形式的起源

**章??形态和物质 州际公路上有一辆飞驰的汽车，它的发动机嗡嗡作响，里面的气态化合物、混合物、分子和单原子经过一系列复杂的级联反应之后，将一个氢原子从冒泡的充电电池里喷了出来。这个氢原子随着一阵风飘进了路旁的村庄。距离它上一次享受自由之身已经过去了两年时间，这两年它都在汽车电池里度过，此时才又从电池里的盐酸化合物中挣脱了出来。这辆汽车疾驰而去，消失在公路的尽头，它*后卷起的风把氢原子高高地抛向草场上空。氢原子随后又向西飘游了20英尺，就在这时，有两个原子同时朝它飞来，它们转瞬之间就合成了一个分子。就这样，这个氢原子的自由状态转瞬即逝，与它结合的是一个氢原子和一个氧原子—这个新的组合就是一个水分子。在傍晚的热流里，这个全新的分子晃晃悠悠地升上了天空。 时值旱季，空气中仅有少量水分子。虽然各水分子之间是相对独立的，但它们还是在上升的气流中不断跳动着，只要互相接近到一定程度，就会立刻结合在一起。分子们互相结合，形成了肉眼可见的水滴，在一片苜蓿地上空1 000英尺的高度上静静地飘浮。太阳落山以后，温度下降，水汽凝聚在一起，水滴变得越来越大，当它大到无法继续在空中漂浮的时候，就落了下来。 第二天清晨，一滴露珠停留在一片苜蓿叶上，而之前的那个氢原子也在其中。不一会儿，露珠吸引了更多的水分子，然后掉进了土里。随着白天温度升高，靠近草场地面的大部分水汽都会蒸发，变成水蒸气后再度飞上天空。然而，我们的氢原子已经随着水滴进入了泥土。它在泥土中停留了三天，直到附近的一株苜蓿的根毛在土壤微粒之间的孔洞中抓到了它。苜蓿的根尖细胞通过有丝分裂生成新细胞，每一个新细胞都会使根尖向土壤深处伸长万分之一英寸。*终，根尖接触到了富含水分的土壤层，小水滴被它迅速地吸收了。在接下来的5个小时里，这个氢原子辗转于苜蓿体内各种或复杂或简单的化合物中，在导管中游走了2.5米。*终，它在一种还包括6个碳原子、6个氧原子和另外的11个氢原子的黏稠液态化合物上安了家，而这个化合物分子就是葡萄糖分子。这株苜蓿生长于田野*南端的角落里，体形高大却不太健康，我们的氢原子所在的分子位于自上往下数第三片叶子的外边缘。 九月到了，这株苜蓿经过收割、晾晒、扎捆后，被贮存在谷仓里。次年二月，这株苜蓿的叶子成了一头奶牛的食物。在奶牛进食后的几个小时里，这个氢原子经过消化、吸收、循环、分配、利用等活动后重获自由，并被再次吸收。到了午夜时分，在奶牛侧腹部皮层内部，这个氢原子被牢牢地固定在新生毛囊壁中的化合物中。这根毛发生长了整整一个冬季，春季来临时，它脱落下来，掉入了泥土中。在光照、温度、湿度合适的环境中，细菌分解了这根毛发，使其逐渐腐烂，随即一阵旋风刮起，把这个重获自由、活蹦乱跳的氢原子吹到谷仓上空。 这个氢原子在有机生命体中的旅行只是一个短暂的插曲，而一块石头却能牢牢抓住一个原子长达数十亿年。只有地球表面的环境发生了改变，岩石中的原子才能再次获得自由。对深埋在地表之下数千英尺的原子来说，重见天日的可能性微乎其微。 原子是构成物质的*小单位。一种材料内部的原子组成结构决定了它的属性。原子是元素的构成单位，是非常稳定的结构单元，能够承受几乎所有的冲击，如高温、化学反应、电击等，并保持自身完好无损。大多数原子都能够没有时限地稳定存在。有些原子会长时间地以单原子的形态漂浮在空间之中，只因它们找不到可以结合的同伴；而另一些原子则更容易与其他原子结合，在万物生长—衰亡—生长的循环之中，一些活泼的原子，如碳原子和氧原子，会不断地参与到其中无穷多种的物质合成过程中。很多物质在形成后可以存在一段时间，但终将分崩离析，此时原子就会启程去合成新物质。 定义物质的*小单元是原子，但原子其实还可以分解为更小的单元。深入到原子内部，人类发现亚原子（电子、质子以及不断被发现的其他粒子）还可以继续被细分下去，而且这种解构的过程可能是没有尽头的。在我们所知的任何物质中，也许并不存在某种不可分割的粒子，因此，想搞清楚物质的起源几乎不太可能。尽管物质可以消失，物质所在的空间却完全是连续不断的，空间这个连续体可以在无穷小的物质中和无穷大的宇宙中穿梭自如。从根本上讲，空间的存在或许比物质更加真实，物质可能是负向的，可能由漂浮的洞堆积而成，也可能悬浮在整个实体空间里。 第三章??尺??寸 “如果地球引力增加一倍，我们将无法再用双足直立行走。大多数陆生生物会变得像蛇一样爬行，鸟类也同样会遭殃，但昆虫受到的影响就小得多了，一些体形较小的昆虫几乎不会变化，微生物则完全不会受到任何影响。而如果地球引力减半，我们会变得更轻盈、更苗条、更灵活，所需的能量和热量、肺容量、血流量以及肌肉都会减少。而微生物却一点好处都捞不到。” 在暮春时节的一场暴风雪中，一棵巨大的老橡树被沉甸甸的积雪压断，但对5英寸高的树苗来说，即使它被压弯的程度是老橡树的两倍，也可以在积雪融化后恢复原状。就维持自身形态的能力而言，小体形物体比大体形物体更强，体形越大的事物，越难以通过调节自身结构来应对外力。当我们谈及材料和结构时，就不可避免地需要考虑其相对大小了。 世界上有巨大的猫，也有小巧的犀牛；有大面积的水坑，也有小片的海洋。尺寸是相对的，我们的个人经验与所处环境决定了我们对尺寸的认知：椅子离桌子很远，但你去往隔壁小镇却只是一次短途旅行；在地面上的孩子眼中，父母就像是巨人，但从一架正在起飞的飞机窗户向外看去，他们变得像蚂蚁一样小，随着飞机升高，他们更是变成难以分辨的小点；在蚊子看来，蝴蝶既肥胖又蛮横，而在变形虫眼中，蚊子也是一头大型怪物。 但是规模或尺寸又是绝对的。我们可以按照尺寸大小将生命体和非生命体进行绝对的划分。尽管我们可以通过双眼和工具来观察物质的微小颗粒和广袤的宇宙，但我们依然需要面对那些无法触及的世界。这些世界被封闭在相对狭小的尺度里，这种尺度给物体强加了一个牢笼，决定了它们的形态。 第五章??代代相传：来自过去的影响 尚不能制造工具的人类走出森林来到旷野之后，他们的身体和头脑也跟着发生了改变。在旷野中，身体的移动交由双腿全权负责。他们的脚变得更加适应行走，双手也得以空闲出来，可以自由地抓握、搬运和使用物品。旷野中的生活充满危机，所以被随意摆弄的石块就有了新的用途。因为速度和力量都不是人类的优势，所以石块成了防御和进攻的武器。起初，人类发现石块、树枝和骨头可以用作武器；之后，这些工具在偶然间得到了改进；再后来，对它们的改进有了明确的目的性。 事实上，探索发现、发明创造以及这两者会产生的影响，都有着一定的顺序，因为这些活动的偶然性、出现的时间和有意观察事物的过程都会有相应的影响。偶然的发现来源于简单的大脑，但要意识到“发现”的重要性，还需要智力的作用—尽管这需要耗时很久。也就是说，有了智力，人类就可以对事物进行评价，去其糟粕，取其精华，也可以有意地让某些偶然事件反复出现—这也就开启了人类使用工具的**步。 图5-1中两种用于切割的工具之间有着非常明显的差别，一种是天然的带有锋利棱角的石块，另一种是被有意打磨出锋利棱角的圆形石头。起初，人们或许对已发现的可以用作工具的物件进行过有目的的分类，并从中选出*佳的形状。之后，人们偶然发现将石块敲碎可以得到想要的形态。从此以后，工具的制作开始按照一定程序进行。上述的过程被称为“原发性突变”（Primary Mutation）。在“发现”确立起来之后，“变化”通常会接着发生，人们会有意或无意地改进物品的使用功能，这个过程被称为“自由突变”（Free Mutation）。例如，早期的农户会把带有分叉的树枝改造成挖掘棒。他们发现把树枝稍做修剪，就可以使其起到支撑脚的作用，这有助于人们挥动手臂把挖掘棒推入土中。