在這本書中，我們會向你們介紹一種看待過去的新視角，它是由眾多不同學科的學者在晚近建構起來的，這些學科涉及歷史學、地質學、生物學以及宇宙學等。與以往相比，現在我們可以描繪更多的過去，而且可以做得更精確。因此，當前是各種歷史研究的革命性時刻。
在我們對過去的理解中，這些變化大多數發生於 20 世紀中期以後，某種程度上是我們所說的精密計時革命（chronometric revolution）的結果。
精密計時革命之前的歷史
精密計時革命的核心內容，是一系列為過去事件定年的新技術。
為過去的事件測定年代的方法，是我們理解過去的基礎。事實上，如果沒有日期，我們也就不可能有「歷史」。如果我們知道過去發生了什麼，但是不瞭解它的序列，不清楚它發生的時間，那麼，我們眼中的過去，就是一堆沒有意義、沒有深度、也沒有真實形狀的雜亂事件的堆積而已。日期有助於我們理解過去，因為它們允許我們以年代順序「描繪」過去，在時間中考察它的形狀。我們如此繪製的世界能夠為我們提供一種強烈的意義感。然而，僅僅幾十年之前，我們繪製過去的能力還非常有限。我們只能夠為極小一部分過去提供確切的年代，它們要麼恰好被人們記住了，要麼剛好有文獻記載。
20 世紀中期之前，書面文獻提供了最重要和最可靠的方式以確定過去事件的年代。結果，歷史意味著「通過書面文獻材料考察的過去」。
很不幸，儘管書面文獻為我們提供了許多可靠的日期，但是，它們也讓我們對過去的理解局限於過去很小一部分，即它們恰好闡明的那部分。於是，歷史僅僅指「人類的歷史」。更糟糕的是，在實踐中，歷史只不過是富有者和有權勢者的歷史，因為只有這些人能夠創作書面文獻（或者僱用書記官替他們完成）。由此而來的結果就是，在最近幾個世紀大眾識字率提高之前，歷史的主體是帝王將相、他們發動的戰爭、他們創作的文學以及他們信奉的神靈。過去的絕大部分處於黑暗之中，絕大多數人的經歷、思想和生活方式沒有留下任何文字記載。我們無法討論沒有文字的社會，除非那些能夠創作的人（希臘史學家希羅多德或中國史學家司馬遷那樣的人）恰巧提到了它們。即便如此，有讀寫能力的社會對那些沒有讀寫能力的鄰居做出的思考和討論，往往有悖事實。面對文字創造之前的時代，我們更是一籌莫展。而那些時代是相當重要的，我們現在已經瞭解到，那些時代至少涵蓋人類在地球上出現以來 95% 的時間。最後，歷史學把人類出現之前的一切事物排斥在外，儘管從 18 世紀以來，地質學家就著手理解地質事件發生的序列。總而言之，史學家對書面文獻的依賴，意味著歷史基本上是關於那些會寫作之人（他們只佔人類很小一部分）的歷史。因此，毫不奇怪，歷史事實上僅僅是政府、戰爭、宗教和貴族的歷史。
精密計時革命之後的歷史
20 世紀中期，測定過去事件年代的新方法的出現，改變了我們對過去的理解。此後，我們能夠為所有文獻都未曾記載的事件提供確切日期，這些事件可以回溯到地球上生命的起源，甚至宇宙的起源。
在這些新技術中，其中最重要的技術建立在放射性測年法（radiometric dating）之上。放射性測年技術的依據在於，放射性物質的衰變會遵循一種很有規律的節奏，最終形成新的子物質（daughter materials）。這意味著，如果你有一塊含放射性元素（比如鈾）的材料，你就可以測量有多少子物質（比如鉛）已經形成，從而能夠估算出這塊材料的形成時間。
20 世紀 10 年代，以這種方式使用放射性物質的潛能得到了重視，但是，放射性測年技術在當時還不太可靠，也不便宜，因而無法在 20 世紀 50 年代之前得到廣泛使用。碳－14 紀年法是最早得到廣泛應用的放射性測年技術，因為這種測年方法建立在碳的一種特殊形式（或同位素，同位素是同一種元素的原子，它們的內核具有不同中子數，因此，它們的原子重量也有點不一樣）的衰變之上。碳－14 測年由威拉德·F·利比（Willard F. Libby）於 20 世紀 50 年代早期開發。利比曾經在核武器工廠工作，工作人員也需要具備能力分離和測量特定元素（就核武器研製來說，是指鈾元素）的不同同位素。碳-14 測年革新了考古學，促使考古學有可能測定 5 萬年之前的含碳物質（包括生物有機體的絕大多數殘留物）。這比文獻記載的最早時間要古老 10 倍。很快，許多其他的放射技術得到開發，從而讓我們的年代學在時間上回溯得更久遠。這些方法使用了放射性物質，比如衰變很慢的鈾元素，這樣，人們就可以測定幾百萬年甚至幾十億年之前形成的物質的年代。1953 年，克萊爾·佩特森（Clair Paterson）通過測定隕石中鈾衰變產生的鉛，從而確定了地球的年齡。
其他非放射性測年法也得到開發。其中最重要的一種就是基因測年。1953 年，遺傳密碼（genetic code）的活動方式被發現，此後，人們就可以比較不同物種的 DNA 之間的差異。（DNA 是一種分子，存在於所有活的細胞中，它含有用來形成和維持分子的遺傳訊息，並且將那種訊息遺傳給子代的分子。更詳細的內容參見第 3 章。）1967 年，文森特·薩裡奇（Vincent Sarich）與艾倫·威爾遜（Alan Wilson）指出，大多數 DNA 會在漫長的時期內發生有規律的變化。這意味著，這種變化也可以被當作時鐘來使用。通過比較兩種相關物種的 DNA，我們可以大致得知它們在何時擁有共同祖先。基因測年改變了我們對人類自身以及對其他物種進化的理解。比如，基因測年表明，黑猩猩和人類在 700 萬年之前有著共同的祖先，這個發現在人類進化史研究中引起了一場革命。與此同時，天文學家和宇宙學家開發新方法來估算恆星的年齡，並進而估算整個宇宙的年齡。通過使用歐洲航天局普朗克衛星——2009 年發射升空用以研究宇宙背景輻射——傳回的數據，天文學家已經得到了關於宇宙起源時間的更精確數據！宇宙形成於 138.2 億年之前；在本書中，我們取一個約數，即 138 億年。
為過去事件測定年代能力發生的變化，改變了我們對過去的理解。1919 年，當 H. G. 韋爾斯（H. G. Wells）嘗試寫作一部「普世的」歷史作品時，他承認，他無法為第一屆奧林匹克運動會（公元前 776 年）之前一切事件提供確切的時間。今天，我們甚至能夠為宇宙起源之際的事件提供合理的時間。突然間，我們能夠在堅實的科學證據之上建構關於整個過去的歷史，這種情況在人類歷史上尚屬首次。
自然科學加入歷史學一起研究過去
一系列科學突破與精密計時革命密切聯繫在一起，它們使得科學本身對過去更加感興趣。在 20 世紀，宇宙學、地質學和生物學都變成歷史性學科。
18 世紀晚期之前，人們普遍以為，自然世界自誕生以來就很少變化。天文學家認為，恆星和星系始終如一。地質學家認為，即便地貌會發生微小變化，整個地球依然如故。包括現代生物分類體系奠基人卡爾·林奈（Carl Linnaeus，1707－1778）在內的大多數生物學家認為，今天的生物物種與地球誕生之初繁盛一時的物種沒什麼兩樣。
然而，早在 17 世紀晚期，地質學和生物學領域就有人開始提出質疑，其中主要原因在於人們對化石表現出日益強烈的興趣。像三葉蟲（現已不復存在）這類生物的化石表明，物種的混雜隨著時間變化而發生變化。高山上（比如阿爾卑斯山脈）海洋生物化石的發現，表明地貌在過去發生了劇烈變化。很顯然，在一定程度上，地球和自然世界都有其「歷史」。不過，如果沒有確切日期，我們也就無法精確地重建這種歷史。如此一來，「歷史」依舊是「人類的歷史」，而「科學」的研究對像依然被認為是世界上未曾隨時間流逝而發生重大變化的方方面面。
19 世紀和 20 世紀早期，地質學家、天文學家和生物學家開始意識到，過去與現在完全不一樣，他們面臨的主要挑戰之一，在於解釋世界如何成為今天的面貌。於是，天文學、地質學和生物學都成為歷史性學科。精密計時革命允許我們為生命有機體、地球甚至宇宙的過去創造一張精確的時間表。1953 年 DNA 結構的發現（參見第 3 章），使得人們可以更精確地（與以往相比）考察和解釋自然世界的變化。在地質學領域，20 世紀 60 年代出現的新範式即板塊構造論表明，地球表面在過去發生了根本變化。同時，它也有助於解釋地球如何以及為何變化。最後，同樣在 20 世紀 60 年代，宇宙背景輻射的發現，讓大多數天文學家相信，宇宙本身也隨時間的推移而發生演變，這種演變始於一百多億年前巨大的「爆炸」（參見第 1 章）。
突然間，我們必須以全新方式思考過去。我們現在能夠研究的，不是過去幾千年的人類史，而是數億年前的過去，包括生態圈、地球以及整個宇宙的歷史。我們能夠著手建構關於整個過去的歷史！