牛頓留給世人的珍寶之一是他的名言：「如果我看得更遠，那是因為我站在巨人的肩上。」他是在1676年寫給羅伯特·胡克的一封信裡寫下的這句話，表明他所取得的成就是建立在胡克以及勒內·笛卡兒的工作之上的。（胡克後來成為他的死對頭。）牛頓的確從他的前輩們的觀點裡獲益匪淺，實際上，就連他說的這句話也是從其他人那裡學來的。1621年，牧師羅伯特·伯頓寫道：「站在巨人肩頭的侏儒比巨人看得更遠。」接著在1651年，詩人喬治·赫伯特寫道：「巨人肩膀上的侏儒看得比他們兩人都要遠。」1659年，清教徒威廉姆·希科斯寫道：「站在巨人肩頭的矮子可以比巨人看得更遠。」看來，在17世紀，巨人肩頭的侏儒和矮子似乎是描繪學術追求的一個必備比喻。1
牛頓和其他人所說的事情對於他們而言或多或少剛剛成為過去。而在另一方面，在我們之前上千年的時間裡一代又一代先輩所扮演的角色卻常常被我們遺忘。儘管我們喜歡標榜自己是先進的，但我們之所以能明白這一點，那也是因為在新石器時代村落逐漸發展成為真正意義上的城市的過程中，出現了那些具有深遠意義的發明創新。從這些古老的文明中發展而來的抽像知識和思維方式對於我們宇宙觀的形成起著關鍵性的作用——包括我們去探究這些思想的能力。
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第一批城市並不是突然冒出來的，不是說遊牧部落成員某天突然決定要在一起生活，接下來他們就知道要去捕獲用聚苯乙烯泡沫塑料和玻璃紙包裹的雞腿。恰恰相反，從村落演變成城市是一個循序漸進的自然過程，需要成千上萬年的發展，等到定居的農業生產生活方式成為主流時才會出現。這一緩慢的過程也為村落何時才能被重新歸類為城市的具體時間留下商討的空間。拋開迴旋餘地，人們通常認為第一批城市出現在公元前4000年左右的近東地區。2
在這些城市中，最引人注目的或許就是帶有城牆的偉大城市烏魯克，它是城市化發展潮流中一支重要的力量。3烏魯克位於今天伊拉克的東南部，離巴士拉很近。儘管近東是最早開始城市化的地區，但在這片土地上謀生卻不容易。最初的居民來這裡是為了獲得水源。這個理由似乎有些荒謬，因為這片土地大部分都是沙漠。儘管這裡的氣候不適合生活，但它的地理條件卻很吸引人。在這個地區的中部有一片長長的窪地，底格里斯河、幼發拉底河，以及它們的支流在這裡靜靜流淌，形成了一片肥沃的平原。這塊平原名叫美索不達米亞，在古希臘語中意為「兩河之間」。第一批出現在這裡的定居點僅僅是一些村落，它們的規模也受到河水流域的限制。接著，在公元前7000年之後的某段時間，以農耕為生的族群學會了通過挖掘運河和水庫來延伸河水的流域，隨著食物供給能力的增強，城市化最終變成了可能。
灌溉並不容易。我不知道你是否試著挖過一條水溝，我試過——當時是為了給草坪鋪設澆水設施。第一步很容易——去買一把鐵掀就行了。接著困難來了。我高高地舉起這個漂亮的工具，用盡全力把它揮下去，鐵掀從堅硬的地面上反彈回來，因為用力過猛，它不停地震顫。最後，我只得向一位權威求助才將這項工作完成，他有一台氣動挖掘機。今天在城市裡我們需要各式各樣的挖掘設備，但很少有人會停下腳步稱讚這些設備。但在古代近東地區開挖的灌溉水渠，有數英里長，寬度達到75英尺（22.86米），它們全都是靠著原始的工具，在沒有機械的幫助下完成的，在古代這簡直就是一個奇跡。
把河水從自然河道引到農田里需要數以萬計勞工的辛勤勞動，還有規劃人員和監工的指導。農民參與這項集體勞動貢獻自己的力量有很多原因，其中一個是遭到逼迫，另一個則是參與這種勞動是他們唯一能夠灌溉自己土地的機會。不管出於什麼樣的動機，這些農民的努力收到了回報。充足的食物和定居的生活意味著有更多的家庭能夠撫養更多的子女，他們後代存活的概率也更大。出生率飛速增長，兒童死亡率則不斷下降。到公元前4000年，人口數量持續增加。村落變成了城鎮，城鎮變成了城市，而城市的規模則變得更大。
修建在波斯灣頂端一個內陸沼澤地的烏魯克是早期城市發展結出的碩果。它統治著這一地區，比其他定居點的規模都要龐大。儘管我們很難估測出古代城市人口的數量，但從考古學家發現的建築和遺跡判斷，當時生活在烏魯克的居民數量應該在5萬~10萬，比恰塔霍裕克的人口增長了10倍。4如果依照現在的標準，烏魯克充其量只能算一個小城市，但在當時，它相當於今天的紐約、倫敦、東京、聖保羅。
烏魯克的居民使用「種子犁」耕田，這種特製的、難以操作的農具可以一邊犁田一邊播種。他們把沼澤裡的水排干，挖出由上百條水渠相互連接的運河。他們在這片灌溉的土地上種植大量的穀物和水果，主要有大麥、小麥和大棗。他們養羊、驢、牛、豬，在附近的沼澤裡捕捉魚和水鳥，從河裡捉甲魚。他們放牧山羊和水牛來獲得奶，大量飲用大麥釀造的啤酒。（對古代陶罐所做的化學分析顯示，啤酒最早出現在公元前5000年。）
這些發展對我們之所以重要，原因在於一些專有職業的興起，這些職業要求人們對於材料、化學、動植物的生長週期和需求有一個全新的認識。5依照獲得食物的方式，人被劃分成了漁夫、農夫、牧人和獵人。手工業從最初所有家庭在閒暇時間才從事的勞作，變成了一群具備特殊技藝的專業人員的全職工作。麵包是麵點師的產品，啤酒是釀酒師的專長。6酒館開始興起，於是就有了酒保，有些還是女性。在一個作坊遺址裡，我們發現了加工熔化金屬的痕跡，我們推測那時候就有了精煉工。製作陶器也成為一項職業：數千個按照標準尺寸燒製的簡單的斜邊陶碗表明，這樣的生產規模，如果不是99美分商店，那它就是一家專門生產陶瓷製品的工廠。
其他的技工將精力投入到製作衣服上。那一時期留存至今的藝術品上有織工的形象出現，人類學家還發現了羊毛織物的殘片。更重要的是，殘留下來的動物遺骸表明，在那一時期，牧人養的綿羊數量超過了山羊。既然山羊產奶量要多於綿羊，那綿羊數量的增加或許反映了人們對於羊毛需求的增加。7還有，發掘的骨頭表明，這些牧民是等到這些羊年齡很大的時候才去宰殺它們——如果你對羊肉感興趣的話，這可不是什麼好主意，但如果你是為了它們的皮毛，這種做法就很明智。
這些專門的職業對於一個需要啤酒或者奶，或者需要盛奶的罐子的人來說是一種福利，它們同時也代表著人類思想史上一座輝煌的里程碑，在這些專業人才的共同努力下，人類的知識發生了前所未有的大爆發。是的，這些知識純粹出於實際的原因，並摻雜了神話和儀式；是的，釀造啤酒的配方里也包含著如何奉承掌管釀酒過程和飲酒樂趣的諸神的指示。你在《自然》雜誌上看不到這些東西，但它們卻是科學知識發育的胚胎，自己具備生長發育的訴求。
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除了這些以生產實物為目的的職業的發展之外，在那一時期還出現了一些專業人員，他們並不專注於體力勞動或者食物和物品生產，他們只關注人類的思維活動。
他們說，與其他任何團體的成員相比，我們對同一職業的人感覺更親密。我並不擅長做像挖水溝這樣實際的事情，在工作領域我主要引以為豪的能力就是我能坐下來思考一整天也不會感到疲倦，我非常慶幸自己選擇了這條道路。所以我感覺自己和這些古代的思想商人有某種聯繫。儘管他們都是迷信的多神論者，但他們是我的同類，也是所有憑借思考和研究謀生的人的同類。
之所以會出現這種新的「腦力」職業，主要原因是當時根植於美索不達米亞的城市生活方式需要某種集中化的組織，這意味著需要創建系統和規則，收集和記錄數據。
比如，城市化需要發展出一套交易系統，以及一個監管交易的機構；食物的增加意味著需要建立一個公有的儲藏系統，以應對收成不好的情況；和遊牧部落不同，農民和依靠農民生活的人在遭到攻擊時無法輕易捨棄他們的家業，這個事實意味著有必要建立起一支軍事武裝或者軍隊。實際上，美索不達米亞上的城邦經常會為了爭奪土地和水源進行慘烈的戰爭。
公共勞動力市場上需要勞工組織的呼聲也很高漲。其一，為了抵禦潛在的入侵者，城市的四周必須建立起厚厚的城牆。其二，為了容納安裝有新發明的車輪的交通工具，必須修建道路，同時農業也需要更大的灌溉系統。當然，為了顯示新的中央的權威，也要為官僚們修建大型建築。
於是對警察的需求就出現了。8當居住地的人口數量只有數百人時，大家可能都相互認識。但當人口超過1 000以後，這就不可能了，所以人們經常發現自己面臨著和陌生人打交道的局面，這改變了人與人之間發生衝突的性質。人類學家、心理學家以及神經系統科學家已經研究過當人群的數量不斷增加時，群體動力是如何改變的，但從最基本的層面出發，我們就很容易理解會發生什麼事情了。假如我經常見到某人，就算我不喜歡他，也要裝作很喜歡的樣子。假裝喜歡某個人是為了防止類似拿起一塊泥板砸他腦袋以便偷他的山羊這樣的事情發生。但如果我不認識這個人，而且日後我們也不可能再碰面，那我就很難抵制美味的羊奶芝士的誘惑了。結果，衝突不只是在家人、朋友和熟人間發生，也會在陌生人之間發生，所以正式的衝突解決方式——警察——應運而生，這也為集權的政府機構的出現提供了動力。
誰是世界上第一批城市的統治者，誰是那個讓所有集中活動成為可能的人？美索不達米亞人把那些維繫他們與神的聯繫、主持他們宗教職責和典禮的人當作他們權威的來源。
美索不達米亞人不像我們那樣把教堂和國家區分得很清楚——在美索不達米亞，二者是不可分割的。每座城市都是一位神的家園，這位神就是這座城市的保護神。每座城市的居民都相信他們的神掌管著他們的存在，建造的這座城市也是他們自己的住所。9假如一個城市衰落了，人們會認為這是因為神拋棄了他們。因此，宗教不僅僅成為維繫社會的信仰體系，也成為法規的執行機構。更重要的是，出於對神的敬畏，宗教是一種使人變得馴服的有效工具。「商品由城市之神收取，再轉發給人，」近東的學者馬克·范德米爾洛浦（Marc Van De Mierop）寫道，「聖殿，神的家園，是天地萬物運行生長的中樞……聖殿，坐落於此城，是一切的焦點。」10結果，在烏魯克社會階層的最頂端出現了牧師國王這樣的職位，他的權威來自他在神殿裡的職務。
權威意味著權力，但為了使權力有效，統治者必須收集數據。比如，如果宗教機構想要監管商品和勞力的交換、收稅，以及執行合約，就需要人去收集、處理和保存與這些活動有關的信息。今天，在我們眼中政府官僚機構的智力水平就和大學橄欖球一級聯賽裡的球隊一樣，但正是從這些最初的政府官僚機構裡出現了一個專業的文化階層。正是出於他們工作的需要，這些官僚發明了最重要的思考工具：閱讀、書寫和計算。
如今我們把讀、寫、算看作最基礎的技能，從我們不再用尿不濕開始一直到我們收到第一部智能手機之前，我們都在學習這些技能。它們之所以看起來很初級，主要是因為別人在很早之前就發明了它們，自此它們就在我們的老師兢兢業業的教學中傳承了下來。在古代的美索不達米亞，如果人可以擁有教授的頭銜，那就會出現閱讀教授、書法教授、計算教授、加法教授，這些教授所講授和研究的觀點在他們那個年代是最先進的。
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人類與地球上其他數以萬計的動物最顯著的不同，在於人的思想能夠以一種非常複雜和微妙的方式影響他人的思想。我所說的這種思維控制方式是通過語言實現的。動物之間可以相互發出恐懼、危險、飢餓或者愛慕的信號，在某些情況下它們也會向人類發出這些信號，但它們沒有能力理解抽像的概念，或者將幾個單詞以有意義的方式串聯起來。黑猩猩在指令下可以挑選出上面印有橘子圖案的卡片，鸚鵡可以持續不斷地發出惱人的「波利想吃餅乾」的聲音。但除了執行這些簡單的要求、命令、警告和識別能力之外，它們的能力實際為零。11
在20世紀70年代，為了研究黑猩猩是否能掌握語法和句式結構，科學家教黑猩猩如何使用手語，語言學家諾姆·喬姆斯基評論說：「證明黑猩猩有語言能力的可能性，就跟生活在某個小島上的一種不會飛的鳥兒等著人類去教它們飛翔的可能性一樣大。」12十幾年後，事實證明喬姆斯基說得沒錯。
就和飛行不是鳥兒的發明，幼鳥也無須去飛行學校學習飛行一樣，語言對於人類來說是很自然的——但也僅限於人類。人類為了在野外生存，必須使用複雜的合作行為，然而——就像我一直提醒我的孩子們一樣——指指點點和咕咕噥噥讓你走不了多遠。結果，就和站立或者觀察一樣，語言能力在一種基因的幫助下伴隨著生物適應的過程誕生了，這種基因在人類染色體中出現得很早，甚至在古老的尼安德特人的DNA（脫氧核糖核酸）裡也發現了這種基因。
因為語言能力是天生的，人們就會期待它廣泛地顯現，看起來它也的確在全球範圍內，在每一個曾經作為一個群體生活在一起的人群中被一次又一次地獨立發明出來。事實上，早在新石器革命之前，語言的數量可能就和當時的部落一樣多。我們這樣認為的原因之一是，在18世紀晚期澳大利亞成為英國殖民地之前，在這塊大陸上生活著500個原住民部落，每個部落平均有500個成員，他們依然過著前新石器時代的生活——每個部落都有自己的語言。13實際上，正如史蒂文·平克評論的那樣：「至今還沒有發現過不會說話的部落，也沒有記錄顯示有哪種語言從作為語言『搖籃』的某個地區擴散到之前沒有語言的族群。」14
如果說語言是定義人類這個物種的重要特徵，那麼書寫則是定義人類文明的重要特徵，也是其最重要的工具之一。說話可以讓我們和周圍的小部分人交流，書寫則使我們能夠跨越時間和空間的距離與人交流思想。它使知識的大量積累成為可能，這也是文化從過去傳承下來的方式。通過這種方式，我們能夠突破自身知識和記憶的局限。電話和互聯網改變了世界，但在它們出現之前的很長一段時間裡，書寫才是人類第一個最具革命性的溝通手段。
語言是自然出現的——它不需要被發明。但是文字卻需要，現在仍然還有很多部落沒有跨出這一步。我們習慣性認為文字是所有時代最偉大的發明，同時也是最困難的發明。語言學家記錄下了目前世界上正在被人類使用的3 000多種語言，但這些語言之中僅有100多種可以被寫下來，從這一事實我們就可以看出發明文字這項任務的艱巨性了。15更重要的是，縱觀人類歷史，文字作為一種獨立的發明只出現過不多幾次，它是通過文化擴張，從現存的文字體系中互相借鑒或改造而來的，而不是被一次次地重新創造的。
人們認為最早的文字形式大約出現在公元前3000年的美索不達米亞南部的蘇美爾。我們唯一可以確定的獨立文字體系出現在公元前900年的墨西哥。16此外，埃及人（公元前3000年）和中國人（公元前1500年）的文字體系也有可能是獨立發展的結果。我們目前所知的所有文字都從這幾種為數不多的文字中演化而來。
與大多數人不同，我曾經也有過試圖「創造」一種文字的經歷。那時我只有八九歲，加入了童子軍俱樂部，老師給我們佈置了一項任務，讓我們發明一種自己的文字。當皮特斯先生批改完我們的作業後，我能感覺到我的發明給他留下了深刻的印象。我發明出的文字和其他孩子的完全不同。他們只是對英文字母表上的字母做了一點兒改動，而我的文字卻是全新的。
在把作業本還給我之前，皮特斯先生又仔細閱讀了一次。他不喜歡我，我能感覺到他試圖找出其中的漏洞，這樣他就可以不用誇獎我作業裡反映出的天才創造力了。「你做得……不錯。」他咕噥著說。他在說「不錯」之前猶豫了很久，就好像把這個詞用在我身上他要付給它的發明者一個星期的工資作為專利費似的。在他把作業本遞給我的一瞬間，他突然又把它拿了回去。「你上主日學校了，是不是？」他問道。我點了點頭。「你發明的這些字是不是根據希伯來字母表得來的？」我沒法撒謊。是的，就跟其他孩子一樣，我也只是把我知道的字母表裡的字母做了一些改動而已。這並沒有什麼好丟人的，但我卻遭殃了。他過去一直沒把我看成是一個普通小孩，而看成是一個猶太小孩，現在我證明他是對的。
童子軍俱樂部的這個任務對於我們來說可能極具挑戰性，但與那些最初發明文字的人相比，我們還是具有極大的優勢的，因為我們已經學過如何將我們所說的話分解成基本的元音，並用字母把它們一個個表示出來。我們也學過一些輔音，比如th和sh，它們不能當作單獨的字母使用，我們能夠區分出p和b發音上的差別，但假如我們之前沒有接觸過任何形式的文字系統，做到這一點對我們來說將十分困難。
如果你試圖在別人講外語的時候分辨出裡面的音節，你就能體會到這有多難了。一種語言越陌生——比如你原本講印歐語系的語言，現在要你聽中國話——識別它的難度就越大。你會發現光是識別出那麼多的音節就已經非常具有挑戰性了，更別說區分出p和b之間那微妙的差異，但無論如何古蘇美爾文明戰勝了這些困難，發明出了一套文字。
當一項新技術出現時，它們最初的應用和後來在社會生活中發揮的作用經常大不相同。實際上，新技術的發明者——比如我們後面會講到的科學理論的創立者——也常常理解不了自己構想出來的東西究竟具有什麼意義，對於那些在發明創新領域工作的人來說，認識到這一點非常重要。
如果你把文字看作是一種技術——一種把語言記錄在黏土上（後來使用紙張）的技術——那你就會很自然地拿它和錄音技術的發展做比較了。當托馬斯·愛迪生發明這項技術時，他並不知道日後人們會用它來錄製音樂。17他覺得這項發明除了用來記錄將死之人的遺言或者用作辦公室口述記錄機之外，並沒有什麼商業價值。同樣，文字最初的角色和它最終在今天的社會中所扮演的角色大不一樣。最初，文字只是用來做簡單的記錄和清單，就跟Excel表格一樣沒有更多的文字內容。
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我們所知的最早的文字刻在烏魯克遺址一個廟宇的泥簡上。這些文字記錄了穀物和牲畜的數量。其他的泥簡文書記載了勞力的分配。例如，從這些文字我們可知，一座廟宇的宗教團體僱用了18名麵包師、31名釀酒師、7名奴隸以及1名鐵匠。18根據部分翻譯內容，我們還瞭解到這些工人能夠得到定量的物資，比如大麥、油和布匹，還有一種被命名為「城市領袖」的職業，另一種職業叫作「牲畜的偉大領袖」。你也許可以想到很多書寫的理由，但從這些發掘出的泥簡文書看，85%都和計數有關。剩下15%的文字大部分也是關於培養未來會計的。19的確有很多東西需要學習，因為記錄是一項複雜的工作。例如，人口、動物和魚乾是用一種數字系統計算的，而穀物、奶酪和鮮魚卻是用另一種方式計算的。
在發明初期，文字只具備純粹的實用功能。那時候還沒有爆米花小說和關於宇宙的書面理論，只有一些官方的記錄文件，例如發票、商品清單，以及證明這些東西的個人標識或者「簽名」。這聽上去世俗，但卻有著深遠的含義：沒有文字，也就沒有城市文明；沒有文字，人們就會缺乏創造和維繫某種共存的複雜人際關係的能力，而這種人際關係則構成了城市生活的代表性特徵。
在城市，人們不斷地付出和收穫——購買和銷售、付款、運輸和收貨、借錢和放貸、僱人幹活和替人幹活、締結和約並執行和約。假使沒有書面文字，這些活動都將陷入混亂和糾紛之中。想像一下你在一周的時間裡沒有任何事情、任何交易——甚至工作成績或者上班時間——能夠以任何方式被記錄下來。我的猜測是我們可能甚至沒有辦法好好看完一場職業籃球比賽，因為雙方的球迷都宣稱自己支持的球隊獲勝了。
最早的文字就和發明它們的目的一樣原始。它們使用通用的斜線來代表很多種物品，不管它是水果、動物還是人。最後，為了能夠更輕鬆地分辨出哪個符號代表羊，哪個符號代表羊的主人，人們很自然地想到在這些數字旁邊畫上象形圖案來增加它的複雜性，於是人們開始使用圖像來代表詞語。學者已經破譯出超過1 000個這樣的象形文字的意思。比如，人們用牛頭部的輪廓來代表「牛」，以三角形排列的三個半圓表示「山」，三角形用來表示「女人」，上面的記號象徵女性的陰部。20還有一些組合符號，例如代表女性奴隸的符號——從字面意思上看，一個來自「山的那一邊」的女人——就是用「女人」的符號和「山」的符號組合而成的。21最終，象形文字可以用來表示動詞和造句。代表手和嘴的象形文字和代表「麵包」的象形文字放在一起就形成了「吃」這個詞。22
早期的抄寫員使用頂部很尖的工具在泥板上刻寫象形文字。後來，人們使用蘆葦筆把圖案壓進黏土裡，這會留下楔形記號。這種象形文字被稱為楔形文字，由拉丁語「楔形」而來。人們從烏魯克的廢墟中清理出上千件早期的泥板，上面只簡單地羅列著物品和數字，沒有語法。
基於象形的書寫語言之所以會走向沒落，主要在於這些象形文字的數量太過龐大，極其難以掌握。這時候迫切需要一個能識文斷字的階層出現來掌握這種複雜的文字，也就是我之前提到的思想家階層。這些早期的職業學者形成了一個特權階層，他們享有崇高的社會地位，由寺廟或者皇宮供養。在埃及，他們甚至可以不用納稅。
考古遺址顯示，在公元前2500年左右，對抄寫員的需求又產生了另一個偉大的創新：世界上第一所學校，在美索不達米亞語中意思是「泥簡房子」。23最初這些學校和寺廟相鄰，後來它們被搬進了私人宅邸。學校名字來源於學校的教學工具：泥簡——每間教室都可能有用來晾乾泥簡的架子，烤制泥板的爐子以及儲存它們的箱子。因為這套書寫系統依然過於複雜，抄寫員不得不花費數年時間來記憶和學習，這促使他們對這數千個複雜的楔形文字進行改造。人們很容易低估這一舉動在人類知識發展史上的重要性，但社會需要創造以傳授知識為要務的職業，以及學生需要花費數年時間來掌握這些知識的理念在當時卻是全新的——這是人類發展史上的重要節點。
隨著時間的流逝，蘇美爾人簡化了他們的文字，並且用它們來交流複雜的思想和觀點。他們發現可以通過改變一個發音相同但更易表述的詞語的寫法去描繪另一個不易表述的詞。例如，「去」（to）這個詞可能是「二」（two）這個詞去掉一個不發音的限定標記得到的，以此表達替換的含義。一旦發明了這種方法，蘇美爾人就開始創造表示語法終結的符號，比如他們將「shun」這個單詞的符號稍作修改來代表單詞的後綴-tion。他們發現他們可以使用同樣的技巧用較短的詞語去拼寫出較長的詞語，就跟用「two」和「day」（天）寫出「today」（今天）這個單詞一樣。到公元前2900年，這些創新使蘇美爾語中截然不同的象形文字的數量從2 000個減少到只有500個。
因為書寫變成了一種越來越靈活和簡便的工具，能夠用來進行更複雜的交流，學校能夠擴大規模，開始教授書寫和計算，最終開始教授像天文學、地質學、礦物學、生物學以及醫藥學這些新興學科的專業詞彙——最初並沒有原理，只是單詞和詞義的羅列。24學校也會講授一種實用哲學，「智者言論」，這些指導人如何才能取得人生成功的格言是從城市裡的長者那裡收集來的。這些話非常直白和實際，例如「別娶妓女」，不如亞里士多德那樣深刻，但比起數糧食和山羊又向前邁進了一步，這些都是日後創造出哲學世界以及科學開端的學術追求和機構的起點。
到公元前2000年左右，美索不達米亞的書寫文化又一次獲得了發展，這一次是隨著一種抒發人類情感成分的文體的發展而發展的。25在今天的巴格達以南約600英里（965.61千米）的一個考古現場發掘出了一塊那個時期的石碑，上面刻著迄今為止所發現的最古老的情詩。這首詩以一名女祭司的口吻寫成，主要表達了她對國王的愛慕之情，這些4 000年前的詩句所表達的情感即使在今天也一樣鮮活和直白。
新郎我的心肝兒，
你的美貌就像天神，親愛的，
你使我著迷，站在你面前我會戰慄；
新郎，我將被帶進洞房。
新郎，你從我這裡獲得了快樂，
告訴我的母親吧，她將為你備下佳餚；告訴我的父親吧，他將贈予你禮物。
在這首詩出現之後的幾個世紀裡，又發生了另一次創新：用概念來代表構成詞語的音節，而不是用詞語所表示的事物來代表音節。這種概念完全改變了書寫的本質，現在，這些符號只代表音節，不再代表觀點。這是古蘇美爾人使用單詞「shun」去代表音節-tion技巧的合乎發展邏輯的自然結果。我們並不十分清楚這種進步是在何時以何種方式產生的，但我敢打賭這種更經濟有效的書寫方式的產生與世界貿易的繁榮發展密不可分，因為使用象形文字寫商業信函和做經營記錄將會十分麻煩。所以到了公元前1200年，腓尼基文字——人類歷史上第一個偉大的字母表——出現了。26曾經需要記住上百個複雜圖形才能完成的事情，現在只需要十來個基本圖形以不同方式組合就能做到。後來的阿拉姆語、波斯語、希伯來語和阿拉伯語——以及公元前800年左右的希臘語——都是在借鑒和改造腓尼基字母表的基礎上形成的。它從希臘開始，最終傳遍了整個歐洲。27
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在閱讀和書寫發展的同時，第一批城市也需要在數學領域有所進步。我一直堅信數學在人類心中佔據特殊的位置。當然，你或許會想，那就跟膽固醇一樣吧。當然，有人詆毀數學，整個歷史中一直有人詆毀它。早在公元前415年，聖奧古斯丁寫道：「危險……數學家與魔鬼簽訂盟約，他們讓靈魂變得陰暗，把人囚禁在地獄之中。」28激怒他的人或許是占星師或命理學家——在他的時代，他們是數學黑暗藝術的主要使用者。但是我記得我曾經在許多場合聽到我的孩子也說過同樣的話，可能不如聖奧古斯丁的話那麼富於表現力。但是，無論你是愛它還是恨它，數學和邏輯思維都代表著人類靈魂的一個重要組成部分。
經過幾個世紀的發展，數學已經被應用到了許多不同的領域，因為數學就和科學一樣，按照我們今天的定義，它與其說是一個具體的學科，不如說是一種獲取知識的方式方法——一種推理方法，人們使用這種方法謹慎地提出概念和假設，並依照嚴謹的邏輯推導出結論。人們通常所說的「最初的數學」，其實並不是那種意義上的數學，就像蘇美爾人做記錄使用的文字並不是莎士比亞戲劇寫作那種意義上的文字。
最早的數學就和讓我的孩子以及其他學生在小學感到厭倦的數學一樣：一組幾乎不用動腦思考就能拿來解答某種具體問題的法則。在美索不達米亞第一批城市裡，需要數學解答的問題主要集中在記錄錢、物料和勞工，計算貨物的重量和規格，計算利息和復利這些方面——和促使文字發明的世俗關切屬於同一類型，在城市社會運行中發揮著和文字一樣的重要作用。29
算術或許是數學最基礎的一個分支。即使是原始人也有一套計數的系統，儘管超過一隻手的5個指頭他們就有可能無法計數了。幼兒似乎也天生具有判斷一批物品數目的能力，儘管只能達到4個。30但除了數數之外——從媽媽的肚子裡一出來我們就擁有一套工具——我們還必須學會加、減、乘、除，這些技能是我們在孩童時期逐漸發展出來的。
最早的城市文明引入了正式的，甚至常常是繁複的定律和數學計算方法，他們發明出了解答包含未知數的等式的方法，這也是我們今天使用代數做的事情。與現代代數相比，他們的至多也就是初級水平，但他們的確發明出了秘方，如果你能接受這個叫法——或許有上百個——來進行涉及二次方程和立方等式的複雜運算。他們甚至還從簡單的商業應用更進一步，把他們的技術運用到了工程建設上。比如在開挖運河前，一位來自美索不達米亞南部地區巴比倫的工程師會計算出需要被運走的土方量，再除以一個工人每天可以挖出的量，從而得出總共需要多少勞力。在建造一棟建築之前，一位巴比倫工程師也會通過類似的運算得出所需的勞力和磚塊數量。
從薩達姆·侯賽因曾經的夏宮眺望古巴比倫廢墟
拋開它所取得的成就不談，美索不達米亞數學缺乏重要的實用價值。數學實踐是一種藝術，其媒介是符號化的語言。和一般的語言不同，數學符號和公式所表達的並不是概念，而是概念之間的關係。正因為如此，如果說數學領域有一位無名英雄的話，它就是數學符號。好的符號可以精確而又直白地表述出概念之間的關係，有助於人們對其進行思考；而不好的符號則使人的邏輯分析低效和笨拙。巴比倫數學落入了後者的窠臼：他們的法則和運算都是用日常用語表述的。
比如，有一塊巴比倫時期的石碑刻著下面的運算：「長度為4，對角線為5，寬度是多少？它的面積未知。4乘以4得16。5乘以5得25。25減去16得9。我應該使用幾的幾倍才能得到9？3的3倍是9。所以寬度是3。」如果使用現代數學符號，可以這樣表達：
；
。像上面碑文中的這種數學表達方式，它最大的缺點不是它不夠簡潔，而是我們無法使用代數法則去運算一個散文般的公式。
符號創新直到印度數學經典時代才出現，這一時代從公元前500年左右開始。這些印度數學家的成就的重要性我們再怎麼高估都不過分。他們採用十進制系統，並引入零作為一個數字，他們賦予零乘以任何數字得零，加任何數不變的性質。他們發明了負數來表示債務，正如一位數學家所言，「人們並不喜歡」負數。最重要的是，他們使用符號來表示未知數。然而最初的數學縮寫——p代表「加」而m表示「減」——直到15世紀才被引入歐洲，等號也直到1557年才被發明，牛津和劍橋的羅伯特·雷科德選擇了這個直到今天我們仍在使用的符號，因為他覺得沒有什麼東西比兩條平行線更相似的了（而且因為平行線已經用來作為排版的裝飾物了，所以印刷工人不需要再設計一個新印版）。31
我只關注數字，但世界上第一批城市的思想家卻在數學的表現形式上取得了巨大的進展——除了美索不達米亞，還有埃及。在埃及，人們的生活以尼羅河為中心，它的河谷每年有4個月的時間都處於洪水氾濫期，帶來肥沃淤泥的同時也對人們的財產造成了破壞。每年洪水過後，官員不得不重新測定農民土地的邊界和面積，因為要據此收稅。32因為涉及巨大的利益，埃及人發明出了一套可靠但複雜的計算正方形、三角形、梯形和圓形面積的方法——以及和他們糧倉形狀有關的立方體、正方體、圓柱體和其他形狀的體積。「幾何」這個概念就來自這些測量土地的活動——在希臘語中它的意思是「土地測量」。
埃及人的實用幾何是如此先進，這讓他們早在公元前13世紀就能夠將一根50英尺（15.24米）長的橫樑水平放置在金字塔裡，誤差只有1/15英吋（0.17厘米）。33但和巴比倫人的算術和初級代數一樣，古埃及人使用的幾何學和今天所知的數學沒有多少共同點。它是拿來解決實際問題的，而不是為了滿足人們想要更深入地理解世界本質的渴望。所以在幾何達到後來自然科學發展所需的那種高度之前，它還需從一種實際的應用上升成一種理論。古希臘人，特別是歐幾里得，在公元前15和前14世紀完成了這一壯舉。
算術、高等代數以及幾何的發展促進了幾個世紀後科學理論定律的出現，但當我們試圖勾畫出這一連串發現之間的關係時，其中一個關鍵步驟常常被今天的我們所忽視：在人們能夠把某種自然定律歸結成理論之前，我們首先要創造出「定律」這個概念。
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那些產生廣泛影響的偉大科技進步很容易被視為具有革命性。但新的思維模式、新的獲取知識的途徑就沒有那麼引人注目了。有一種思維模式的起源我們很少想到，那就是以定律的方式來理解自然。
我們今天把科學定律的概念當作理所當然的事情，但就和許多偉大的創新一樣，只有在被發現之後它才會為人所知。就像牛頓一樣，我們通過觀察自然世界的運作方式從而感知到原來每一個作用力都會產生一個相同的反作用力——思考不再局限於單獨的個例，而是將行為抽像化——這是人類發展的巨大進步。隨著時間的推移，這種思考問題的方式也在緩慢地進化著，它不是扎根於科學，而是扎根於社會。
「律」這個概念在今天有著多種多樣的含義。科學定律描述物體如何表現，但卻沒有解釋它們為何要遵循這種定律。遵守定律沒有獎勵，或者違背定律不會遭到懲罰，而且在岩石和行星上都同樣適用。對於社會和宗教領域而言，法律和戒律不是描述人實際上做了什麼，而是他們應該怎麼做，它們為服從提供理由——要成為一個好人，或者避免懲罰。這兩種情況都用到了「律」這個概念，但今天這兩種概念沒有多少共同點。然而，當這種概念第一次出現時，人們並沒有對人類的法律和非生命世界的定律進行區分。人們認為非生命體遵循定律的方式和人類受到宗教以及倫理道德支配的方式是一樣的。
法律的概念來源於宗教。34當早期的美索不達米亞人環視四周時，他們看到一個處於混沌狀態邊緣的世界，是喜愛規則的天神——儘管是範圍極小且專制的那種——把它解救出來的。35這些人類化的天神所作所為都和我們一樣出於情緒或者一時的興致，常常干涉人類的生活。一切都由神掌管著——確切地說有上千個神——包括掌管釀酒、農業、抄寫、商業和手工業的神，還有一個專門掌管牲畜圈捨的神。也有妖神——他引發流行病；還有一個被稱為毀滅者的女神，她會殺死幼童。每一個城邦不僅有屬於自己的主神，主神之下還有一眾從屬神，他們扮演著看門人、園藝師、大使和理髮師的角色。
對這些神的崇拜還包括接受一套正式的道德規範。很難想像沒有法律系統保護的生活將會變成什麼樣子，但在這些城市出現之前，遊牧部落並沒有成文的法律條款。當然，人們知道哪些行為會受到歡迎，而哪些行為會招致批評，但這些行為規範並沒有被提煉成像「不得殺人」這樣的法令。人的行為不是遵循一套法律條文，而是依據不同的情形，或者出於對他人看法的擔憂，或者是擔心遭到權勢人物的報復而有所變化的。
美索不達米亞的城市之神對人們的道德提出了具體的要求，這些需要它的子民遵守的正式規則包括「幫助他人」和「不得在河裡嘔吐」。這是第一個由權力階層下達的我們或許可以認定為正式法律條文的案例。36違反這些要求會付出很大的代價——犯罪分子據說會遭到惡神降予「傷寒」「黃疸」和「咳嗽」的懲罰，給他們帶去疾病甚至死亡。
神也會借助俗世的統治者來行使自己的權力，這些統治者的權威來自他們與神之間的聯繫。在公元前18世紀第一個巴比倫帝國出現之時，一套基本上統一的有關自然的神學理論出現了，在這套理論中，一位偉大的神制定了涵蓋人和非生命世界行為的法律。37這套民法和刑法被稱為《漢謨拉比法典》。它以巴比倫王的名字命名，該王在偉大的神馬杜克的授權下「給大地帶去公正的規則，去摧毀沒有道德和作惡多端的人」。
《漢謨拉比法典》於公元前1750年在漢謨拉比去世前一年頒布。它並不是維護民主權利的典範：上層階級和皇室被賦予優待，享受各種特權，而奴隸則可以被買賣，或者殺害。但這部法典確實含有公正的條款，和《摩西五經》一樣都有「以眼還眼」的內容，但後者要到差不多1 000年之後才出現。比如，《漢謨拉比法典》規定任何犯下搶劫罪的人都將被處以死刑；趁滅火之機竊取財物的人將被投入火中；任何「神的姊妹」開酒館都要被燒死；因為「過於懶惰」不去維護好自家水壩而引發洪水的人必須償還每一粒被毀壞的玉米；向上帝發誓說自己遭到搶劫的人應該把別人托付給他的錢如數奉還。38
《漢謨拉比法典》的條文雕刻在一座8英尺（2.44米）高的黑色玄武岩上，很顯然就是為了方便人們觀看和參考。這塊石頭於1901年被發現，現在在盧浮宮展出。和金字塔不同，它並非一個偉大的物質成就，而是一個不朽的智力成就，它代表著一種將古巴比倫社會生活各個層面納入一套秩序和理性的框架之中的嘗試——內容涉及商業、貨幣、軍事、婚姻、醫藥、道德等——迄今為止，它是人們發現的最早的一部由統治者為其子民制定的完整的法律體系。
正像我說的那樣，人們相信馬杜克不僅統治著他們，還掌管著他們的物質財富；他給天上的群星制定法律，就像他給俗世的人制定法律一樣。所以在制定《漢謨拉比法典》的同時，馬杜克還為自然制定了一種法規。這些統治我們稱為「非生命世界」的法律構成了最初的科學定律，因為它們描繪的是自然現象的運行方式。39然而，它們並不是現代意義上的自然法則，因為它們只是模糊地描繪了自然是如何運行的；和《漢謨拉比法典》一樣，它們是馬杜克要求自然去遵守的命令和法令。
自然會像人一樣「服從」規則的觀點還將持續上千年。比如，古希臘最偉大的自然哲學家阿那克西曼德曾經說萬事萬物都來源於一種初始物質，最終也將變回這種物質，以免它們不得不「因為違背了時間的命令而為它們的不法行為繳納罰金或者接受懲處」。40赫拉克利特也同樣說過「太陽不會違反它的標準，否則（正義女神）將找到（並且懲罰）他」。41事實上，「天文學」這個表述來源於希臘語nomos，意思是「法律」，和人的法律屬於同一種概念。直到17世紀初期的開普勒時代，「法律」的這個表述才開始以現在的意義被使用，它意味著一種建立在觀察之上的概括，這種概括描述了某些自然現象的表現，但並沒有試圖去賦予它一個目的或者動機。儘管如此，這一轉變也並非突然，因為儘管開普勒偶爾會寫一些數學定律，但他甚至相信是上帝命令宇宙去遵守「幾何美感」的原則，他還解釋稱行星的運動很有可能是行星的「大腦」在判斷它的角度，計算它的軌道之後產生的結果。42
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歷史學家埃德加·齊爾塞耳（Edgar Zilsel）曾經研究過科學定律概念的發展史，他寫道：「人類似乎非常想以人類社會的形式去解釋自然。」43換句話說，我們試圖描述自然法則的嘗試出自想要理解自己存在的天然意願，而我們的經歷以及我們成長的文化環境也在影響著我們探究科學的方法。
齊爾塞耳認為我們通過大腦創造故事來描繪我們的生活，我們把自己學到的和經歷過的東西拼湊在一起，最後就形成了我們是誰以及我們在宇宙中的位置的世界觀。由此我們形成了一組描繪自己個人世界以及生命價值的規則。在經歷戰爭之前，引導我父親生活的規則是社會的尊重、法庭的公正、市場上的食物——以及上帝的保佑。這就是他的世界觀，他絲毫不懷疑這些規則的有效性，就像一個科學家堅信自己的理論經得起任何測試一樣。
儘管恆星與行星間彼此牽引亙古不變，但在人類社會，顛覆法律也就是幾個小時的事情。這就是1939年9月發生在我父親以及無數人身上的事情。在此之前的幾個月裡，我父親在華沙修完了時尚設計課，買了兩台新的德國產縫紉機，並在鄰居家的公寓裡租了一間小屋子準備開一家裁縫店。那時德國開始侵略波蘭，到9月3日打到了他的家鄉琴斯托霍瓦。沒過多久佔領政府出台了一系列反猶法令，並開始沒收任何有價值的東西——珠寶、汽車、收音機、傢俱、錢、公寓，甚至孩子的玩具。政府宣佈猶太學校非法並將它們關閉。成年人被強迫戴上大衛之星的標誌。人們在街上遭到大肆掠奪，並強迫參加體力勞動。那些狂人只要有興致就可以隨意開槍殺人。
這不僅摧毀了我父親的物質世界，也無可挽回地改變了他的精神和情感支柱。然而可悲的是，大屠殺這樣的故事一直以不同的規模多次上演，之前如此，此後亦然。所以如果我們人類的經歷告訴了我們什麼是科學規律，我們也就不會驚訝下面的發現：在人類歷史的大部分時期，人類很難去想像一個被整齊的、絕對的規律統治的世界，而這些規則不會反覆無常、缺乏目的，也不受制於神。
即使到了今天，在牛頓提出了他那套極其成功的定律之後很久，許多人依然繼續選擇不去相信這些定律是普遍適用的。但是幾個世紀的發展讓科學家得到了回報，他們發現物理世界的定律和人類世界的法律遵循著完全不同的模式。
在愛因斯坦逝世前9年，76歲高齡的他這樣描述他對畢生追求的宇宙物理定律的理解：「在遠方有這樣一個巨大的世界，它獨立於人類而存在，在我們面前它彷彿是一個巨大的、永恆的謎題，我們只能通過觀察和思考有限度地靠近它。對於這個世界的沉思意味著解脫……通往這個天堂的道路……證明了它的可靠，我從未後悔自己選擇了它。」44從某種程度上講，我認為我父親在走到自己生命盡頭的時候也會從那個想法中找到類似的「解脫」的感覺。
對於我們這個物種來說，烏魯克只是破解這個永恆謎題的漫漫征途的開端。近東稚嫩的文明為人類的精神生活打下了基礎——接著又在這個基礎之上為我們帶來了一群創造數學、書寫語言以及法律概念的思想家。人類的思想將在希臘走向繁盛和成熟，這裡距離近東超過1 000英里（1 609.34千米）。偉大的希臘奇跡孕育了數學求證的觀念、科學和哲學學科，以及我們今天稱為「推理」的概念——這發生在牛頓出生前的2 000年。