大约137亿年前,一个体积极小、密度极大、温度极高,被称之为“奇点”的东西,发生了无与伦比的大爆炸:
最初,大爆炸10^-43秒后,宇宙从量子背景出现;
大爆炸10^-5秒后,宇宙约为10万亿K,质子和中子开始形成;
大爆炸0.01秒后,宇宙约为1千亿K,宇宙间以光子、电子、中微子为主,质子中子仅占10亿分之一,宇宙处于热平衡态,体系急剧膨胀,温度和密度不断下降;
大爆炸13.8秒后,宇宙约30亿K,氘、氦类稳定原子核形成。
大爆炸35分钟后:3亿K,核过程停止,尚不能形成中性原子。
大爆炸30万年后,宇宙大约降为3000K,化合作用使中性原子形成,宇宙主要成分为气态物质,并逐步在自引力的作用下,凝聚成密度较高的气体云块,直至恒星、恒星系统……
这就是当今世界占主流的宇宙观,被称之为“宇宙大爆炸论”或宇宙演化论。
这个“创意”最初是由一位叫勒梅特(Lemaitre, Georges)的比利时司铎提出的,他同时也是天文学家和宇宙学家,是基于宇宙一直在膨胀的现象提出这一观点的,在“创世论”领域,其地位不亚于物理界的爱因斯坦。
勒梅特声称,宇宙在过去某一时刻体积会非常小而密度非常大,宇宙最初的物质就集中在这枚“宇宙蛋”里,在一次无与伦比的大爆炸中分裂成无数碎片,形成了今天的宇宙。
1946年,俄裔美国物理学家伽莫夫(George Gamow)根据恒星热核反应理论,又进一步发展了勒梅特的宇宙膨胀理论,提出了大爆炸宇宙模型。
之后,着名科学家彭罗斯(Penrose)、吉勒西(Geroch)和斯蒂芬?威廉?霍金(Stephen William Hawking)等都对“宇宙大爆炸论”的发展做出过贡献,提出过奇点定理。
美国物理学家和宇宙学家詹姆斯?皮布尔斯(James Peebles)更是找到了宇宙大爆炸的重要证据,并为此获得2019年度的诺贝尔物理学奖。
如今,天文学家、宇宙学家等各相关领域的科学家们达成的共识是,我们所知道的宇宙是在一个巨大的爆炸中诞生的,它不仅创造了物质的大多数,而且还支配着我们不断膨胀的宇宙自然法则。
1957年,由Burbidge夫妇、Fowler和Hoyle,共同提出了“元素起源的宇宙大爆炸理论”(简称B2FH学说),他们认为:
原始的星际物质靠引力收缩形成一些团块——原始恒星,同时内部温度逐渐升高;
当恒星内部温度升到7百万K以上时,氢的核聚变开始,核反应的辐射膨胀与恒星的引力收缩相抵制,恒星发光并进入相对稳定状态。
这时,恒星内部的核聚变有质子—质子循环和碳—氮循环两种。这是恒星氢燃烧阶段,一般可稳定进行100万~100亿年。
太阳核聚变已进行了约46亿年,估计还将继续50亿年。
这一阶段在恒星核心生成氦,同时还有一些碳、氮、氧等元素的形成……
提出B2FH学说之一的Fowler后来获得了1983年的诺贝尔物理学奖,以表彰他在宇宙化学元素分布的解释及核反应理论方面做出的贡献,充分证明了当代科学界对宇宙大爆炸理论的认同。
我们现在所处的这个精彩纷呈、光怪陆离的世界,竟然始自一次无与伦比的奇点爆炸!即便是作为理工科出身的作者,最初对这一观点也感到万分震撼、难以置信!
实际上,关于宇宙和生命的起源,自古以来,各路圣贤就一直探究不止。
被誉为“科学之祖”的古希腊自然科学家和哲学家泰勒斯(Thales)认为水是万物之本;而古希腊米利都学派的哲学家阿那克西米尼(Anaximenes)则认为空气是万物之源。
古希腊爱菲斯学派的代表人物哲学家赫拉克利特(Heraclitus),则认为火是一切物质的初始元素。
哲学家、科学家和预言者恩培多克勒(Empedocles)干脆将前人的学说加以综合,并结合自己的见解,提出了“四元素说”,认为世界万物是由火、空气、水和土组成的。
他认为,火、土、气、水是组成万物的根,万物因四根的组合而生成,因四根的分离而消失。
古希腊先哲、科学家和教育家亚里士多德(Aristotle)则是提出了元素——性质学说。
他认为地上世界由土、水、气、火四大元素组成。其中每种元素都代表四种基本特性(干、湿、冷、热)中两种特性的组合。
与此同时,在古希腊,还产生了物质微粒结构学说。
这一学说的创始人被认为是留基帕(Leucippus)和他的学生德模克利特(Democritus)。他们认为:一切物质都是由最小的、不可分的微粒—原子组成的。
几乎是同一时期,中国先贤们认为万物是由金、木、水、火、土五种基本物质组合而成,而五行则是由阴阳二气相互作用而成的。
公元前4世纪,中国周朝的《书经》把水、火、木、金、土称为“五行”,通常称为“五元素”,就是所谓的“阴阳五行学说”。有学者认为春秋时期的蔡墨和战国末期的驺衍,是该学说的倡导者。
他们用“阴阳”这个概念来揭示自然界两种对立和互相消长的物质势力,认为二者的相互作用是一切自然现象变化的根源,与国外那些大咖相比,华夏先祖的观点显然更接地气,也易于接受。
阴阳五行学说作为国粹炼丹术的理论基础之一,战国之后的刘安、李少君、魏伯阳、陶弘景、葛玄、葛洪、孙思邈等都对此学说的发展做出过贡献。
宋代道教南宗紫阳派的鼻祖张伯端更是提出了“道自虚无生一炁,便从一炁产阴阳,阴阳再合生三体,三体重生万物昌”的观点,认为世上万物皆由虚无衍化生成。
此外,国之先祖还有许多关于宇宙起源的论断,笼统上讲可以分为三种,即《晋书?天文志》所载“古言天者有三家,一曰盖天,二曰宣夜,三曰浑天。”
《周髀算经》说:“方属地,圆属天,天圆地方。”此即盖天说的思想渊源,“天地定位、阴阳交互”的理念就源自于此。
而宣夜说则主张“日月众星,自然浮生于虚空之中,其行其止,皆须气焉”,提出了天体漂浮于气体中的理论。
有学者认为,早在战国时代,《庄子?逍遥游》中“天之苍苍其正色邪?其远而无所至极邪?”就用提问的方式,表述了庄子对宇宙无限的猜测,表明宣夜说渊源深远。
汉代张衡提出“天如鸡子,地如鸡中黄,孤居于天内,天大而地小,天表里有水……天转如车毂之运也,周旋无端,其形浑浑,故曰浑天也。”此即为浑天说的总结。
更有学者认为早在尧即位之时,羲和之官就已经创制了用于观测天象的“浑仪”,即诞生了浑天说。
以上事例说明,国之先贤们关于对宇宙世界的感悟和论断,丝毫不输西方先哲,甚至更为先进。
探索宇宙奥秘,对于常人而言是遥不可及的事情,而有关生命的事情,却与每个人休戚相关。
生活在地球上,我们每天都要与生灵打交道,人们认为揭开生命之谜,其答案似乎唾手可得!
但实则不然,关于生命的奥秘更是众说纷纭,莫衷一是!
对于生命的起源,最着名的就是“神创论”和“自然发生论”。
在国外,神创论相信地球上所有的生命都由上帝创造完成,瑞典科学家卡尔?冯?林奈(Carl von Linné)认为上帝曾经创造了一万个以上的物种,这些物种从来没有演化或改变模样,也不曾灭绝过。
爱尔兰历史学家、大主教詹姆斯?厄谢尔(James Ussher)声称经过“考证”,更是得出了上帝在公元前4004年10月26日上午创造地球的结论。
北欧神话中也有诸神用梣木造男人,用榆树枝造女人,神再赋予他们生命的传说。
希腊神话中,关于普罗米修斯(也有说是宙斯和珀耳塞福涅)用泥土造人,由雅典娜吹口气赋予生命的故事则广为流传。
在中国,盘古开天,女娲补天、造人的传说早已深入人心。
《淮南子?说林训》中也有关于造人的论述,“黄帝主阴阳,上骈生耳目,桑林生臂手,此女娲所以七十化也。”
按东汉高诱的注释,“黄帝,古天神也,始造人之时,化生阴阳;上骈、桑林,皆神名;女娲,王天下者也。七十变造化。”
可见,无论国内国外,神创论都传播广泛,影响深远。
与神创论相比,自然发生论则更为朴素,该理论认为地球上的生命是从非生物直接迅速产生的,不需要亲代遗传,无需过程。
这种观点在世界各地也均有流传,中国古有荀子的“肉腐出虫,鱼枯生蠹”之说,古希腊有“鳗鱼有泥而生”之见。
比利时化学家、生物学家、医生海尔蒙特(Jan Baptist van Helmont)把小麦苗和被汗水浸湿的衬衣一同放入一个容器中,经过21天,老鼠居然“自生”出来。
同时代的意大利学者毕翁纳尼也宣布:有一种木粒在海里腐烂能生出虫,虫变蝴蝶,蝴蝶又变鸟。
自然发生论的支持者中,不乏亚里士多德(Aristotle)和牛顿(Newton)这样的科学巨匠。
直到19世纪,法国微生物学家巴斯德进行了着名的“鹅颈瓶”实验,证明了肉汤中的产生的生物并非生于肉汤,而是来自空气中原有的生物,这才让人们确信:生物只能源于生物,非生命物质绝对不能随时自发地产生新生命!
1859年,关于生命起源,发生了一件里程碑式的事件,英国人达尔文(Darwin)出版了震动当时学术界的《物种起源》,提出了生物进化论学说,摧毁了各种唯心的神创论以及物种不变论。
他认为,生物最初是从非生物发展而来,现代生存的各种生物,有共同的祖先。在进化过程中,通过变异、遗传和自然选择,生物从低级到高级、从简单到复杂,种类由少到多。
此后的年代里,前苏联生物学家奥巴林(Oparin)和印度生理学家霍尔丹(Haldane)又分别提出了生命起源的化学进化论。
美国着名宇宙化学家、物理学家,诺贝尔化学奖得主哈罗德?克莱顿?尤里(Harold Clayton Urey)和他的学生斯坦利?米勒(Stanley L. Miller)及美国生物化学家福克斯(Fox)等均是这一学说的拥趸。并进一步形成了所谓的“海相起源”和“陆相起源”学说。
之后又陆续出现了“火山学派”“外来生命学派”等诸多关于地球生命起源的假说。
这其中尤为引人关注的是“宇宙胚种论”的发展。
该理论最初是希腊哲学家阿那克萨戈拉(Anaxagoras)在公元前5世纪首次提出的假设。
瑞典生物化学家、诺贝尔奖获得者阿列纽斯(Arrhenius),在1907年发表了《宇宙的形成》的宇宙胚种论,他认为地球上生命的种子来自宇宙。
美国着名天文学家、科普作家卡尔?萨根(Carl Sagan)对于丰富完善“外来生命学”的学说功不可没!
英国的霍伊尔(Hoyle)和印度的魏克拉马辛格(Wickramasinghe)等科学家也认为生命的构成非常复杂,不可能起源于像地球这样的小星体,生命须在更广泛的宇宙空间利用各种资源进行综合作用,经历很长时间才能产生。
两人最后建立了生命起源的HW学说。并在本世纪初找到了地球之外也存在生命的证据。