01 世界的中心不是我们
我们每天醒来,就开始了以“我”为中心的一天,我们会因为“我”的经历而产生各种情绪起伏。
我们开车会因为被旁边的车辆加塞而愤怒,我们会因为吃力不讨好被老板责骂而感到委屈,我们会因为突如其来的声音感到恐惧,也会因为一点点蝇头小利感到开心,在我们的思想中,“我”是这个世界的绝对主角。
但是,我们却很少去思考这么重要的“我”到底从哪里来?
总有人说:与其有时间去研究这个问题,不如研究一下今晚上哪里美食更实在,但是这种过小的格局,往往限制了我们的思维深度,产生偏见和短视。
我们把视野拉大,就会发现这么“大”的一个“我”之外,有一个叫地球的庞然大物,我们都会认为太阳、地球对我们必不可少,而天上那些渺小的星光不值一提,但是你仔细再去研究,就会发现,天上那些渺小的亮点才是真正的庞然大物,还有那些看不见的暗物质和黑洞,更是直接决定了我们的太阳系是否还存在!
下面要谈的是科普,我们可以安静下来,静静回顾那些我们看不到,但不得不令我们敬畏的时刻。
02 物质的产生:偶然的不只是我们,而是整个宇宙
演化思维,是我们最重要的一个底层思维,当你思考演化是从什么时候开始这个问题的时候,我们就不断往前溯源,从人类起源开始?从生命起源开始?最终,我们将回溯到宇宙的起源开始!因为这里的一切都是演化。
宇宙大爆炸的起点就是“奇点”,奇点密度、热量、温度、压力、时空曲率无限大,而体积、质量无限小,大爆炸开始后,才有了空间、时间和四种基本力,我们的物理定律才开始发挥作用。
爱因斯坦的质能方程,E(能量)=m(质量) * c(光速)²,看似离我们的现实很远,但大爆炸后的宇宙总是符合这样简单的物理定律。
当大爆炸后的秒内,也就是普朗克时期,按照 E=mc²,纯能量变成了各种正、反基本粒子,正反基本粒子马上湮灭变成一个没有质量的高能光子,高能光子在高速冲击下又分解为正、反基本粒子,形成一个反复循环。
但是如果就这样反复循环,这世界冷却后,或许只剩下能量衰减后的光子,并没有我们,但是有一个奇迹发生了(或许这是宇宙演化中唯一违背物理规律的一次):
我们是大爆炸的漏网之鱼!出于某些未知的原因,之前基本力分离的时候,物质和反物质的对称性被“打破”了,结果宇宙中的物质比反物质多出来了一点。这样轻微的不平衡对宇宙未来的演化至关重要:每诞生10亿个反物质粒子,相应地就会出现10亿零1个物质粒子。[1]
就这样,物质来自于高能光子产生的正反物质的一点点差别。我们会感叹自己是从 2 亿个精细胞中存活下来的偶然产物,但是在宇宙起源的时刻,世界的所有物质是由 1/10亿 的偶然性决定的,结论就是:偶然的哪只是我们,而是整个地球、太阳系和宇宙!
03 物质的演化:我们跟光同源?
根据 E=mc²,我们会发现一个疑问:光(或波)没有质量但有能量,为什么不能不断转化为物质?答案是现在的光子,包括无线电波、红外线、可见光、紫外线和X射线光子,其能量已经不足以转化为最小质量的基本粒子(能量要达到 γ 射线的才可以转变为物质),所以他们就永远成了“光”(或波),所谓的“宇宙微波背景辐射”也不过是大爆炸冷却后,因能量衰减无法转变为物质的光子,它就是大爆炸的证据。
宇宙背景辐射是大爆炸的证据随着宇宙膨胀,宇宙背景辐射的能量不断降低,早期可能是X光、可见光,现在能量已经降到了微波。从这个角度上看,光也是一种物质,只是它的能量已经无法转化为有质量的物质!
至此,我们可以感叹,我们并不是仅仅与猴子、老鼠、蟑螂等动物同源,更彻底的理解就是我们与基本物质、光和那些看不见的无线电波是同源!
随着宇宙温度的降低,宇宙的物质按照费米子/玻色子-->原子-->分子的步骤逐步形成。在这个过程中都逃不出这四种基本力——弱核力控制辐射衰变,强核力将每个原子核内部的粒子结合在一起,电磁力让原子凝聚成分子,引力又将大量物质凝聚在一起,这就是我们的世界。[1]
今天,我们惊人地发现,原子内部,还是夸克(费米子的一种)和胶子(玻色子的一种),它们之间的不同组合,成就了不同的元素,而我们跟宇宙就是同源,我们一点也不特殊。
04 与地球相关的演化:尘埃可以构建宏大
随着宇宙的膨胀,温度下降,基本粒子逐步合成了星云气体、尘埃,这些星云气体由大量的氢、少量的氦和极少量锂组成,总有一些空间的物质质量大一些,可以吸引更多的气体和尘埃,当不断聚集到一定规模后,就会发生坍塌,坍缩的核心位置由于密度大,只要形成了超过 1000 万度的临界点后,紧紧靠在一起的氢原子就发生了“核聚变”,形成了氦原子并释放出能量,这就不断在燃烧的恒星。
在恒星的核聚变过程中,依次将氢变成了氦、碳、氧、氖、镁、硅、钙、铁元素,再重的元素就无法产生了,因为核聚变为铁的时候会吸收能量,丧失了进一步核聚变的能力,这就意味着恒星的死亡。
燃烧殆尽的大质量恒星无法再进行核聚变,会突然坍缩导致超新星爆炸,让我们敬畏这个时刻吧,这个时刻就是宇宙施展的“炼金术”,产生了元素周期表中比铁更重的各种稀有元素!
伟大来自于超新星爆发后的尘土通过超新星爆炸,坍缩的部分会形成黑洞和中子星,而那些散布到宇宙中的气体或粉尘,较轻的元素可能重新融入星云,孕育出新的恒心,较重的粉尘凝结成岩石,变成了小行星,当小行星相互碰撞,形成更大的星体后,就是我们的地球。
终究,伟大来自于超新星爆发后的尘土。
05 演化来自于底层的物理定律
我们每天看着太阳从东方升起,然后夜幕降临,我们认为这一切都是必然,但是在宇宙的演化过程中,任何一个微小的变化我们都将不存在,除了10亿分之一的偶然,还有太多的偶然,我们看看《140亿年宇宙演化全史》中的一段:
如果月亮稍微大一点或者小一点,地球的一天就会稍微长一点或者短一点,它的轴线就会不稳定,有可能发生周期性摧毁生命的气候灾难,进而摒绝智能生命的出现。上帝或许能为月球的这一巧合邀功,但詹姆斯·洛夫洛克(James Lovelock)的盖亚假说(也即生命本身控制气候)不能。所以,我们或许的确运气好得离谱,好得近乎不可再现,但这并没有增添我们的特别之处,要是最初没有这一系列的巧合,我们根本就不存在。
更要命的是,我们还将发现两个可怕的事实:
1、演化不可阻挡:宇宙还在膨胀。根据科学家的测算,宇宙现在还在不断膨胀,距离我们最远的星系离开我们的速度越快,最远的已经超过光速! 想想很久很久以后,或许我们的天空中再也看不到远处的星星,因为它们都在以超越光的速度离我们远去。
2、演化不可逆:宇宙的氢将会消耗殆尽。核聚变的材料是氢原子,总有一天,宇宙的氢会被燃烧殆尽,那么所有的恒星都会死亡,没有能量,生命也自然会消亡。
我们或许不愿接受,但却是一种必然,这个世界终将一片漆黑。
总结一下,我们可以找到看待演化的两个视角,一个就是要把格局拉大,把自己的位置放在边上,我们永远都不是世界的中心,太阳不是,银河系也不是,演化符合的是物理规律,而不是我们的意志,这样我们会因此慢慢地看到一些演化的规律,甚至看到一些演化的必然和归宿,我们来自偶然,更是一种必然。对演化报以敬畏,顺着演化的物理规律而动,或许才是我们正确的行动方式。
另一个就是把视角放小,当视角放小到量子级别,我们感受的仅仅是自旋和震动,就如科学作家万维纲所说的:“哪有什么岁月静好,不过是微观的粒子们替你诡秘前行”,除了我们可以感悟世界永远在变的真理,我们还会发现:原来世界没有那么复杂和特殊,任何物质的底层都是一致的。宏观的伟大来自于微观的普通,从这个角度上看,世界给我们的,几乎是绝对的公平。
我们很渺小,也很伟大人与人之间的差距不在于我们看到的那些,更在于那些我们所看不见的地方,如果你只在意我们看到的东西,或者以自我为中心,那么看问题一定是肤浅的。看问题的深度来自于更大的格局,更小的视角以及对协同关系的关注。
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参考资料:
[1] 尼尔·德格拉斯·泰森《140亿年宇宙演化全史》
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