时间：2023-10-12 09:33:48
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生命系列》大铜组章，其实共两枚：《生命系列海洋》和《生命系列陆地》。这是朱熙华的新作。当我执于掌中观赏之际，总觉得此物特别具有艺术魅力。谈及生命，最引人关注的话题：一是生命的起源，二是对待生命的态度。这两个问题是人类数千年来一直思索探究，而至今尚不能完全清楚的大课题。朱熙华执刀挑战，我不担心他描画的构图会不再精道生动、美轮美奂，但我却发愁这自然科学尚不能全解，社会科学还在辩论的话题，如何在两枚小小的铜章上通过艺术的手法表现出来！
现在人们说的生命，不必注释，皆指的地球生命。不知地球从何而来，自然无解生命从何而来。不知宇宙从何而来，自然无解地球从何而来。所以，说生命起源，必须说说宇宙起源。关于宇宙起源，现在公认的科学解释是霍金在其著作《时间简史》中的描述。要理解霍金所描述的宇宙的开始状态，必须去除无限空间和时间的概念。这是一个非凡的解释，也就是说，在宇宙开始的那一刻，空间和时间都不存在，宇宙的开端是一个“无”的状态！这也正是老子在其《道德经》中所说的：“无，名天地之始”，“天下万物生于有，有生于无”。这里所说的“无”，不仅是一无所有，而且是时间和空间都是“无”，一种真正的无。现在由于黑洞理论，宇宙在起始时刻发生的大爆炸更加令人信服。于是，霍金根据量子力学原理，在《时间简史》第八章详尽地描述了宇宙早期的状态。“就在大爆炸时，宇宙体积被认为是零，所以是无限热。但是辐射的温度随着宇宙的膨胀而下降……在大爆炸后大约一百秒，温度降低到了十亿度，也即最热的恒星内部温度。在此温度下，质子和中子不再有足够的能量逃脱强核力的吸引，所以开始结合产生氘（重氢）的原子核……”在大爆炸后大约一百秒时，组成今天宇宙的基本原子，氢、氦、锂和铍等等就诞生了。
生命的起源与演化，是和宇宙的起源与演化密切相关的。生命的构成元素如碳、氢、氧、氮、磷、硫等是来自“大爆炸”后元素的演化。科研成果资料表明，前生物阶段的化学演化并不局限于地球，在宇宙空间中广泛的存在着化学演化的产物。在星际演化中，某些生物单分子，如氨基酸、嘌呤、嘧啶等可能形成于星际尘埃或凝聚的星空中，接着在行星表面的一定条件下产生了像多肽、多聚核苷酸等生命高分子。在地球上，这一过程有四个阶段：第一阶段，从无机小分子生成有机小分子。第二阶段，从有机小分子物质生成生物大分子物质。这一过程是在原始海洋中发生的，即氨基酸、核苷酸等有机小分子物质，经过长期积累，相互作用，在适当的条件下，通过缩合作用或聚合作用，形成了原始的蛋白质分子和核酸分子。第三个阶段，从生物大分子物质组成多分子体系。第四个阶段，有机分子体系演变为原始生命。这一阶段也是在原始海洋中形成的，是生命起源过程中最复杂和最有决定意义的阶段（目前，人们还不能在实验室里验证这一过程）。通过若干前生物演化的过渡形式，最终在地球上形成了最原始的生物系统，即具有原始细胞结构的生命。至此，从生物学的演化开始，直到今天地球上产生了无数复杂的地球生命形式。
关于生命的起源简说如是。其中非常重要的有两条：一是大爆炸，二是海洋。如果这两条不具备，地球生命自然也不会产生。可见，生命的诞生是多么的漫长，多么的复杂和偶然。而今，地球上的生命又是多么的复杂，多么的繁盛和必然。朱熙华的《生命系列》组章在“海洋”和“陆地”两章的正面，巧妙构图，对地球上的生命体多样性极尽刻画之能事，但见种群繁盛，生机勃勃，每样每种皆栩栩如生，整体布局美轮美奂，又似迷境诱人探索，且每每如此，必有所获，于是探赏之心愈重。可见此作品之艺术魅力非同一般。如果至此，以为朱熙华的作品并未对生命起源有所交待，那就差矣！请你注意《生命系列陆地》正面构图的中心，那犹似遥远的一束强光照来，犹似雕刻者刻意留下未予着刀的岩石凹面，在总体按散点透视构图的布局中，中间这一处空白反衬出的密实质感，那刚劲有力的数道辐射状刀痕，朱熙华要交待什么？正是朱熙华对“大爆炸”的艺术表现，用留白（无）表示过去、表达起源，用写实（有）表示现在、表达生命。不仅如此，在《生命系列海洋》的正面构图中，关于生命起源也有描述，那海洋中升腾的水流（热流）似气泡而非气泡的大大小小的甚至微不可见的，其实正是生命起源过程的一种艺术展现。作者有心，读者有意，作品的艺术内涵即可丰富而且深邃地完全展现。
1 引言
古生物学是研究地质时期生物的形态、构造、分类、分布、起源及进化的科学,是地质学的一门分支学科,因此,长期以来,“古生物学”课程一般都在地质院校和综合性大学的地质系设置,而生命科学学院或生物系很少设置本门课程。但古生物学同时也是一门跨生物学和地质学的交叉学科,生物学中的一些系统学问题,如生命的起源与演化、被子植物的起源与演化等问题都有赖于古生物学的研究。本文将介绍生命科学学院生物科学专业开设“古生物学”课程的意义、教学特点以及通过三个学期的教学尝试所取得的初步成果。
2 生物科学专业开设“古生物学”课程的意义
随着学科之间的不断交叉和渗透,古生物学和现代生物学的关系越来越密切。生物学中的一些系统学问题,如被子植物的起源等问题都有赖于古生物学的研究。中国是古生物化石多样性最丰富的国家之一,长期以来在国际古生物学界的地位举足轻重,尤其是近十多年来通过古生物学和生物学的交叉研究,相继在生命起源、鸟类起源及被子植物起源等问题的研究中取得了突破性的进展,令世人瞩目。如云南澄江动物群中最早脊索动物的发现、辽西带羽毛的恐龙—中华龙鸟的发现等等,这些成果相继在“science”、“nature”上发表数十篇论文。
长期以来,“古生物学”课程一般在地质院校和综合性大学的地质系开设,而生命科学学院或生物系很少设置本门课程。由于生命科学学院生物科学专业高年级学生已经掌握了相关的现代生物学知识,因此在生物科学专业开设本课程,将能使本专业的学生更加系统地了解地球生命的起源以及生物界由简单到复杂、由水生到陆生进化的地质历程,并及时了解国际古生物学和生物学交叉领域的最新研究成果。因此本课程的开设对开阔生物科学专业学生的视野,启发他们认识生物学和古生物学交叉领域一些重大科学问题,进而发现并探索一些新的问题等都具有积极的意义。
3 生物科学专业“古生物学”课程的教学特点
地质院校和综合性大学地质系开设的“古生物学”课程的教学特点,主要是介绍不同地质时期发现的各门类动、植物化石的形态特征,因此主要是形态分类方面的。编写的“古生物学”教材一般分为两部分,第一部分通论主要介绍古生物学的基本概念、化石的形成过程、化石类型、生物的演化以及古生物学的任务;第二部分各论主要介绍各门类化石,包括:原生动物门、海绵动物门、古杯动物门、腔肠动物门、苔藓动物门、软体动物门、节肢动物门、棘皮动物门以及古植物等各个门类。
但生命科学学院生物科学专业的学生在三年级以前已经系统地学习了动物学和植物学课程,对动、植物的形态解剖特征以及系统分类已经有了比较全面的了解,因此生物科学专业的“古生物学”课程如果还是象地质院系一样介绍系统分类,势必会造成很多重复,学生也会感觉枯燥而没有新意。基于此,生物科学专业的“古生物学”程教学应根据学生已有的知识基础,在系统介绍地质时期主要化石门类的基础上,重点介绍与生命科学密切相关的一些科学问题和最新研究进展,以及地质时期生命演化的主要历程。同时,还要注重理论与实践相结合,通过野外亲自采集化石标本和室内鉴定研究,增加学生的兴趣。
生命科学学院生物科学专业“古生物学”课程讲授的主要内容包括以下四个方面:地质时期主要的动物和植物化石门类;生命演化的五个主要阶段的特征,包括藻类和无脊椎动物时代、裸蕨植物和鱼类时代、蕨类植物和两栖动物时代、裸子植物和爬行动物时代、被子植物和哺乳动物时代;各主要时代生物界的特征以及主要门类动、植物的起源与演化;野外认识地层及化石的产出状况,采集并鉴定、描述和研究化石。
4 教学效果及今后展望
为了进一步拓展生命科学学院生物科学专业学生的知识面,作为教学改革尝试,本文作者于2003年提出申请,为中山大学生命科学学院生物科学专业高年级本科生(三年级)开设“古生物学”选修课,同年得到学校批准,并于2005年度第二学期在2003级生物科学专业正式开课,共有33人选修了本课程,成为该学期生物科学专业选修人数最多的课程之一。其后2006和2007年度选修本门课程的人数均达到了50人,从中反映了本门课程在生命科学学院的影响在不断扩大。
根据上述教学特点,本门课程理论课主要介绍古生物学基本原理、常见化石类型、重要门类生物的起源与演化、地质时期生命演化的主要历程以及我国古生物学研究在国际上的地位和贡献等;野外实习主要带领学生到广州近郊花都花东镇认识地层和岩性,了解化石在野外地层中的产出状况,亲自采集动、植物化石标本,初步掌握采集化石的技巧,并能初步判断哪些地层中可能含有化石;室内实习主要让学生认识各种常见化石标本,并亲自鉴定自己从野外采集回来的动、植物化石,然后进行形态描述和初步的研究。
具体教学方案如图1:
我们何以生而为人？这一近乎哲学意义的人类的终极命题，正是龙漫远近些年来关注的新领域。龙漫远现在执教于芝加哥大学，主要从事生物信息学领域的研究，并受聘于北京大学长江学者讲座教授。20世纪90年代，他开创了“新基因的起源和演化”领域，并在接下来20余年里始终领导着该领域的研究。他以中国典籍《山海经》中的“精卫”来命名他所发现的第一个新基因，从而让来自中国的古老神话登上了《科学》杂志。他从分子层面上对于演化理论的论证，尤其是揭示演化机理的研究，诸如宏观的自然力量如何作用于微观的遗传物质，DNA序列在演化中如何变化，新基因如何起源等问题，使得演化生物学的主要教科书里增添了新的章节。
龙漫远1987年赴美国加州大学戴维斯分校攻读博士学位。随着分子生物学技术的进步，人类终于有机会以分子生物手段研究演化，探究基因起源之谜，而龙漫远偶然之中叩开了这扇大门，自1990年起，他以出色的、极富勇气的研究成为“新基因起源”这一领域的开创者。 1993年获得遗传学博士学位后，龙漫远来到哈佛大学沃尔特・吉尔伯特的实验室继续接受挑战，1997年，他完成了对“精卫”基因起源所代表的机制从特殊到普遍意义的证明。龙漫远现在是美国芝加哥大学终身教授。
“在芝加哥大学我的实验室里，聚集着一批来自美国和其他几个国家的优秀的博士后研究员、博士研究生和本科生，在共同研究一个叫做‘精卫’或类似的基因。这个基因与我们所知的四百多万个分子序列的基因不同之处，是它极其年轻的生命和奇异的结构。生命的进化，常以百万年为基本的年龄单位（一岁）。此前发现的基因，年龄都在一千岁到三千岁之间，而‘精卫’的年龄大约只有两岁。因此，我们第一次有机会考察一个基因的起源状况。这就像研究人的早期胚胎以推断个体发育产生过程一样。一位美国同事打了个比方，说‘精卫’基因是宇宙之超新星爆炸的产物。”龙漫远回忆道。
何为“进化”？词典告诉我们：“事物由简单到复杂，由低级到高级逐渐发展变化”，紧接着下一条：“进化论：关于生物界历史发展一般规律的学说，认为现在的生物有着共同的祖先，它们在进化过程中，通过遗传、变异和自然选择，从简单到复杂、从低级到高级、从种类少到种类多逐渐变化发展。” 然而，致力于演化科学研究30多年的龙漫远告诉我们：包含进步意义的演化绝不是自然界的“一般规律”，恰恰相反，这是一个百年的误读。
今天，人类已经知道许多有关自身存在的环境各个层次单位的起源过程。在宇宙水平上，英国剑桥大学的斯蒂芬・霍金所著的《时间简史》，描述了扣人心弦的宇宙起源图景。对地球的起源及演化，从19世纪英国地质学家查尔斯・莱尔到今天的地球物理学家已对其40亿年的演变过程进行了详细的描述。在生命的层次上，自19世纪中叶查尔斯・达尔文到现在，人类已经知道物种起源的许许多多奥秘。然而，直到1990年，人类却一直没有机会探究基因这一生命的最基本单位的起源之谜。龙漫远说：“因为20世纪的生命科学还处在发现和调查基因的性质、回答‘基因是什么’的阶段，对‘基因从何而来’这样的问题，还无暇顾及。”
留学生：本科时你学习农学专业，为什么后来去美国研究演化生物学了？
龙漫远：我在而立之年才来到美国，寻求一个不确定的未来。当时我去了加利福尼亚大学的戴维斯校区，最初给我安排的导师是做果树育种的。他随手拎起个袋子，领我来到果园，边聊边走，看见地上落了桃子就捡起放进口袋。最后递给我满满一袋，说你跟我做，五年桃子敞开吃。当年国内物资匮乏，免费桃子听上去确实不错。我问他：“桃树种下去多久能结果？”他说六年。我寻思这可不行，博士五年毕业还看不到自己的一次实验结果呢。
后来我就在校园里闲逛，看到一个讲座就去听，一个教授恰好在讲分子演化。我立即被迷住了，因为我学过概率论和统计学，那些猜测千万年以前的分子演化过程的模型听起来还真像有那么一回事。我就跟那个教授说能不能加入他的实验室。教授在遗传领域里蹬打了大半辈子，据说他的理论领域太难，学生们望而生畏，所以只带过两个博士生。我的出现让他很高兴，马上收我为徒。几天后，我们一帮中国学生聚会，他们问我选实验室了没有，我跟他们说做分子演化，他们都说我疯了。这专业都没人听说过。他们说，难道我打算学完了就回国？他们这么说很正常，那是1987年，科学家才测出了300个基因的序列，全美研究分子演化的实验室不超过一打。我跟他们说，终于轮到我自己决定自己想干的事了，我只考虑这五年的研究是不是有趣。
留学生：从加州大学博士毕业后，是什么原因促使你选择了哈佛继续深造？
龙漫远：1993年，《科学》发表我关于“精卫”基因的论文，然后我在加州大学以最优秀博士荣誉毕业，同年我收到8封来自美国一流大学的博士后邀请。其中包括来自哈佛大学细胞生物系主任、诺贝尔奖得主沃尔特・吉尔伯特的信：“我很高兴邀请您来我的实验室做博士后研究员。您可以继续做‘精卫’新基因的研究和其他与新基因结构有关的研究。”
又是一次选择，而且可能是一次对事业关键性的选择。按我周围美国同事的看法，就我的情况而言，去哈佛是冒险。因为他们认为，我在博士生期间已经作出了第一流的工作。无论我去其他7个实验室中的哪一个，都会顺利做完博士后研究并找到教授职位。去听听智者的声音，是多么有诱惑力的一件事啊！更何况，在那里可以继续“精卫”基因的进化研究。于是，带着一箱子研究“精卫”的资料，我登上了去哈佛大学所在地波士顿的飞机。
留学生：你如今把基因演化做成热门领域了？
龙漫远：当年好玩，也没想到学科这样出乎预料的发展。去年组织国际分子演化学大会，光参会的科学家就有1300人。我很高兴许多人加入到这个新的科学领域中来。在这过程中，不断发现新的东西和先前的观点是不一样的，甚至是以前非常大牛的结论。于是我该说的还得说，该做的还得做。朋友们问我哪来的勇气？因为我对我的逻辑和数学有自信。数学的好处，就在于它能为你的推理提供严密的证据。有了数学上的分析，我不光坚定了自己的方向，而且是越走越有自信。我从来不“推销”自己的理论，而是靠后续的更好的工作和证据来证明它的正确性。
留学生：你接触到的中国学生和美国学生有什么不同？
龙漫远：中国学生确实可以学得很深，但是论知识面的宽度，美国学生更好。我们国内对本科生的培养，从一开始就上很专的课程。我们学得很深，但是到头来会有不少东西用不上。说个好玩的美国人用来教育他们学生的话：Try to know something of everything before you know everything of something. 什么都知道点，别只是局限在老师讲的事情里。眼界宽一点，找到了研究的方向，再去深入钻研。而我们似乎很强调后者，却忽略了前者，觉得蜻蜓点水一样学是不好的事情。我们教育系统的另一个不足就是普遍的不允许犯错误，就导致了学生不敢犯错误，继而不敢提出反对意见。而美国学生更敢于表达自己的意见。像我的课上，总会有不少美国学生来和我辩论。即使他错了也没关系，关键是要有这个意识去讲出来。
留学生：对有志于从事科研的学生有什么建议？
在自然界中的生物可以分为两类一类是生物一类是非生物。生物和非生物，从现在的研究表明按照它们的组成元素方面来讲只是量的差异，但是就物质的运动形式来看却是有着质的不同非生命的物质靠着粒子之间的相互作用而运动，而生命却是通过各物质之间的协调作用来完成运动的。
生物演化最重要的一个过程就是由原核生物到真核生物的发展演化。在生命起源之初最先形成的是简单的、原始的生命是原核生物。原核生物我们都知道细菌和蓝藻这类结构比较简单的细胞叫原核生物而其他生物则比较复杂，有真正的细胞核且其由核膜包裹并具有双层膜构成的细胞器的细胞。对于从原核生物到真核生物的演化就是直接渐进式和细胞内共生假。
（来源：文章屋网 ）
海洋是生命的发源地，地球上生命30多亿年的发展史，其中海洋生物85%以上的时间是完全在海洋中度过的。要研究生命的起源和演化问题，离不开海洋生物学的工作。
海洋中生物门类，主要是动物门类的多样性远远超过陆地和淡水，其中许多门类的动物只能生活在海洋中。要了解整个生物的分类系统及其演化过程，必须研究海洋生物学。
（来源：文章屋网 ）
哲学首先要讨论的是宇宙起源问题。ABC-STORM 哲学宇宙模型在某种意义上也是‘存在与意识’模型。创立一个哲学宇宙模型是哲学人的‘千年梦想’。因为哲学首先要回答宇宙起源与本质问题,所以过去和现在都无法做到。我的努力是把可能性揉和在这个模型中。大爆炸理论是现在比较流行的理论,如同生命起源学说一样,本身还存在着缺陷。你可以从ABC-STORM 哲学模型中看到,大爆炸理论的中心—奇点(Singularity)仅是我们现在宇宙形成的可能性中的一个特例或者说一种可能性。尽管红移现象(red-shift)和宇宙微波背景辐射(cosmic microwave background radiation)支持了大爆炸理论,但同样的观测现在和今后也会支持其他的理论。
ABC-STORM 哲学宇宙模型是在目前科学条件下研制出的。它反映着当代自然科学发展的部分状况。我在ABC-STORM 哲学宇宙模型中尽可能多地综合了比较流行的观点,使大家可以直观地进行比较和判断。
ABC-STORM 哲学宇宙模型的突出的优越性就是这个哲学宇宙模型反映了关于宇宙起源,生命起源,物质起源,意识,物质,宇宙时间之间的关系与发生的可能性。另外,‘宇宙的原始参照状态’,‘物质视界’与‘宇宙原始汤’的概念也为我们研究物质起源和现今的宇宙提供了更多的思考课题。
ABC-STORM 哲学宇宙模型不是‘大统一’(theory of everything)的思想方法,仅希望通过这个模型给大家提供一个思考和交流的平台。人类的思想是深奥无比的,就算科学家发现了制约宇宙规律的统一理论,它将最终改变我们对宇宙的认识,但它不能统一我们的思想。
ABC-STORM 哲学宇宙模型中的不足之出,它没有肯定宇宙是如何起源的,它仅告诉了我们可能性。你可能会从这个模型中找到最终的答案。
我在‘宇宙哲学’这部分主要谈我的思考。我很简洁地回答了很多前沿的问题,也具体地阐明了一些理论和思想。我把文章设计成‘适合所有对宇宙哲学感兴趣的人’。 希望能引发你更多的思考。我这里简单概括一下这篇文章的主要特点:
提出一个哲学宇宙模型。
提供宇宙原始参照状态(A)。
提出宇宙原始汤概念
指出大爆炸(Big-Bang)理论中‘奇点’(Singularity)仅是A的一种表现形态。
提出‘完美无原因’宇宙理论。
回答‘宇宙真理’包涵的内容。
对宇宙哲学的目标和应包括哪些科学领域(学科)提出建议。
有了生命就有了智慧。人类是至今发现的最有智慧的生命体。人类自从出现在地球上,就一直没有间断过对宇宙和自身的探索。这种探求真理的精神是我们文明发展的伟大动力。尽管人类目前对宇宙和自身所知依然甚少,摆在我们前面的路还将会很长。只要我们的思想不枯萎,智慧的光芒就会永远照亮全宇宙。
第一部分 ABC-STORM 哲学宇宙模型中的概念
1. 定义
1.1 A:即‘黑宇宙’状态,也称为可生成物质的宇宙状态。
1.2 B:即‘亮宇宙’状态,也称为有物质的宇宙状态。
1.3 C:即‘智慧’状态, 也称为地球智慧状态。
1.4 STORM(风暴):意指某种力量导致目前秩序的巨大动荡。
ABC-STORM 模型中有3种‘风暴’:宇宙风暴,地球风暴和头脑风暴。宇宙风暴表示物质的起源过程;地球风暴表示生命起源过程;头脑风暴表示思维和思维的产生过程。
1.5 原始汤(Primordial Soup)
宇宙原始汤:物质起源和演化所需的原始环境。
生命原始汤:生命起源和演化所需的原始环境。
1.6 物质视界(matter horizon):普通物质存在的起点。
1.7 生命时间(life time)
TU:宇宙时间。
TA:A的生命时间。
TB:B的生命时间。
TC:C的生命时间。
TM:人类的生命时间。
2. A(黑宇宙-Black universe)的由来
大多数科学家确信我们现在的宇宙—B,起源于大约137亿年前。可以肯定的是,很久以前B(亮宇宙)来源于一个不同的宇宙状态—X,即B≠X。因为B是‘亮宇宙’状态,另外,B是有物质的宇宙状态。而B≠X,所以X一定是个‘不亮’的宇宙状态,也可以说X是一个可生成物质的宇宙状态,即X=A。结论是:B来源于A。我也称A为‘上帝的黑房子’。如果能证明A不存在,那将是人类的惊喜。
3. 宇宙原始汤(Primordial Soup of the universe)的由来
由于B来源于A,也就是说B中的物质一定起源于A。那么A中一定存在‘物质起源和演化所需的原始环境’,即A中存在‘宇宙原始汤’。
第三部分 ABC-STORM 哲学宇宙模型的进一步解释
1. A(黑宇宙)--Black universe
A就像我们睡着时一样,我给它取了一个有趣的名字‘上帝的黑房子’。
A是宇宙的最原始状态。
A中存在着变化,孕育着‘革命’。
A有3种存在形态:
1. A2. A无穷大。宇宙无起始,但B有起始。
3. A有大小范围,但无边界。可认为是一种拓扑形状。
研究宇宙起源,事实上是对A的这三种变化的不同解释。
2. B(亮宇宙)--light universe
B就像我们睡醒时,天可能还没亮,但不久我们就看见了太阳的光线。
发光体与普通物质产生。
B可能经过n次规模不等的‘宇宙风暴’才到今天这般。离我们最近的一次大规模的‘宇宙风暴’大约发生在137亿前左右。
B中时刻发生规模不等的‘风暴’。B中物质的产生是可再发生性的(recurrent),(就像从A到B的过程)小到基本粒子,大到恒星,星系。
产生生命元素并产生生命。
B的3种表现范围
1.B>A
宇宙在膨胀,也可称‘开放宇宙 状态。
2.B<A
宇宙在坍缩,也可称‘封闭’宇宙状态。
3.B=A
宇宙均衡状态,也可称‘正好’(flat)。
A的存在为‘临界密度’观点提供了一个参考平台。
3. C(智慧)
生命产生的过程可以说是智慧生成的过程。
C是B中生命产生的结果。
产生意识。
C对A,B认知。这是我们对宇宙的认知过程,哲学上就是存在与意识的关系。
C对C的认知。本质上是自我认知过程。
4. 风暴(STORM)
4.1 宇宙风暴
宇宙风暴导致了从A到B的变化。下面列出几种可能的宇宙风暴。
大爆炸(big-bang)。特
指大爆炸理论,这是A无穷小时的情况。 扰动(fluctuation)。
有科学家认为宇宙是由多次扰动产生的,而不是一次大爆炸的结果,也有人提出平行宇宙或多重宇宙说。
我这里给出一个扰动‘公式’。ZnΣXn=B(物质部分)。Z是Zone的简写。Xn为A中扰动点。Xn为Zn的核心。Zn中可能产生基本粒子,恒星等普通物质,Zn最终可能形成星系。这个公式可以看成是对‘小规模’扰动的描述,这种‘小规模’扰动可以发生在宇宙进化过程中的任何时候。
冷热聚合力。
其论点是物质通过冷热平衡变化产生。直观描述为:
0=(+1)+(-1) 其中A为绝对零(Zero),+1为无限热能量,
-1为无限冷能量。
其他。
4.2 地球风暴(earth storm)
地球风暴导致了生命体的出现。下面列出几种地球风暴。
闪电
火山爆发(包括海底火山爆发)
宇宙射线,太阳紫外线
其他
4.3 头脑风暴(brain storm)
头脑风暴是指我们的思维。
5. 原始汤(Primordial Soup)
5.1 宇宙原始汤(Primordial Soup of Universe)
下面列出几种可能:
暗物质(dark matter)和暗能量(dark energy)
科学家愈来愈多地认为宇宙中存在着暗物质和暗能量,甚至推断普通物占4,暗物质占23,暗能量占73,但尚无法证明暗物质和暗能量的构成。一些科学家认为暗物质和暗能量是宇宙最原始或固有的‘东西’。暗能量也被认为是‘宇宙常量-拉姆达’(Cosmic Constant—λ)。
冷热能量
假设A是由无限热能量和无限冷能量组成。
弦(string)
‘弦理论’认为宇宙万物并不是由点状粒子组成,而是由几乎无穷小,可振动的一维弦组成。包括超弦子和其他物质基元学说。
其他
5.2 生命原始汤(Primordial Soup of Life)
地球生命是B演化过程中的一部分。地球生命起源和演化所需的基本元素来源于B。生命起源学说分地外起源(extra-terrestrial origin)和地内起源,但不论怎样,生命演化最终离不开地球。‘有机汤’(Soup Theory)理论是被广泛接受的地球生命起源学说。
6. 生命时间(Life Time)
6.1 TU 即宇宙时间
不管什么理论,都不能否认宇宙从古至今存在着一条时间线的概念。
我们知道宇宙有过去和现在,正是由于有这样的变化才有了宇宙时间。
6.2 TA 即黑宇宙生命时间
TA存在了多久,我们现在还无法知道。或许无限长,也许很短暂。对TA的追溯就像对A的追溯一样,最终还会回到A。一首古老的东方民谣,开始的第一句:混沌之初,不记年。这或许是现在对TA理解的有益观点。
6.3 TB 即亮宇宙生命时间
有的科学
无穷小。这就是‘大爆炸’理论中的‘奇点’概念。家计算出我们现在的宇宙起始于~137亿年前,这也就是TB的起始时间。不过有的观测小组声称发现过200亿前的星体。总之,对于TB的推算就像生物学家寻找我们祖先的化石一样有趣。
6.4 TC 即地球‘智慧’生命时间
科学家发现的最早有生命迹象的化石年龄大约是35-38亿年。
6.5 TM 即人类生命时间
有的理论认为现代人类可能是10万至15万年前开始演化的。一般认为是14万至29万年。由古猿进化成人的学说,其发现最早的古猿化石年龄大约350-450万年。
上面为你介绍了ABC-STORM 哲学宇宙模型。它不同于一般的物理模型,它的意义在于你可以通过这个模型更直观地了解到现在流行的起源理论的观点;还有助于你加深对客观世界和自身的理解。主流理论能合理地解释较多的现象,但实质上也是一种假说。理论的优点不仅是解释了多少对的东西,更重要的是,它会让人找到更对的东西。哲学就是这样一种理论。
第四部分 宇宙哲学(Cosmology)
1. 对于宇宙哲学的认识
看到‘宇宙’(Universe or Cosmos)一词,普遍会联想到恒星,黑洞或星系,这是因为我们现在听到和看到的关于宇宙哲学的宣传大多数来源于‘天体物理学家’,实事上,对宇宙哲学的探讨历史上包括了无数的哲学家,宗教人士和科学家。我认为宇宙哲学的研究范围不应该仅是大尺度的概念,正如研究宇宙离不开量子力学;同样它也不是‘包罗万象’的哲学,比如说生活中的夫妻吵架,也就是说,宇宙哲学不要成为‘天体物理学家’的俱乐部,暂时也不必把经济学纳入。哲学家没有必要去知道宇宙是用什么数学公式表达的,而只需要了解这些公式计算出的结果。科学家也不必担心自己被划分为什么主义,而只需要懂得哲学中包括许多有用的思想和方法。
人类最有智慧的发明之一是哲学,难怪古希腊人称哲学是‘智慧的朋友’。哲学是系统的思想,它在人类文明的行进过程中提醒和启迪着我们,可以说任何领域都离不开哲学。没有哲学思想的文化,带来的是浅薄的行动;多元的哲学思想体系,其结果就是文明的快速,健康地发展。宇宙哲学是研究宇宙科学的头,宇宙哲学的建立是朝着揭开宇宙奥秘迈出的重大一步,使对宇宙的研究摆脱了‘蒙着眼睛,去抓黑洞里的财宝。’的尴尬局面。
宇宙哲学离不开生命科学和思维科学。人本身就是一个‘小宇宙’,生命科学的研究同样是解开宇宙之迷的一把钥匙。另外,对于至今无法解开的无数宇宙迷团,不应只归咎于现代的科学技术,而是因为我们的思维使我们偏离了正确的轨道。科学发展的历史告诉我们,时代要求我们要有开明和广阔的思想。所谓开明的思想就是,你相信地球是平的,当有人说是圆的时候,你会尊重他的观点;广阔的思想是指相信地球可能是平的,也可能是方的。当然,首先是要有思想。
我们现在的理论,学科像天上的星星一样多,它们有的组织成太阳系,有的能组织更大的星系。对于自然的宇宙来说,每颗星或星系都可有可无,也不存在谁比谁优越,但对于人类来说太阳系是不可缺少的,是我们的出发点和基础。宇宙哲学的一个目标就是 首先找到组织成太阳系的星体。我认为,有几颗星是可以观测到的,比如天体物理学,量子力学,生命科学,
思维科学和哲学。当然,我们不能忘了组成太阳系的‘基本元素’-数学,物理学和化学等。 谈到宇宙哲学,正如电子有正、负一样,我们无法避免创造论。创造论是我们人类文明进程中的重要组织部分。创造论者对生命起源的论述也是很有说服力的。从创造论的观点,生命本身是智慧的产物,并认为如此复杂而完美的大脑和人体结构,以及上千万种各式各样的生物,如果解释为极其偶然产生,而后又由一个单细胞进化而来,似乎难以令人置信。考古生物学上,至今也没能找到生物进化过程中的中间环节的有力证据,而创造论者相信,一个新种群应当是突然大量出现,这样的证据倒是有不少发现。再者,创造论者还表示,从遗传学角度,基因突变对物种的破坏作用大于向好的方向发展。当然,相信创造论会使我们放弃许多探索的努力。把创造论当成一种令人尊敬的学说或思想会为我们对宇宙和生命起源的研究提供更广的思考和想象空间。宗教并不像‘人死后上天堂’这么简单,它解释了许多宇宙中或我们生活中的现象,它的最终答案是创造;而科学的答案是公式,观测和实验的结果。科学现在还无法解释许多根本性的问题;如何验证一个科学理论目前也面临着问题,是实证,还是证伪,还是其他方法,现在还在争论。本质上,宗教和科学理论都是建立在假设基础上的,宗教也有一套自己的实证体系,只不过现在还没有人看到上帝。宗教和科学对我们的生活影响同样是巨大的,宗教与科学历史上都有过错事,现在科学家对宇宙的认识也不能肯定自己一定是对的,因为得出的理论都是局部和临时的。重要的是我们要有思想和信念。人类探索宇宙起源,解释宇宙中各种各样的现象,了解宇宙的本质,这是我们寻求真理的过程。宇宙真理,我认为包括以下几个内容:
a. 创造或自然发生。即宇宙与人类起源问题。
b. 存在与现象的解释。即宇宙与宇宙中的规律性问题。
c. 宇宙的定义与本质。即哲学上的宇宙概念问题。
d. 宇宙与人类命运问题。
哲学家,科学家,宗教人士,还有许多思想者都试图回答‘宇宙真理’,但大部分不能自圆其说,或只是解释了其中一部分。寻求宇宙真理,我认为就是宇宙哲学的目标,这个过程还将伴随人类很长,很长的时间,我们过去和现在走的仅是这条路上开始不久的一段距离。我们知道要描述一个概念的定义或本质(例如,宇宙的概念)应该包括它所有的组成。宇宙的组成不仅有物质部分,它还有非物质(non-matter) 部分,例如空间,时间,意识。传统上,科学的发展是围绕‘物质概念’展开的;而对宇宙中非物质部分的研究相对进展较慢,例如我们一直没有弄清空间,时间和意识的本质。可喜的是我们已有了思维科学的研究,困难的是我们必须用思维来研究思维。
哲学同样是方法论。实证主义似乎成了科学研究方法的代名词。天文学家还有一个反感的词汇是‘工具主义’。天体物理学家对建立‘数学模型,预言,证伪’这种思维方法更感兴趣,我没有反对这种对局部问题形之有效的方法。目前,在对宇宙各领域的探索中,各个科研小组都有一套自己的方法。我想说的是,宇宙哲学应该在方法论方面有更多的注意力,或许可以避免错上加错。经常的情况是:思维方式的偏差比科学观测的偏差更容易使我们远离宇宙的真谛。量子的不确定性原理或许反映了我们的思想和观测的不确定性。这就是为什么总是有新理论代替旧理论的原因。
对于宇宙的未来,现在主流理论的预测大都是悲观的。‘大坍缩’(Big Crunch)和‘大撕裂’(Big Rip)的观念已经充满在大众的头脑中。这些理论给出的乐观概念似乎宇宙还有几百亿年的生存时间,而对于人类的命运来说,这与明天灭亡没有什么区别。科学是不讲感情的,而宇宙却以某种方式一直眷爱着人类。没有人不赞叹宇宙和生命的完美,这使我想一句谚语:结果好就一切都好。(All is well that ends well.)
2. ‘完美无原因’宇宙理论(Perfection-no-reason cosmic theory)
61548; 宇宙本身就是完美
完美才有规律和秩序
完美不需要原因
完美产生于完美
宇宙深处蕴含着一种信息——完美。完美是宇宙所固有,宇宙‘完美无原因’的演化过程中从来没有做过错事(wrong doings)。我们可以问宇宙为什么会这般,也可以发现规律,但我们无法找到是谁发明了规律。‘完美无原因’宇宙理论为你解答这些难题提供了一个答案。我们是宇宙的产物,人本身是完美的,不完美的是我们的思想和行动,这或许就是宇宙的智慧。
创造论对上帝存在理由的推理主要依据是‘完美产生于完美’,如果有一天我们发现上帝与我们在一起,那的确是我们的万幸。
‘完美无原因’理论仅是对理解宇宙提供了一种解释,但我依然渴望能够看到更科学的答案。
李贺安
“五一”期间，我去参观了柳州市博物馆。令我印象最深刻的是“古生物化石馆”展示的《生命之旅》，馆里陈列着从早生代到新生代各类生物化石，清晰地展现了地球上生命的起源及进化过程。这些化石种类丰富，时间跨度长，包括各类质地清晰、千姿百态、栩栩如生的古生物化石标本，一片化石就是一幅精美的艺术珍品，犹如世界上最精美的文字、最生动的语言，记录和凝固了生命进化历程和各个地质时期的演变情景。
经过了解，地球上原来是没有生命的。最早的生命起源于36亿年前的海洋，由许多矿物质元素合成有机物质，再在漫长的岁月里，经过地球环境变化，有机物质演化成单细胞生物，于是，地球生命就诞生了！
人类生理结构来自于自然演化，经历了从低等生命到猿类再到人类的逐渐演化过程。与此相对应，人类共同体形态也必然经历从自发到自觉的演进过程。“自然共同体”是人类共同体的早期形态，是人类在社会生产力形成之前为了适应自然环境而被动生成的自发共同体形态。此阶段人类的主观能动性对于共同体结构的影响有限。
“自然共同体”的生成可以追溯到生命的起源与生命体这种特别的有机体形态。在我们的经验范围之内，生命无一例外表现为个体形态，但个体形态的生命无论是在时间维度还是在空间维度都是被严格限制的。生命之所以能够在时间和空间中得以延续和蔓延，在于个体生命背后所存在的基因共同体、种群共同体等各种共同体形态。生命的共同体形态与生命的自然演化具有同步性，其在本质上是属于共同体的存在而非孤认个体的存在。生命从无机物的存在中演化出来，属于特别的物质存在方式，但生命体具有特别的生理结构，这种特别的生理结构导致了生命的脆弱和短暂，同时也导致了生命体内部以及生命体与环境之间的特别关系。按照恩格斯自然辩证法思想，“任何一个有机体，在每一瞬间都既是它本身，又不是它本身;在每一瞬间，它消化着外界供给的物质，并排泄出其他物质;在每一瞬间，它的机体中都有细胞在死亡，也有新的细胞在形成;经过或长或短的一段时间，这个机体的物质便完全更新了，由其他物质的原子代替了，所以，每个有机体永远是它本身，同时又是别的东西。”可见，生命这种有机体始终与环境处于辩证运动之中，生命体在对环境进行否定的同时也在对环境进行肯定。生命体自无机物演化而成，无机物是生命体之母，这种来源决定了所有的生命体始终保持对环境中物质元素的基本依赖和对环境中能量的依赖。也就是说，生命体必须不断进行新陈代谢才能维持自身的结构和功能，这也就决定了个体生命最终必然走向死亡。所以生命要想长久延续下去，生命体必须要找到某种传递信息的渠道来维持种群特殊生理结构的存在，而最普遍有效的方式就是繁殖。生命体的繁殖功能决定了生命体之间存在着必然的继承性和关联性。所以，生命存在的特性都是在生命演化过程中形成的，是所有生命体无法逃脱的命运，人类也不例外。今天展现在人类面前的所有生命都是自然演化过程中有幸生存下来的物种，而之所以能够延续至今，在于每个种群所构成的一个共同体。该共同体由过去、现在及将来的所有的生命个体构成。
“自然共同体”是生态领域的普遍现象。早期人类的“自然共同体”所表现出来的形态虽然与昆虫鸟兽等形成的自然共同体有着巨大差异，但就其自发性而言，“自然共同体”与动物群落之间的边界是模糊的，“自然共同体”相当于人类社会与动物群落之间的交织与模糊地带。在达尔文进化论之前，无论是东方文化还是西方文化都把人类认定为天地间某种有灵魂的特别生灵。而其时的人类也习惯于以人造物的制造生产模式来主观臆断生命的起源和人类的起源。这种认知模式掩盖了人类对自然的依赖关系，也遮蔽了人类与其他生命的同源关系以及人类与祖先之间的基因传承关系。人类作为自然界中的物种之.，必然服从“物竞天择，适者生存”的进化规律。早期的人类对于‘火的依赖性”源自于人类对自然的依赖和自然竞争对人类的压力。那时，人类只有通过彼此联合才能克服力量、速度、灵敏度等方面的生理弱点而获得更多的生存机会。当然“火的依赖性”也源自于人的生存本能和繁殖本能的需要。人类情感的依赖及家庭式劳动生产合作的需要促使原始人类形成家庭，而家庭通过姻亲关系及血缘关系拓展出家族，融人地缘关系以后，便形成部族或者部落，这些都属于“自然共同体”。“自然共同体”生成的个体能力基础是早期人类的生物性本能，这种本能与其他群居型灵长类动物共同体形态类似。在“自然共同体”阶段，人类天性与共同体形态具有统一性和协调性。由于此阶段的人类文化处于原始蒙昧时期，人类的思维缺乏抽象思维能力，表现出直观、简单、具体的特征;人类劳动工具简单、生产力低下，人类活动属于自发活动，其活动范围和影响力非常有限，所以“自然共同体”只能在个体成员能够直接接触的小范围内自发生成。马克思说:‘火的依赖关系(起初完全是自然发生的)，是最初的社会形式，在这种形式下，人的生产能力只是在狭小的范围内和孤认的地点上发展着。”马克思这里所说‘火的依赖关系”就是指对周边熟人的依赖性。早期的人类与黑猩猩、楼黑猩猩、猿猴、拂拂等群体生活颇为相似，不会形成大的群落和村落，更没有能力形成国家;人与人的关系是熟悉、简单、淳朴，这一点在近现代社会仍然保存较为真实的非洲原始部落、澳洲原始部落、亚马逊原始部落等地方可以获得实证。
费尔巴哈对于人类共同体的观点具有人本主义的合理性，但他把人理解为了.种具有抽象“类本质”的存在。费尔巴哈认为，人是以身体为基础的感性和理性的物质统一体，是以“类”为基础的“个体”与“类”的物质统一体，人与人的感觉和思想都是在自然环境和社会环境中产生、形成和证实的;由于“个体”在一生中的交往有限，要解决认识中的无限性和有限性的矛盾，就需要把“个体”与“类”统一起来，在世世代代相传的文化体系中获得认识进步。费尔巴哈与马克思、恩格斯皆属于“青年黑格尔学派”成员，后来费尔巴哈虽然对黑格尔哲学展开批评，但由于费尔巴哈在对待历史的态度上仍然属于唯心主义历史观而受到马克思的批判。费尔巴哈关于人类社会形成与发展的思考只停留在“自然共同体”的生成阶段，没有认识到劳动实践对于人类社会生活和动物群居生活的区分所发挥的关键性作用，而忽略了现实中人与人之间的生产和生活关系。实际上，物质资料的生产从.开始就不是依靠单个人的力量能够完成的，而是永远只能采取一定的共同体结合的形式，也就是说，人们只有在共同体中才能获得满足生产生活需要的各种条件，只有共同体才能构成人最基本的存在方式。可以说，费尔巴哈虽然看到了人类感性和人类理性在“自然共同体”生成过程中的自然纽带作用，却没有发现社会实践才是决定人类社会关系的现实性作用。马克思克服了费尔巴哈形而上学唯物主义人本观，批判了费尔巴哈把‘火的本质理解为‘类’，理解为一种内在的、无声的、把许多个人纯粹自然地联系起来的共同性”的观点。正是在上述基础上，费尔巴哈与马克思形成了不同的逻辑序列。在费尔巴哈那里，形成了“交睛、爱情、家庭”的旧唯物主义逻辑序列;而在马克思那里，则形成了“实践、社会关系、共同体”的历史唯物主义逻辑序列困。
York, UK
Time, Space, Stars
and Man
The Story of the Big Bang
2009, 422pp.
Paperback
ISBN: 9781848162730
Imperial College Press
Michael M Woolfson著
我们经常会遇到 “宇宙大爆炸”、DNA以及生命起源等词语。英国约克大学Michael M Woolfson教授编写了本书,就是要带领大家进入这些科学领域。全书循序渐进,从物质形成说起,然后介绍行星与恒星的形成,包括地球以及地球表层与大气的演化,直到生命的起源与人类的进化。本书没有繁琐的方程、公式,反而配有丰富而形象的图片,因此,读者不需要具有专门的知识,就可以了解整个宇宙、时空以及人类的演化过程。本书目的并不是要解决“宇宙大爆炸”、人类生命的起源这样的疑难问题,而是要把这些问题进行详细的阐述,使读者明白这些问题到底是什么含义。
本书共有6部分。第一部分含第1章,主要讲述了关于宇宙诞生的困惑。第二部分含第2.5章,介绍了宇宙的基本概念,包括天文学家多普勒和他所作出的贡献、宇宙中距离的测量、爱德温•哈勃发现宇宙膨胀、宇宙中诸多神奇现象。第三部分含第6.9章,介绍了物质与宇宙,包括自然界中的物质、关于“宇宙大爆炸”的假设、物质如何聚集起来、宇宙发展结构。第四部分含第10.13章,介绍了恒星、恒星群与星系,包括第一颗恒星的诞生、成长与死亡,球状星团与星系的形成,太阳及其类似恒星的诞生,宇宙中拥挤的环境。第五部分含第14.18章,介绍了太阳系,包括太阳系的自然情况,各大行星、卫星以及空间小物体。第六部分含第19.27章,详细介绍了太阳系的形成,包括行星的诞生及运行轨道、卫星的形成、“小爆炸理论”与陆地行星、月亮的结构与历史、矮行星与海卫一。第七部分含28.36章,主要介绍人类与地球,包括地球基本介绍、生命、地球上生命的开端、适者生存法则、氧气、臭氧与人类的进化、人类与地球等。
本书作为一本科普读物,适合于对天文、物理、生命进化感兴趣的读者阅读。
赵树森,
博士生
(中国科学院力学研究所)
