圖書(shū)君
地球和人類的存在,本身就是一種奇跡。
地球能形成、我們得以誕生在這里的幾率有多大?
著名天文學(xué)家卡爾·薩根估算過(guò),10的33次方分之一,即10后接33個(gè)0。
這個(gè)數(shù)字是什么概念?
《三體》作者劉慈欣說(shuō)過(guò):“你知道在宇宙中生命誕生的幾率有多大嗎?就像有一堆金屬垃圾,來(lái)了個(gè)龍卷風(fēng)把它們卷上天去,然后它掉下來(lái)自動(dòng)組裝成一輛車……所以我們的存在就是一種奇跡,僅僅是活著就很了不起了?!?/p>
我們每個(gè)人的存在,都要從137億年前說(shuō)起。
最初的宇宙無(wú)限高溫致密,直到137億年前,“創(chuàng)世大爆炸”發(fā)生,時(shí)間、空間和能量出現(xiàn),大量基本粒子涌現(xiàn)出來(lái)。
幾十萬(wàn)年后,宇宙漸漸冷卻,氫和氦等宇宙基本物質(zhì)形成。隨著星系中天體的爆炸,其他元素也逐漸形成,其中就包括構(gòu)建地球生命體基質(zhì)、我們身體里都有的碳元素。
46億年前,一團(tuán)由灼熱氣體和塵埃構(gòu)成的巨型旋轉(zhuǎn)云,坍縮形成了太陽(yáng)系。
在太陽(yáng)這顆年輕的恒星附近,大量塵埃集聚在一起,行星出現(xiàn)了,并逐漸增大自己的體積。
這其中就包括我們的地球,她曾遭受過(guò)無(wú)數(shù)次較小天體的碰撞,也在這個(gè)過(guò)程中慢慢獲得了額外的質(zhì)量。
最初地球是一顆熾熱的熔巖星球,但它漸漸冷卻下來(lái)并形成了堅(jiān)實(shí)的地殼。地球具有足夠的地心引力,使它能夠保持住含有水蒸氣的氣態(tài)大氣層而不致散逸。
在太陽(yáng)核心區(qū)域,氫元素經(jīng)由熱核反應(yīng)鏈轉(zhuǎn)化成氦。這過(guò)程讓太陽(yáng)發(fā)光,還產(chǎn)生了向外的巨大壓力,正好將太陽(yáng)向內(nèi)的引力抵消掉。因此,太陽(yáng)維持著一種被稱為“流體靜力平衡”的穩(wěn)定狀態(tài)。
地球的一切都剛剛好,如果地球離太陽(yáng)更近,地球上的河流和海洋就會(huì)沸騰蒸發(fā);如果離太陽(yáng)太遠(yuǎn),地球?qū)?huì)是一片冰天雪地。如果地球上的溫度低或高一點(diǎn),就不會(huì)有生命產(chǎn)生了。
地球表面包裹著一層大氣層,臭氧保護(hù)我們免受有害輻射的傷害,適中的大氣束縛住適量的太陽(yáng)能,讓地表溫度保持舒適,在零攝氏度之上,讓水不至于結(jié)冰。
水,地球成功孕育生命的關(guān)鍵。
地球是一個(gè)充滿活力的星球,地表上下的地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng),使年輕的山脈和深溝不斷形成,這些地表特征又慢慢受到河流、降雨和冰凍過(guò)程中的水沖刷以及海浪撞擊的影響。
擁有月球?qū)Φ厍騺?lái)說(shuō)是幸運(yùn)的,月球的引力可以穩(wěn)住地球,沒(méi)有月球,地球的自轉(zhuǎn)軸就會(huì)飄忽不定,天氣也將隨之突變。
月球背面滿是環(huán)形山和撞擊坑,也正是因?yàn)樗硨?duì)著地球,默默代替地球承受了更多的隕星轟擊。
星系聚簇形成了星系團(tuán),星系團(tuán)聚集起來(lái)則形成了擁有數(shù)以億計(jì)星系的超星系團(tuán)。
銀河系所在的星系團(tuán)被稱為本星系群,銀河系只是組成本星系群眾多星系中的一個(gè)。
地球是太陽(yáng)系八大行星之一,而太陽(yáng)系又僅是銀河系的一部分。
地球之于宇宙,實(shí)在是小得超乎想象。
但宇宙絕大部分處在廣袤、寒冷的真空之中,在星際空間永恒的黑夜里。
這顆小小的藍(lán)色星球,又是最獨(dú)一無(wú)二的存在。
地球上的生物史,在整個(gè)宇宙里可能都是奇跡。
根據(jù)化石提供的證據(jù),大概40億年前,在原始地球的湖海里就產(chǎn)生了生命。
閃電和太陽(yáng)輻射的紫外線,分解了原始大氣層中含氫的簡(jiǎn)單分子,分解的碎片又自動(dòng)結(jié)合成越來(lái)越復(fù)雜的分子。這種早期的化學(xué)物質(zhì)溶解在海洋里,形成了一種逐漸復(fù)雜的有機(jī)液。
直到有一天,偶然出現(xiàn)了一種能夠利用有機(jī)液里的其他分子,作為零件粗略地復(fù)制自己的分子。
這就是脫氧核糖核酸(DNA),生命的基本組件。
這時(shí)的地球,可以說(shuō)是一個(gè)分子的樂(lè)園,當(dāng)時(shí)還沒(méi)有捕食者。分子們只是在不停地復(fù)制、突變和選擇性淘汰。
具有特別功能的分子終于結(jié)合在一起,形成一種分子集體,這就是細(xì)胞。
這過(guò)程持續(xù)了大概10億年。
若干單細(xì)胞組合在一起,初始的多細(xì)胞生物體產(chǎn)生了。
大約20億年前,性和繁殖產(chǎn)生了。在此之前,新的生物體只能通過(guò)隨機(jī)突變進(jìn)化,這是一個(gè)極其緩慢的過(guò)程。
性產(chǎn)生后,兩個(gè)生物體就能整段交換它們的DNA遺傳密碼,繁殖出大量新個(gè)體,進(jìn)化速度大大加快了。
到了10億年前,海洋里已經(jīng)充滿了簡(jiǎn)單的綠色植物,它們制造了大量的分子氧,逐漸改變了原來(lái)大量含氫的地球大氣。
雖然我們生存離不開(kāi)氧氣,但高濃度的氧對(duì)沒(méi)有保護(hù)的有機(jī)物也是一種毒藥,大量的原始生物體因?yàn)檫m應(yīng)不了氧而滅亡。生物慢慢繁衍又消亡,直到比氧溫和得多的氮?dú)饧尤?,才逐漸形成我們現(xiàn)在呼吸的大氣。
地球大氣層的百分之九十九源自生物。可以說(shuō),天空,是用生命換來(lái)的。
“寒武紀(jì)爆炸”發(fā)生在6億年前,新的物種急劇增加,海洋里充滿了許多不同形態(tài)的生物。
到5億年以前,大量成群結(jié)隊(duì)的三葉蟲(chóng)在海底獵食?,F(xiàn)在,三葉蟲(chóng)已經(jīng)不復(fù)存在了,它們已經(jīng)消失了。地球一度有過(guò)的動(dòng)植物,如今已無(wú)活著的跡象,只存在于化石里。
當(dāng)然,現(xiàn)在地球上的各種生物也是過(guò)去沒(méi)有的。
物種就是這樣的來(lái)去匆匆,一閃而過(guò)。
寒武紀(jì)后的生命進(jìn)化節(jié)奏大大加快,魚(yú)類和脊椎動(dòng)物誕生了;植物從海里移居到陸地上;昆蟲(chóng)與兩棲動(dòng)物誕生;樹(shù)和爬行動(dòng)物出現(xiàn)了;恐龍誕生;哺乳動(dòng)物出現(xiàn);天空中有了始鳥(niǎo)類;恐龍滅絕;靈長(zhǎng)類出現(xiàn)。
在幾百萬(wàn)年前,原始人類出現(xiàn)了。
在動(dòng)輒用億年為計(jì)量單位的進(jìn)化時(shí)間表里,只花了200萬(wàn)年就從早期猿人進(jìn)化到現(xiàn)代人的人類,堪稱進(jìn)化史上的奇跡。
工具發(fā)明、技術(shù)進(jìn)步,人類文明開(kāi)始發(fā)展,人類對(duì)于地球的認(rèn)知,也逐漸從地球是無(wú)限的,意識(shí)到地球是圓的;再認(rèn)知到宇宙的存在。中世紀(jì)流傳著地心說(shuō),再逐漸意識(shí)到宇宙并不以地球?yàn)橹行?,更不是為了人類而存在的。我們只是茫茫宇宙里一顆不起眼的微塵。
卡爾·薩根寫(xiě)道:“我們的星球只是在這被漆黑包裹的宇宙里一粒孤單的微粒而已。我們是如此的不起眼——在這浩瀚之中?!?/p>
但就是這樣小小的人類,在短短幾千年中,卻研究起了地球的變遷、宇宙的起源這樣超越自身的終極問(wèn)題。
這難道不是一件很讓人熱血沸騰的事情嗎?
(四月摘自中國(guó)國(guó)家地理BOOK微信公眾號(hào))