求了解宇宙如何运行8集和宇宙与人两套还有类似科教都行套
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发布时间:2022-07-01 03:29
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时间:2023-10-18 12:58
绍了中国自己的科教大片———《宇宙与人》,很多读者看后来电,对这部电影表示出浓厚的兴趣,同时希望更多地了解其内容。为此,本版今天特刊登该片的部分解说词,以飨读者。
宇宙,星光灿烂,其中深藏着物质运动的伟大力量,它最不可思议的是,一个纯粹的物质世界,却能创造出智能,自从人类发现了这种叫做基因的结构之后,就可以相信,哪怕是尘埃,只要经过特别精致的编排,就能缔造出像生命这样高级物质形态,并且只要给它足够的时间和空间,它就能演化出智能。
物质的宇宙能够演化出生命,目前我们惟一所知道的就是我们自己的太阳系,但准确地说,生命很吝啬地只选择了它的第3颗行星———地球,生命在这颗星球上诞生并且改造这颗星球长达近40亿年,从生态上看,地球的美丽是独一无二的,然而今天的地球因为有了人类,就不仅是生态星球,同时还是一颗文明星球。
地球上惟一直立行走的智能生物———人类,今天已经非常轻松地生活在这颗行星上,但是,从古老文明走到现代文明,人类付出了巨大的代价。而二者之间的跨越的关键恰恰要取决于人类认识宇宙的深度。
我们把自己拥有的一颗恒星叫做太阳,它的光辉对地球的生命是最根本的,阳光在地球表面已经掠过了40多亿年,今天的生态就是纯粹阳光的塑造,这种塑造使得地球拥有了一个长达40亿年的生命链,这个链条其实就是固体的阳光,因为生命的本质的含义就是把光能变成物质的新陈代谢。
现在,我们可以精确地知道,这颗价值非凡的发光体非常地巨大,它的直径相当于110个地球,它的表面是6000摄氏度的高温,经过一亿五千万公里空间的传输,地球只得到它的光辉的5亿分之一,但这已经足够了。
人类的燃烧概念是火,用一堆树枝燃烧几个小时,这就是我们的获取能量的概念,这个基本的方式一直主导着人类的文明,但这种燃烧根本没有使用宇宙中真正的能量宝库———原子核,在本质上,木头的燃烧只是原子们互换位置放出一些化学能,燃烧后,原子核的质量一点没有减少。
而太阳的燃烧和篝火原理完全不同,它在让原子核燃烧,爱因斯坦用它著名的质能转换的公式计算出,核能量能达到普通化学能量的两千万倍。
在一节只能烧几分钟的树枝中所蕴藏的核能,足以把一盏一百瓦的灯泡点亮一百万年。
太阳就是一个奢侈地使用核能的天体。太阳的引力所造成的塌缩不仅引发核聚变,而且塌缩的压力还是约束核能的极好的容器。在巨大压力下,太阳每秒钟使用5亿吨的氢原子参与聚变,其中有400万吨的物质转化为能量,这些数字听起来挺大,但和太阳的总质量相比,就微不足道了,太阳自存在以来,只损失了万分之一的物质。能量在它的大约70万公里的深处的核心产生,要经过1000万年才能上升到表面,光在太阳的肚子里走得比蜗牛还慢,正因为这样,这个能量的亿万富翁才能细腻地使用自己的存款,坐吃而不山空。
太阳终究不是永恒的能源,庆幸地球在5亿年前启动了多细胞生命的进化,使我们对太阳没有任何危机感,然而,太阳毕竟在燃烧中衰老,它的氢不断地变成氦,最终,随着核心温度的增加,氦原子核将会再度突破电磁力的屏障而碰撞,发生新的核聚变。
根据太阳的质量计算,在大约40亿年之后,太阳的氦聚变将开始启动,这就是说,在太阳的核心,又诞生了一个新太阳,而这个温度更高的太阳会把外面温度低的太阳推出去,它的体积将会因此而膨胀一百万倍以上,宇宙中恒星在衰老的时候将会显得非常辉煌,但这种辉煌将毁灭地球,恒星的临近熄灭不仅不会减少热能,恰恰相反,一个百亿岁的太阳将会把几亿公里的范围都变成火海,地球的一切生态构成都将崩溃,并最终被它吞噬。
太阳只有两次核聚变,90亿年的氢聚变和大约十亿年的氦聚变,当氦燃烧完的时候,太阳的引力会继续塌缩而且将没有抵抗,此时,它的力结构将会出现一些不稳定而喷出一些外围的物质,然后这些物质会形成艳丽的光环,在宇宙中有许多这样的气体光环,这些都是类似我们的太阳这样的恒星的死亡符号,如果它们之中有被孕育过的生命,不知它们有没有足够的时间进化到智能,并且在它死亡之前寻找到新的居住地,幸运的是,人类有至少40亿年的时间来做准备。
太阳系一共有9颗行星,其中有4颗巨大的行星,它们都是气体的,这证明宇宙中星球越大,气体越多,因为气体是宇宙的主要物质,但又是活跃的物质,星球小了就抓不住它们。
于是,尽管像水星这样的重元素的星球已经在一颗非常好的恒星的附近,但它质量太小,因而抓不住任何气体,所以就不能对恒星的光辉有所筛选,因此在水星这样光秃秃的星球上,生命将遭到无情的杀戮。
火星比水星要大一些,它有一层极为稀薄的大气层,但是在火星上生命依然不能裸露,因为这层大气不能阻挡肉眼看不见的高能射线对地表的轰击,我们看到的火星的橙色天空,其实是一个假象,这不是大气,而是被风刮到天上的尘埃,由于火星引力小,自转快,所以风特别大,如果这些尘埃落地,火星的天空就是黑暗的。目前火星没有任何确证为生命的信息。
在岩石行星中只有金星和地球非常地相似,它在这个位置,似乎就是宇宙让生命在太阳系的孕育有一个双保险。金星的质量只略比地球轻一点,因此它的物理条件几乎和地球完全相同。当然,它有足够的大气层,但是,令人困惑的是,金星没有蓝天,而是二氧化碳加硫酸的浓雾,它的温室效应制造了一个普遍达到500摄氏度的高温世界,非常遗憾,金星没有成为另一个生命的摇篮。金星的状态表明,一个和地球相似的星球也不一定有生命。
不过,生命在地球上诞生,并不说明地球早期的环境多么好,而大气层和磁场也不会自动地把地球变成天堂,实际上,地球的美丽要靠生命的拓荒。早期地球的二氧化碳比今天多20万倍,也有严重的温室效应,但生命却把二氧化碳当做食物吃掉了,把地球从远古地狱般的情形改造成蓝天白云,二氧化碳变成了它们的尸骨,今天就混合在这些碳酸钙组成的山体当中,被它们自己制造的湿润的气候切割成喀斯特地貌。实际上,动物的骨骼,里面融入的碳酸钙,都是固化的二氧化碳,它们也是另一种形式的喀斯特风景。地球可以说是一个非常出色的处理二氧化碳的生态工厂。
生命能够忍受极为苛刻的星球地表环境,却对来自太阳的能量非常地挑剔。而正是这种挑剔,使得即便在地球这样完美的行星上,生命大部分的时间也都躲在海洋里,对陆地望而却步,和40亿年的海洋的生命史比起来,陆地的生命史只有4亿年左右。
陆地和海洋的进化衔接,可以用今天仍然活着的古老的总鳍鱼来演示,一个纯粹的深海鱼类,却长着类似陆地动物的腿,显然,当时有很多鱼用腿走上了陆地,而这条鱼的祖先因为勇气不够又退回去了。我们就是那些勇往直前者的后代,我们身体中,都是勇敢者的基因。
不过,生命真正地登陆,不只是靠鱼长腿,还依赖于地球核心的动力,因为生命星球上的充满水分的气候,必然要侵蚀地貌,如果没有造山的机制,那么地球上有过的山脉早就被磨平了,平地就意味着没有河流。而没有河流的陆地,生命是不可能深入的。然而地球有一个造山的发动机,这就是转动的热核,核心的岩浆通过层层地幔向上传导热量,由它而引发的造山运动从来没有停止,这种造山运动几乎每隔一亿年就把地球的面貌彻底地修改一次。最近的一次最大规模的造山运动,离我们只有4千万年,它造就了地球上最高的喜马拉雅山脉和辽阔的青藏高原,同时也影响了至少半个地球的生态和人类文明的布局。
地球上的山脉和河流都是年轻的,生命的气候对地球表面的磨损要求地球不停地去修复,保持地表上永远的高低不平,从而使生命在使用地球的陆地之后,还能享受到由河流所贯穿的通向陆地深处的生命链,我们的地球在40多亿岁的高龄,依旧蕴藏着沧海桑田的生机。
地球充满活力,是因为地球的旋转,这种旋转保护生命自远古存在并一直推动生物进化到智能文明,但是,今天的智能文明,却并不需要地球旋转得太快,因为过快的旋转所引发的太多的地震、火山或者狂风都会给人类带来灾害。
我们运气很好,地球有一颗卫星——月亮。它的质量只有地球的80分之一,但它的引力足以成为一个给地球这个转轮安置的无形刹车,不断给地球的自转减速,在以往的40多亿年里,月球至少使地球自转速度减慢了一半,而月球也随着地球的转速减慢放松了对它的束缚,逐渐地离地球远去,远到当人类出现之后,从地球上看它的表面直径和太阳的表面直径正好吻合,这给人类观测太阳的活动规律,带来极大的方便。
由月球造成的海洋潮汐每时每刻都*着陆地,正是这个把小小贝壳推动的力量,亿万年来,亿万次的摩擦,终于使地球的转速逐渐地从每天10个小时的昼夜交替,减慢成24个小时。
月亮留给我们足够做美梦的温馨长夜,它赠给人类的最珍贵的礼物是地球有史以来最稳定的地壳。
在星系之外,似乎有无穷的星系,目前观测到最远的星系离我们有130多亿光年。
但人类看到的宇宙依然是有限的,然而,人类惊异地发现,即便不看到整个的宇宙,也能判断宇宙究竟有多大,在干什么。
人们依据的是多普勒原理,声音会在运动方向不同时发生变化,高亢代表靠近,低沉就是离远。
光也是一种波,因此也有这个特征,只不过光是以颜色来表现:当一个天体向我们运动时,光谱中的颜色向蓝色端移动,而反之,颜色向红色端移动。
一个叫做哈勃的美国人,发现了所有的星系的光谱的共性,这就是在大尺度上,光谱都无一例外地向红端移动,于是,他宣布,相互远离是宇宙的基本运动,宇宙像气球一样在膨胀。
发现宇宙在长大,其实也就是发现了宇宙曾经很小,并且也能判断它的年龄,爱因斯坦的相对论则论证,宇宙的全部物质大约在150亿年前全部浓缩在一个无限高温的奇点中。
现在,人类能证明宇宙开始于一个大爆炸,然而人类更确信的是,一个对万有引力特别优惠的宇宙,必须从一个大爆炸开始,一切才能有秩序。
正由于大爆炸和引力的抗衡,物质才被和谐地分布在宇宙的各个角落,如果没有这个爆炸的原动力,宇宙将无法支撑起一个结构,引力将毁灭一切;因此,我们的宇宙必须膨胀,所有物质力量刚好在一种恰到好处的抗衡中实现最充分的物质演化,这是一个真正充满公平、公正的奥林匹克精神的宇宙。
人类的最终诞生,是我们星球上最重要的一件事,也许,这也是宇宙中最重要的一件事情,人类进化证明了40亿年的生命史为人类的出现,做了全部生理上的准备,而这一进程的最后冲刺是在大约开始于500万年前,这时,有一些灵长类放弃了动物的本能而以智能的方式去求生存,这当中,许多尝试都遭到惨败,那些介乎于人和灵长类之间过渡状态的生物灭绝了很多,但,我们的祖先仍旧义无反顾地踏着失败者的尸骨前进,他们坚持用工具代替生理器官来使自己生活得更好,而工具的使用使他们的口腔逐渐的精致,并最终进化出了语言,显示了一个可以相互说话的动物在这颗星球上一定是最终的成功者。
人类的大脑这个超级信息处理器是目前宇宙中最完美的智能结构,到现在为止,人类对自己大脑的了解,还只是初级阶段,宇宙赠给我们的东西似乎很超前,以至于人类甚至还没有来得及在生理上做好接受的准备。
脑容量的快速增加显然是给人类的生育带来很大的痛苦,人类的分娩因为婴儿的头颅太大而在哺乳动物中是最艰难的。智能生命和生理器官的不匹配,几乎完全是由人类的女性默默地忍辱负重地承受了,或者说,人类的进步,是因为我们有坚强的母亲。
宇宙,一个伟大物质演化的史诗,它一个没有知觉的物质系统,创造了一个不可思议的能够理解它的生物。
从人类用笨拙的手在岩壁上用简单的图形记录自己的生活,到创造辉煌的史前文明,最后穿越宗教的黑暗迎来科学的曙光,只用了几万年,今天,人类更加强大,这种强大连人类自己都为之振奋!
的确,宇宙已经把物质智能交给了我们,但是精神的道德准则却要靠我们自己来建设,否则,文明的级别越高,毁灭的概率也就越大,我们相信一个还拥有40亿年太阳光辉的智能生命,将不会辜负如此厚爱我们的宇宙。
(字幕出现在星空的背景上)
150亿年前宇宙诞生
50亿年前太阳系诞生
40亿年前生命诞生
500万年前人类诞生
400年前人类发现日心说
公元2000年人类进入高度发达文明到目前为止,人类是宇宙中唯一已知的智能生命
地球的早期,大地上流淌着岩浆和滚烫的热水,那时的月亮离地球比现在近一倍多。如果那时有人类存在,眼神好的人应该可以看清月亮上的环形山。当然,想象出的故事也会更多了。
宇宙是膨胀的。物质必须膨胀,才能抵消引力的过分收缩,才有星光灿烂。
《北京日报》 2001年3月07日