宇宙與人的知識(shí)資料

【專家解說(shuō)】：宇宙與人解說(shuō)詞 宇宙，星光燦爛，其中深藏著物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的偉大力量，它最不可思議的是，一個(gè)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(guò)特別精致的編排，就能締造出像生命這樣高級(jí)物質(zhì)形態(tài)，并且只要給它足夠的時(shí)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(yáng)系，但準(zhǔn)確地說(shuō)，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(zhǎng)達(dá)近40億年，從生態(tài)上看，地球的美麗是獨(dú)一無(wú)二的，然而今天的地球因?yàn)橛辛巳祟悾筒粌H是生態(tài)星球，同時(shí)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)非常輕松的生活在這顆行星上，但是，從古老文明走到現(xiàn)代文明，人類付出了巨大的代價(jià)。而二者之間的跨越的關(guān)鍵恰恰要取決于人類認(rèn)識(shí)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(guó)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(gè)向往飛翔的古老集體，鳥(niǎo)是他們普遍的偶像，鳥(niǎo)的眼睛被深深的崇拜著，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(guò)眼睛這個(gè)器官的延長(zhǎng)，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(shí)是，這種愿望終于在400多年前，得到了實(shí)現(xiàn)，人類的眼睛真的延長(zhǎng)了，望遠(yuǎn)鏡給人類文明所起的作用，可以說(shuō)超過(guò)一切其它單件的工具，因?yàn)闆](méi)有它，就沒(méi)有可能了解天體的基本運(yùn)動(dòng)，也就沒(méi)有對(duì)神的勇敢的否定，就沒(méi)有可能在天體的觀察中得到的牛頓定律，也就沒(méi)有以這個(gè)定律為基礎(chǔ)的現(xiàn)代工業(yè)社會(huì)，人類在400多年前通過(guò)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(yáng)是我們擁有的一顆恒星今天，人類對(duì)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(shí)宇宙作為一個(gè)整體的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)，并且更加明確的認(rèn)識(shí)到我們是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，而宇宙中的星辰，就是全部物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的最重要的動(dòng)力。我們把自己擁有的一顆恒星叫做太陽(yáng)，它的光輝對(duì)地球的生命是最根本的，陽(yáng)光在地球表面已經(jīng)掠過(guò)了40多億年，今天的生態(tài)就是純粹陽(yáng)光的塑造，這種塑造使得 地球擁有了一個(gè)長(zhǎng)達(dá)40億年的生命鏈，這個(gè)鏈條其實(shí)就是固體的陽(yáng)光，因?yàn)樯谋举|(zhì)的含義就是把光能變成物質(zhì)的新陳代謝。 現(xiàn)在，我們可以精確的知道，這顆價(jià)值非凡的發(fā)光體非常的巨大，它的直徑相當(dāng)于110個(gè)地球，它的表面是6000度的高溫，經(jīng)過(guò)一億五千萬(wàn)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(wàn)個(gè)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)定的燒了50億年，是什么東西這么經(jīng)燒呢人類的燃燒概念是火，用一堆樹(shù)枝燃燒幾個(gè)小時(shí)，這就是我們的獲取能量的概念，這個(gè)基本的方式一直主導(dǎo)著人類的文明，但這種燃燒根本沒(méi)有使用宇宙中真正的能量寶庫(kù)---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(diǎn)沒(méi)有減少。 而太陽(yáng)的燃燒和篝火原理完全不同，它在讓原子核燃燒，愛(ài)因斯坦用它著名的質(zhì)能轉(zhuǎn)換的公式計(jì)算出，核能量能達(dá)到普通化學(xué)能量的2千萬(wàn)倍。宇宙中最高效的核能是氫聚變成氦，也就是4個(gè)氫原子聚變成一個(gè)氦原子，這個(gè)過(guò)程可以有千分之7的物質(zhì)轉(zhuǎn)換成能量，雖然只有千分之7，但物質(zhì)的能量太大，如果把1000克氫原子中千分之7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(shù)枝中所蘊(yùn)藏的核能，足以把一盞一百瓦的燈泡點(diǎn)亮一百萬(wàn)年。 太陽(yáng)就是一個(gè)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(méi)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(gè)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)力弱一百多倍，不過(guò)它延伸的比強(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(huì)有核聚變。其實(shí)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(huì)過(guò)分，所謂陰陽(yáng)生萬(wàn)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(gè)原子中比電磁力弱幾萬(wàn)萬(wàn)億倍，但宇宙對(duì)它幾乎沒(méi)有限制，因此它將會(huì)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(jué)到地球的引力，因?yàn)橐?huì)隨著物質(zhì)的增大而顯示出來(lái)。我們舉起重物時(shí)，就是肌肉中的電磁力在和地球的引力做抗衡，人們很多的鍛練的方法就是用地球的引力來(lái)增長(zhǎng)我們的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(gè)物體變得像太陽(yáng)這么大的時(shí)候，這不僅能控制地球圍繞它旋轉(zhuǎn)，同時(shí)它的每個(gè)原子的引力都向中心塌縮并輸送壓力和熱量，而由于太陽(yáng)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(dòng)速度越快，當(dāng)達(dá)到1000萬(wàn)度時(shí)，原子核的電磁力將無(wú)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(yáng)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的使用，這就是氫彈，一朵這樣的核聚變?cè)颇茌p易地抹平一座幾百萬(wàn)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(yàn):道德水平是否可以達(dá)到安全的使用宇宙中最強(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(lè)山的一尊唐代大佛，是一個(gè)一改休閑裝束而神態(tài)莊嚴(yán)的彌樂(lè)佛，按照佛經(jīng)的解釋它被授予主管光明和未來(lái)的責(zé)任，巧合的是，就在它視線的前方，一座中國(guó)的核動(dòng)力研究院正在研究未來(lái)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(wàn)度以上的高溫，于是人們?cè)囼?yàn)用能量約束能量，用強(qiáng)磁場(chǎng)來(lái)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(mèng)想。這一天也許真的不太遠(yuǎn)了。 太陽(yáng)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(yáng)每秒鐘使用5億噸的氫原子參與聚變，其中有400萬(wàn)噸的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為能量，這些數(shù)字聽(tīng)起來(lái)挺大，但和太陽(yáng)的總質(zhì)量相比，就微不足道了，太陽(yáng)自存在以來(lái)，只損失了萬(wàn)分之一的物質(zhì)。能量在它的大約70萬(wàn)公里的深處的核心產(chǎn)生，要經(jīng)過(guò)1000萬(wàn)年才能上升到表面，光在太陽(yáng)的肚子里走得比蝸牛還慢，正因?yàn)檫@樣，這個(gè)能量的億萬(wàn)富翁才能細(xì)膩的使用自己的存款，坐吃而不山空。 寒武紀(jì)生物大爆炸 的確，我們需要一個(gè)如此長(zhǎng)久的能源，因?yàn)榈厍蛏系纳嬖诹藢⒔?0億年，而太陽(yáng)一定要比這個(gè)時(shí)間更長(zhǎng)的存在，至少在沒(méi)有找到另一個(gè)宇宙生命模式之前我們無(wú)法證明這個(gè)進(jìn)化的時(shí)間能夠縮短，不過(guò)，人們卻發(fā)現(xiàn)，整個(gè)的進(jìn)化史似乎被耽誤了很多的時(shí)間，真正的大型生命的進(jìn)化歷程實(shí)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(shí)光，這段時(shí)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(wàn)年前的寒武紀(jì)的地層里，而且它們似乎是突然的出現(xiàn)，非常整齊的站在了同一條進(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(gè)偉大的時(shí)代，而中國(guó)云南澄江地區(qū)的帽天山更是這個(gè)時(shí)代的圣地，因?yàn)樵谶@里發(fā)現(xiàn)了世界上最古老的寒武紀(jì)多細(xì)胞動(dòng)物的化石。 大爆炸是生物學(xué)家們感到困惑的地方，因?yàn)閯?dòng)物的大型化和多元化來(lái)到得十分的突然，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(jiǎn)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(dòng)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。 現(xiàn)在，地球的大氣中充滿氧氣，但是它們?cè)谔斓刂g一刻不停地循環(huán)，氧氣是最活躍的氣體，它總是很快的和其它物質(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(huì)枯竭。正因?yàn)檠鯕獾倪@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(jí)神經(jīng)的活動(dòng)。 不過(guò)，陸生植物制造的氧氣的歷史非常短，只有幾億年，它們對(duì)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(guò)一種叫做葉綠素的細(xì)胞間復(fù)雜的分子的運(yùn)動(dòng)，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(lái)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(gè)過(guò)程如此漫長(zhǎng)，是因?yàn)榈厍蛏洗嬖谥薮笱跸?，大量的無(wú)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(gè)時(shí)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(gè)收獲氧氣的時(shí)代，因?yàn)檫@個(gè)時(shí)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(shí)間，使用氧氣的大型動(dòng)物才能沒(méi)有后顧之憂的改變自己的形態(tài)去充分地利用更好的能源。這種能源使得一部分動(dòng)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(shuō)，有氧才有生命的運(yùn)動(dòng)。 運(yùn)動(dòng)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(dòng)作都很慢，它們小心翼翼，笨拙但絕對(duì)擁有了前所未有的自由。 大爆炸到現(xiàn)在是大約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(gè)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(shí)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?yàn)槿绻撤N現(xiàn)在還不知道的因素再推遲生物大爆炸的啟動(dòng)，那么，我們的命運(yùn)也許就是另一個(gè)樣子。 太陽(yáng)終究不是永恒的能源 太陽(yáng)終究不是永恒的能源，慶幸地球在5億年前啟動(dòng)了多細(xì)胞生命的進(jìn)化，使我們對(duì)太陽(yáng)沒(méi)有任何危機(jī)感，然而，太陽(yáng)畢竟在燃燒中衰老，它的氫不斷的變成氦，最終，隨著核心溫度的增加，氦原子核將會(huì)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(yáng)的質(zhì)量計(jì)算，在大約40億年之后，太陽(yáng)的氦聚變將開(kāi)始啟動(dòng)，這就是說(shuō)，在太陽(yáng)的核心，又誕生了一個(gè)新太陽(yáng)，而這個(gè)溫度更高的太陽(yáng)會(huì)把外面溫度低的太陽(yáng)推出去，它的體積將會(huì)因此而膨脹一百萬(wàn)倍以上，宇宙中恒星在衰老的時(shí)候?qū)?huì)顯得非常輝煌，但這種輝煌將毀滅地球，恒星的臨近熄滅不僅不會(huì)減少熱能，恰恰相反，一個(gè)百億歲的太陽(yáng)將會(huì)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(yáng)只有兩次核聚變，90億年的氫聚變和大約十億年的氦聚變，當(dāng)氦燃燒完的時(shí)候，太陽(yáng)的引力會(huì)繼續(xù)塌縮而且將沒(méi)有抵抗，此時(shí)，它的力結(jié)構(gòu)將會(huì)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(huì)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(yáng)這樣的恒星的死亡符號(hào)，如果它們之中有被孕育過(guò)的生命，不知它們有沒(méi)有足夠的時(shí)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(shí)間來(lái)做準(zhǔn)備。 死亡太陽(yáng)的大部分的物質(zhì)依然被引力牢牢控制著，但因?yàn)橐Σ蛔阋砸l(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(wàn)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(yáng)系剩下的天體。 宇宙演化最重要的動(dòng)力 在宇宙中，恒星的分類是按照它們的死亡的方式，一類像我們太陽(yáng)這種，最終安靜的成為白矮星，另一類是比太陽(yáng)大8倍以上的恒星，它們的死亡是爆炸。恒星越大，壽命就急劇的縮短，質(zhì)量差3倍，壽命就差750倍，也就是說(shuō)，一個(gè)比我們的太陽(yáng)大3倍的恒星，它的壽命就只有1300萬(wàn)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(dòng)，卻全靠它們。 宇宙在過(guò)去有過(guò)一個(gè)非常單調(diào)的開(kāi)端，只有氫元素和少量的氦元素，然而宇宙在成長(zhǎng)，而成長(zhǎng)的標(biāo)志就是重元素的增加，這種增加使宇宙越來(lái)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(chǎng)所，就是擁有巨大引力的大恒星。 從豐富物質(zhì)角度來(lái)說(shuō)，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(wú)霸是宇宙制造元素效率最高的工廠。不過(guò)，宇宙中最大的恒星的質(zhì)量極限是一百個(gè)太陽(yáng)，如果再大，就會(huì)因?yàn)樽陨淼暮朔磻?yīng)過(guò)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(lái)種元素，但這些元素最終不能在宇宙中流動(dòng)。 大恒星能制造更多的元素，一般超過(guò)太陽(yáng)質(zhì)量8倍以上的恒星就能使聚變一往無(wú)前，其核心達(dá)到幾十億度的高溫不斷的創(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(gè)空間可以達(dá)到一百億公里，裝下整個(gè)的太陽(yáng)系。 在聚變的深入的過(guò)程中，恒星變得越來(lái)越危險(xiǎn)了，因?yàn)樵卦街兀圩兲峁┑哪芰吭缴?，而巨大的恒星又必須靠不斷釋放的核能支撐，然而，?dāng)聚變到排列第27位的鐵元素時(shí)，搖搖欲墜的恒星遭受到最致命的破壞---因?yàn)殍F元素的結(jié)構(gòu)極其穩(wěn)定，它在聚變時(shí)不釋放能量，于是，巨大而膨脹的恒星將會(huì)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)于正常恒星的一百億倍，在這個(gè)超能量的瞬間，宇宙中所有的元素都被聚變出來(lái)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(shí)，要記住宇宙制造高檔產(chǎn)品確實(shí)是代價(jià)很高，它需要報(bào)廢一顆至少比太陽(yáng)大8倍以上的恒星，才能使我們披金戴銀。 太陽(yáng)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?jí)哼M(jìn)了質(zhì)子，于是質(zhì)子全變成了中子，而中子之間沒(méi)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，它一立方厘米的質(zhì)量能達(dá)到十億噸，而它引力強(qiáng)大到讓光都要成拋物線才能掙脫。 把一個(gè)幾百萬(wàn)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(shí)被壓縮的還有磁場(chǎng)，這是一個(gè)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(huì)產(chǎn)生引力的奇跡---黑洞，巨大的引力把物質(zhì)化為無(wú)形，因?yàn)檫B光都要被吸回它的表面，如果把地球壓縮成一個(gè)核桃，就是黑洞，因?yàn)榈厍蚱鋵?shí)是一個(gè)強(qiáng)力和電磁力支撐的物體，如果把原子核都?xì)缌?，地球就將成為幾厘米直徑的濃縮引力的載體，黑洞的存在已經(jīng)被證實(shí)。 超新星是宇宙中4種力配合的杰作，它們共同建造一個(gè)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?yàn)橛羞@種拋灑，物質(zhì)才有可能演化，否則，就像有錢(qián)不去投資，再多的財(cái)富也將沒(méi)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(huì)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(zhǎng)的壽命，而它的周圍有若干合適的行星圍繞，那么這個(gè)長(zhǎng)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(guò)，恒星遠(yuǎn)不是一顆完全慈善的能源，它是核能而不是簡(jiǎn)單的火爐，它的光輝中有一半以上都對(duì)生命有嚴(yán)厲的傷害，一些高能射線會(huì)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(gè)氣體的外殼，因?yàn)闅怏w分子所產(chǎn)生的振蕩，可以把許多高能射線攔截住。 太陽(yáng)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?yàn)闅怏w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(duì)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(wú)情的殺戮。 火星比水星要大一些，它有一層極為稀薄的大氣層，但是在火星上生命依然不能裸露，因?yàn)檫@層大氣不能阻擋肉眼看不見(jiàn)的高能射線對(duì)地表的轟擊，我們看到的火星的橙色天空，其實(shí)是一個(gè)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(méi)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的相似，它在這個(gè)位置，似乎就是宇宙讓生命在太陽(yáng)系的孕育有一個(gè)雙保險(xiǎn)。金星的質(zhì)量只略比地球輕一點(diǎn)，因此它的物理?xiàng)l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(méi)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(gè)普遍達(dá)到500度的高溫世界，非常遺憾，金星沒(méi)有成為另一個(gè)生命的搖籃。金星的狀態(tài)表明，一個(gè)和地球相似的星球也不一定有生命。 得天獨(dú)厚的地球 因?yàn)樘?yáng)對(duì)生命的威脅不僅在它的光和射線中，它本身還是一個(gè)高溫的等離子旋轉(zhuǎn)體，它會(huì)產(chǎn)生極強(qiáng)的磁場(chǎng)，在太陽(yáng)附近的行星都在這個(gè)磁場(chǎng)的籠罩之下，這個(gè)磁場(chǎng)將會(huì)把一些帶電的粒子像風(fēng)暴般甩出來(lái)，形成太陽(yáng)風(fēng)，由于它們能量極高，將會(huì)穿透大氣層殺戮生命。 對(duì)付附帶電粒子，則需要一個(gè)磁場(chǎng)，而磁場(chǎng)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(méi)有磁場(chǎng)，只有地球，同時(shí)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(chǎng)，這個(gè)磁場(chǎng)使太陽(yáng)風(fēng)無(wú)法侵入地球表面，或許，這就是地球優(yōu)越于金星的原因。 不過(guò)，生命在地球上誕生，并不說(shuō)明地球早期的環(huán)境多么好，而大氣層和磁場(chǎng)也不會(huì)自動(dòng)地把地球變成天堂，實(shí)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(wàn)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(rùn)的氣候切割成喀斯特地貌。實(shí)際上，動(dòng)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(shuō)是一個(gè)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(huì)和地球一樣幸運(yùn)，然而它今天就像一個(gè)火窯，沒(méi)有生命的大氣層反而是一個(gè)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(duì)來(lái)自太陽(yáng)的能量非常的挑剔。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(shí)間也都躲在海洋里，對(duì)陸地望而卻步，和40億年的海洋的生命史比起來(lái)，陸地的生命史只有4億年左右。 生命的誕生 如果說(shuō)海洋動(dòng)物登上陸地歷史不長(zhǎng)，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(lái)到陸地，這似乎就不好理解了。一種解釋這仍然是因?yàn)檠鯕猓鯕馑纬傻某粞鯇幽芷帘慰梢源┩钙渌鼩怏w的紫外線，有了臭氧層，生命才能離開(kāi)能防護(hù)紫外線的海水在陸地上直接面對(duì)太陽(yáng)。地球大約在4億年前形成了臭氧層，于是生命就在這個(gè)時(shí)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(yú)來(lái)演示，一個(gè)純粹的深海魚(yú)類，卻長(zhǎng)著類似陸地動(dòng)物的腿，顯然，當(dāng)時(shí)有很多魚(yú)用腿走上了陸地，而這條魚(yú)的祖先因?yàn)橛職獠粔蛴滞嘶厝チ?。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(guò)，生命真正的登陸，不只是靠魚(yú)長(zhǎng)腿，還依賴于地球核心的動(dòng)力，因?yàn)樯乔蛏系某錆M水分的氣候，必然要侵蝕地貌，如果沒(méi)有造山的機(jī)制，那么地球上有過(guò)的山脈早就被磨平了，平地就意味著沒(méi)有河流。而沒(méi)有河流的陸地，生命是不可能深入的。然而地球有一個(gè)造山的發(fā)動(dòng)機(jī)，這就是轉(zhuǎn)動(dòng)的熱核，核心的巖漿通過(guò)層層地幔向上傳導(dǎo)熱量，由它而引發(fā)的造山運(yùn)動(dòng)從來(lái)沒(méi)有停止，這種造山運(yùn)動(dòng)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(dòng)，離我們只有4千萬(wàn)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(shí)也影響了至少半個(gè)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(gè)地球的活力對(duì)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(shì)，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(méi)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，總之一個(gè)沒(méi)有生命存在的星球，它的表面物理動(dòng)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(gè)大陸的形狀，當(dāng)?shù)匦牡臒岷艘坏┯X(jué)得熱散得不舒服，就會(huì)把陸地拱開(kāi)，就像一個(gè)嬰兒踢被子一樣，這個(gè)踢的過(guò)程，就是大陸漂移，在最近的兩億多年中，地球的大陸曾經(jīng)從遠(yuǎn)古的3塊，在一億年前合成一塊，接著又分開(kāi)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(lái)巨大的影響。今天的大陸，據(jù)考察是自有生命登陸以來(lái)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(shí)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(zhǎng)類，就是在大約6000萬(wàn)年前，相繼在大陸板塊相互漂移得最遠(yuǎn)的時(shí)候誕生的。 生命的登陸 地球充滿活力，是因?yàn)榈厍虻男D(zhuǎn)，這種旋轉(zhuǎn)保護(hù)生命自遠(yuǎn)古存在并一直推動(dòng)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?yàn)檫^(guò)快的旋轉(zhuǎn)所引發(fā)的太多的地震、火山或者狂風(fēng)都會(huì)給人類帶來(lái)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80分之一，但它的引力足以成為一個(gè)給地球這個(gè)轉(zhuǎn)輪安置的無(wú)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(duì)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(yáng)的表面直徑正好吻合，這給人類觀測(cè)太陽(yáng)的活動(dòng)規(guī)律，帶來(lái)極大的方便。 由月球造成的海洋潮汐每時(shí)每刻都撫摸著陸地，正是這個(gè)把小小貝殼推動(dòng)的力量，億萬(wàn)年來(lái)，億萬(wàn)次的摩擦，終于使地球的轉(zhuǎn)速逐漸地從每天10個(gè)小時(shí)的晝夜交替，減慢成24個(gè)小時(shí)。 月亮留給我們足夠做美夢(mèng)的溫馨長(zhǎng)夜，它贈(zèng)給人類的最珍貴的禮物是地球有史以來(lái)最穩(wěn)定的地殼。 月球離地球只有38萬(wàn)公里，因此人類可以看到它的表面輪廓，但無(wú)論人們?cè)鯓酉胂笤虑蛏系纳裨?，月球卻是一顆死星球，月球和地球在同樣的距離得到太陽(yáng)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(huì)發(fā)生難以想象的事情，在太陽(yáng)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(yáng)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。