《宇宙與人》解說詞

《宇宙與人》解說詞宇宙，星光燦爛，其中深藏著物質(zhì)運(yùn)動的偉大力量，它最不可思議的是，一個純粹的物質(zhì)世界，卻能創(chuàng)造出智能，自從人類發(fā)現(xiàn)了這種叫做基因的結(jié)構(gòu)之后，就可以相信，哪怕是塵埃，只要經(jīng)過特別精致的編排，就能締造出像生命這樣高級物質(zhì)形態(tài)，并且只要給它足夠的時間和空間，它就能化演出智能。物質(zhì)的宇宙能夠演化出生命，目前我們唯一所知道的就是我們自己的太陽系，但準(zhǔn)確地說，生命很吝嗇地只選擇了它的第3顆行星———地球，生命在這顆星球上誕生并且改造這顆星球長達(dá)近40億年。從生態(tài)上看，地球的美麗是獨一無二的，然而今天的地球因為有了人類，就不僅是生態(tài)星球，同時還是一顆文明星球。地球上唯一直立行走的智能生物———人類，今天已經(jīng)非常輕松地生活在這顆行星上，但是，從古老文明走到現(xiàn)代文明，人類付出了巨大的代價。而二者之間的跨越的關(guān)鍵，恰恰要取決于人類認(rèn)識宇宙的深度。望遠(yuǎn)鏡的原始創(chuàng)意盡管有很多史前文明都顯示了人類認(rèn)知宇宙的興趣，但在中國四川西部三星堆發(fā)現(xiàn)的3000多年前的青銅器，大概是表現(xiàn)得最執(zhí)著的了。這是一個向往飛翔的古老集體，鳥是他們普遍的偶像，鳥的眼睛被深深地崇拜著，而他們自己的眼睛，更被夸張地塑造了。這可能是人類最早的期望通過眼睛這個器官的延長，而求索宇宙的向往，這也許是望遠(yuǎn)鏡的最原始的創(chuàng)意。事實是，這種愿望終于在400多年前得到了實現(xiàn)。人類的眼睛真的延長了，望遠(yuǎn)鏡給人類文明所起的作用，可以說超過一切其它單件的工具，因為沒有它，就沒有可能了解天體的基本運(yùn)動，也就沒有對神的勇敢的否定，就沒有可能在天體的觀察中得到的牛頓定律，也就沒有以這個定律為基礎(chǔ)的現(xiàn)代工業(yè)社會。人類在400多年前通過望遠(yuǎn)鏡在宇宙中獲得了駕馭物質(zhì)的法則，于是，我們的生活就從此日新月異。太陽是我們擁有的一顆恒星。今天，人類對宇宙已經(jīng)看得更遠(yuǎn)，理解得更深刻，這種理解使我們已經(jīng)能夠認(rèn)識宇宙作為一個整體的物質(zhì)運(yùn)動，并且更加明確地認(rèn)識到我們是物質(zhì)運(yùn)動的結(jié)果，而宇宙中的星辰，就是全部物質(zhì)運(yùn)動的最重要的動力。我們把自己擁有的一顆恒星叫做太陽，它的光輝對地球的生命是最根本的，陽光在地球表面已經(jīng)掠過了40多億年，今天的生態(tài)就是純粹陽光的塑造，這種塑造使得地球擁有了一個長達(dá)40億年的生命鏈，這個鏈條其實就是固體的陽光，因為生命的本質(zhì)的含義就是把光能變成物質(zhì)的新陳代謝。現(xiàn)在，我們可以精確地知道，這顆價值非凡的發(fā)光體非常的巨大，它的直徑相當(dāng)于110個地球，它的表面是6000度的高溫，經(jīng)過一億五千萬公里空間的傳輸，地球只得到它的光輝的5億分之一，但這已經(jīng)足夠了。它的質(zhì)量相當(dāng)于33萬個地球，但盡管這么大，如果全部是煤，發(fā)出同樣的光和熱只能燒幾千年。然而，它穩(wěn)定地?zé)?0億年，是什么東西這么經(jīng)燒呢？人類的燃燒概念是火，用一堆樹枝燃燒幾個小時，這就是我們的獲取能量的概念。這個基本的方式一直主導(dǎo)著人類的文明，但這種燃燒根本沒有使用宇宙中真正的能量寶庫———原子核，在本質(zhì)上，木頭的燃燒只是原子們互換位置放出一些化學(xué)能，燃燒后，原子核的質(zhì)量一點沒有減少。而太陽的燃燒和篝火原理完全不同，它在讓原子核燃燒。愛因斯坦用著名的質(zhì)能轉(zhuǎn)換的公式計算出，核能量能達(dá)到普通化學(xué)能量的2000萬倍。宇宙中最高效的核能是氫聚變成氦，也就是4個氫原子聚變成一個氦原子，這個過程可以有千分之七的物質(zhì)轉(zhuǎn)換成能量，雖然只有千分之七，但物質(zhì)的能量太大，如果把1000克氫原子中千分之七的物質(zhì)轉(zhuǎn)換成能量，就相當(dāng)于4000噸石油和6000噸煤。在一節(jié)只能燒幾分鐘的樹枝中所蘊(yùn)藏的核能，足以把一盞100瓦的燈泡點亮100萬年。太陽就是一個奢侈的使用核能的天體。宇宙的物質(zhì)結(jié)構(gòu)那么，怎樣才能燃燒原子核呢？這就要看我們宇宙的物質(zhì)結(jié)構(gòu)了。物質(zhì)本身沒有行為，而物質(zhì)中蘊(yùn)含了4種力卻決定了宇宙的一切。其中最強(qiáng)的是強(qiáng)力，它存在于強(qiáng)子之中，核能就是靠它產(chǎn)生的，但這種力只在原子核的直徑范圍起作用，所以，產(chǎn)生核能就必須讓它們相互接觸，也就是核聚變。核聚變必須有中子，而另一種弱力，能使質(zhì)子衰變成中子，并釋放出射線，這個力是核聚變不可缺少的。而能否使核聚變發(fā)生，關(guān)鍵卻在于電磁力，它比強(qiáng)力弱100多倍，不過它延伸得比強(qiáng)力遠(yuǎn)，所以一般情況下強(qiáng)力被電磁力封閉著，如果突破不了電磁力，就不會有核聚變。其實電磁力是一種非常溫和而美好的力，它天生就有正和負(fù)，永遠(yuǎn)不會過分，所謂陰陽生萬物，因此它就構(gòu)成了宇宙中最豐富的物質(zhì)演化，包括生命。引力是最弱的力，在單個原子中比電磁力弱幾萬萬億倍，但宇宙對它幾乎沒有限制，因此它將會以多勝少，最終統(tǒng)治宇宙。構(gòu)成我們生命的主要是電磁力，強(qiáng)力和弱力被封閉著，而引力在我們身體中可以被忽略，但我們的身體卻能感覺到地球的引力，因為引力會隨著物質(zhì)的增大而顯示出來。我們舉起重物時，就是肌肉中的電磁力在和地球的引力做抗衡，人們很多的鍛練方法，就是用地球的引力來增長我們肌肉中的電磁力的能量。是引力最終打敗電磁力，是當(dāng)一個物體變得像太陽這么大的時候，這不僅能控制地球圍繞它旋轉(zhuǎn)，同時它的每個原子的引力都向中心塌縮并輸送壓力和熱量。而由于太陽的質(zhì)量巨大，因此它的引力就可以積累到極高的溫度，溫度越高，原子核運(yùn)動速度越快，當(dāng)達(dá)到1000萬度時，原子核的電磁力將無法阻擋高速奔跑的原子核相互碰撞的力量。于是原子核的強(qiáng)力終于在瞬間的結(jié)合并讓物質(zhì)釋放出巨大能量，這就是核聚變，是太陽以及宇宙中所有恒星誕生的方式。人類非常羨慕這種能源，但是目前只能破壞性地使用，這就是氫彈，一朵這樣的核聚變云能輕易地抹平一座幾百萬人的城市，也許宇宙中所有的智能文明都要經(jīng)歷這樣的考驗：道德水平是否可以達(dá)到安全地使用宇宙中最強(qiáng)大的能源的程度。人類正在嘗試能夠把核能的破壞性變成建設(shè)性。坐吃而不山空這是在四川樂山的一尊唐代大佛，是一個一改休閑裝束而神態(tài)莊嚴(yán)的彌勒佛。按照佛經(jīng)的解釋，它被授予主管光明和未來的責(zé)任。巧合的是，就在它視線的前方，一座中國的核動力研究院正在研究未來的能源———核聚變。這里要解決的難題，是如何約束溫度極高的核反應(yīng)。由于地球上任何物質(zhì)都不能承受熱核反應(yīng)所需要的1000萬度以上的高溫，于是人們試驗用能量約束能量，用強(qiáng)磁場來懸浮聚變的核能。目前，“核老虎”的籠子正在和“老虎”較量，這些復(fù)雜的管道，也許不久就要編織出人類最輝煌的夢想。這一天也許真的不太遠(yuǎn)了。太陽的引力所造成的塌縮，不僅引發(fā)核聚變，而且塌縮的壓力還是約束核能的極好的容器。在巨大壓力下，太陽每秒鐘使用5億噸的氫原子參與聚變，其中有400萬噸的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為能量。這些數(shù)字聽起來挺大，但和太陽的總質(zhì)量相比，就微不足道了。太陽自存在以來，只損失了萬分之一的物質(zhì)。能量在它的大約70萬公里的深處的核心產(chǎn)生，要經(jīng)過1000萬年才能上升到表面，光在太陽的肚子里走得比蝸牛還慢，正因為這樣，這個能量的“億萬富翁”才能從容地使用自己的存款，坐吃而不山空。寒武紀(jì)生物大爆炸的確，我們需要一個如此長久的能源，因為地球上的生命存在了將近40億年，而太陽一定要比這個時間更長的存在，至少在沒有找到另一個宇宙生命模式之前，我們無法證明這個進(jìn)化的時間能夠縮短。不過，人們卻發(fā)現(xiàn)，整個的進(jìn)化史似乎被耽誤了很多的時間，真正的大型生命的進(jìn)化歷程實際上只有5億年左右，而大部分生命史都是在海洋中以微生物的形態(tài)消磨時光。這段時間居然有30多億年。人們發(fā)現(xiàn)生命的大型化和多元化全部集中在5億4千萬年前的寒武紀(jì)的地層里，而且它們似乎是突然的出現(xiàn)，非常整齊地站在了同一條進(jìn)化的起跑線上。這就是寒武紀(jì)生物大爆炸。寒武紀(jì)是一個偉大的時代，而中國云南澄江地區(qū)的帽天山更是這個時代的圣地，因為在這里發(fā)現(xiàn)了世界上最古老的寒武紀(jì)多細(xì)胞動物的化石。大爆炸是生物學(xué)家們感到困惑的地方，因為動物的大型化和多元化來得十分突然，而進(jìn)化的復(fù)雜性似乎被寒武紀(jì)蘊(yùn)藏的神奇力量給簡化了。究竟是什么力量突然把微生物變成了大型的多細(xì)胞的動物呢？在古老的年代，土壤中的含氧量很少，而寒武紀(jì)地層中的含氧量，隨著年代的走近而豐度增高。也許，正是這種氣體引發(fā)了地球生命的輝煌?，F(xiàn)在，地球的大氣中充滿氧氣，但是它們在天地之間一刻不停地循環(huán)，氧氣是最活躍的氣體，它總是很快地和其它物質(zhì)氧化，因此氧氣只能是保持流水作業(yè)。如果地球上的植物現(xiàn)在停止制造氧氣，那么地球上的氧氣很快就會枯竭。正因為氧氣的這種活性，它才能貫穿在大型生命的體內(nèi)，從而產(chǎn)生劇烈的體能和高級神經(jīng)的活動。不過，陸生植物制造氧氣的歷史非常短，只有幾億年，它們對地球氧氣的貢獻(xiàn)是錦上添花，而真正從零起步制造氧氣的，是寄居于海洋中的藻類，它們通過一種叫做葉綠素的細(xì)胞間復(fù)雜的分子的運(yùn)動，逐漸地把海洋中的二氧化碳轉(zhuǎn)換成了氧氣，地球上的氧氣全部都是從綠色毛孔中分泌出來的。這種分泌持續(xù)了幾十億年，才讓地球充滿了自由氧。這個過程如此漫長，是因為地球上存在著巨大氧消耗，大量的無機(jī)物都在被氧化，至今海洋中還蘊(yùn)藏著大量的氧化鐵礦脈。相信有一個時期，地球上的海洋都被鐵銹染成了紅色，那是鐵元素在呼吸。很可能，寒武紀(jì)是一個收獲氧氣的時代，因為這個時候的氧氣一定是生產(chǎn)大于消耗。當(dāng)海洋充滿氧氣并持續(xù)穩(wěn)定到一定的時間，使用氧氣的大型動物才能沒有后顧之憂地改變自己的形態(tài)，去充分地利用更好的能源。這種能源使得一部分動物身體結(jié)構(gòu)擴(kuò)大并且功能增多，就好像有了汽油才有汽車一樣，可以說，有氧才有生命的運(yùn)動。運(yùn)動是寒武紀(jì)生命的重要進(jìn)步，就像新司機(jī)剛剛上路，寒武紀(jì)的祖先們動作都很慢，它們小心翼翼，笨拙但絕對擁有了前所未有的自由。大爆炸到現(xiàn)在大約5億年，在這之后生命進(jìn)化的效率應(yīng)該是很高的，因此一個星球的生命能否縮短它進(jìn)化的歷程，關(guān)鍵是看多細(xì)胞生命誕生的時間表。當(dāng)然，寒武紀(jì)的地層還隱藏著許多的秘密需要去思考，但首先我們應(yīng)該感謝它，因為如果某種現(xiàn)在還不知道的因素再推遲生物大爆炸的啟動，那么，我們的命運(yùn)也許就是另一個樣子。太陽終究不是永恒的能源太陽終究不是永恒的能源，慶幸地球在5億年前啟動了多細(xì)胞生命的進(jìn)化，使我們對太陽沒有任何危機(jī)感。然而，太陽畢竟在燃燒中衰老，它的氫不斷地變成氦，最終，隨著核心溫度的增加，氦原子核將會再度突破電磁力的屏障而碰撞，發(fā)生新的核聚變。根據(jù)太陽的質(zhì)量計算，在大約40億年之后，太陽的氦聚變將開始啟動。這就是說，在太陽的核心，又誕生了一個新太陽，而這個溫度更高的太陽會把外面溫度低的太陽推出去，它的體積將會因此而膨脹一百萬倍以上，宇宙中恒星在衰老的時候?qū)@得非常輝煌，但這種輝煌將毀滅地球，恒星的臨近熄滅不僅不會減少熱能，恰恰相反，一個百億歲的太陽將會把幾億公里的范圍都變成火海，地球的一切生態(tài)構(gòu)成都將崩潰，并最終被它吞噬。太陽只有2次核聚變，90億年的氫聚變和大約10億年的氦聚變。當(dāng)氦燃燒完的時候，太陽的引力會繼續(xù)塌縮而且將沒有抵抗，此時，它的力結(jié)構(gòu)將會出現(xiàn)一些不穩(wěn)定而噴出一些外圍的物質(zhì)，然后這些物質(zhì)會形成艷麗的光環(huán)。在宇宙中有許多這樣的氣體光環(huán)，這些都是類似我們的太陽這樣的恒星的死亡符號。如果它們之中有被孕育過的生命，不知它們有沒有足夠的時間進(jìn)化到智能，并且在它死亡之前尋找到新的居住地，幸運(yùn)的是，人類有至少40億年的時間來做準(zhǔn)備。死亡太陽的大部分的物質(zhì)依然被引力牢牢控制著，但因為引力不足以引發(fā)比氦元素更重的碳元素的核聚變，所以這顆星球只有忍受塌縮，成為一顆和地球直徑差不多，但比地球重幾十萬倍的白矮星。盡管它模樣改變了，但它的引力仍然能夠控制太陽系剩下的天體。宇宙演化最重要的動力在宇宙中，恒星的分類是按照它們死亡的方式，一類像我們太陽這種，最終安靜地成為白矮星，另一類是比太陽大8倍以上的恒星，它們的死亡是爆炸。恒星越大，壽命就急劇地縮短，質(zhì)量差3倍，壽命就差750倍。也就是說，一個比我們的太陽大3倍的恒星，它的壽命就只有1300萬年。所以，生命的進(jìn)化是不可能托付給大恒星的。但是，宇宙的物質(zhì)的豐富和流動，卻全靠它們。宇宙在過去有過一個非常單調(diào)的開端，只有氫元素和少量的氦元素，然而宇宙在成長，而成長的標(biāo)志就是重元素的增加，這種增加使宇宙越來越豐富。宇宙的所有的奇跡，都是在有了完整的元素制造之后。而制造元素，就是把氫元素以不同的數(shù)目聚合，而要完成所有元素的聚合的場所，就是擁有巨大引力的大恒星。從豐富物質(zhì)角度來說，大恒星是宇宙中的精品，它們不僅能生產(chǎn)所有的元素，而且由于恒星越大，壽命越短，因此周期也短。所以，恒星的巨無霸是宇宙制造元素效率最高的工廠。不過，宇宙中最大的恒星的質(zhì)量極限是一百個太陽，如果再大，就會因為自身的核反應(yīng)過猛而解體。引力制造元素，但也束縛元素，小恒星大約能制造出十來種元素，但這些元素最終不能在宇宙中流動。大恒星能制造更多的元素，一般超過太陽質(zhì)量8倍以上的恒星就能使聚變一往無前，其核心達(dá)到幾十億度的高溫不斷地創(chuàng)造不可思議的聚變，每次聚變所產(chǎn)生的能量都使恒星膨脹得更大一些。于是它就像洋蔥一樣形成令人吃驚的多層核聚變的巨大空間，這個空間可以達(dá)到100億公里，裝下整個的太陽系。在聚變的深入過程中，恒星變得越來越危險了。因為元素越重，聚變提供的能量越少，而巨大的恒星又必須靠不斷釋放的核能支撐，然而，當(dāng)聚變到排列第27位的鐵元素時，搖搖欲墜的恒星遭受到最致命的破壞———因為鐵元素的結(jié)構(gòu)極其穩(wěn)定，它在聚變時不釋放能量。于是，巨大而膨脹的恒星將會因核心失去支撐而倒塌。因此，恒星粉碎性的爆炸，能量的狂飆掃蕩天庭，這就是超新星爆發(fā)。此刻它的能量相當(dāng)于正常恒星的100億倍。在這個超能量的瞬間，宇宙中所有的元素都被聚變出來了。像金銀首飾這種重元素，就是在超新星的爆炸中誕生的。當(dāng)我們佩戴它們時，要記住宇宙制造高檔產(chǎn)品確實是代價很高，它需要報廢一顆至少比太陽大8倍以上的恒星，才能使我們披金戴銀。太陽系的構(gòu)造超新星的爆炸使物質(zhì)擺脫了引力的束縛，但鐵元素的核卻墜入引力的深淵，巨大的塌方把電子都壓進(jìn)了質(zhì)子，于是質(zhì)子全變成了中子，而中子之間沒有電磁力的排斥，原子核可以相互緊緊地挨在一起，這就形成了最致密的物質(zhì)———中子星。它1立方厘米的質(zhì)量能達(dá)到10億噸，而它引力強(qiáng)大到讓光都要成拋物線才能掙脫。把一個幾百萬公里直徑的物體壓縮成只有30公里的直徑，就是中子星，而同時被壓縮的還有磁場。這是一個匪夷所思的超高能核電站，它可以把表面附著的電子像高壓水柱一樣噴射出去，它們所具有強(qiáng)烈的方向性可以成為宇宙定位的燈塔。十幾年前，人類尋訪外星生命的一艘飛行器上所攜帶的人類的自我介紹，就是用多顆中子星為地球做定位。一些大的超新星爆炸之后，將會產(chǎn)生引力的奇跡———黑洞，巨大的引力把物質(zhì)化為無形，因為連光都要被吸回它的表面。如果把地球壓縮成一個核桃，就是黑洞，因為地球其實是一個強(qiáng)力和電磁力支撐的物體，如果把原子核都?xì)缌耍厍蚓蛯⒊蔀閹桌迕字睆降臐饪s引力的載體，黑洞的存在已經(jīng)被證實。超新星是宇宙中4種力配合的杰作，它們共同建造一個巨大的原子鍋爐，然后以鍋爐的崩潰所激發(fā)的能量完成所有元素的制造，并且在最后的瞬間把元素都徹底地拋灑出去。正因為有這種拋灑，物質(zhì)才有可能演化，否則，就像有錢不去投資，再多的財富也將沒有任何意義。恒星以自身的毀滅，造就了宇宙中最偉大的新生。在超新星的物質(zhì)彌漫之后，引力將會再次把這些物質(zhì)凝聚成天體，大的塌縮成恒星，小的形成行星，如果這顆恒星有較長的壽命，而它的周圍有若干合適的行星圍繞，那么這個長壽的核能和比較靠近它的行星上豐富的宇宙元素的光和熱交流，就可能最終產(chǎn)生宇宙中最復(fù)雜的物質(zhì)形態(tài)——生命。不過，恒星遠(yuǎn)不是一顆完全慈善的能源，它是核能而不是簡單的火爐，它的光輝中有一半以上都對生命有嚴(yán)厲的傷害，一些高能射線會破壞生命的分子結(jié)構(gòu)。因此，生命必須生存在一顆既能得到恒星的能量，又能排除它的傷害的星球上。這就要求行星有一個氣體的外殼，因為氣體分子所產(chǎn)生的振蕩，可以把許多高能射線攔截住。太陽系一共有9顆行星，其中有4顆巨大的行星，它們都是氣體的，這證明宇宙中星球越大，氣體越多。因為氣體是宇宙的主要物質(zhì)，但又是活躍的物質(zhì)，星球小了就抓不住它們。于是，盡管像水星這樣的重元素的星球已經(jīng)在一顆非常好的恒星的附近，但它質(zhì)量太小，因而抓不住任何氣體，所以就不能對恒星的光輝有所篩選。因此在水星這樣光禿禿的星球上，生命將遭到無情的殺戮?；鹦潜人且笠恍幸粚訕O為稀薄的大氣層，但是在火星上生命依然不能裸露。因為這層大氣不能阻擋肉眼看不見的高能射線對地表的轟擊。我們看到的火星的橙色天空，其實是一個假像，這不是大氣，而是被風(fēng)刮到天上的塵埃。由于火星引力小，自轉(zhuǎn)快，所以風(fēng)特別大。如果這些塵埃落地，火星的天空就是黑暗的。目前，火星沒有任何確證為生命的信息。在巖石行星中，只有金星和地球非常相似，它在這個位置，似乎就是宇宙讓生命在太陽系的孕育有一個雙保險。金星的質(zhì)量只略比地球輕一點，因此它的物理條件幾乎和地球完全相同。當(dāng)然，它有足夠的大氣層，但是，令人困惑的是，金星沒有藍(lán)天，而是二氧化碳加硫酸的濃霧。它的溫室效應(yīng)制造了一個普遍達(dá)到500度的高溫世界，非常遺憾，金星沒有成為另一個生命的搖籃。金星的狀態(tài)表明，一個和地球相似的星球，也不一定有生命。得天獨厚的地球因為太陽對生命的威脅，不僅在它的光和射線中，它本身還是一個高溫的等離子旋轉(zhuǎn)體，它會產(chǎn)生極強(qiáng)的磁場，在太陽附近的行星都在這個磁場的籠罩之下，這個磁場將會把一些帶電的粒子像風(fēng)暴般甩出來，形成太陽風(fēng)。由于它們能量極高，將會穿透大氣層殺戮生命。對付附帶電粒子，則需要一個磁場，而磁場的產(chǎn)生要靠星球的內(nèi)部熱核和自身的旋轉(zhuǎn)。在巖石行星中，火星內(nèi)部的熱核不夠大，金星有足夠大的熱核，但自轉(zhuǎn)太慢，因此它們幾乎沒有磁場。只有地球，同時具備足夠大的熱核和較快的自轉(zhuǎn)，從而形成了完整的磁場。這個磁場使太陽風(fēng)無法侵入地球表面?；蛟S，這就是地球優(yōu)越于金星的原因。不過，生命在地球上誕生，并不說明地球早期的環(huán)境多么好，而大氣層和磁場也不會自動地把地球變成天堂。實際上，地球的美麗要靠生命的拓荒。早期地球的二氧化碳比今天多20萬倍，也有嚴(yán)重的溫室效應(yīng)，但生命卻把二氧化碳當(dāng)作食物吃掉了，把地球從遠(yuǎn)古地獄般的情形改造成藍(lán)天白云，二氧化碳變成了它們的尸骨，今天就混合在這些碳酸鈣組成的山體當(dāng)中，被它們自己制造的濕潤的氣候切割成喀斯特地貌。實際上，動物的骨骼，里面融入的碳酸鈣，都是固化的二氧化碳，它們也是另一種形式的喀斯特風(fēng)景。地球可以說是一個非常出色的處理二氧化碳的生態(tài)工廠。如果把金星放在地球的位置上，也許會和地球一樣幸運(yùn)，然而它今天就像一個火窯，沒有生命的大氣層反而是一個更大的災(zāi)難。由此也許證明，生命能夠忍受極為苛刻的星球地表環(huán)境，卻對來自太陽的能量非常挑剔。而正是這種挑剔，使得即便在地球這樣完美的行星上，生命大部分的時間也都躲在海洋里，對陸地望而卻步。和40億年的海洋的生命史比起來，陸地的生命史只有4億年左右。生命的登陸如果說海洋動物登上陸地歷史不長，是由于生物大爆炸在5億年前才發(fā)生，是可以理解的。但植物也很晚才來到陸地，這似乎就不好理解了。一種解釋這仍然是因為氧氣，氧氣所形成的臭氧層能屏蔽可以穿透其它氣體的紫外線。有了臭氧層，生命才能離開能防護(hù)紫外線的海水在陸地上直接面對太陽。地球大約在4億年前形成了臭氧層，于是生命就在這個時候大規(guī)模地轉(zhuǎn)移到陸地。陸地和海洋的進(jìn)化銜接，可以用今天仍然活著的古老的總鰭魚來演示。一個純粹的深海魚類，卻長著類似陸地動物的腿，顯然，當(dāng)時有很多魚用腿走上了陸地，而這條魚的祖先因為勇氣不夠又退回去了。我們就是那些勇往直前者的后代。我們身體中，都是勇敢者的基因。不過，生命真正的登陸，不只是靠魚長腿，還依賴于地球核心的動力。因為生命星球上的充滿水分的氣候，必然要侵蝕地貌，如果沒有造山的機(jī)制，那么地球上有過的山脈早就被磨平了，平地就意味著沒有河流。而沒有河流的陸地，生命是不可能深入的。然而地球有一個造山的發(fā)動機(jī)，這就是轉(zhuǎn)動的熱核。核心的巖漿通過層層地幔向上傳導(dǎo)熱量，由它而引發(fā)的造山運(yùn)動從來沒有停止。這種造山運(yùn)動，幾乎每隔一億年就把地球的面貌徹底地修改一次。最近的一次最大規(guī)模的造山運(yùn)動，離我們只有4000萬年，它造就了地球上最高的喜瑪拉雅山脈和遼闊的青藏高原，同時也影響了至少半個地球的生態(tài)和人類文明的布局。地球上的山脈和河流都是年輕的，生命的氣候?qū)Φ厍虮砻娴哪p要求地球不停地去修復(fù)，保持地表上永遠(yuǎn)的高低不平，從而使生命在使用地球的陸地之后，還能享受到由河流所貫穿的通向陸地深處的生命鏈。我們的地球在40多億歲的高齡，依舊蘊(yùn)藏著滄海桑田的生機(jī)。從地心傳遞的整個地球的活力對生命的存在、進(jìn)化，都有著其它的和我們類似的星球不可比擬的優(yōu)勢。金星上也有高山，甚至比地球上的山脈還高，但它們是幾十億年前形成的，只是氣候干燥沒有被磨損掉，其它的巖石行星也都是這種蒼老。不知這是一種巧合，還是必然?？傊粋€沒有生命存在的星球，它的表面物理動態(tài)也近乎于停滯。地球的活力不只是制造山脈和河流，它甚至改變整個大陸的形狀。當(dāng)?shù)匦牡臒岷艘坏┯X得熱散得不舒服，就會把陸地拱開，就像一個嬰兒踢被子一樣。這個踢的過程，就是大陸漂移。在最近的2億多年中，地球的大陸曾經(jīng)從遠(yuǎn)古的3塊，在1億年前合成一塊，接著又分開成今天這樣。這種漂移不管是分，是合，都給生命的進(jìn)化模式帶來巨大的影響。今天的大陸，據(jù)考察是自有生命登陸以來板塊分割得最多的狀態(tài)，而每塊大陸顯然都有不同的生物種類，實際上，由孤立導(dǎo)致的生物多樣性似乎比其它因素導(dǎo)致的多樣性更加明顯。而我們的祖先———靈長類，就是在大約6000萬年前，相繼在大陸板塊相互漂移得最遠(yuǎn)的時候誕生的。月球的撫摸地球充滿活力，是因為地球的旋轉(zhuǎn)。這種旋轉(zhuǎn)，保護(hù)生命自遠(yuǎn)古存在并一直推動生物進(jìn)化到智能文明。但是，今天的智能文明，卻并不需要地球旋轉(zhuǎn)得太快，因為過快的旋轉(zhuǎn)所引發(fā)的太多的地震、火山或者狂風(fēng)都會給人類帶來災(zāi)害。我們運(yùn)氣很好，地球有一顆衛(wèi)星———月亮。它的質(zhì)量只有地球的八十分之一，但它的引力足以成為一個給地球這個轉(zhuǎn)輪安置的無形剎車，不斷給地球的自轉(zhuǎn)減速。在以往的40多億年里，月球至少使地球自轉(zhuǎn)速度減慢了一半，而月球也隨著地球的轉(zhuǎn)速減慢放松了對它的束縛，逐漸地離地球遠(yuǎn)去，遠(yuǎn)到當(dāng)人類出現(xiàn)之后。從地球上看它的表面直徑和太陽的表面直徑正好吻合，這給人類觀測太陽的活動規(guī)律，帶來極大的方便。由月球造成的海洋潮汐每時每刻都撫摸著陸地，正是這個把小小貝殼推動的力量，億萬年來，億萬次的摩擦，終于使地球的轉(zhuǎn)速逐漸地從每天10個小時的晝夜交替，減慢成24個小時。月亮留給我們足夠做美夢的溫馨長夜，它贈給人類的最珍貴的禮物是地球有史以來最穩(wěn)定的地殼。月球離地球只有38萬公里，因此人類可以看到它的表面輪廓。但無論人們怎樣想象月球上的神話，月球卻是一顆死星球，月球和地球在同樣的距離得到太陽的光輝，然而由于月球比地球小得多，它們的命運(yùn)就完全不同。類似月球的衛(wèi)星但宇宙是復(fù)雜的，像月球這樣的小天體如果遇到一些特殊的外在條件，它們的表面會發(fā)生難以想象的事情。在太陽系大行星的周圍，有很多類似月球這樣的衛(wèi)星，它們雖然離太陽很遠(yuǎn)，但卻由于它們靠近引力巨大的行星，于是它們出現(xiàn)了和我們的月亮完全不同的情況。木星是太陽系里最大的行星，質(zhì)量比地球大300多倍，擁有16顆衛(wèi)星，其中有4顆和月亮差不多大。它們應(yīng)該和月亮的表面狀態(tài)相似，但情況完全不同。其中的木衛(wèi)1離木星最近，于是，木星的巨大引力攪動了它內(nèi)部的熱能，這些熱能源源不斷地從核心噴出，形成火山，火山的巖漿早已多次覆蓋了這顆星球的表面，從現(xiàn)在的情形看，火山依然在猛烈地噴發(fā)，不知道它已經(jīng)噴了多少歲月和將要再噴多久。然而，一個天體上有復(fù)雜的物理和化學(xué)動態(tài)，對于我們研究生命起源是非常寶貴的。而木衛(wèi)2則是一個在零下170度的寒冷太空中，居然可能擁有液態(tài)水的天體，———外面是冰，里面是水，它的冰層有被木星潮汐力撕扯后重新凍結(jié)的痕跡。這也許會證明除了核聚變能以外，引力能也可以創(chuàng)造液態(tài)水。那么這也許意味著在遠(yuǎn)離恒星的地方也會有生命，因為液態(tài)水被認(rèn)為是生命存在的最直接的條件。木星的成份基本都是氫氣，超新星制造的重元素在宇宙所占的比重畢竟很少，所以大部分還都是像氫氣這樣的古老物質(zhì)。土星是最典型的氫氣的產(chǎn)品，因為它的比重比水還輕，但它的美麗的光環(huán)卻是重元素。土星的光環(huán)基本上是由巖石和冰塊組成，巨大的土星和它的稀薄的光環(huán)的物質(zhì)比例，大概就代表了太陽系里宇宙的原始物質(zhì)和超新星制造的重元素之間的比例關(guān)系。冥王星是太陽系最遠(yuǎn)也是最小的行星，卻使我們對它充滿興趣。它和一個叫做查戎的衛(wèi)星相互圍繞旋轉(zhuǎn)。當(dāng)它們的軌道靠近太陽時，在它們引力相交的空間，會出現(xiàn)一些蒸發(fā)的氣體，光譜分析可能是有機(jī)物質(zhì)。也許，這個小小的怪誕的另類天體，會給生命的地外存在和起源帶來新的解釋。在太陽系的外緣，還飄蕩著幾萬億顆臟雪球—————彗星，它們在更加遙遠(yuǎn)的空間圍繞太陽緩緩旋轉(zhuǎn)，但有時其中的某些個體會脫離原有的軌道，向太陽沖去，其中的大多數(shù)，我們不知道它們什么時候會沖到什么地方，因為它們經(jīng)過大行星的軌道時常常被改變方向。由于太陽系的大行星很多，所以地球作為小質(zhì)量的星球就有它不招惹是非的好處，可以盡量地避免對彗星的影響，減少發(fā)生在自己身上的碰撞。1994年，人們目睹了彗木相撞的壯觀場面，21塊直徑10公里左右的碎片連續(xù)在木星上爆炸。這種撞擊的每一下，據(jù)計算，都可以使地球的生態(tài)鏈崩潰?？铸垥r代有人說，恐龍時代就是因為彗星撞擊地球而結(jié)束的。但是，恐龍的滅絕并不是一瞬間，從第一批恐龍的死亡到最后一個恐龍種族倒下，其間經(jīng)歷了上千萬年，而且即便有重大的災(zāi)變，也是地球上所有的生靈都在劫難逃。所以，任何偶然事件都難以解釋在各個角落都統(tǒng)治著地球的大型動物的徹底滅絕。但天體撞擊事件依然是很多人愿意接受的地外因素對地球生命的一種干涉，不過也有觀點認(rèn)為，恐龍帝國是被花朵埋葬的?？铸堄芯薮蟮纳碥|，它們的食量很大，而食譜卻非常單調(diào)。它們吃的是靠孢子繁殖的不會開花的低級植物，而當(dāng)更具競爭力的擁有花這種新的繁殖器官的植物把恐龍喜歡的食物逐漸擠出了大地時，固執(zhí)的恐龍只能在繁花似錦的新世紀(jì)忍饑挨餓。當(dāng)然，不能說，花是恐龍的唯一殺手，但它們肯定比恐龍喜歡吃的植物更有生存的競爭優(yōu)勢。今天，我們還能在熱帶雨林的角落里，偶然看到不會開花的孤零零的恐龍時代的蕨類植物。我們應(yīng)該慶幸它們的脆弱，否則吃得飽飽的恐龍，也許今天還會漫步在我們星球上，那人類也許永無出頭之日了。引力保護(hù)傘總之，的確我們更應(yīng)該感謝大行星們的引力保護(hù)傘，我們幸存到今天和它們的存在是有關(guān)系的。其實，對生命而言，最危險的是和其它恒星為鄰。雖然能夠成為超新星的大恒星并不多，但宇宙中的成雙結(jié)對的恒星卻很多。當(dāng)這些雙星中的一顆成為白矮星，而另一顆恒星又演化為膨脹的紅巨星時，就可能出現(xiàn)白矮星把進(jìn)入自己引力范圍的紅巨星的物質(zhì)吸到自己的表面。當(dāng)吸到一定的臨界點，白矮星將會整體作為一顆核彈爆炸。這種爆炸所穿透的宇宙空間和造成的破壞是難以估量的。幸好，我們很孤獨。我們存在的位置離其它的恒星很遠(yuǎn)，離最近的恒星也有40萬億公里。這種孤獨，導(dǎo)致我們很晚才能看清恒星也是動的，并使人類一直推遲到400年前才發(fā)現(xiàn)地球不是宇宙的中心，使哥白尼臨終前才哆哆嗦嗦地發(fā)表他的日心說?？梢哉f，由于看不清天上的星辰，人類在黑暗中摸索了很長時間，但為了給地球生命創(chuàng)造40億年的安全空間，我們寧愿人類的文明進(jìn)程走一些彎路。今天，人類真正在大尺度上了解自己在宇宙中的位置，現(xiàn)在我們知道，我們?nèi)庋劭吹降臐M天的星辰都和我們的太陽一樣，共同屬于一個巨大的物質(zhì)集團(tuán)，叫銀河系。星系是太陽們的搖籃，也是它們的墓穴?；蛘哒f，星系也是一個巨大的核工業(yè)體系，億萬顆恒星在這里聚變和生產(chǎn)元素，物質(zhì)就在這個存在著巨大引力資源的地方生生滅滅地循環(huán)，包括生命所需要的所有原料、技術(shù)程序，都在這兒完成。銀河系有4條物質(zhì)格外稠密的懸臂，我們的太陽系以每秒250公里的速度在懸臂中穿行，大約2億5千萬年轉(zhuǎn)一圈。這其中，它平均6000萬年在懸臂中，8000萬年在懸臂外，恐龍是在懸臂外滅絕的，而我們在懸臂中誕生。這或許讓我們對懸臂充滿好感。我們在銀河的赤道圓盤上旋轉(zhuǎn)，這使我們正好看到銀河系最稠密的那個角度。這對我們觀察這個星系的確不方便，但也許正因為這樣，使那些危險的星際大爆炸由于被恒星們相互遮擋而減少了一些呢！事實是，近400年來，也就是人類在有了望遠(yuǎn)鏡以來，盡管在宇宙中發(fā)現(xiàn)了幾百顆超新星。但卻還從沒有發(fā)現(xiàn)過自己星系里的超新星，的確這個概率不正常，不過，在古代人類卻看到過銀河系的超新星，其中最著名的是公元1054年由中國宋朝天文官員記錄的那顆，當(dāng)時它照耀了22天，到今天經(jīng)過將近1000年的擴(kuò)散，已經(jīng)成為一朵美麗的蟹狀星云。它的高能射線是否激發(fā)了古人的靈感還不能肯定，但中國人的確在那個時期完成了包括指南針在內(nèi)的四大發(fā)明。宇宙大爆炸星系并不是宇宙最大的物質(zhì)集團(tuán)，它們有更大的組織，我們的銀河系就同大約20多個星系組合在一起，組成一個大星系團(tuán)。在這個星系團(tuán)中，銀河系和仙女座星系是其中的最大的兩個星系，它們各有幾千億顆恒星，相距3000萬光年，就是說每秒30萬公里的光，在它們之間旅行一趟都要3000萬年。在星系之外，似乎有無窮的星系，目前觀測到最遠(yuǎn)的星系離我們有130多億光年。人類看到的宇宙是有限的，然而，人類驚異地發(fā)現(xiàn)，即便不看到整個宇宙，也能判斷宇宙究竟有多大，在干什么。人們依據(jù)的是多普勒原理，聲音會在運(yùn)動方向不同時發(fā)生變化，高亢代表靠近，低沉就是離遠(yuǎn)。光也是一種波，因此也有這個特征。只不過光是以顏色來表現(xiàn)：當(dāng)一個天體向我們運(yùn)動時，光譜中的顏色向藍(lán)色端移動，而遠(yuǎn)之，顏色向紅色端移動。一個叫做哈勃的美國人，發(fā)現(xiàn)了所有星系的光譜的共性，這就是在大尺度上，光譜都無一例外地向紅端移動。于是，他宣布，相互遠(yuǎn)離是宇宙的基本運(yùn)動，宇宙像氣球一樣在膨脹。發(fā)現(xiàn)宇宙在長大，其實也就是發(fā)現(xiàn)了宇宙曾經(jīng)很小，并且也能判斷它的年齡。愛因斯坦的相對論則論證，宇宙的全部物質(zhì)，大約在150億年前全部濃縮在一個無限高溫的奇點中。現(xiàn)在，人類能證明宇宙開始于一個大爆炸。然而人類更確信的是，一個對萬有引力特別優(yōu)惠的宇宙，必須從一個大爆炸開始，一切才能有秩序。人類計算出的爆炸大約在150億年前，一個溫度高得不可思議的能量奇點突然爆裂，在它瞬間膨脹中，溫度開始下降，能量演化出物質(zhì)，包括所有的基本粒子和4種力。在這個過程中，唯一不受限制的引力一直收縮，而膨脹的宇宙力量就抗拒著這種收縮，從而使物質(zhì)渡過了極危險的階段，也就是從引力的魔爪下逃生的階段。正由于大爆炸和引力的抗衡，物質(zhì)才被和諧地分布在宇宙的各個角落。如果沒有這個爆炸的原動力，宇宙將無法支撐起一個結(jié)構(gòu)，引力將毀滅一切；因此，我們的宇宙必須膨脹，所有物質(zhì)力量剛好在一種恰到好處的抗衡中實現(xiàn)最充分的物質(zhì)演化。這是一個真正充滿公平，公正的奧林匹克精神的宇宙。人類誕生和未來人類的出現(xiàn)，可以說是最終實現(xiàn)了宇宙由物質(zhì)向精神的飛越。由大爆炸推動的4種力的相互作用，導(dǎo)致了我們幸運(yùn)地成為宇宙物質(zhì)運(yùn)動的最大受益者，擁有這樣一個組合得非常完美的體態(tài)。人類的最終誕生，是我們星球上最重要的一件事。也許，這也是宇宙中最重要的一件事情。人類進(jìn)化證明了40億年的生命史為人類的出現(xiàn)，作了全部生理上的準(zhǔn)備，而這一進(jìn)程的最后沖刺是在