宇宙-第4部分

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　　古人懂得宇宙的历史已经很长了，他们试图了解它的遥远的过去。我们现在知道宇宙远比我们所想象的要古老得多，我们已经考察了宇宙空间，知道我们住一个模糊星系的最遥远的角落里，住在一粒环绕着一颗平凡的恒星的尘埃上。如果我们是无限的空间里的一小点的话，我们在无限的时间里也占据了一瞬间。我们现在知道我们的宇宙——或者至少它的最近的化身——大约有150亿年或200亿年的历史了。这就是所谓的“大爆炸”以来的时间。在宇宙的开初是不存在星系、恒星或行星的，也没有生命或文明。当时的宇宙只不过是—个充满整个太空的均匀的辐射火球。从大爆炸时的混沌过渡到我们现在开始认识的宇宙，是我们有幸瞥见的物质和能量的最可怕的转化。在我们发现其他更聪明的智能生物之前，我们现在的人类就是最引人注目的转化结果——大爆炸的远代子孙。我们的使命是了解并进一步转化诞生我们的宇宙。

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①我们用美国科学界的标准单位表示大数字：1个billion（10亿）=1000；000；000=109；一个trillion（万亿）=1000；000；000；000=1012，等等。指数表示1之后0的个数。　

第二章　宇宙的音乐

第二章　宇宙的音乐　

　　我奉命听任万物之主的摆布。
　　你们都是他用泥土造出来的。

　　《古兰经》第四十章

　　最古老的哲学——进化论——在经院哲学统治的1000年内被捆住了手脚，打入冷宫。但是达尔文恢复了这个古老理论的元气。镣铐碎裂了已经证明，这个复兴的古希腊思想，比任何被轻易接受而又迎合后来70多代人类迷信的占星天象图更能够正确地揭示宇宙万物的规律。

　　T。H。赫胥黎

　　曾经生活在这个地球上的一切生物体很可能都是从某一种原始形态遗传下来的，生命最先被注入到这种形态里……这种生命观是十分动人的。因为，当这个行星遵循着固定的引力定律不停地旋转的时候，极简单的原始形式一直并且继续在演化成无穷无尽的最美妙的形式。

　　查尔斯·达尔文《物种起源》

　　在可见的宇宙范围内，看样子存在着许多类似的物质，因为在那些恒星上也有许多大阳和地球上存在的元素。值得注意的是，在群星上分布最广泛的元素是一些跟我们地球上的生物体联系最密切的元素，其中包括氢、钠、镁和铁。那些比较亮的恒星至少象我们的太阳一样，是适宜生物生长的星系的支柱和能量源泉。这难道不可能冯？

　　威廉·哈根斯

　　在我的一生中，我一直疑惑别的地方是否也可能有生命的存在。它的形式如何？是怎样造成的？我们行星上的一切生物都是由有机分子——碳原子起核心作用的复杂的微型结构——组成的。生命诞生之前，地球曾经是一个荒芜的不毛之地。现在，我们的星球是生机勃勃的。为什么会变成这样呢？在没有生命的情况下，以碳为核心的有机分子是怎样形成的？最初的生物是如何产生的？生物是如何进化到能繁殖象我们这样能够探索自身奥秘的复杂的高级动物的？

　　在无数其他环绕别的恒星的卫星上也有生命吗？地球以外的生命——如果存在的话——跟地球上的生命一样也是以有机分子为核心吗？其他星球上的生物跟地球上的生物长得基本相象吗？或者说他们极端不同——不同环境下有不同适应性变化？还有什么其他的可能性？研究地球上生命的性质与探索其他地方的生命是同一问题的两个方面，即探索我是谁。

　　在恒星之间茫茫的黑夜里，存在着气体云、尘埃和有机质。通过射电望远镜，我们发现那里有数十种不同的有机分子，这些分子的大量存在，表明生物无所不在。生命的起源和进化很可能是宇宙的必然规律，只是时间迟早不同而已。在银河系的几十亿个行星当中，有些行星可能永远也不会产生生命，有些行星可能有生命的兴亡，或者只是停留在生命的最简单形式而已，但是在一小部分的星球上可能有比我们人类更高级的智慧和文明。

　　有时候，有的人会说，真凑巧，地球这个地方完全适宜于生物的生长——气候温和，流水清澈，空气新鲜，等等。但这种看法起码是混淆了因果关系．我们居住在地球上的人对地球的环境非常适应，这是因为我们是在这里成长的，那些不适应的早期生物形态被淘汰了。我们是适应性强的生物体的后代。无疑，在环境完全不同的星球上生长起来的生物体也会自鸣得意。

　　地球上的一切生物都是密切相关的，我们有共同的有机化学机制和共同的进化遗传特征。因此，我们的生物学家的知识面就显得十分狭窄。他们只研究一种生物学——生命乐章中单一的主题。在成千上万光年里难道只有这么一个微弱的曲调吗？或者还有一种宇宙赋格曲，一种多主题和多声部，谐和音与不谐和音的共鸣乐曲——亿万种不同的声音鸣奏出银河系生命的旋律。

　　让我告诉你们一个关于地球生命乐章中的一个小乐曲的故事吧。1185年，日本天皇是一个名叫安德的7岁男孩，他是平家武土集团的名义领袖。当时该集团跟另一个武士集团——源氏武士集团——正在进行着一场长期的血腥战争。他们都宣称自己是天皇的正统继承人。1185年4月20日，在日本内海坛野里爆发了决定性的海上遭遇战，天皇也在船上。平家一方因寡不敌众，溃不成军，伤亡惨重。幸存者一大批一大批地涌到海里淹死。天皇的祖母丹井皇太妃决意不让敌方将她和安德俘获。后来的情况在《平家物语》①一书里有记载：

　　天皇时年7岁，但显得老成。他英姿焕发，讨人喜欢，乌黑的长发松散地垂在背后。他神色惊惶地问丹井皇太妃：　“你要把我带住何处？”

　　皇太妃转脸望着年幼的君主，老泪纵横……她安慰他，把他的长发扎在他的粉红色的长袍里。小君主泪珠涟链，懒掌双合，先朝东向伊势神道别，然后朝西念佛（念阿弥陀佛）。丹井皇太妃将他紧紧地抱在怀里，嘴里念着“我们的宫殿就在大海的深处”，然后跟他一起沉没到波涛之下。

　　平家的舰队全军覆没，只有43个妇女活下来，迫于生活，这些宫廷侍女只好向战场附近的渔民兜卖鲜花成提供其他的服务。平家武士集团几乎从历史上消声匿迹，但是那些前宫廷侍女和渔民们所生的后代纠集在一起，定下了纪念该战役的节日。他们每年4月24日都举行纪念活动，至今依然如此。平家的渔民后裔披麻戴孝，到埋葬天皇的赤万圣陵去观看记述坛野里战役之后的历史事件的演出。几个世纪以来，人们觉得他们似乎清楚地看到罪恶的武士阶级的军队妄图舀干海水，清洗他们的血债、失败和耻辱。

　　渔民们说，平家的武士一直到现在仍然在日本内海的海底里漫游，体态如蟹。在这里可以发现背部斑纹古怪的蟹（译注：这种蟹学名为关公蟹，日本俗称武士蟹），其模样和形状都跟武士的面孔惊人地相象，人们捉到这种蟹的时候就把它们放回到海里，以纪念坛野里发生的令人悲哀的事件。

　　这个传奇故事提出了一个有趣的问题。为什么武士的脸会被雕刻在蟹壳上呢？答案似乎是，这种脸型是人造成的，蟹壳上的模样是遗传下来的。跟人一样，蟹也有许多不同的血统，假定这种蟹的祖先当中碰巧有一只蟹的模样跟人的面孔相象，哪怕只是稍微相象，即使在坛野里战役之前，渔民们也不会把它吃掉。当他们把它丢回海里的时候，他们就有了一个进化过程：如果你是一只蟹，你的壳是普普通通的，人类就会把你吃掉，你这一血统的后代就会减少，如果你的壳跟人类的面孔稍微相象，他们就会把你扔回海里，你的后代就会增多。蟹壳上的模样是蟹的一大投资。随着世代的推移——人蟹都一样——那些模样最象武士脸型的蟹就得天独厚地生存下来。因此，最终的产物不是一般人的脸型，也不是日本人的脸型，而是武士的严峻面容，所有这一切都与蟹的需求无关。淘汰是外部作用的结果。你的外貌越象武士，你的生存机会就越大，最后就产生了许许多多的武士蟹。

　　上述这个过程称为“人工选择”过程。就平家武士蟹而言，这个过程基本上是渔民们不自觉的选择过程。当然，这个过程跟蟹的意愿毫无关系。但是，人类几千年来对动植物的存亡一直在进行着精心的抉择。从婴孩期开始，我们就被熟悉的农场、家畜、水果、树木和蔬菜所包围。这些动植物从何而来？它们是曾经独立生存在野外，后来才被诱引到农场里过比较安逸的生活的吗？不，事实正好相反，它们大多数是我们造就的。

　　一万年前，奶牛、猪狗、大穗玉米等是不存在的。当我们驯化这些动植物——有些动植物的模样跟现在完全不同——的时候，我们控制住了它们的繁殖。我们让那些理想的品种优先繁殖。当我们需要用狗来牧羊的时候，我们就挑选那些机敏、驯服并且具有一定放牧天才的品种，因为我们可以利用狗的这种天才来看管成群猎食的动物。奶牛之所以有大乳房，是人类喜欢吃牛奶和乳酪的结果。我们现在吃的既可口又富有营养的玉米，是从它的瘦瘠的祖先开始，经过几万年的培育而成的。事实上，玉米已经变得没有人的干预而不能繁殖了。

　　无论是平家蟹、狗、奶牛还是玉米，人工选择的实质在于动植物的许多生理和行为特征被忠实地遗传下来。由于种种理由，人类促进了某些品种的繁殖，阻止了另一些品种的繁殖。被选中的品种竞先繁殖，终于繁盛起来；未被选中的品种日益稀少，甚至灭绝。

　　但是，既然人类能够造就动植物的新品种，难道自然就不能够吗？这个相应的过程称为“自然选择”过程。从人类生存在地球上短暂时期内对野生动植物的改造以及化石所提供的证据。我们非常清楚地看到，生物在亿万年里已经发生了根本的变化，化石毫不含糊地向我们表明，过去曾经大量存在的生物现在已经灭绝（原注：虽然西方传统的宗教舆论与这种观点大相径庭。例如，1770年，约翰·韦斯利认为：“死亡绝对不能够毁灭（哪怕是）最微小的物种。”）在地球历史上，已经灭绝的物种远比至今仍然存在的物种要多得多，它们是进化的终端试验品。

　　驯化所引起的遗传变化是非常迅速的。野兔一直到中世纪初才开始驯化（是法国修道士饲养的，因为他们把新生的小兔子当作鱼。所以在教会日历的某些天，兔肉不属于禁食的肉类），咖啡驯化于十五世纪，甜菜驯化于十九世纪，水貂现在仍处于驯化前期。在不到一万年的时间里，驯化的结果使绵羊的产毛量从l千克增加到10~20千克，使哺乳期奶牛的产奶量从几百毫升增加到100万毫升。如果人工选择在这么短的时期内能够引起这么大的变化，自然选择在几十亿年里能够引起什么样的变化呢？绚丽多彩的生物界就是答案。进化是事实，而不是理论。

　　“自然选择就是进化的机制。”这个伟大的发现是跟查尔斯·达尔文和艾尔弗雷德·华菜士的名字联系在一起的。一个多世纪之前，他们强调指出：自然是多产的、动植物产生的数量比它们可能生存的数量多得多，因此，自然环境选择那些碰巧更适合于生存的品种。突变——遗传特征的突然变化——是遗传的，它们为进化提供了原料。因为自然环境选择那些能够提高存活率的品种，结果引起了一系列生物形态的缓慢变化——新物种的起源②。

　　达尔文在《物种起源》这本书里的原话是：

　　人类实际上不会引起变异性；人类只是无意识地将生物体暴露在新的生活环境里，然后大自然才对组织发生作用，从而引起变异性。但是人类能够、而且的确选择了大自然所赋予的变异，并以各种理想的方式积累起来。人类就是这样改造动植物使其满足自己的意愿。人类的改造活动可能是系统的，也可能是不自觉的。他们可能只是将对他们最有用的生物保存起来，根本没有想到要改变品种……没有任何理由认为适用于驯化的原理就不适用于大自然……产生的生物比可能生存的生物来得多……在生物竞争的过程当中，不管其年龄或所处的季节如何，一种生物对其他生物的最微弱优势，或者对周围环境那怕是最轻微的较佳适应性，都会定决定性的作用。

　　T。H。赫胥黎在十九世纪是进化论最有影响的捍卫者和宣传者，他写道：“达尔文和华莱土的著作是一道闪光，它给在黑夜里迷失方向的人