地质学家沃尔特·阿尔瓦雷斯在20世纪70年代初在意大利考察时，在古比奥城外的石灰岩山脉中发现了一些迷人的东西：两层深色岩石夹着一层较浅的、半英寸厚的缝隙。深色部分充满了被称为有孔虫的微生物化石，而中间的区域几乎没有化石生命。
阿尔瓦雷斯和哥伦比亚大学拉蒙特-多尔蒂地球观测站的同事后来确定，中间层是在恐龙灭绝的准确时间形成的。更令人兴奋的是，他和他的父亲，诺贝尔物理学奖得主路易斯·W·阿尔瓦雷斯，发现这个没有化石的岩层富含铱，这是一种在地球上稀有但在太空岩石中相对丰富的元素。
将这些线索拼凑起来，阿尔瓦雷斯父子提出了一个激进的观点：6500万年前导致恐龙灭绝的大规模灭绝是由一颗巨大小行星撞击地球造成的，这次撞击释放出覆盖全球的碎片云，使地球陷入了数月的黑暗。1990年，地质学家在尤卡坦半岛北部海岸发现了这场灾难的陨石坑，证实了撞击理论在科学界的大部分观点。
那次成功之后，现在加州大学伯克利分校的沃尔特·阿尔瓦雷斯开始寻找其他利用科学阐明历史的方法——不仅是遥远的地质时代，也包括人类时代的事件。“自然而然地，地质学家会进行历史性思考，而人类历史也与我正在做的工作交织在一起，”他说。
有一天，他收到阿姆斯特丹大学社会学家弗雷德·斯皮尔的电子邮件，这种思考开始具体化。斯皮尔正在从事“大历史”领域的工作，这是一个统一的、多学科的叙事，涵盖从宇宙大爆炸到现在的万事万物。他问阿尔瓦雷斯是否对教授这门课程感兴趣，阿尔瓦雷斯同意了。“这是一颗落在肥沃土壤上的种子，”他说。
不久，阿尔瓦雷斯就开始撰写《圣弗朗西斯山脉》（The Mountains of Saint Francis），这本书追溯了意大利2.5亿年来的自然和文化历史。他在伯克利大学开设了一门广受欢迎的课程，将宇宙学和地质学与世界大战、体育和巴拉克·奥巴马融为一体。他还通过加入他的偶然性概念——罕见的、意想不到的事件（如小行星撞击），在眨眼之间改变世界——扩大了大历史的范畴。
《发现》资深编辑帕梅拉·温特劳布在阿尔瓦雷斯位于伯克利大学的办公室里采访了他。这是一个舒适的空间，装饰着他自己对过去的致敬：一张他妻子米莉年轻时的黑白照片，以及一块追溯到恐龙灭绝时期的亚平宁山脉岩石。
阿尔瓦雷斯说话轻声细语，天生乐观，但谈到大历史背后的重大信息时，他变得严肃起来。“地质学是21世纪最重要的科学，因为地球只有一个，而且越来越清楚的是，我们可能会对其造成无法维持我们生存的损害，”他说。“地质学家正在研究历史记录，以了解控制因素，以免我们陷入不稳定状态。”
你似乎把地质学抬高到其他科学之上。为什么？ 地质学比天文学和物理学复杂得多。如果你是一个早期的天文学家，你看着天空中光点。星星保持固定的排列，行星在那个模式下移动。十亿年前发生了什么都没有关系；重要的是你现在看到的。 Tycho Brahe 和 Johannes Kepler 的天才才弄清楚了天体运动， Isaac Newton 的天才才给了我们运动定律，但这些都是可以解决的问题。另一方面，如果你看像阿尔卑斯山或亚平宁山脉这样的山脉，你会看到一个极其复杂的岩石模式，它们的配置是因为数亿年的历史。
你的前辈是如何让地质学广为人知的？ 开创性的地质学家尼古拉斯·斯泰诺有一个在今天看来微不足道，但在17世纪却非凡的见解：如果你有一堆东西，较老的东西在底部。这不仅适用于你桌上的文件，也适用于野外的岩石。较老的岩石先沉积，较年轻的岩石在上面。斯泰诺是一位伟大的天才，因为以前没有人想到历史是写在岩石里的。
你是如何决定研究地质历史的？ 我喜欢在山里，在新鲜的空气和阳光下，微风吹拂，你可以看到从意大利的一边到另一边，所以地质学吸引了我。
你在意大利度过的时光帮助你解释了6500万年前恐龙的灭绝。这是怎么发生的？ 1970年，我获得了一项奖学金，并在罗马作为考古项目中的地质学家待了一年半。那里另一位地质学家邀请我参加一个在亚平宁山脉的野外研究项目，大约在佛罗伦萨的半路上。我爱上了那些山。当我被邀请去哥伦比亚大学拉蒙特研究中心做研究员时，我一直想回到意大利和那些我发现如此迷人的山脉。
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幸运的是，你能够与一位非常有帮助的同事回到亚平宁山脉。 是的，比尔·洛里，一位古地磁学家，他可以记录特定岩石或化石形成时地磁场的方向。那是1972年、73年，板块构造[地球地壳部分在数百万年间移动的理论，现已得到证实]刚刚出现。我们成了朋友，我们想，嘿，去意大利看看那里的土地是否因为板块运动而旋转会很有趣。当地的石灰岩是红色的，表明存在铁，因此有化石指南针。如果我们发现指南针倾斜了，就会表明意大利和大陆的其他部分已经旋转。结果这个想法不太奏效，因为有成千上万的基岩层，而且这些层可能会滑动。但我们偶然发现了其他东西——这些石灰岩记录了地球磁场的反转。
这些磁场逆转意味着什么？ 每隔一段时间，地球的磁场，在这里指向北和向下，就会反转并指向南和向上，这都是由于地球液态外核的对流造成的。科学家们首次发现证据表明，地磁场在地球历史上曾多次反转，方法是测量填补大洋中脊下方两个分离构造板块之间岩石的磁化强度。如果你在海面上方用船或飞机拖着磁力计，你会发现有这些磁条纹，每条条纹代表磁场的一次反转。这实际上是一个磁带录音机。
在这种情况下，你观察到的磁场反转不是记录在海底，而是记录在山脉的岩层中。 概念是相似的。山脉移动并抬升地球，就像海底扩张一样。我们也看到了黑白条纹，但这里有个很酷的地方。看看这些距离：它需要近一千公里的海底扩张才能记录与150米山脉沉积物中相同的时间量，所以地球正在运行两个磁带录音机。海底的那个运行速度快6000倍，因此它捕捉到更多的细节，但它不如山脉中的那个有用，因为我们可以将山脉岩石定到特定的时间段。
你是如何确定山中岩石的年代的？ 意大利古比奥中世纪城市周围的石灰岩含有被称为有孔虫的单细胞生物。它们是漂浮在地表水中的微小单细胞生物的微化石。每当一种新的有孔虫物种进化出来，它就会瞬间传播到所有海洋，并在变成岩石之前被沉积物捕获。
你说“瞬间”，是指与人类寿命相比很长的时间段，对吗？ 是的。如果传播需要一千年，在地质时间尺度上那也只是一瞬间。对于白垩纪的后半段（恐龙鼎盛时期）和整个新生代（当前时期）——基本上是过去1亿年——有孔虫是我们用来确定岩石年代的最佳工具。到20世纪初，微古生物学家们已经命名了有孔虫的属和种。他们绘制了它们的进化谱系，并将不同的物种与标准地质时间尺度的不同部分联系起来。
你的办公室里有块岩石样本——它能告诉我们什么？ 在这里你可以用肉眼看到一些斑点——那是有孔虫化石。再往上，除非你用显微镜，否则就看不见了。有孔虫几乎消失了，岩石的透明部分代表了有孔虫和其他物种的接近大规模灭绝。然后再往上，你又可以看到有孔虫了。
现在看来，有孔虫消失的那部分代表的是小行星撞击地球后的时间。你是否曾惊叹于那一次偶然事件改变了多少事情？ 一个大型物体的撞击是很容易不会发生的事情。它撞击地球的几率微乎其微。
如果那颗小行星没有撞击地球会怎样？ 那些有孔虫的后代会继续繁衍，恐龙也会。恐龙已经存在了1.5亿年，它们是地球上主要的巨型动物。哺乳动物永远无法取代它们——直到那次撞击发生，恐龙灭绝。你可以从古生物记录中看到，从那时起，哺乳动物爆发式地发展，变得庞大，多样化，并占据了主导地位。我们之所以能做到这一点，不是因为我们是更优越的生物。我们之所以能做到这一点，是因为偶然性——小行星撞击这个不大可能发生的事件——消除了竞争。我从历史中学到的最深刻的事情之一就是偶然性的重要性。这在我们每个人身上都是根本性的：一个来自肯尼亚小村庄的男人遇到一个来自堪萨斯州的女人，他们会生孩子的几率有多大？奥巴马出生的几率微乎其微。
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你受到耶鲁大学历史学家约翰·刘易斯·加迪斯的影响。他的作品如何与你的作品相关——特别是你关于偶然性和连续性的概念？ 加迪斯用类比地质学来解释历史，他写过我见过关于现在、过去和未来最深刻的论述。他说：“我更倾向于将现在看作是一个奇点……未来必须通过它才能成为过去。现在通过将连续性与偶然性之间的关系锁定到位来实现这一点。在奇点的未来一侧，这些是流动的、解耦的，因此是不确定的。然而，当它们通过时，它们就会融合，然后就无法分离。”重要的一点是，连续性是一种历史轨迹，如果你知道昨天发生了什么，你就能很好地知道明天会发生什么。偶然性是一个完全不可预测的事件，它彻底改变了一切……？
……就像杀死恐龙的那颗小行星。正是你对偶然性的兴趣把你推向了你最新的热情，大历史。大历史到底包含了什么？ 我们可能观察到的一切历史，从宇宙大爆炸开始。大历史将宇宙史、地球史、生命史和人类史汇集到一个单一的叙事中。
大历史的概念从何而来？ 大卫·克里斯蒂安发明了这个概念。他是一位在牛津大学受训并在悉尼麦考瑞大学任教的俄罗斯历史学家。他曾参加一个讨论教授历史最佳课程的会议。好吧，有人说，你们当然应该从希腊和近东开始。但那样就会把苏美尔和古埃及遗漏掉，所以我们应该从那里的中东开始，另一些人说。有人说新石器时代有所有这些小城镇。另一个人说，是的，但那是在石器时代和旧石器时代发展起来的。然后大卫怯怯地举起手说，你知道，如果你遵循这个推理路线，我看不出我们的历史课程有任何自然的时间比大爆炸更晚开始。现场一片死寂，然后他的一位同事说，好吧，你想教那个吗？大卫艰难地吞了吞口水说，是的，我想我愿意。作为一名历史学家，他对地质学、古生物学和天文学一无所知，所以他请同事们来做客座讲座。每隔一段时间，一位客座讲师就会说，我今年不能来了，我要请假。大卫就会说，我想我可以就那个话题讲课，所以他逐渐把自己变成了第一个“大历史学家”，并创造了这个词。
你的同事弗雷德·斯皮尔对大历史有不同的看法。 他喜欢用一个模糊的词，制度。制度的一个例子是历史上的时间间隔，比如石器时代、文艺复兴或第二次世界大战。制度也可以与一个既是时间间隔又独属于世界特定区域的地方相关——中世纪基督教就是一个例子。对我来说，大历史的四大制度是宇宙、地球、生命和人类。
大历史的基本问题是什么？ 当一个新的“制度”出现时，会发生什么变化？宇宙历史不会在地球历史开始时结束。大卫·克里斯蒂安说，我们实际上是在谈论复杂性的逐渐增加。例如，恒星形成需要氢和氦，但地球的运行并不依赖氢和氦。地球主要由较重的元素组成：镁、铁、硅和氧。这就是为什么早期宇宙中没有岩石行星的原因。你需要恒星生长直至爆炸成超新星，将宇宙物质加工成这些较重的元素，导致更多的恒星、更多的超新星和更多的重元素以及行星，然后，随着碳化学的出现，生命本身也随之诞生。
迄今为止，改变地球生命进程的最极端的偶然事件是什么？ 其中之一是微生物中光合作用的演化，即能将阳光转化为能量并释放氧气的能力。地球大气的氧化是迄今为止所有空气污染事件中第一次，也无疑是最伟大的一次。以前在地球表面自由活动的微生物被迫进入受限制的环境，如沼泽底部和我们胃的内部。另一个是蠕虫状生物演化出在沉积物中挖掘的能力。在此之前，任何沉入海底并被一点点沉积物覆盖的死亡有机物质都无法参与循环。我们谈论的是数亿甚至数十亿年前，那些碳才能再次进入生命周期。一旦这些生物能够挖掘，它们就使所有这些碳保持在循环中，从而加速了整个生物循环。
在他的著作《时间地图》中，克里斯蒂安将大历史的叙述比作创世神话。你同意吗？ 这是一个很好的思考方式。那些不关注科学的人对从中涌现出的故事的丰富性一无所知。它极其复杂，任何人都无法全部学习或理解。大卫曾说过，第一次年代学革命是当人们意识到他们可以超越记忆时。你可以通过询问你的父母了解一些过去的事情。历史学家意识到你可以阅读和查阅旧文件，发现数百或数千年前发生的事情，而这些事情没有人能记住。但是，仅仅在过去的两百年里，自从斯泰诺和第一批地质学家和古生物学家弄清楚如何阅读地球历史，以及仅仅在过去50年里，自从宇宙学家弄清楚如何调查宇宙历史以来，我们才看到大卫的第二次年代学革命开始展开。
这是传统历史学家对大历史的主要问题：你如何同时看待大局和细节？ 嘿，我们可以深入再深入，了解得越来越多，但这样一来，一切都变得越来越狭窄。历史学家有充分的理由怀疑宏大叙事，因为早期的尝试效果不佳。没有足够的信息来正确地完成它，导致了诸如社会达尔文主义之类的意识形态结论。历史学家倾向于怀疑任何被称为宏大叙事的东西，但即使是他们中的一些人最近也在一个名为世界史的领域中做出了努力，从文字或农业的开端，甚至从解剖学意义上的现代人类开始。对一些历史学家来说，历史意味着书面的人类历史。他们认为科学家可能在研究过去，但无论他们在做什么，都与历史无关。
那么，大历史是否预示着一种像物理学家正在寻找的那种宏大统一理论，能解释一切？ 物理学家喜欢谈论他们发现万物理论的目标，但我认为他们走错了路。至少他们取错了名字，因为对他们来说，万物理论是所有定律和过程的理论。过程远没有随着所有这些过程的运作而随时间展开的东西有趣，而那才是历史。大历史就是万物理论。物理学家所谈论的不是万物理论，而是万物如何运作的理论。物理学家在得到他们的万物理论时可能会失业，但他们不会让我们其他科学家失业。
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