1. 和 2. 查尔斯·达尔文的《贝格尔号航程》（1845）和《物种起源》（1859）[并列]
《贝格尔号航程》是所有自然史中最令人愉快、机智和文笔优美的作品之一，讲述了年轻的达尔文在1831年至1836年间前往南美、加拉帕戈斯群岛、澳大利亚并返回英国的旅程，这段旅程改变了他对生物学的理解，并促进了他进化思想的发展。达尔文描述了他的冒险经历，包括在火地岛与“野蛮人”的遭遇，在巴塔哥尼亚偶然吃到一种稀有鸟类（后来以达尔文的名字命名），以及笨拙地尝试骑加拉帕戈斯陆龟，让化石在纸上栩栩如生。
然而，达尔文的杰作无疑是《物种起源》，他在其中提出了自然选择的进化论。在该书出版之前，普遍的观点是，每个物种自神创之初就以其现有形式存在，而人类是享有特权的生命形式，超然于自然之外。达尔文的理论将我们从那个宝座上拉了下来。他担心宗教的反弹，将自己的思想保密了近二十年，同时通过额外的观察和实验来强化它们。结果是细节的洪流——似乎没有他没有思考过的物种——幸好以易懂、对话式的散文呈现。一个半世纪后，达尔文对进化的赞歌仍然值得聆听：“生命如此宏伟，”他写道，“从如此简单的开始，无数最美丽、最奇妙的形式已经进化，并且正在进化。”
“史上最重要的科学书籍。达尔文彻底改变了我们对生命的理解，对人类与世界上所有生物关系的理解，以及所有宗教的神话基础。”
——李·M·西尔弗，普林斯顿大学遗传学家
3. 艾萨克·牛顿的《自然哲学的数学原理》（1687）
“戏剧性”对于一本将一半篇幅用于椭圆、抛物线和切线解构的书来说，是一个不太可能用到的词。然而，其中展现的认知力量却能令人不寒而栗。《原理》标志着现代物理学的开端，始于熟悉的三大运动定律（“每一个作用力都有一个大小相等、方向相反的反作用力”是第三定律）。后来，牛顿解释了彗星的奇特路径，指出声波与池塘涟漪的相似之处，并提出了他著名的观点，即引力引导着月球的轨道，就像它决定了抛掷石子的弧线一样。文字枯燥但对于受过高中教育的人来说易于理解——这是一个与科学史上最顶尖的天才交流的机会。
“你不需要像我一样是一个牛顿迷才能真正觉得它引人入胜。我的意思是，这家伙竟然能搞清楚让鸟粪落在你头上的力与天空中行星的运动是同一个力，这难道不令人惊叹吗？这真是盖世奇才，不是吗？”
——理查德·A·弗里德曼，康奈尔大学精神病学家
4. 伽利略·伽利莱的《关于两大世界体系的对话》（1632）
教皇乌尔班八世批准伽利略撰写一份关于哥白尼新的日心说太阳系观点的中立论著。伽利略以三个人物之间的俏皮对话回应：哥白尼的支持者、一位受过教育的非专业人士和一位墨守成规的亚里士多德追随者。最后一位——一个名叫辛普利西奥的迟钝思想家——代表了教会的立场，伽利略很快就站在了宗教裁判所面前。伽利略给人留下了高超的叙述者的印象；他对近期天文学发现的讨论尤其唤起了一种令人振奋的发现感。相比之下，最后一部分，他错误地论证潮汐证明地球在运动，则显得令人着迷的粗糙。伽利略试图给教会的亚里士多德思想致命一击，却被自己对一个他确信是真理但无法证明的信念所绊倒。
“这不仅是世界历史上最具影响力的书籍之一，也是一本绝妙的读物。它清晰、有趣、感人，而且常常令人捧腹，很早就展示了科学写作不必枯燥乏味。”
——史蒂文·平克，哈佛大学认知科学家
5. 尼古拉·哥白尼的《天体运行论》（1543）
哥白尼等到临终前才出版此书，并在序言中写了一封向教皇保罗三世献媚的信，解释为何此书并非异端邪说。实际上，直到哥白尼去世很久以后，伽利略与教会的冲突才导致《天体运行论》被列入宗教裁判所的禁书目录（见上文第4条）。
哥白尼通过论证地球和其他行星围绕太阳运行（而非所有事物都围绕地球运行），引发了一场革命，科学思想首次敢于背离宗教教条。虽然不再被禁止，《天体运行论》却并非易读。书的扉页上清楚地警告：“不懂几何学的人勿入。”
6. 亚里士多德的《物理学》（约公元前330年）
相比之下，亚里士多德坚定地将地球置于宇宙中心，并将宇宙视为一套整齐的嵌套球体。他还错误地得出结论，认为事物在地球和天空中以不同的方式运动。然而，亚里士多德关于运动、变化和时间本质的论著《物理学》之所以脱颖而出，是因为他在其中提出了一种研究自然界的系统方法——这种方法盛行了两千年，并催生了现代科学方法。
“亚里士多德为经验科学打开了大门，与柏拉图主义对纯粹理性的热爱形成对比。你无法估量他对西方乃至全世界的影响。”
——亚瑟·卡普兰，宾夕法尼亚大学生物伦理学家
7. 安德烈亚斯·维萨里（Andreas Vesalius）的《人体的构造》（1543）
1543年，也就是哥白尼的《天体运行论》问世的同一年，解剖学家安德烈亚斯·维萨里出版了世界上第一本综合性图文并茂的解剖学教科书。几个世纪以来，解剖学家一直按照古希腊文献中的指示进行人体解剖。维萨里摒弃了这种陈旧的方法，亲自进行解剖，报告了与古人关于解剖学诸多方面的不同发现。数百幅插图，许多由提香工作室的学生精心绘制，令人惊艳。
8. 阿尔伯特·爱因斯坦的《相对论：狭义与广义理论》（1916）
阿尔伯特·爱因斯坦的理论颠覆了长期以来关于运动物体时间与空间并非绝对的观念。他指出，移动中的尺子在运动中会缩短；安装在该尺子上的时钟会走得慢。《相对论》为不熟悉基础数学的人而写，展现了爱因斯坦作为其思想的熟练普及者。
为了解释狭义相对论，爱因斯坦邀请我们登上了一列装满尺子和时钟的火车；对于更复杂的广义理论，我们乘坐宇宙电梯穿梭于空旷的空间。然而，正如爱因斯坦在序言中警告的那样，这本书确实要求“读者具有相当的耐心和毅力”。
9. 理查德·道金斯的《自私的基因》（1976）
在这本经久不衰的进化生物学普及著作中，道金斯提出，我们的基因并非为了延续我们而存在；相反，我们是服务于延续基因的有用机器。这种意想不到的视角转变，一种“基因视角下的自然”，对初学者来说是一种有趣的脑力挑战。相关的概念是：动物的利他行为并非为了“物种的利益”而进化，而实际上是伪装的自私。“就像成功的芝加哥黑帮分子一样，”道金斯写道，“我们的基因在一个竞争激烈的世界中，在某些情况下已经存活了数百万年。”
10. 乔治·伽莫夫的《一二三…无穷大》（1947）
著名俄裔物理学家伽莫夫用他自己迷人的素描插图讲述了这些故事，涵盖了从宇宙大爆炸到空间曲率以及我们体内神秘遗传物质的数量（DNA尚未被描述）等一系列科学领域。没有人能读完这本书并得出科学枯燥的结论。除了物理学家，谁会分析遗传物质的原子组成并计算如果从你身体的每个细胞中提取所有这些物质，它会重多少呢？（答案是不到两盎司。）
“影响了我成为物理学家的决定，也是我今天为公众写书的部分原因。”
——劳伦斯·M·克劳斯，凯斯西储大学理论物理学家
11. 詹姆斯·D·沃森的《双螺旋》（1968）
詹姆斯·沃森坦率甚至常常粗鲁地讲述了他发现DNA结构的过程，激怒了书中几乎所有提到名字的人，但它仍然是一流的科学著作。《双螺旋》带我们进入了一场混乱的竞赛，获胜者几乎注定会名扬四海并获得诺贝尔奖。
最令人痛心的是沃森对他与DNA研究员罗莎琳德·富兰克林会面时的贬损性描述。她的X射线晶体学图像显示该分子是螺旋状的，这是沃森和他的合作者弗朗西斯·克里克“借用”来构建DNA模型的关键数据。富兰克林于1958年死于卵巢癌，错过了1962年因该发现而获得的诺贝尔奖。也许是为了弥补，沃森在书的结尾处提到了她的关键贡献。
“我这一代遗传学家的‘肥皂剧’。”
——玛丽-克莱尔·金，华盛顿大学遗传学家
12. 埃尔温·薛定谔的《生命是什么？》（1944）
这本书长期以来一直是生物学家的经典著作，从诺贝尔奖获得者物理学家的角度描述了生命有机体与晶体等无生命物体有何不同。薛定谔仔细地概述了两类物体如何遵循不同的定律，并思考了生命体“秩序的典范”可能意味着什么。有些版本包括一篇自传体小品，其中薛定谔描述了他上学时关于达尔文教学的冲突，以及他对进化的迷恋。
“《生命是什么？》正是让弗朗西斯·克里克和20世纪50年代其他分子生物学先驱们对这个问题产生兴趣的最初原因。”
——史蒂文·平克，哈佛大学认知科学家
13. 卡尔·萨根的《宇宙的联系》（1973）
在NASA因阿波罗计划结束而陷入困境之际，萨根让公众和他的同事们重新认识了宇宙的宏伟，从我们太阳系中经常被忽视的行星开始。
他还倡导对外星生命的探索，并在行星被发现的二十年前就论证了其他恒星周围存在行星的可能性。电视连续剧《宇宙》将萨根带给了大众，但冒险始于这里。
14. 爱德华·O·威尔逊的《昆虫社会》（1971）
现代进化生物学之父在这本500页的论著中探讨了人人喜爱的爬行动物——蚂蚁、白蚁、蜜蜂和黄蜂——的生活和行为，其范围和细节是其他同类著作（可能除了他1990年的著作《蚂蚁》）无法比拟的。
它也为他1975年的经典著作《社会生物学：新综合》奠定了基础，该书探讨了当时备受争议的观点，即动物（包括人类）的社会行为具有深厚的生物学基础。这本书是一部心血之作，充满了作者对其微小生物的无限痴迷。威尔逊公开承认了他痴迷的古怪之处；献词写道：“献给我的妻子艾琳，她理解我。”
15. 史蒂文·温伯格的《最初三分钟》（1977）
温伯格上学的时候，“研究早期宇宙被广泛认为不是一个受人尊敬的科学家会投入时间的事情。”但在二战之后，雷达研究人员将他们的仪器转向天空，帮助将创世故事从神话领域带入科学领域。
温伯格是1979年诺贝尔物理学奖获得者，他在《最初三分钟》中首次提供了权威的、普及的大爆炸情景描述。1993年的一篇后记讨论了最近的进展。令人惊奇的是，只有对宇宙历史最初几分之一秒的描述发生了显著变化。
16. 雷切尔·卡森的《寂静的春天》（1962）
当《寂静的春天》首次出版时，批评者们纷纷指责卡森“歇斯底里”和“极端主义”。然而，这位海洋生物学家对DDT的精心记录的控诉，最终导致美国禁止使用这种杀虫剂，并催生了现代环保运动。卡森认为，DDT不仅不加区分地杀死昆虫，包括蜜蜂等有益物种，还会积聚在食物链顶端的鸟类和哺乳动物的脂肪中，导致蛋壳变薄，繁殖问题。
她对一个没有鸟的美国的寒心愿景仍然令人萦绕心头。“在美国越来越广阔的地区，”她写道，“春天现在没有鸟儿归来的预兆，清晨曾经充满鸟鸣美妙歌声的地方，现在却出奇地寂静。”
17. 斯蒂芬·杰·古尔德的《人类的错误测量》（1981）
在这部对不良科学的诙谐批判中，哈佛学者斯蒂芬·杰·古尔德旨在彻底驳斥生物决定论的观念。古尔德认为，几百年来，对人类智力的可疑测量，如颅骨大小或智商，一直被用来为种族主义、性别歧视和阶级分层辩护。
据古尔德说，即使是受人尊敬的社会学家和心理学家也曾使用伪造或不确凿的数据来支持西方人天生注定统治世界的信念。这本书引起了政治和科学界的批评，尤其是那些对古尔德过度简化或妖魔化他们的工作感到愤怒的社会科学家。
18. 奥利弗·萨克斯的《错把妻子当帽子的人及其他临床故事》（1985）
在这本关于患有不寻常神经系统疾病患者的记述中，萨克斯革新了几个世纪以来呈现临床病例研究的文学传统。这位杰出的出生于英国的纽约市神经学家并没有枯燥地报告每个病例，而是以生动的散文，带着乡村医生出诊般的温和情感和富有感染力的好奇心写作。
对他来说，患有图雷特综合征的男人和无法感知自己身体位置的女人是故事中的英雄。现在，大批研究人类大脑奥秘的神经科学家都将这本书视为他们最大的灵感来源。
19. 梅里韦瑟·刘易斯和威廉·克拉克的《刘易斯和克拉克日志》（1814）
历史上最著名的探险故事之一始于1804年5月14日，当时威廉·克拉克和他的探险队从密苏里河口出发，开始了一段为期28个月的史诗般的西行之旅，直到太平洋海岸。（梅里韦瑟·刘易斯两天后加入团队。）《日志》是他们探险的详尽记录，提供了对密西西比河以西未开发、未发展的美洲前所未有的了解。
团队的博物学家兼天文学家刘易斯和测量员克拉克记录了新的野生动物物种（郊狼、兔、骡鹿等）、不熟悉的地理特征以及与当地居民的互动。一份完整的《日志》及其配套材料阅读起来很费力（权威的内布拉斯加州版本有13卷），但一个删节版以易于阅读的大小囊括了所有冒险故事。
20. 理查德·P·费曼、罗伯特·B·莱顿和马修·桑兹的《费曼物理学讲义》（1963）
物理学家理查德·费曼不仅因其在量子电动力学方面的工作于1965年获得诺贝尔奖，他还曾为旧金山芭蕾舞团演奏邦戈鼓。备受喜爱的著作《你真是个玩笑，费曼先生！》讲述了他的喧嚣冒险，但这些在20世纪60年代加州理工学院教授的本科物理学讲义，才是费曼对各级学生的真正馈赠。
前94节讲座涵盖了从牛顿力学到电磁学等广泛的基础物理学知识，而最后21节则深入探讨了量子力学。费曼独特的幽默感和无与伦比的解释将这些课堂讲座提升为经久不衰的经典。
“费曼，这位恶作剧天才，无论你从事哪个领域，都会被他吸引。要理解他的讲座，了解一些基本物理知识会有帮助，但他拥有如此闪耀的头脑，并且擅长比喻，以至于你可以在没有正式理解复杂数学的情况下，在一定程度上掌握现代物理学中正在发生的大量事情。”
——理查德·A·弗里德曼，康奈尔大学精神病学家
21. 阿尔弗雷德·C·金赛等人合著的《人类男性性行为》（1948）
这本是金赛报告两部曲中的第一部，出人意料地成为畅销书。它以数千次访谈中提炼出的对性行为的原始、技术性描述，首次记录了人们关起门来真实的行为。
许多研究人员认为这本书存在缺陷，因为它存在抽样偏差：受访男性大多年轻、白人且乐于参与。然而，这项工作仍然是20世纪科学勇气的杰出典范，它坚持将性行为描述为人类健康的身体功能，并且文化禁忌不应阻碍科学。
22. 黛安·福西的《迷雾中的大猩猩》（1983）
福西以色彩丰富的方式描绘了非洲山地大猩猩的生活和行为，记录了她在遥远雨林中与这些神秘动物共居的13年。作为著名人类学家路易斯·利基挑选来对类人猿进行实地研究的三位门生之一，福西坚定、投入，但也常常愤怒——因为大猩猩栖息地不断减少，尤其是它们面临盗猎者的威胁（盗猎者可能对福西1985年的遇害负有责任）。在《大猩猩》一书中，她留下了一份科学宝藏，因她为这些平静、聪明的生灵献身而更显悲怆。
23. 罗伊·查普曼·安德鲁斯的《幸运星下》（1943）
罗伊·查普曼·安德鲁斯在20世纪通过带领五次机动探险深入戈壁沙漠的未知区域，创造了科学史。他带回了相当于古生物学黄金的发现：超过350个新物种（包括原角龙和迅猛龙）、白垩纪哺乳动物的第一个化石，以及第一个恐龙蛋巢。
他还带回了许多狂野的故事，这些故事都被编织进了这本引人入胜的自传中。有传闻称，这位戴着软呢帽、讨厌蛇、不畏死亡的探险家可能是好莱坞印第安纳·琼斯的原型。
24. 罗伯特·胡克的《显微图谱》（1665）
《显微图谱》在当时是一项革命性的发现，揭示了以前隐藏的微观世界。胡克是复式显微镜的早期开发者之一，他使用他的设备观察苍蝇的眼睛、蜜蜂的毒刺、毛发、刷毛、沙粒、种子等等，用文字和精美的插图记录了每一个细节。
原版书重达三磅，所以现在提供的数字版本更方便，但翻阅印刷版，像发现隐藏的宝藏一样，欣赏每一幅精美细致的图画，那种感觉是无可替代的。
25. 詹姆斯·洛夫洛克的《盖亚》（1979）
作为一名科学仪器发明家，詹姆斯·洛夫洛克似乎不太可能发起一场新世纪、地球母亲的环保运动。然而，这正是他通过《盖亚：地球生命的新视角》所实现的。洛夫洛克在书中提出了他大胆的想法，即我们的地球是一个单一的、自我调节的系统，被称为盖亚，其中“地球上所有生命物质，从鲸鱼到病毒，从橡树到藻类，都可以被视为一个单一的生命实体，能够操纵地球大气以满足其整体需求。”
洛夫洛克此后完善了这一假说，许多科学家曾批评其带有准神秘色彩，他指出他从未暗示盖亚是一个有感知能力的生命体。
