旋 风
19世纪，英语、法语和德语等科学类出版物涌现。1869年英国《自然》创刊，1880年美国《科学》创刊。与之伴随的，是学术规范逐步的建立、完善。搞学术要诚实，数据要真实——这是科学研究人员的及格线。还须避免学术剽窃、抄袭，发表论文需通过专家的评审，发表后经受同行们的挑刺，实验结果得他人重复得出来，有些结论还需进一步研究。发表的论文被撤销，屡见不鲜。健全的学术机制对学术不端零容忍。
很多新闻媒体至今不清楚，一篇论文发表，某种意义上说，仅仅只是开始。
精英们积极创建图书馆、博物馆共享知识，科学团体也很注重与公众沟通、分享。伦敦著名的圣诞讲座1825年起举办，通俗易懂介绍科学新知，不乏科学大佬主讲，各阶层的人争相聆听，有时一票难求。那时科学出版物常常“兼职”科普读物，并不艰深难懂。大众科普的优良传统，一直延续了下来。当中也有争取公众理解，向财政争取课题经费的需求。西方诸多知名学术书刊，很时髦很接地气，对普通读者也有吸引力。
轰隆隆的机器运行声中，地球的面貌被改变，西方传统的社会结构被重建。日新月异的发明创造，掩盖不住政治、经济的激荡。殖民主义为西方国家攫取其他大洲的资源，粗暴打开全球市场。长久以来的欧洲军备竞争，引导、刺激着科技研发。
工业化进程创造了资源，让教育更好地普及，城市化加速，出现新的工作岗位。越来越多的人投身科学，科学研究不再是少数名门贵族的专利，平民（如焦耳、门捷列夫）乃至苦出身，亦有机会通过教育改变命运，走进学术。妇女们不再只能做家庭主妇，可以外出工作。19世纪末，女性加入了“科研民工”的队伍，如从事比对星空照片。她们聪慧、坚韧、细致、耐心，能做出和同样优异的成绩。有女性当上了科学家，那时最著名的，是玛丽?居里（1867—1934），世称居里夫人。
居里夫妇因研究放射性元素获得1903年诺贝尔物理学奖，丈夫去世后，居里夫人以发现了元素钋和镭获颁1911年诺贝尔化学奖，她成为两获诺贝尔奖的第一人。居里夫人出生在波兰，为接受高等教育而去往法国。诸多知名研究成果，比如从1顿的沥青铀矿提取出0.1克的氯化镭，他们是在难以想象的简陋条件下做出的，艰苦的付出令人动容。她放弃专利以造福世人，首倡放射性同位素治疗癌症。由于长期接触放射性物质，居里夫人患白血病逝世，为科学事业献身。
19世纪末，有科学家认为，数学达到了系统和严密，科学大厦也已基本建成。在缺乏根据的传闻里，英国人开尔文称：“物理学没有什么新的可以发现的事物了；所有剩下的只是更多和更精确的测量。”
人们满怀憧憬地迎来了20世纪。
危 机
理想是丰满的，现实是残酷的。新世纪，科学的基础——数学，立马遇到罗素悖论，陷入大危机。科学家的日子也好过不到哪里去，理论“大厦”将倾。比如在天文物理，经典力学已力不从心，能推出不符合实际的荒谬结果，以前设想的“以太”始终找不到（因为就不存在），亟需新理论。假冒成科学的伪科学（比如人种优越论、李森科主义）可能得到威权主义政府积极扶持。全球范围，政治势力和民粹力量歧视、迫害正直的科学家，影响、破坏正常的科研，阻碍优秀科技造福，从来就没有中断过。
科学界之外，风云跌宕，文明的生存危机上升到全人类。
短短30多年，爆发了两次世界大战，生灵涂炭。高程度组织、职业化军人结合不断升级的现代武器，杀人灭口的轻易高效令人毛骨悚然。更多科学家被卷入战争烟云，参与军事科技的理论和应用研发。一些精英陆续逃离欧洲，去往美国等国。
二战后，多个民族国家独立，非西方科学家奋起直追。世界进入美苏争霸的冷战格局，核战争曾一触即发，严重威胁人类。很多科学家投入到冷战的科技竞争，如“太空竞赛”中。第三次科技革命发生，原子能、电子计算机、空间技术和生物工程等飞跃发展，信息技术、新能源技术、新材料技术、生物技术、空间技术和海洋技术等革新，信息时代迈入，知识大爆炸。
近百年，生态破坏、环境污染，规模空前。人为重大公害事件屡屡出现。加上旷日持久的越南战争，高科技武器的野蛮使用被现代媒介传播，西方民众激起反战热潮和新一轮的反科学浪潮。
科学此时也不似从前，依赖专门学习训练的高层次人才，取得一点新进展需要更多财力物力，甚至可能耗费天价。学科专业化细分化，生涩的术语、艰深的理论、复杂的运算推演，民众越来越难理解科学成果，误解、隔膜加深。科学怪人、终结者、疯狂科学家等恐怖形象，借助电影生动地传播，充分泛起人心底对陌生事物的胡想、抗拒与恐慌。
不同的机构团体借反科学表达自己的理念或者实现自我利益诉求。文科学者有备而来，他们用理论体系攻击科学也属“迷信”、本质和古代其他假说无异，把科学知识贬低为“人们主观建构的关于自然的神话”，激进派称其“由巨大权力支配”。面对愈演愈烈的舆论，科学界被迫回应，文理兼修的科学家指出对方为反而反、不懂装懂、忽视事实和撒播谣言。“索卡尔的恶作剧”（物理学家胡编乱凑一篇文化论文在后现代主义名刊顺利发表）惊动思想界。
冷战结束十年后，一场“9?11”事件拉开21世纪历史的大幕。人们反思宗教的局限和破坏力，专家学者参与，一场新无神论运动在五大洲展开。恐怖主义、人口资源压力、全球气候异常，迫使国际联手行动。
危机，并不等于绝路，挑战总是与机遇并存。工业升级和科技进步属治本良方，盲目恋旧和好高骛远毫不务实。
标 志
“一战”伊始，几乎所有在柏林的科学家都为战争卖力。他们拥护“祖国”发动不正义的战争，甚至穿上了德国军官军服。一名犹太裔德国科学家解决了炸药制造大问题，又兴致勃勃研发糜烂性和窒息性的毒气。其一个同胞好友，阿尔伯特?爱因斯坦（1879-1955）深感失望和恼怒。爱因斯坦受不了身边的人乐此不疲研制杀人武器，公开发表言论、签宣言书，坚决跟军国主义、好战狂热、种族歧视、民族自大对着干。他运用自身的影响力，一辈子提倡宽容、友爱、和平、公民自由、社会正义，并就社会问题深入发表见解……1933年，纳粹洗劫、没收了他在德国的住宅，可能在欧洲部署暗杀，爱因斯坦选择留在美国。
爱因斯坦风趣幽默，亲切随和，严肃的课本也爱选用他那张吐舌头的俏皮照。他拉得一手小提琴，和普朗克、玻尔一样酷爱音乐。人性的光辉，让他身影更加伟岸。他指出：“没有人文的科学是跛脚的，而没有科学的人文是盲目的。”
人们不一定理解相对论，但也知悉，他的科学成果比肩牛顿。“20世纪最伟大的科学家”实至名归，这位19世纪“70后”成了20世纪标志人物之一。
1900年，德国人马克斯?普朗克颠覆性提出，电磁辐射不是过去认为的连续波，而是以不连续的能量包“量子”形式发射的。
仅5年后，爱因斯坦一年内发表了多篇奠基现代物理学的论文，解决了几大问题。他当时在瑞士专利局上班，因一时没求得理想工作。他此前在名校苏黎世联邦理工学院正儿八经受过专业训练，此后回归学术圈，获博士学位并任物理学教授。
这几篇论文：引入“光量子”，用电子和光子相互作用解释了光电效应疑惑；指出布朗运动可作为原子存在的证据；阐释移动速度快，经历的时间“变”慢，移动速度慢，经历的时间“变”快，时间和位置是“相对”的，参考系不同则变得不同，后称狭义相对论；列出以物体的质量衡量能量的著名的质能方程，论证“质量等同于能量”原则。
1915年，爱因斯坦又完整论述了广义相对论（说“广义”是因一切参考系可用，不像狭义相对论仅适用于四维时空平直的惯性参考系）：质量足够大的物体，强大的引力能弯曲时间和空间。若用二维的水面展示引力场，宇宙中有着大大小小的收缩下陷和波浪，丝毫不平静。后来的科学观测验证了相对论的正确。此外，爱因斯坦还有很多重要的理论创见。
科学界开始有能力探索构成物质的微观世界。拓展量子领域，不再靠单一功臣，而是科学家集体功劳。除上述两位，还有几位欧洲科学家比较突出：欧内斯特?卢瑟福和尼尔斯?波尔设想原子的结构，前者还预测了中子存在，后者联合提出波尔—惠勒原子核裂变理论；国际名“猫”的主人埃尔温?薛定谔，推进了波动方程，“薛定谔的猫”表示两种可能结果的叠加态及其不可确定；维尔纳?海森堡提出测不准原理，称无法同时知道一个粒子的位置和速度，不确定性是宇宙固有特性；保罗?狄拉克修正了波动方程后，预测反物质的存在，每个粒子像照镜子有镜像般都有相应的反物质，物质和反物质相遇会湮灭（爆炸消失），狄拉克和理查德?费曼等人先后推动了量子电动力学……
光是波还是粒子的数百年争论终有答案：波粒二象性，光兼有波和粒子二者特性。宇宙大爆炸理论提出并持续获得证据支持。宇宙在膨胀得到确认。
概念、新概念，不断刷新人类认识：分子、原子、质子、中子、电子、夸克，黑洞，虫洞，暗物质、暗能量，亚原子粒子及其中的希格斯玻色子……而多重宇宙、平行宇宙等，这两个经数学演算、脑洞大开又将长期无法验证的假说，堪比科幻还科幻。弦理论、超弦理论，物理学家不断找寻解释宇宙本质的简洁优美的公式——万有理论（大统一理论），希望把引力、电磁力、强核力、弱核力等四种自然的基本力统一起来。
卢瑟福没想到，20世纪初他的原子模型竟成了代表“科学”一大标志图案，即三条椭圆电子轨道环绕一个小核。后来发现，原子实际情况并非如此，电子们围着原子核“胡乱”闪现，完全没什么绕行轨道和规则。量子世界颠覆经典力学和所有日常规则的认知，充斥着意外和神奇，它和无垠的宇宙还有着太多的未知。
奥 秘
20世纪，我们对地球母亲的认识有了突破性进展。德国人魏格纳大陆板块漂移学说获得肯定。通过天然“计时器”——元素里超稳定的放射性同位素，科学家反复测量地球诞生时的火成岩、外来陨石的年龄，得出地球准确年龄45.5亿年。人们终于窥见深海海底的面貌。
生物学领域，美国人托马斯?摩尔根开创果蝇实验，证实了孟德尔结果并提出染色体遗传学说。美国人艾弗里在格里菲斯实验基础上，用化学提纯技术和巧妙设计，实验推导出DNA很可能是主要遗传物质。詹姆斯?沃森和弗朗西斯?克里克，借助弗兰克林的X射线晶体衍射照片等实验资料，在1953年研究出了“生命密码”DNA的模样——双螺旋结构。分子生物学时代来临。
生物技术不断升级跨越，加速了成果涌现。开篇关于人类和黑猩猩分支的年代，能运用蛋白质测序技术、DNA-DNA杂交技术甚至基因组测序技术比对得出。“我是谁，我从哪里来”，查阅基因给了我们可靠答案，但深入解读基因还任重道远。近些年来，精准强大的“基因剪刀”CRISPR技术，让基因编辑变为简单，引起伦理质疑的同时将革新医学、农业，可能和人工智能一起福泽人类。
科学家参与科学普及的传统在电影、电视和互联网上延续，爱登堡、萨根、道金斯、霍金等激发青少年爱科学，保护大自然、探索太空的热情。
尾 声
愚昧与开化，严酷与包容，落后与进步，毁灭与生存……惊心动魄、波澜壮阔的悲喜剧，都发生在浩瀚宇宙中这一粒渺小的微不足道的黯淡蓝点上。
一部科学史，群星璀璨的科学家，背后交织着政治、经济、技术、文化，浓缩了人类历史的进程。
科学的发展向来不是一帆风顺。科学会走弯路、试错。科学每进一步，可能受到最尖锐刻薄的“饱和攻击”。无比顽固的陈见和偏见，大大小小的既得利益集团，从不肯拱手相让。
然而，我们不能没有科学，我们不能不前进。面对更多更大的疑问，更复杂更困难的挑战，追求美好，必须有人投身光荣的科学事业，认真进行基础研究、应用研究或开发研究，必须有更多的人支持科学，营造崇尚科学氛围，学会用逻辑、定量、实证、理性去思考和决策。
幸福的光景，瑰丽的新发现，伟大的新发明，在未来等待着你！
亲爱的读者，假如人人苟且于眼前，鼠目寸光，会有今日生活之质量吗？是什么，让人之所以为人，而不成为其他东西？这孤寂的美丽星球上，人类文明的命运，该何去何从？——这些答案，从不在神灵处，也不在占卜里。
2019.9-10
