进展，而且还是在没有卫星技术提供便利的不利情况下。20世纪上半叶，除了原子弹和相对论的发展，物理学的主要成就在于物理学与化学的融合（如莱纳斯· 鲍林在其著作中描述的一样）。战后，基本粒子（特别是夸克）的发现使物理学和天文学发生了同样的融合。这种融合的结果是人类得以更全面地解释天空（宇宙）的形成和演变。对那些认为无关亵渎神灵的人来说，这种解释简直是又一种“创世记”。
我们知道，夸克的概念最初由默里· 盖尔曼和乔治· 茨威格于1962年几乎同时提出。值得注意的是，夸克在自然界（至少在地球上）并不独立存在，但是，夸克（以及20世纪60年代和70年代发现的其他粒子，不过在此无须加以说明）的意义在于，它有助于解释大爆炸之后最初时刻的宇宙状态。多数物理学家都接受宇宙最初始于某一有限时刻的观点，但是自从1929年哈勃发现红移以后，20世纪60年代，人们开始重新关注这个话题，部分原因是盖尔曼的夸克理论，还有部分原因是1965年新泽西州贝尔电话实验室的一个偶然发现。
1964年以来，贝尔实验室拥有了一种新型望远镜。它借助安装在汉姆戴尔镇克劳福德山上的一条天线，通过“回波”卫星与太空发生联系，这意味着在没有大气层的干扰下，望远镜可以“观测”更为广阔的太空。主管望远镜的科学家阿诺·彭齐亚斯（Arno Penzias）和罗伯特·威尔逊（Robert Wilson）在第一次实验中就决定研究我们所在的星系发射出来的无线电波。这实际上是一项基础研究，其设想是，一旦了解了星系发射无线电波的模式，再去研究其他地方的类似电波就简单多了。可惜事情没有那么简单。无论向天空的哪个方向观测，彭齐亚斯和威尔逊都会发现一个持续的干扰源——就像静电干扰。起初他们以为是仪器出了问题。有两只鸽子在天线上筑巢，可以想象，到处都是鸟粪。他们捉了鸟，把它们安置到贝尔实验室的其他地方。但是它们又飞了回来。这次，按照史蒂文· 温伯格后来发表的著作中的说法，他们采取了“更加果断的解决办法”。[2542]他们清理了天线，“静电”减少了，但只减少了一点点，仍然在各个方向出现。彭齐亚斯与麻省理工学院的另一位无线电天文学家伯纳德·伯克（Bernard Burke）谈起了这一谜团。伯克想起他的一名同行、卡耐基理工学院的肯· 特纳曾经提起，他在巴尔的摩的约翰霍普金斯大学听过普林斯顿大学的年轻理论学家P.J.E.皮布尔斯（P. J. E. Peebles）的讲话，其内容也许能解开“静电”谜团。皮布尔斯的专业是早期宇宙研究。这是一门相对新的学科，还处于猜想阶段。在第29章，我们已经看到，20世纪40年代的一位乌克兰移民乔治· 伽莫夫开始思考将新的粒子物理学应用于大爆炸时必定存在过的情况。他着眼于“原始的氢”，认为这种氢可能已经部分转化成氦，不过其数量应该取决于大爆炸的温度。他还说，随着宇宙的膨胀，巨大的火球释放的热辐射已经减弱、冷却了。他进而提出，这种辐射“应该仍然存在，就像无线电波一样，以高度‘红移’的形式存在”。[2543]这种“残存辐射”（relict radiation）观点已经为人们所接受，并且有人计算出这种辐射现在的温度是5K（即绝对零度以上5摄氏度）。有意思的是，随着物理学和天文学越走越近，似乎没有哪位物理学家意识到，当时的射电无线电天文学就足以回答这个问题了，这个实验一直没人做。当普林斯顿大学的射电天文学家在罗伯特·迪克（Robert Dicke）的指导下开始研究天空辐射时，他们从未探究过这种温度最低的辐射，也不了解其意义。这是一个右手不知道左手在做什么的经典案例。20世纪50年代，温尼伯市的加拿大人皮布尔斯来到普林斯顿大学攻读博士学位，师从罗伯特· 迪克。伽莫夫的理论已经被人遗忘，但是更糟的是，迪克本人似乎也忘记了自己的早期研究。[2544]结果，皮布尔斯不知不觉地重做了他人已经做过的所有的实验和推理，并得出了相同的结论，认为目前的宇宙充满了温度只有几K的“大量背景辐射”。迪克本人要么还是没有想起自己的早期实验，要么还没有意识到它们的重大意义。他对皮布尔斯的推理表示赞赏，并建议他建造一台小型射电望远镜，寻找背景辐射。
就在普林斯顿大学准备着手实验的时候，彭齐亚斯致电皮布尔斯和迪克，进行了物理学界闻名遐迩的交流。在比较了迪克和皮布尔斯对背景辐射演变所掌握的情况和彭齐亚斯和威尔逊的观测结果之后，这两个研究团队决定先后发表两篇论文，其中彭齐亚斯和威尔逊将描述他们的观测结果，而迪克和皮布尔斯则给出宇宙学的解释——这确实是大爆炸残留的辐射。这在科学界引起了轰动，就像当初大爆炸理论获得证实一样。[2545]正是发表在《天文物理学杂志》上的这两篇论文使多数科学家最终接受了大爆炸理论——就像“埃尔塔宁号”的太平洋—南极洋海岭航行发生之后“漂移”学说才广为接受一样。[2546]1978年，彭齐亚斯和威尔逊因此获得诺贝尔奖。
此前很久，科学界就出现了一种综合的倾向，科学家把基本粒子活动、核反应和爱因斯坦的相对论结合起来，形成了有关宇宙起源和演变的详细理论。关于这些复杂观点的综合，最著名的要数史蒂文·温伯格（Steven Weinberg）于1977年发表的《最初三分钟》，我的阐述主要基于这部著作。首先，“奇点”，物理学家们称之为“时间零点”，从技术上打破了所有的物理定律。因此，我们不能确切地知道大爆炸那一刻究竟发生了什么，只能试图弄清大爆炸发生几毫微秒之后（一毫微秒是一百万分之一秒）的事情。史蒂文· 温伯格给出了下列时间表，为了方便没有背景知识的普通读者理解，现将此表列举如下。
在0.0001（10—4）秒之后：
这最初的“天地万物的创造时刻”发生在150亿年前。在这一接近原初的时刻，宇宙温度为1012K，或10 000亿摄氏度（写出来就是1 000 000 000 000摄氏度）。此时的宇宙密度是每立方厘米1014克，即100 000 000 000 000克（水的密度是每立方厘米1克）。此时，光子和粒子可以互换。
在0.01（10—2）秒之后：
温度是1000亿K。
在0.1秒之后：
温度是300亿K。
在13.8秒之后：
温度是30亿K，氘原子核形成。它由一个质子和一个中子组成，但它们很快由于和其他粒子的碰撞而被撞开。
在3分2秒之后：
温度是10亿K（大约是目前太阳温度的70倍）。氘和氦的原子核形成。
在4分钟后：
宇宙由25%的氦和其余“孤单的”质子和氢原子核构成。
在30万年后：
温度是6000K（与太阳表面温度大致相同），此时质子能量变弱，无法将电子从原子中撞击出来。至此，可以说大爆炸结束了。宇宙“相对平静地”膨胀，一直在冷却。
在100万年后：
恒星和星系形成，核聚变发生，重元素形成，从而将形成太阳和地球。[2547]
此时，整个过程对于实验变得可行了，因为粒子加速器使得物理学家得以复制恒星的某些内部环境。这表明，元素的基础成分是氢、氦和α粒子，即氦—4核。将它们加入已有的原子核，元素就以四个原子质量为单位逐步聚集：“例如，两个氦—4核变成铍—8，三个氦—4核变成碳—12，这些恰巧都很稳定。这一点很重要：每个碳—12核的质量略微小于构成它的三个α粒子。因此，能量释放了，这符合爱因斯坦的著名方程式：E=mc2，释放的能量又产生更多的反应和更多的元素。这个过程在恒星内继续：氧—16、氖—20、镁—24，最后是硅—28。”温伯格写道：“最后一步是这样的，成对的硅—28核结合，形成铁—56、镍—56、钴—56等相关元素。这些元素是最稳定的。”请记住，构成地核的是液态铁。这种有关早期宇宙的描述不仅属于卓越的科学，而且是科学家想象力的伟大成果，是20世纪进化论的第二次综合。[2548]不仅如此，除了需要高水平的想象力以外，还需要有证据相互印证（确实有证据）。作为一种知识性的尝试，它可与哥白尼、伽利略和达尔文的思想相媲美。[2549]
不过，背景辐射并不是20世纪60年代在太空深处发现的唯一一种无线电波。天文学家还观察到与可见恒星或星系无关的很多其他类型的无线电波辐射。1963年，月球从其中一个辐射源前通过，这个辐射源在《剑桥太空目录第三辑》中编号为273，也称3C 273。天文学家细心捕捉月球边缘阻断3C 273无线电噪声的确切时刻——他们用这种方法定位辐射源，并且认定这些天体“类似于恒星”，但是他们还发现该辐射源存在非常大的红移，这意味着它处于我们所在的星系之外。接着科学家又发现这些“准恒星”天体或类星体（quasars）形成了遥远星系的心脏部分，这些星系距离地球非常遥远，它们在宇宙年轻时期（即100多亿年前）所发出的光线如今才到达了地球。不过，其亮度表明，释放这些能量的天体大约有一光日宽，大致与整个太阳系相当。计算结果表明，类星体因此释放的能量“大约是银河系所有恒星发射的能量总和的1000倍”。1967年，曾经在哥本哈根学习并参与过曼哈顿计划的美国物理学家约翰·惠勒（John Wheeler）振兴了18世纪的黑洞理论，使其成为对类星体的最佳解释。直到相对论证明黑洞存在之前，它一度被认为是数学奇闻。黑洞所在之处，物质致密、重力巨大，一切都无法逃脱，甚至包括光线：“我们所听到的无线电噪声这样的能量就是来自以大得惊人的速度被吞没的大块物质。”[2550]脉冲星（pulsars）是无线电波探测到的另一种天体。1967年，剑桥的射电天文学家约瑟琳·伯奈尔（Jocelyn Burnell）发现了脉冲星，这一发现与背景辐射的发现同样偶然。她在使用无线电望远镜研究类星体时意外发现了一个完全陌生的无线电波源。其脉冲极其精确——其精确程度起初使剑桥天文学家们以为那是另一种遥远的文明发射出来的信号。但是更多此类现象的发现表明这可能是自然现象。脉冲速度很快，有两个明显的特点：脉冲源不大，并且在自转。只有快速自转的小型天体才会产生这样的脉冲，就像灯塔的光束不时以极快的速度射过来一样。由于脉冲星的体积较小，天文学家因此猜测，它们要么是白矮星，即“拥有类似太阳的质量，却只有类似地球的体积”的恒星，要么是中子星（neutron stars），即其质量类似太阳，但其外形是一个“直径不足十公里的球体”。[2551]研究表明，白矮星要产生那样的脉冲必须以极高的速度旋转，但这必然会引起它本身破碎，在这种情况下，科学家只得接受中子星的存在。[2552]这些超密恒星介于白矮星和黑洞之间，在由中子或许还有夸克构成的液态内核之外有坚固的铁质外壳。物理学家约翰· 格里宾算出，中子星的密度相当于水密度的1000万亿倍，也就是说每立方厘米这种恒星的重量为1亿吨。[2553]证实脉冲星是中子星的意义在于，它大致完成了恒星演变（stellar evolution）的顺序。气体冷却时形成了恒星；在收缩过程中产生热量，最终导致核反应发生；这就是形成恒星的“主要顺序”（main sequence）。在此之后，视其体积，伴随必要的温度，量子进程引发相当稳定的微膨胀——此时的恒星是红巨星（red giants）。在恒星生命走向终结时，它会脱去外层，留下致密内核——其中所有的核反应都已停止，现在，它成了一颗白矮星（white dwarfs），冷却过程将持续数百万年，最终变成一颗黑矮星，除非它非常巨大，最终出现超新星爆炸，爆炸所发出的光芒十分明亮而短暂，重元素则散落在太空中，形成其他天体，而没有这些重元素，生命也不可能存在。[2554]正是这些超新星爆炸产生了中子星，在某些情况下，形成了黑洞。因此，物理学和天文学的联姻将类星体和夸克、脉冲星和粒子、相对论、元素的形成、恒星的生命等都整合到一个一致而连贯的情节中了。[2555]一旦人们不再计较与宇宙有关的一切惊人数字，并且接受十分离奇的粒子以及天体，他们就要面对宇宙中其实有相当多的部分并不适合人类居住的事实：那里有着极度炽热、极度寒冷、放射性强、不可想象的超密度。我们设想的生命无法在这浩瀚无边的外太空中存在。自从人类开始观测太阳和恒星以来，太空一直令人叹为观止。但是如果天国与天堂同义的话，那么太空已经不再是天国了。
