時間:2023-10-18 09:59:43
導言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇生命起源和演化,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內容能為您提供靈感和參考。
現在人們說的生命,不必注釋,皆指的地球生命。不知地球從何而來,自然無解生命從何而來。不知宇宙從何而來,自然無解地球從何而來。所以,說生命起源,必須說說宇宙起源。關于宇宙起源,現在公認的科學解釋是霍金在其著作《時間簡史》中的描述。要理解霍金所描述的宇宙的開始狀態,必須去除無限空間和時間的概念。這是一個非凡的解釋,也就是說,在宇宙開始的那一刻,空間和時間都不存在,宇宙的開端是一個“無”的狀態!這也正是老子在其《道德經》中所說的:“無,名天地之始”,“天下萬物生于有,有生于無”。這里所說的“無”,不僅是一無所有,而且是時間和空間都是“無”,一種真正的無?,F在由于黑洞理論,宇宙在起始時刻發生的大爆炸更加令人信服。于是,霍金根據量子力學原理,在《時間簡史》第八章詳盡地描述了宇宙早期的狀態?!熬驮诖蟊〞r,宇宙體積被認為是零,所以是無限熱。但是輻射的溫度隨著宇宙的膨脹而下降……在大爆炸后大約一百秒,溫度降低到了十億度,也即最熱的恒星內部溫度。在此溫度下,質子和中子不再有足夠的能量逃脫強核力的吸引,所以開始結合產生氘(重氫)的原子核……”在大爆炸后大約一百秒時,組成今天宇宙的基本原子,氫、氦、鋰和鈹等等就誕生了。
生命的起源與演化,是和宇宙的起源與演化密切相關的。生命的構成元素如碳、氫、氧、氮、磷、硫等是來自“大爆炸”后元素的演化。科研成果資料表明,前生物階段的化學演化并不局限于地球,在宇宙空間中廣泛的存在著化學演化的產物。在星際演化中,某些生物單分子,如氨基酸、嘌呤、嘧啶等可能形成于星際塵?;蚰鄣男强罩校又谛行潜砻娴囊欢l件下產生了像多肽、多聚核苷酸等生命高分子。在地球上,這一過程有四個階段:第一階段,從無機小分子生成有機小分子。第二階段,從有機小分子物質生成生物大分子物質。這一過程是在原始海洋中發生的,即氨基酸、核苷酸等有機小分子物質,經過長期積累,相互作用,在適當的條件下,通過縮合作用或聚合作用,形成了原始的蛋白質分子和核酸分子。第三個階段,從生物大分子物質組成多分子體系。第四個階段,有機分子體系演變為原始生命。這一階段也是在原始海洋中形成的,是生命起源過程中最復雜和最有決定意義的階段(目前,人們還不能在實驗室里驗證這一過程)。通過若干前生物演化的過渡形式,最終在地球上形成了最原始的生物系統,即具有原始細胞結構的生命。至此,從生物學的演化開始,直到今天地球上產生了無數復雜的地球生命形式。
3、天體演化同物質結構和生命起源等基本理論問題有密切的關系,特別是同地球科學有更直接的關系,因此,天體演化的研究具有重要的理論與實踐意義。
4、研究太陽系各類天體(主要是行星、衛星、小行星、彗星)的形成和演變,說明太陽系的現有特征,一般側重于起源的研究。自康德提出太陽系起源的星云說以后的二百多年中雖然已有四十多種學說,但至今還沒有一種完善的理論被普遍接受。困難在于我們能直接觀測到的只有千千萬萬個行星系中的唯一的“樣品”——太陽系。
生命世界可以截然地分成兩個互不重疊的類群:原核生物和真核生物。盡管卡爾·沃斯曾經根據16srRNA提出了廣被接受的“三域”分類體系,但地球上只存在兩類最基本的生命形式。沒有任何化石記錄或者現存生物的證據偏離“原核一真核”法則(即真核生物由原核生物演化而來),也沒有任何證據證明這兩個類群存在一個原始祖先。原核生物和真核生物間的分歧是生命世界最大的鴻溝。查頓最早認識到,并由代爾夫特微生物學院最早分析列出了古細菌、真細菌及真核生物間的差異。清楚地顯示這兩個原核類群間的關系比其各自與任何真核生物的關系都要近。無論是細菌細胞(其染色體組為染色絲且無生物膜包被)或是營有絲分裂的細胞(具有由脂蛋白生物膜包被的蛋白化染色體的核),都是所有生命的基本單位。
沒有任何物質和能流體系比一個活細胞更為復雜,細胞核是唯一區分真核生物和細菌的特征。細菌細胞的起源等同于生命自身的起源,而連續內共生理論則闡述了隨后真核生物通過共生方式的起源。
在進一步討論前,我們有必要區分生態學中的“共生”和進化生物學中“共生起源”的概念。
共生指的是不同的物種生活在一起;而內共生作為一種拓撲條件,指的是一類由一個成員生活在另一成員內部而形成的共生關系。共生通常是,但并非總是環境趨同的結果。共生并不是一個進化的過程,而是由環境導致的生物間在生理上暫時的或拓撲的關系;共生起源則意味著由于長期的共生關系而產生了新組織、器官、生理過程以及其他新特征。真核生物的兩大細胞器一質體和線粒體,即由共生起源演化而來。
異養需氧的α-變形桿菌可能被具運動能力的厭氧原生生物(如現生的變形鞭毛蟲類)所吞噬。在選擇的作用下,遺傳和代謝發生退化,使得曾經自由生活的真細菌演化成我們今天所見到的線粒體。此次共生所產生的后裔包括絕大多數的異養原生生物,如變形蟲、隱藻、唇滴蟲以及壺菌、卵菌(如馬鈴薯晚疫病菌)等。同樣,一些運動型的原生生物將藍藻細胞作為食物攝入,但未能成功消化,它們最終也成了共生體。在光線充足的水域,自然選擇又一次減少了遺傳和代謝冗余,將不能消化的藍藻與吞食的原生生物進行了永久的聯合。以這種方式,細胞質中含有能進行光合作用的細胞器的藻類產生了,經過演化,一部分類群最終成為陸生植物的祖先。頂復門(一個包含了導致瘧疾發生的瘧原蟲屬的門)顯然是從這種藻類的一個譜系演化而來的。包括弓形蟲在內的本門成員,保留了一個DNA的質體殘體,但它們不再具有光合作用的能力,由此也可以看到“用進廢退”的原理。自然選擇并無先見之明,早先為藍藻的質體因無用而在演化過程中逐漸退化。一些自由生活的細菌(如藍藻)和某些細胞器(如綠藻的葉綠體)非常相似,這支持了這種觀點:某些細菌已經在其他細胞中滯留了千百萬年。
由于從自由生活的α-變形桿菌得到了線粒體,并且從自由生活的藍藻得到了質體,所以沒有人再去質疑有氧呼吸和光合作用細胞器是共生起源的。
我們可以對現代共生關系進行實驗分析,無論是內共生還是外共生,都對理解進化過程具有非比尋常的重要意義。細胞是如何發生合并的、如何減少冗余的,這些問題都與第一個真核生物(顯然即是第一個原生生物)的出現密切相關。具有諷刺意味的是,雖然大多數疾病的條件由于循環共生而變化多端,卻沒有幾個原生生物學家和微生物學家熟悉那些具有洞察力的、蓬勃發展的、分析這種幾乎無所不在的關系的文獻。
在我們假定的復雜真核生物個體起源的歷程中不存在任何“缺失環節”,每個假定的事件都可以在再生的微生物中觀察到。有關基因組學和蛋白質組學的研究,將證實或證偽這種主要以現生生物為依據構建的演化歷史。個體生物學加上化石記錄的直接知識對重建進化歷程必不可少。分子生物學技術和序列分析自身不足以創造可測試的進化假說。
復雜的個體和栓核
與眾不同的細胞核是如何演化的?誰是第一個真核生物?在過去的時間中,我們深入地發展了連續內共生學說。三個不同來源的新數據,使得我們能夠對細胞核起源的關鍵步驟有新的認識。
我們重建了從生活于太古代(35億~25億年前)的最早的原核生物到第一個復雜的真核生物個體的轉變過程。元古代(25億~5.41億年前)是原生生物層次上細胞出現的大背景。在連續內共生學說中,所有的真核生物都是共生起源的產物,然而沒有任何原核細胞是由完整的細胞合并而成。
我們推測,基于硫的初級合作,在游泳型原生生物的核鞭毛細胞器系統演化過程中,聯合了熱原體古菌和類似于螺旋體屬的運動型真細菌。最早的真核生物的栓核(細胞核連接器或根絲體、基體軸絲)內至少具有兩個完整的細菌染色絲組。原生生物學家已經知道,這種被稱為“核鞭毛”的細胞器系統,最早是由杰尼基在20世紀30年代進行了描述,他把核鞭毛系統看成是波動足的原基體通過纖維連接到細胞核。對細菌一無所知的人通常會這么說:“細胞核連接到毛基體和它們的鞭毛上,通常是兩個或四個?!蔽覀儗⑦@種細胞器系統(鞭毛蟲的核鞭毛、水霉和黏菌的游動孢子以及許多運動型的藻類細胞等)解釋為這些細菌第一次染色絲組整合的產物。有絲分裂的演化伴隨著具有組蛋白包被、核小體鉚釘的染色質的形成,發生在缺氧、酸性、富含有機質、可能是泥質的環境中,并且早于與后來成為線粒體的需氧α-變形桿菌發生的共生事件。
新的關于硫氧化還原過程在有核細胞和自由生活的硫共生體中所扮演角色的生化數據,以及元古代水體主要環境的地質信息,顯示我們所構建的演化歷程似乎是正確的。我們認為,現生的古原生生物(往往為多核的單細胞生物)是最早運動型真核生物演化階段的遺留產物,我們應該繼續對其進行研究。
在自然界中的生物可以分為兩類一類是生物一類是非生物。生物和非生物,從現在的研究表明按照它們的組成元素方面來講只是量的差異,但是就物質的運動形式來看卻是有著質的不同非生命的物質靠著粒子之間的相互作用而運動,而生命卻是通過各物質之間的協調作用來完成運動的。
生物演化最重要的一個過程就是由原核生物到真核生物的發展演化。在生命起源之初最先形成的是簡單的、原始的生命是原核生物。原核生物我們都知道細菌和藍藻這類結構比較簡單的細胞叫原核生物而其他生物則比較復雜,有真正的細胞核且其由核膜包裹并具有雙層膜構成的細胞器的細胞。對于從原核生物到真核生物的演化就是直接漸進式和細胞內共生假。
(來源:文章屋網 )
多數自然科學家認為,是宇宙“選擇”了人類。因為現代天體物理學以及生物進化論已經勾勒出這樣一幅宇宙演化的過程圖景:先是宇宙(天體)的起源,然后是地球的起源,再有生命的起源,最后是人類的起源,這“四大起源”構成了整個自然界的演化,從這個過程中可以看出,人類是宇宙長期演化的必然的產物。人們平常所說的,人類是“自然之子”,“人類是自然的一部分”,正是這個意思。
但是,人類真是“必然”地產生于宇宙的嗎?當今越來越多的人對此提出了疑問。他們認為,“大爆炸”理論模型只是等待驗證的假說,他們還認為,星系的產生,恒星的產生,到行星(包括地球)的出現,幾乎每一步演化都充滿了偶然。
另一種觀點認為,是人類選擇了宇宙。所謂人擇原理,又稱“人類中心原理”,或“人的宇宙原理”,這個原理的要義在于,宇宙之所以是這樣,是因為現在有我們這樣的人類存在,它不可能是另外的其他樣子,因為另外的環境不會有人的出現和存在,也就不可能有對宇宙的研究和認識。所以,現在的這個宇宙是人類認識的結果,故而從某種意義上講,是人類“選擇”了這個宇宙。美國著名科學家惠勒還從量子力學觀點出發,進一步提出了“參與者的宇宙”概念。他把整個宇宙當作一個觀察者參與的“自激發電路”,認為宇宙自大爆炸開始,膨脹尺度不斷變大,在這進程中產生了觀察者及觀察儀器,這種觀察反過來又會對宇宙產生不可忽視的影響?!皡⑴c者的宇宙”向人們提供了有關人與宇宙的統一的自然觀念,說明人是宇宙的人,他以自己的方式來描述宇宙人的宇宙,它以人類活動的結果和對象的面貌出現。正如科學家們所說,宇宙通過人類最終獲得了自我認識。
也有學者認為,中國人的“宇宙和諧”論,實際上是對二者的融合。這一理論認為,宇宙和諧是產生人類的原因,人和宇宙是一個互為依存的整體。人依賴于宇宙,而宇宙也依賴于人。人的存在是宇宙狀態的結果(宇宙擇人,也是宇宙所以有如此狀態的原因(人擇宇宙),究竟是“宇宙擇人”還是“人擇宇宙”,嚴格地說難以區分。宇宙給地球一個大環境,地球給人類各種生存的自然環境和自然條件,而人的生存又改變著自然環境,人既是被動的,又是主動的,人在這里既是觀眾,又是演員。
近幾年來探索世界復雜性的混沌學的出現,使人類長期爭論不休的“是宇宙選擇了我們,還是我們選擇了宇宙”的問題發生了轉義?;煦缋碚撜J為,宇宙中普遍存在著混沌現象,即偶然的、隨機的、不確定的因素作用下非常復雜和模糊的現象?;蛟S是宇宙在混沌的歷史中偶然地“選擇”了我們,而我們在宇宙的混沌的現實中還沒有能認清它的真實面貌。所以,在混沌理論看來,是“宇宙選擇了我們,還是我們選擇了宇宙”從一開始就是一個不斷發展的人類自然觀的問題,是人類不多的幾個“自言自語”之一。
第一部分 ABC-STORM 哲學宇宙模型中的概念
1. 定義
2. A的由來
3. 宇宙原始湯的由來
第二部分 ABC-STORM 哲學宇宙模型
第三部分 ABC-STORM哲學宇宙模型的進一步解釋
1. A(黑宇宙)
2. B(亮宇宙)
3. C(智慧)
4. STORM (風暴)
5. 原始湯(Primordial Soup)
6. 生命時間(life time)
第四部分 宇宙哲學(Cosmology)
1. 對于宇宙哲學的認識
2. ‘完美無原因’宇宙理論(Perfection-no-reason cosmic theory )
第五部分 結束語
前言:
哲學首先要討論的是宇宙起源問題。ABC-STORM 哲學宇宙模型在某種意義上也是‘存在與意識’模型。創立一個哲學宇宙模型是哲學人的‘千年夢想’。因為哲學首先要回答宇宙起源與本質問題,所以過去和現在都無法做到。我的努力是把可能性揉和在這個模型中。大爆炸理論是現在比較流行的理論,如同生命起源學說一樣,本身還存在著缺陷。你可以從ABC-STORM 哲學模型中看到,大爆炸理論的中心—奇點(Singularity)僅是我們現在宇宙形成的可能性中的一個特例或者說一種可能性。盡管紅移現象(red-shift)和宇宙微波背景輻射(cosmic microwave background radiation)支持了大爆炸理論,但同樣的觀測現在和今后也會支持其他的理論。
ABC-STORM 哲學宇宙模型是在目前科學條件下研制出的。它反映著當代自然科學發展的部分狀況。我在ABC-STORM 哲學宇宙模型中盡可能多地綜合了比較流行的觀點,使大家可以直觀地進行比較和判斷。
ABC-STORM 哲學宇宙模型的突出的優越性就是這個哲學宇宙模型反映了關于宇宙起源,生命起源,物質起源,意識,物質,宇宙時間之間的關系與發生的可能性。另外,‘宇宙的原始參照狀態’,‘物質視界’與‘宇宙原始湯’的概念也為我們研究物質起源和現今的宇宙提供了更多的思考課題。
ABC-STORM 哲學宇宙模型不是‘大統一’(theory of everything)的思想方法,僅希望通過這個模型給大家提供一個思考和交流的平臺。人類的思想是深奧無比的,就算科學家發現了制約宇宙規律的統一理論,它將最終改變我們對宇宙的認識,但它不能統一我們的思想。
ABC-STORM 哲學宇宙模型中的不足之出,它沒有肯定宇宙是如何起源的,它僅告訴了我們可能性。你可能會從這個模型中找到最終的答案。
我在‘宇宙哲學’這部分主要談我的思考。我很簡潔地回答了很多前沿的問題,也具體地闡明了一些理論和思想。我把文章設計成‘適合所有對宇宙哲學感興趣的人’。 希望能引發你更多的思考。我這里簡單概括一下這篇文章的主要特點:
? 提出一個哲學宇宙模型。
? 提供宇宙原始參照狀態(A)。
? 提出宇宙原始湯概念
? 指出大爆炸(Big-Bang)理論中‘奇點’(Singularity)僅是A的一種表現形態。
? 提出‘完美無原因’宇宙理論。
? 回答‘宇宙真理’包涵的內容。
? 對宇宙哲學的目標和應包括哪些科學領域(學科)提出建議。
有了生命就有了智慧。人類是至今發現的最有智慧的生命體。人類自從出現在地球上,就一直沒有間斷過對宇宙和自身的探索。這種探求真理的精神是我們文明發展的偉大動力。盡管人類目前對宇宙和自身所知依然甚少,擺在我們前面的路還將會很長。只要我們的思想不枯萎,智慧的光芒就會永遠照亮全宇宙。
第一部分 ABC-STORM 哲學宇宙模型中的概念
1. 定義
1.1 A:即‘黑宇宙’狀態,也稱為可生成物質的宇宙狀態。
1.2 B:即‘亮宇宙’狀態,也稱為有物質的宇宙狀態。
1.3 C:即‘智慧’狀態, 也稱為地球智慧狀態。
1.4 STORM(風暴):意指某種力量導致目前秩序的巨大動蕩。
ABC-STORM 模型中有3種‘風暴’:宇宙風暴,地球風暴和頭腦風暴。宇宙風暴表示物質的起源過程;地球風暴表示生命起源過程;頭腦風暴表示思維和思維的產生過程。
1.5 原始湯(Primordial Soup)
? 宇宙原始湯:物質起源和演化所需的原始環境。
? 生命原始湯:生命起源和演化所需的原始環境。
1.6 物質視界(matter horizon):普通物質存在的起點。
1.7 生命時間(life time)
? TU:宇宙時間。
? TA:A的生命時間。
? TB:B的生命時間。
? TC:C的生命時間。
? TM:人類的生命時間。
2. A(黑宇宙-Black universe)的由來
大多數科學家確信我們現在的宇宙—B,起源于大約137億年前??梢钥隙ǖ氖?很久以前B(亮宇宙)來源于一個不同的宇宙狀態—X,即B≠X。因為B是‘亮宇宙’狀態,另外,B是有物質的宇宙狀態。而B≠X,所以X一定是個‘不亮’的宇宙狀態,也可以說X是一個可生成物質的宇宙狀態,即X=A。結論是:B來源于A。我也稱A為‘上帝的黑房子’。如果能證明A不存在,那將是人類的驚喜。
3. 宇宙原始湯(Primordial Soup of the universe)的由來
由于B來源于A,也就是說B中的物質一定起源于A。那么A中一定存在‘物質起源和演化所需的原始環境’,即A中存在‘宇宙原始湯’。
第三部分 ABC-STORM 哲學宇宙模型的進一步解釋
1. A(黑宇宙)--Black universe
? A就像我們睡著時一樣,我給它取了一個有趣的名字‘上帝的黑房子’。
? A是宇宙的最原始狀態。
? A中存在著變化,孕育著‘革命’。
? A有3種存在形態:
1. A2. A無窮大。宇宙無起始,但B有起始。
3. A有大小范圍,但無邊界??烧J為是一種拓撲形狀。
研究宇宙起源,事實上是對A的這三種變化的不同解釋。
2. B(亮宇宙)--light universe
? B就像我們睡醒時,天可能還沒亮,但不久我們就看見了太陽的光線。
? 發光體與普通物質產生。
? B可能經過n次規模不等的‘宇宙風暴’才到今天這般。離我們最近的一次大規模的‘宇宙風暴’大約發生在137億前左右。
? B中時刻發生規模不等的‘風暴’。B中物質的產生是可再發生性的(recurrent),(就像從A到B的過程)小到基本粒子,大到恒星,星系。
? 產生生命元素并產生生命。
? B的3種表現范圍
1.B>A
宇宙在膨脹,也可稱‘開放’(open)宇宙 狀態。
2.B<A
宇宙在坍縮,也可稱‘封閉’(close)宇宙狀態。
3.B=A
宇宙均衡狀態,也可稱‘正好’(flat)。
A的存在為‘臨界密度’觀點提供了一個參考平臺。
3. C(智慧)
生命產生的過程可以說是智慧生成的過程。
? C是B中生命產生的結果。
? 產生意識。
? C對A,B認知。這是我們對宇宙的認知過程,哲學上就是存在與意識的關系。
? C對C的認知。本質上是自我認知過程。
4. 風暴(STORM)
4.1 宇宙風暴
宇宙風暴導致了從A到B的變化。下面列出幾種可能的宇宙風暴。
? 大爆炸(big-bang)。特指大爆炸理論,這是A無窮小時的情況。
? 擾動(fluctuation)。
有科學家認為宇宙是由多次擾動產生的,而不是一次大爆炸的結果,也有人提出平行宇宙或多重宇宙說。
我這里給出一個擾動‘公式’。ZnΣXn=B(物質部分)。Z是Zone的簡寫。Xn為A中擾動點。Xn為Zn的核心。Zn中可能產生基本粒子,恒星等普通物質,Zn最終可能形成星系。這個公式可以看成是對‘小規?!瘮_動的描述,這種‘小規?!瘮_動可以發生在宇宙進化過程中的任何時候。
? 冷熱聚合力。
其論點是物質通過冷熱平衡變化產生。直觀描述為:
0=(+1)+(-1) 其中A為絕對零(Zero),+1為無限熱能量,
-1為無限冷能量。
? 其他。
4.2 地球風暴(earth storm)
地球風暴導致了生命體的出現。下面列出幾種地球風暴。
? 閃電
? 火山爆發(包括海底火山爆發)
? 宇宙射線,太陽紫外線
? 其他
4.3 頭腦風暴(brain storm)
頭腦風暴是指我們的思維。
5. 原始湯(Primordial Soup)
5.1 宇宙原始湯(Primordial Soup of Universe)
下面列出幾種可能:
? 暗物質(dark matter)和暗能量(dark energy)
科學家愈來愈多地認為宇宙中存在著暗物質和暗能量,甚至推斷普通物占4%,暗物質占23%,暗能量占73%,但尚無法證明暗物質和暗能量的構成。一些科學家認為暗物質和暗能量是宇宙最原始或固有的‘東西’。暗能量也被認為是‘宇宙常量-拉姆達’(Cosmic Constant—λ)。
? 冷熱能量
假設A是由無限熱能量和無限冷能量組成。
? 弦(string)
‘弦理論’認為宇宙萬物并不是由點狀粒子組成,而是由幾乎無窮小,可振動的一維弦組成。包括超弦子和其他物質基元學說。
? 其他
5.2 生命原始湯(Primordial Soup of Life)
地球生命是B演化過程中的一部分。地球生命起源和演化所需的基本元素來源于B。生命起源學說分地外起源(extra-terrestrial origin)和地內起源,但不論怎樣,生命演化最終離不開地球?!袡C湯’(Soup Theory)理論是被廣泛接受的地球生命起源學說。
6. 生命時間(Life Time)
6.1 TU 即宇宙時間
不管什么理論,都不能否認宇宙從古至今存在著一條時間線的概念。
我們知道宇宙有過去和現在,正是由于有這樣的變化才有了宇宙時間。
6.2 TA 即黑宇宙生命時間
TA存在了多久,我們現在還無法知道。或許無限長,也許很短暫。對TA的追溯就像對A的追溯一樣,最終還會回到A。一首古老的東方民謠,開始的第一句:混沌之初,不記年。這或許是現在對TA理解的有益觀點。
6.3 TB 即亮宇宙生命時間
有的科學
無窮小。這就是‘大爆炸’理論中的‘奇點’概念。家計算出我們現在的宇宙起始于~137億年前,這也就是TB的起始時間。不過有的觀測小組聲稱發現過200億前的星體??傊?對于TB的推算就像生物學家尋找我們祖先的化石一樣有趣。
6.4 TC 即地球‘智慧’生命時間
科學家發現的最早有生命跡象的化石年齡大約是35-38億年。
6.5 TM 即人類生命時間
有的理論認為現代人類可能是10萬至15萬年前開始演化的。一般認為是14萬至29萬年。由古猿進化成人的學說,其發現最早的古猿化石年齡大約350-450萬年。
上面為你介紹了ABC-STORM 哲學宇宙模型。它不同于一般的物理模型,它的意義在于你可以通過這個模型更直觀地了解到現在流行的起源理論的觀點;還有助于你加深對客觀世界和自身的理解。主流理論能合理地解釋較多的現象,但實質上也是一種假說。理論的優點不僅是解釋了多少對的東西,更重要的是,它會讓人找到更對的東西。哲學就是這樣一種理論。
第四部分 宇宙哲學(Cosmology)
1. 對于宇宙哲學的認識
看到‘宇宙’(Universe or Cosmos)一詞,普遍會聯想到恒星,黑洞或星系,這是因為我們現在聽到和看到的關于宇宙哲學的宣傳大多數來源于‘天體物理學家’,實事上,對宇宙哲學的探討歷史上包括了無數的哲學家,宗教人士和科學家。我認為宇宙哲學的研究范圍不應該僅是大尺度的概念,正如研究宇宙離不開量子力學;同樣它也不是‘包羅萬象’的哲學,比如說生活中的夫妻吵架,也就是說,宇宙哲學不要成為‘天體物理學家’的俱樂部,暫時也不必把經濟學納入。哲學家沒有必要去知道宇宙是用什么數學公式表達的,而只需要了解這些公式計算出的結果??茖W家也不必擔心自己被劃分為什么主義,而只需要懂得哲學中包括許多有用的思想和方法。
人類最有智慧的發明之一是哲學,難怪古希臘人稱哲學是‘智慧的朋友’。哲學是系統的思想,它在人類文明的行進過程中提醒和啟迪著我們,可以說任何領域都離不開哲學。沒有哲學思想的文化,帶來的是淺薄的行動;多元的哲學思想體系,其結果就是文明的快速,健康地發展。宇宙哲學是研究宇宙科學的頭,宇宙哲學的建立是朝著揭開宇宙奧秘邁出的重大一步,使對宇宙的研究擺脫了‘蒙著眼睛,去抓黑洞里的財寶?!膶擂尉置妗?/p>
宇宙哲學離不開生命科學和思維科學。人本身就是一個‘小宇宙’,生命科學的研究同樣是解開宇宙之迷的一把鑰匙。另外,對于至今無法解開的無數宇宙迷團,不應只歸咎于現代的科學技術,而是因為我們的思維使我們偏離了正確的軌道??茖W發展的歷史告訴我們,時代要求我們要有開明和廣闊的思想。所謂開明的思想就是,你相信地球是平的,當有人說是圓的時候,你會尊重他的觀點;廣闊的思想是指相信地球可能是平的,也可能是方的。當然,首先是要有思想。
我們現在的理論,學科像天上的星星一樣多,它們有的組織成太陽系,有的能組織更大的星系。對于自然的宇宙來說,每顆星或星系都可有可無,也不存在誰比誰優越,但對于人類來說太陽系是不可缺少的,是我們的出發點和基礎。宇宙哲學的一個目標就是 首先找到組織成太陽系的星體。我認為,有幾顆星是可以觀測到的,比如天體物理學,量子力學,生命科學,思維科學和哲學。當然,我們不能忘了組成太陽系的‘基本元素’-數學,物理學和化學等。
談到宇宙哲學,正如電子有正、負一樣,我們無法避免創造論。創造論是我們人類文明進程中的重要組織部分。創造論者對生命起源的論述也是很有說服力的。從創造論的觀點,生命本身是智慧的產物,并認為如此復雜而完美的大腦和人體結構,以及上千萬種各式各樣的生物,如果解釋為極其偶然產生,而后又由一個單細胞進化而來,似乎難以令人置信。考古生物學上,至今也沒能找到生物進化過程中的中間環節的有力證據,而創造論者相信,一個新種群應當是突然大量出現,這樣的證據倒是有不少發現。再者,創造論者還表示,從遺傳學角度,基因突變對物種的破壞作用大于向好的方向發展。當然,相信創造論會使我們放棄許多探索的努力。把創造論當成一種令人尊敬的學說或思想會為我們對宇宙和生命起源的研究提供更廣的思考和想象空間。宗教并不像‘人死后上天堂’這么簡單,它解釋了許多宇宙中或我們生活中的現象,它的最終答案是創造;而科學的答案是公式,觀測和實驗的結果??茖W現在還無法解釋許多根本性的問題;如何驗證一個科學理論目前也面臨著問題,是實證,還是證偽,還是其他方法,現在還在爭論。本質上,宗教和科學理論都是建立在假設基礎上的,宗教也有一套自己的實證體系,只不過現在還沒有人看到上帝。宗教和科學對我們的生活影響同樣是巨大的,宗教與科學歷史上都有過錯事,現在科學家對宇宙的認識也不能肯定自己一定是對的,因為得出的理論都是局部和臨時的。重要的是我們要有思想和信念。人類探索宇宙起源,解釋宇宙中各種各樣的現象,了解宇宙的本質,這是我們尋求真理的過程。宇宙真理,我認為包括以下幾個內容:
a. 創造或自然發生。即宇宙與人類起源問題。
b. 存在與現象的解釋。即宇宙與宇宙中的規律性問題。
c. 宇宙的定義與本質。即哲學上的宇宙概念問題。
d. 宇宙與人類命運問題。
哲學家,科學家,宗教人士,還有許多思想者都試圖回答‘宇宙真理’,但大部分不能自圓其說,或只是解釋了其中一部分。尋求宇宙真理,我認為就是宇宙哲學的目標,這個過程還將伴隨人類很長,很長的時間,我們過去和現在走的僅是這條路上開始不久的一段距離。我們知道要描述一個概念的定義或本質(例如,宇宙的概念)應該包括它所有的組成。宇宙的組成不僅有物質部分,它還有非物質(non-matter) 部分,例如空間,時間,意識。傳統上,科學的發展是圍繞‘物質概念’展開的;而對宇宙中非物質部分的研究相對進展較慢,例如我們一直沒有弄清空間,時間和意識的本質。可喜的是我們已有了思維科學的研究,困難的是我們必須用思維來研究思維。
哲學同樣是方法論。實證主義似乎成了科學研究方法的代名詞。天文學家還有一個反感的詞匯是‘工具主義’。天體物理學家對建立‘數學模型,預言,證偽’這種思維方法更感興趣,我沒有反對這種對局部問題形之有效的方法。目前,在對宇宙各領域的探索中,各個科研小組都有一套自己的方法。我想說的是,宇宙哲學應該在方法論方面有更多的注意力,或許可以避免錯上加錯。經常的情況是:思維方式的偏差比科學觀測的偏差更容易使我們遠離宇宙的真諦。量子的不確定性原理或許反映了我們的思想和觀測的不確定性。這就是為什么總是有新理論代替舊理論的原因。
對于宇宙的未來,現在主流理論的預測大都是悲觀的。‘大坍縮’(Big Crunch)和‘大撕裂’(Big Rip)的觀念已經充滿在大眾的頭腦中。這些理論給出的樂觀概念似乎宇宙還有幾百億年的生存時間,而對于人類的命運來說,這與明天滅亡沒有什么區別。科學是不講感情的,而宇宙卻以某種方式一直眷愛著人類。沒有人不贊嘆宇宙和生命的完美,這使我想一句諺語:結果好就一切都好。(All is well that ends well.)
2. ‘完美無原因’宇宙理論(Perfection-no-reason cosmic theory)
61548; 宇宙本身就是完美
? 完美才有規律和秩序
? 完美不需要原因
? 完美產生于完美
宇宙深處蘊含著一種信息——完美。完美是宇宙所固有,宇宙‘完美無原因’的演化過程中從來沒有做過錯事(wrong doings)。我們可以問宇宙為什么會這般,也可以發現規律,但我們無法找到是誰發明了規律?!昝罒o原因’宇宙理論為你解答這些難題提供了一個答案。我們是宇宙的產物,人本身是完美的,不完美的是我們的思想和行動,這或許就是宇宙的智慧。
創造論對上帝存在理由的推理主要依據是‘完美產生于完美’,如果有一天我們發現上帝與我們在一起,那的確是我們的萬幸。
“五一”期間,我去參觀了柳州市博物館。令我印象最深刻的是“古生物化石館”展示的《生命之旅》,館里陳列著從早生代到新生代各類生物化石,清晰地展現了地球上生命的起源及進化過程。這些化石種類豐富,時間跨度長,包括各類質地清晰、千姿百態、栩栩如生的古生物化石標本,一片化石就是一幅精美的藝術珍品,猶如世界上最精美的文字、最生動的語言,記錄和凝固了生命進化歷程和各個地質時期的演變情景。
The Ongoing Saga of Evolution
2010,400p
Softcover
ISBN9788184899917
國外科技新書評介2013年第3期(總第311期)生命科學生命科學國外科技新書評介2013年第3期(總第311期)達爾文是進化論的集大成者。貝格爾號的航行徹底改變了達爾文的學術生涯,他從此獻身于生物演化研究。同樣地,統計遺傳學家Haldine在印度的研究工作,不僅深化了達爾文的演化論,也催生了現代遺傳學。Haldine有著傳奇的身世和生活,出于對自身的期許和對古印度文明的仰慕,在去世前4年,他加入了印度國籍。這些科學史上的軼事切合了題目中“傳奇”的含義。
本書共有5部分23章。第1部分 遺產連續體,含第1-5章:1.人類的祖籍和達爾文對一切生命的統一學說;2.化石Ida:與人類演化的聯系;3.達爾文的演化理論:適者生存;4.Haldane在印度的生活和研究生涯——與達爾文相參照;5.達爾文:從人類學到不可知論的驅動力。第2部分 病毒、細菌和真菌,含第6-10章:6.植物病毒的親緣地理學演化;7.HIV1病毒在印度的演化;8.達爾文與微生物演化;9.藍藻、藻類、微管植物的演化關系:達爾文演化論的啟示;10.真菌的生物多樣性的系統發育和演化。第3部分 進行中的昆蟲演化,含第11-14章:11.新種形成的生殖隔離機制:來自果蠅的證據;12.自適應和昆蟲;13.蚊科演化:模式演化節拍和新種形成;14.授粉生物的傳奇。第4部分 基因組學,含第15-16章:15.達爾文演化論和基因組學的發展;16.病原選擇壓力和人類先天免疫系統的分子演化遺傳學。第5部分 獨特的個案分析,含第17-23章:17.與印度板塊漂移模型相關的特種宏觀進化;18.驗證工業黑化-干燥假說:一個達爾文演化論的新案例;19.瘧原蟲的起源和演化:間日虐和惡性瘧;20.土壤線蟲類的演化趨勢;21.羊膜動物大腦皮層的演化:基于神經元類型的解剖生理比較;22.藥用和芳香植物:演化中的次級代謝與生化合成通路的多樣性;23.喜馬拉雅山區生物資源的保育:生態、經濟和演化等方面的前景。
V.P.Sharma創立了印度國立瘧疾研究所,在瘧疾和病原生物學領域有著40多年的研究經歷。他是印度科學院院士和第三世界科學院院士,由于在防治瘧疾領域貢獻突出,榮獲了國際上和印度國內多個獎項。
本書出版得到了印度科學院的贊助,是2009年紀念達爾文誕辰200周年活動的一個文集。本書主題鮮明,內容豐富,各章作者都是印度相關領域的專家。它適合生態學、演化生物學、遺傳學、古生物學、醫學領域的科學家和學者閱讀;同時也有助于了解印度在這些領域的科研組織和研究水平。
魏玉保,博士生
近日,一家英國媒體對3000名公眾進行的問卷調查結果顯示,相信上帝靈光不散的人有54%,而相信外星人一定存在的卻有58%。
一位美國科學家的驚人發現給很多人潑了一瓢冷水:將來我們找到的外星生命很可能就來自地球,是我們在渾然不知的情況下把它們捎帶去的。假如有一天我們發現了外星生命跡象――
數千年來,東西方文明不約而同地苦苦探尋生命起源問題。如西方的創世說,中國的開天地說等。但直到19世紀,伴隨著達爾文《物種起源》一書的問世,生物科學發生了前所未有的大變革,同時也為人類揭示生命起源這一千古之謎帶來了一絲曙光。這就是現代的化學進化論。它最早被美國科學家米勒在1953年證實。地球形成的早期,在它上面含有大量的還原性的原始大氣圈,比如說甲烷、氨氣、水、氫氣,還有原始的海洋。米勒通過實驗證明,閃電作用可以把這些氣體聚合成多種氨基酸,而這多種氨基酸在常溫常壓下,可能在局部濃縮并進一步演化成蛋白質和其他的多糖類以及高分子脂類,在一定的時候有可能孕育成生命。這就是米勒描述并被主流科學認可的生命進化的過程。
近半個世紀以來,人們對生命進化的爭論從地球擴展到整個宇宙,一方認為地球成為生命的搖籃是偶然中的偶然,在其他星球上是不可能重復的;另一方則認為地球孕育生命的自然現象是偶然也是必然,在無垠的宇宙中不可能只有一個地球。
數字闡釋真偶然
與對溫度適應性強的人不同,地球的氣溫哪怕只上升0.1℃,也會引發可怕的連鎖反應,因為穩定的地球氣候是經過數十億年的修煉和無數巧合促成的。大氣中的氧含量如果高于25%便容易發生火災和爆炸,而少于15%多數高級生物就會窒息死亡,現在大氣中的氧含量維持在20%左右,剛好在18%-22%人類呼吸最佳值……正是這些因素決定了地球的唯一性和恢復的困難。
能量、水和空氣是地球生命賴以生存的三大要素,它們互為依存,缺一不可。太陽與地球的平均距離為149597870千米,是地球長度的11700倍,地球接收到的太陽能量僅占太陽總能量的22億分之一,這好像被精確計算一樣恰到好處。假如太陽照射到地球的能量再多1%,別說生命無法存活,連江河湖海都會蒸發殆盡。地球之所以能夠挽留住水和大氣,都是它神奇引力的功勞,地球的內在引力始終保持在能夠將大氣和水牢牢地吸附在便于生物生存的絕佳位置上,幾十億年亙古不變。
然而現在,另外一個越來越被人接受的觀點是,地球在宇宙中肯定不是孤獨的,找到外星生命只是個時間問題。信念支撐探索
生命的起源與演化是和宇宙的起源與演化密切相關的。生命的構成元素如碳、氫、氧、氮、磷、硫等是來自大爆炸后元素的演化。資料表明,前生物階段的化學演化并不局限于地球,在宇宙空間中廣泛存在著化學演化的產物。
日前,英國愛丁堡天文臺的研究人員頓坎?福爾岡開始嘗試構建了數個用于測試生命在銀河系中出現過程的模型。為此,他還利用了在最近幾年內獲取的有關其他天體化學構成和太陽系外行星的數量與特性等數據。
通過對比各種模型的運算結果,福爾岡得出結論稱,在銀河系中可能存在著300個-40000個高等文明,而且它們完全有能力與地球人類文明建立聯系……
人類這種苦苦探尋外星生命的做法,一半是源自探秘未知的沖動,一半是爭當太空哥倫布的虛榮。另外還有一點無知的魯莽。正如NASA的微生物學家加斯圖利?卡特所說:“我們只有在最基礎的細胞層面了解自己,才能將目光投向深太空去辨別其他生命。如若不然,就很可能鬧出笑話?!?/p>
是探秘,還是污染
有一種觀點認為,星際間的生物體傳播變異,有可能帶來災難性的后果,所以NASA在“阿波羅”計劃實施后,為保存月球巖石和土壤煞費苦心。他們斥巨資修建了比保護核裝置還嚴密牢靠的半地下設施,光是用不同金屬制作的密封門就達6道之多,生怕有可怕的外星球致命毒菌洗劫地球。
1967年,在NASA的倡導下,一項新的國際太空條約得到世界上進行太空競賽的國家同意,他們將竭力防止生物體從某個衛星或行星向其他星球的潛在性擴展。
美國科學家的擔憂不是沒有根據的,連號稱世界上最干凈的地方,隸屬NASA推進技術實驗室――“太空裝配部”――的各種航天器的組裝地,都發現了極端怪異的細菌。它們極有可能已經污染了月球和火星等人類已經涉足或間接涉足的外星際。
地球至少是目前唯一已知具有生命的星球,人類向外太空發射的各種探測器多數是有去無回的,它們或是永久停留在外星際,或是在大氣層中燒毀。正是人類在探尋外星生命的過程中無意將地球生命散播出去,它帶來的可怕后果既是人類財物的巨大損失,還兼有戲劇性的諷刺。
神奇細菌不斷現身
加斯圖利?卡特是世界頂尖的微生物學家,由他發現并命名的微生物有10余種,是他為NASA、同時也是為全世界敲響了地球生物有可能污染外星際的警鐘。
卡特深知,近半個多世紀以來,人們探索未知的熱情集中在宏觀領域,而對身邊的微觀世界視而不見。人類對太陽系的了解肯定比對微生物的了解多。但是,人類忽視了它們之間的內在聯系,在一定意義上說,我們對微觀世界的認知直接制約著我們對宏觀世界的探索。
傳統觀點認為,微生物需要依附于顆粒上,如果周圍環境中沒有顆粒,也就沒有養分存在,它們是很難生存的。如今,太空生物學家發現。幾乎沒有任何環境是不適合微生物生存的。在火山口、在黑暗的深海底甚至在數’千米深的火山巖石內,都有微生物逍遙自得地存活,它們能從硫黃、錳、鐵甚至石油中吸取養分。它們顛覆了微生物學說的根基,讓保守的生物學家瞠目結舌。
自從卡特進入這個領域以來,他就不斷地發現生存隱蔽的微小生物。但把他所有的發現都加起來也比不上他在帕薩迪納,也就是NASA“太空裝配部”發現的微生物怪異,它們可以說各個身懷絕技。卡特甚至在航天飛機內部也發現了20余種微生物,其中許多都是干旱環境下獨有的,例如莫哈韋細菌就很可能是從干旱的莫哈韋沙漠飄浮而來的。還有一些細菌是過去從未見過的,其中一種被命名為尼爾森細菌。它具有兩層保護膜,其堅硬的外膜使其能夠生存于“太空裝配部”這樣極其干燥的環境中。研究發現,它的第二層外膜有著特殊的作用,能夠抵御強烈的伽馬射線,而這種射線對人和微生物而言都是致命的。
追根溯源覓對策
NASA推進技術實驗室的下屬機構被公認是全世界最干凈、管理最嚴密的機構,工作人員進入工作現場的消毒凈化程序就有11道之多,就是打死他們他們也不相信在自己制造的航天設備中會附著有在外星都可能生存的超級細菌。
調查結果顯示,因為近年來航天器中高新材料和電子儀器的應用密度陡增,而這些高科技玩意兒都是不耐高溫的,致使有效的高溫烤爐消毒不得不改為酒精消毒。但即使是將每個零件逐個酒精消毒,其效果也不及高溫烤爐消毒效果的1/5。酒精消毒的另一個問題是:酒精有時會肢解微生物,使其內臟殘留在航天器中,給未來的登陸搜索外星生命的過程帶來難以預料的麻煩。
在仔細核對航天器的零部件產地后,NASA的專家們才感到問題的棘手。包括正在著手研制的最新航天器在內,多數零部件都是在世界各地加工生產的,最后才運到美國測試組裝,要想做到一塵不染簡直是不可能的。
現在,NASA連棉質的抹布都嚴禁使用了,因為偶然留下的棉絲中含有的原子鏈有可能被誤認為蛋白質。可是。要想將搜尋生物體的分離倉內的細菌控制在每平方米250個以內,仍有相當的難度。
1957年,世界第一顆人造衛星成功發射,為人類揭開了開拓外層空間的新篇章。隨后,深空探測逐漸成為人類重要的航天活動領域。近年來,深空探測無論在深度還是廣度上都取得了巨大的成就,而推動深空探測發展的原動力則是科學探索與技術進步。當前,人類已經渡過了深空探測的初級階段,正在向中級階段邁進。21世紀以來,美國、俄羅斯、歐空局等航天大國和組織相繼制定了20年甚至更長遠的深空探測規劃。這些規劃表明,月球、火星和小行星仍將是未來深空探測的重點和熱點,但內涵和深度較前期將有明顯的提升。
我國太空探索事業是在基礎工業比較薄弱、科技水平相對落后和特殊的國情、特定的歷史條件下發展起來的。自1956年創建以來,我國航天科技經歷了艱苦創業、配套發展、改革振興和走向世界等幾個重要時期,迄今已達到了相當規模和水平。我國在衛星回收、一箭多星、低溫燃料火箭技術、捆綁火箭技術以及靜止軌道衛星發射與測控等許多重要技術領域已躋身世界先進行列,在遙感衛星研制及其應用、通信衛星研制及其應用、載人飛船試驗以及空間微重力實驗等方面均取得重大成果。