我们是在孤独地生存着并智慧着吗?
多年以来,关于宇宙和生命,我接受了一些流行的观念。
关于宇宙,我所知的是:宇宙的开端是奇点,突然之间,不知什么缘故,奇点发生了大爆炸,宇宙万物及其时空维度都诞生了。直到今天,我们还可以观察到大爆炸的余波,证据之一就是所有的星系在彼此越离越远。有的科学家形容这个现象就像“吹气球”,星系就像是气球表面的图案,当“宇宙气球”吹胀起来,上面的图案就彼此之间越来越远。
关于生命,我所知的是:生命是一个不折不扣的奇迹。生命诞生的概率极低,更别说智能生物了。人类可能是宇宙中独一无二的。一位科学家对生命诞生给出这样一个比喻:“把那些杂乱无章的氨基酸组成可以自我复制的复杂蛋白质,就像一阵大风刮过垃圾堆,组装出来一架波音747。”这个奇特而生动的比喻一直印在我心里。
以上两个看法,也是这些年来大家对宇宙、对生命诞生的主流的看法。但是,读完这本《生命是宇宙的偶然吗》,我大受震动,因为,这两个看法,有可能是错的!
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首先,“大爆炸导致膨胀的宇宙”这个说法,就像书里说的,“总给人一种哪里不对劲的感觉”,因为,我们无论朝哪个方向看,宇宙中的星系都是均匀分布、均匀膨胀的。难道我们是在爆炸中心的点上静止不动吗?这说不过去啊!
大爆炸是无可置疑的,作者说“大爆炸既不是理论,也不是假设,也不是猜测,这是一个结论,有上个世纪大家千辛万苦从各种来源搜集来的证据作为支持”,但是,“宇宙是在膨胀,但没有膨胀到任何东西里去,因为它根本就没有向外扩展!”“如果你把距离尺度缩得足够小,在任何边界以内所能够创造出来的空间都是无限的。难以置信,空间可以无限制扩展,却又完全不会拉长原有的有限边界。”
——读到这里我忍不住放下书缓了缓,向内扩张!这也太反直觉了!可是要不然,你怎么解释这整件事呢?作者这样写道:
“我们大多数人都认为:宇宙是所有一切的总和……但宇宙并不是各个部分的总和,正如你我绝不仅仅是构成我们的分子的一张列表。宇宙本身就是一个独立的实体,它与我们所知的其他任何东西都不一样。……作为独立实体的宇宙能创造出新的空间,而我们任何人都做不到。作为独立实体的宇宙能创造出新的能量,而我们只能把能量从一种形式转化为另一种形式。你和我都不能超过光速,然而膨胀中的宇宙却能让星系以比光速更快的速度向远处飞去。而且更不可思议的是,我们将看到宇宙正在向内而不是向外扩张……
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再说颠覆我认知的第二点,关于生命的。作者贯穿全书的观点是:宇宙或许不知道自己会产出什么样的生物和智能生物,但它所有的基础参数都是有利于生命的诞生和繁衍的。而智能生物或许也对宇宙“有意义”——在最宏观的宇宙中,或许就如在量���世界中一样,“观测者”的加入,绝非可有可无。
本书的大半篇幅,用在从各个角度简述宇宙对于生命诞生给出了什么样的基础设施。就说两个让我印象最深刻的点吧。
一是,微观世界中,除了我们熟知的粒子的反直觉和模糊性,粒子们又有着高度的一致性和精确性,比如:宇宙中每个质子的质量都恰好是每个电子的1837倍;一个中子的质量大于一个质子和一个电子加起来的质量;在同一个原子内,同一轨道上不能超过两个电子……这些规则,按作者的话说,“不仅仅是对大自然的描述,也是世界稳定性的保证”。科学家做过研究:如果把这些规则修改一点点会怎么样?结论是:一点都不能改。比如,如果对重力或电磁力做哪怕最小的调整,生命也无法诞生!
另一点让我印象深刻的,就是原始生命的诞生了。目前我们推测生命是诞生在原始地球一锅“原始汤”里的,那这个概率是不是很低,就像我上文引用的某位科学家说的,是“大风刮过垃圾场组装出波音飞机”呢?
近年来,哈佛医学院的生物学家们做了一系列成功的实验,随机生成了和现在任何生物都无关的一万亿种蛋白质分子。从这些随机样本里,他们发现了两种可以和ATP(腺嘌呤核苷三磷酸,生物体最直接能量来源)结合并且能耐高温(原始汤的需求)的蛋白质分子。——既然在一组实验室随机生成的蛋白质里都能找到符合要求的,那么自然界还有许许多多其他的蛋白质,也可以。
斯克里普斯海洋研究所的科学家乔伊斯的团队,则构建出了能自我复制、在实验室环境中进化的RNA分子,接着又开发出了一种RNA,其自我复制的能力取决于它能否和一个小分子结合。
因此,我们可以看到,只要有了足够的多样性、足够的耐心,生命就有诞生的可能。作者总结道:“宇宙不知道自己会最终创造出什么作品,但是它发明了生命的根本机制。”
书里还进一步说,根据已探测到的行星样本估计,银河系里像地球这样尺寸的处在“恒星宜居带”内的行星,大概还有几十亿个。——照这样看来,我们孤独地生存着并智慧着的可能性,实在是很小了!
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生命是宇宙的偶然吗?这问题过于深奥,怕不是要写几千页的书才能回答吧?可这本《生命是宇宙的偶然吗》正文只有225页,真是人狠话不多!书的原版是2018年出的,这意味着依据的都是近期的科研成果。总之,书名抓人、篇幅精炼、内容新——这些都是一本科普书让人好想一睹为快的特点。
这本书分为三部分,第一部分是“宇宙是从哪儿来的?”,讲宇宙如何诞生。第二部分是“结构是如何从无序中建立起来的?”,讲为生命开始做的准备:自然界的四种基本力、大恒星和小恒星各自的作用、元素和光对生命的意义。第三部分是“生命真的只是宇宙掷了一次骰子吗?”讲的是生命形成的机制。作者罗伊·古尔德,美国天体物理学家和科普作家,现任哈佛-史密松森天体物理中心首席研究员、分析教育师。作者无疑学识渊博,因为本书不但涉及天体物理方面,也讨论了生物学和遗传学方面的新研究成果。而且他的语言功底很强,很会讲故事、用比喻,深入浅出,娓娓道来,让人不知不觉地被他吸引和说服。译者陈海滨,是资深的英语译者和科普、社科爱好者,翻译得准确、扎实、流畅。
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除了像侦探小说般层层推进的理论研究,书里还讲了一些非常动人的科学家故事。这些科学家可能从功利的角度来看不是那么成功,但是,谁说只有站在光里的才算英雄!
比如,爱因斯坦引力模型的第一次应用,“是由一个最不可能的人物在最可怕的环境下进行的”。这个人叫卡尔·施瓦西,是个德国科学家,1915年,被迫在第一次世界大战中服役,在军队中计算大炮轨迹,可他却忙里偷闲地用爱因斯坦的理论解决两个了宇宙空间计算的问题。
他在给爱因斯坦的信中写道:“你瞧,战争对我是多么网开一面啊(意思是他还苟活着)。请允许我,冒着猛烈的炮火,到你的思想国度里走一遭吧。”
然而,1916年春天他就牺牲了,年仅43岁。
他的英年早逝让人遗憾,他也未曾因为自己的科学功绩获得现实的好处。可是,他曾经在科学和思想的国度里愉快地漫步,他的工作为我们理解黑洞、为GPS技术打下基础。
这些故事就像小珍珠一样在书里闪烁着,非常动人,或许,我们的世界就是这样在浩瀚的宇宙里发出微光......
作者说,我们的理解能力每进步一点,我们离宇宙的真相就又近了一步。在某种程度上,我们是宇宙存在的基础——我们所知的关于宇宙的一切,都来自我们的努力,是我们“建造”了宇宙,正如宇宙建造了我们。我们,是宇宙故事的不可分割的一部分。