假設有個西班牙農民，在公元1000年沉沉睡去，等到他醒來的時候已經過了500年，雖然這時哥倫布的水手已經登上新大陸，但他看看四周的世界，還是會感到十分熟悉。這時的科技、禮儀和國界都有許多不同，但這位做了個李伯大夢的中世紀農民仍然能有家的感覺。然而，如果是某位哥倫布的水手做了這場夢，醒來的時候聽到的是21世紀的iPhone鈴聲，他會發現自己處在一個完全陌生、無法理解的世界。他很可能會問自己：「這是天堂嗎？還是地獄?!」
在過去500年間，人類的力量有了前所未有的驚人成長。公元1500年時，全球智人的人口大約有5億，但今天已經到了70億。 人類在1500年生產的商品和服務總共約合現值2500億美元， 但今天每年人類生產的價值約為60萬億美元。 在1500年，全人類每天總共約消耗13萬億卡路里，但今天每天要消耗1500萬億卡路里。 （看看這些數字，人口增加了14倍，生產增加240倍，消耗的能量增加了115倍。）
假設有一艘現代戰艦回到了哥倫布的時代，只要幾秒就能摧毀整個哥倫布的船隊，更能輕鬆擊沉當時所有世界強權的海軍，自己連個刮痕都不會有。只要有五條現代的貨櫃船，就能承載當時全世界所有船隊所運的貨物。 只要有一台現代計算機，就能儲存中世紀所有圖書館裡全數抄本和捲軸的信息，而且還剩下許多空間。就算把所有前現代王國的財產數量全部相加，也比不上現在世界上任何一家大型銀行。
在公元1500年，有幾個城市人口已經超過10萬，多數建材使用泥土、木材和稻草；只要有三層樓的建築，就已經算是座摩天大樓。街道是有車轍的泥土路，夏天塵土飛揚，冬天泥濘不堪，街上滿滿的是行人、馬匹、羊、雞，以及少數的運貨馬車。城市裡最常聽到的噪音是人聲和動物聲，偶爾還會聽到鎚子和鋸子的聲音。日落時分，城市景觀是一片黑，只有偶爾能見到的幾點燭光，或是火把閃爍。如果這種城市的居民看到了現在的台北、紐約或孟買，他會怎麼想？
在16世紀前，從沒有人繞地球航行一周。一直要到1522年，麥哲倫的船隊歷經72000公里的旅程，終於回到西班牙，完成了環球壯舉。這趟旅程耗時3年，幾乎所有探險隊員都在途中喪生，麥哲倫也是其中一員。而到了1873年，在科幻小說家凡爾納（Jules Verne）的想像中，富有的英國探險家福格（Phileas Fogg）已經可以只花80天就環遊世界一周。而到了今天，只要有中產階級的收入，任何人都能夠在48小時內輕鬆又安全地完成環球大業。
在公元1500年，人類還被局限在地面上。雖然可以蓋起高塔、爬上高山，但天空仍然是專屬於飛鳥、天使和神的領域。而到了1969年7月20日，人類登陸月球。這不只是一項歷史成就，更是一項演化上甚至是宇宙間的壯舉。在過去40億年演化期間，沒有任何生物能夠離開地球大氣層，更不用談要在月球上留下手印或足跡。
在地球上，微生物佔了全部有機體大約99.99%，但人類要到非常晚近，才對微生物有所認識。這並不是因為微生物與我們無關，相反的是，我們每個人身上都有數十億個單細胞生物，而且還不只是搭搭便車的關係。微生物可以說是我們最好的朋友，也是最致命的敵人。有些微生物可以幫助消化、健胃整腸，而有些則會導致疾病、造成感染。一直要到1674年，才有人第一次真正看見了微生物。當時安東·馮·列文虎克（Anton van Leeuwenhoek）自製了一台顯微鏡，用來觀察一滴水，他看到裡面有許多小生物動個不停，這讓他大吃一驚。在隨後的300年間，人類才開始認識了許許多多的微生物物種。時至今日，我們已經能夠治療大多數由微生物造成的致命傳染病，也能夠將微生物用於醫療和產業用途。像是我們可以用細菌來製造藥物、生物燃料，或是殺死寄生蟲。
然而，如果要在過去500年間挑出一個最重大、具代表性的一刻，一定就是1945年7月16日上午5點29分45秒。就在這一秒，美國科學家在新墨西哥的阿拉莫戈多引爆了第一顆原子彈。從這時開始，人類不僅有了改變歷史進程的能力，更有了結束歷史進程的能力。
將人類帶到阿拉莫戈多、帶上月球的這段歷史進程，稱為「科學革命」。在這場革命中，人類因為將資源投入科學研究，取得了巨大的新力量。之所以說這是一場革命，是因為一直到大約公元1500年前，全球人類還不相信自己能在醫療、軍事和經濟方面再有什麼突破。政府和富有的贊助者雖然也會將資金投入教育和作為獎學金，但一般來說只是為了維持現有能力，而不是取得新的能力。典型的前現代統治者會贊助牧師、哲學家和詩人，目的是請他們讓他的統治合法化，並且維護社會秩序，而不是要他們發明新的藥物、武器，或是刺激經濟成長。
但在過去的500年中，人類越來越相信可以靠著投資科學研究提升人類的能力。而且這不只是盲目的信仰，而是經過了反覆的證明。隨著證據越來越多，手中握有資源的富人和政府也就越來越願意投入科學。如果沒有這些投資，人類永遠不可能在月球上漫步，不可能操縱微生物，更不可能分裂原子。以美國政府為例，最近數十年投入數十億美元從事核物理研究。靠著相關研究，美國得以興建核發電廠，為美國產業提供廉價的電力，而產業又能納稅給美國政府，政府再撥其中部分繼續研究核物理。
為什麼現代人越來越相信自己能夠靠著研究取得新的能力？又是什麼促成了科學、政治和經濟的結合？本章先著重在現代科學的獨特性，以提供部分解答。接下來的兩章會再探討科學、歐洲帝國、資本主義經濟三者之間如何形成聯盟。
至少在認知革命之後，人類就很希望能了解這個世界。我們的祖先投入大量時間和精力，希望能找出支配自然界的法則。然而，現代科學與先前的知識體系有三大不同之處：
1.願意承認自己的無知。現代科學的基礎就是拉丁文前綴「ignoramus-」，意為「我們不知道」。從這種立場，我們承認了自己並非無所不知。更重要的是，我們也願意在知識進展之後，承認過去相信的可能是錯的。於是，再也沒有什麼概念、想法或理論是神聖不可挑戰的。
2.以觀察和數學為中心。承認無知之後，現代科學還希望能獲得新知。方式則是通過收集各種觀察值，再用數學工具整理連接，形成全面的理論。
3.取得新能力。光是創造理論，對現代科學來說還不夠。它希望能夠運用這些理論來取得新的能力，特別是發展出新的科技。
科學革命並不是「知識的革命」，而是「無知的革命」。真正讓科學革命起步的偉大發現，就是發現「人類對於最重要的問題其實毫無所知」。
對於像是伊斯蘭教、基督教、佛教、儒教這些前現代知識體系來說，它們假設世上所有重要的事情都已經為人或為神所知。這些全知者可能是某些偉大的神、某個全能的神或是某些過去的智者，通過經典或口傳，將這些智慧傳給後人。而對於平民百姓而言，重點就是要鑽研這些古籍和傳統，正確加以理解，就能獲得知識。在當時，如果說《聖經》、《古蘭經》或《吠陀經》居然漏了某些宇宙的重大秘密，而這個秘密又居然能被一般血肉之軀的人給發現，這簡直是不可思議的事。
對古老的知識體系來說，只會承認兩種無知的可能。第一種，「個人」可能不知道某些重要的事。要取得必要的知識，他該做的就是去問那些更聰明的人，而不是去尋找什麼還沒有人知道的事。例如，如果有一位13世紀的英格蘭農夫，想知道人類究竟是怎麼來的，他會認為基督教知識體系一定能有明確的答案。所以，他該做的就是去請教當地的牧師。
第二種，「整個知識體系」可能不知道一些「不重要」的事。就當時的定義來說，偉大的神祇或智者都懶得告訴我們的事，一定是不重要的。例如，假設我們這位英格蘭農民又想知道蜘蛛是怎麼結網的，他去問牧師也沒用，因為任何的基督教經典都不會提到這個問題的答案。然而，這絕對不代表基督教有什麼缺陷。反而是代表蜘蛛怎麼結網這件事根本不重要，人類無須知道。畢竟，上帝一定知道蜘蛛怎麼結網，而如果這件事這麼重要、會影響到人類的繁榮和救贖，上帝怎麼可能不在《聖經》裡面有完整的解釋？
基督教並不會禁止民眾研究蜘蛛。但研究蜘蛛的學者（如果中世紀歐洲真的有人研究蜘蛛的話）就必須有心理準備，知道自己在社會就是處於邊緣角色，而且不管研究結果為何，基督教永遠都是對的。所以，不管學者研究的是蜘蛛、蝴蝶，還是加拉帕戈斯雀，都只會被視為是無關痛癢的事，不會影響到社會、政治和經濟的基本真理。
事實上，事情永遠沒那麼簡單。就算是最虔誠、