世界简史

1.空间中的世界我们对自身所处世界的历史，至今仍然知之甚少。几百年前，人们只掌握了过去3 000余年的历史，至于更早之前发生的事情就不得不借助传说和猜测了。在大多数文明国度里，人们相信：世界是在公元前4004年被骤然创造出来的，至于是春天还是秋天，权威人士们也无法达成共识。这一精确的误解源于对希伯来《圣经》过于字面化的解读，以及武断的神学假设。如今，这些解读早已被宗教学者抛弃，人们普遍认为，我们赖以生存的这个世界上的一切，显然已经存在了极其漫长的时间，甚至没有尽头。当然，这一切可能存在假象，就像在一个房间的两端各放置一面镜子，会使得房间看起来仿佛没有尽头一样。可即使如此，认为我们赖以生存的世界只存在了六七千年的这一观点，无疑已经被彻底打破了。现在我们都知道，地球是一个直径约8 000英里 、形状像橘子且略微有点扁的球体。大约2 500年前，至少有一部分学者知道地球是一个球体。但是，在更早之前，人们一直认为地球是平的，并就地球与天空、恒星和行星之间的关系提出了很多荒诞的观点。现在，我们知道地球每24小时围绕地轴（约比赤道直径短24英里）自转一周，形成日夜交替。同时，地球沿着略微弯曲并缓慢变化的椭圆轨道围绕太阳公转一周，即为一年。地球与太阳之间的距离*近时约为9 150万英里，*远时约为9 450万英里。距离地球约24万英里处，有一个围绕着地球运行的小卫星——月球。但地球与月球不是仅有的围绕太阳运行的星球，在距离太阳约3 600万英里和6 700万英里的水星和金星也围绕着太阳运行，并且在地球和带状的小行星运行轨道之外，还有火星、木星、土星、天王星和海王星，它们跟太阳的距离分别为：1.41亿英里、4.83亿英里、8.86亿英里、17.82亿英里和17.93亿英里（此处的距日距离是以作者成书时公认的距离为准，并非现在所熟知的距日距离，为使数据更准确，文中保留了小数点后两位）。这些以百万英里为单位的数字，对于人们而言很难理解。所以，为了便于读者理解，可以把太阳和其他行星按照一定的比例缩小为一个模型。假设地球是一个直径为1英寸 的小球，那么太阳就是一个直径为3.23码 的大球，两者相距约1 056英尺 ，也就是1/5英里，这段距离步行需要四五分钟。而月球则是距离地球约2.5英尺的一粒小豌豆。在地球和太阳之间，还有两颗内行星——水星和金星，它们离太阳的距离分别为125码和250码。在这些天体周围是无尽头的空间，火星距离地球约175英尺；直径约为1英尺的木星在离地球约1英里的地方；土星略小，在2英里外；天王星在4英里外，而海王星在6英里外。再远的地方便是微乎其微的小颗粒和稀薄的气体。在这样的缩小比例计算下，距离地球*近的星体也远在4万英里之外。这些数据也许能够帮助人们对浩瀚空间有一个粗略的概念。在这个浩瀚空间里，我们所了解的生命是只限于生活在地球表面的生命。我们离地心有4 000英里，而生物则只深入地表不到3英里，高不过地表5英里的地方。显然，除此之外的空间是没有生命，了无生机的。*深的海洋可深达5英里；飞机飞行的*高纪录也只是略高于4英里。虽然人类曾乘坐热气球上升到了7英里的高空，但却要为之承受极度的痛苦。没有鸟儿能够飞到5英里高的高空，即使人们用飞机带上小鸟和昆虫，可只要超过这一高度，它们就会失去知觉。（由于本书的成书时间较早，所以书中出现的数据小于现在的数据，后同——译者注） 2.时间中的世界 在过去的50年里，科学家对地球的年龄和起源已做出了许多有用且有趣的研究。在这里，我们无法概括地说清楚这些研究，因为其中包含了微妙的数学和物理学因素。事实上，现在的物理学和天文学的发展成果非常有限，有限到它们还不足以对某些事物做出超过猜测的研究。总的趋势是，科学家现在对地球年龄的预估倾向于越来越长。现在看来，地球作为一个围绕太阳独立运转的行星，可能在大约20亿年前就已经存在了。或许，存在的实际时间可能更久，久到无法想象。太阳、地球，及其他绕太阳运行的行星在地球独立存在之前的漫长时间里，可能就已经是空间中一团由扩散性物质组成的巨大的旋涡了。如今，天文望远镜为我们展示了天空中不同方位的、发光的螺旋状物质围绕着一个中心旋转，这就是螺旋星云。很多天文学家认为，太阳及其行星在呈现现有的螺旋形态之前，它们是经过了极其漫长的时间和无数次的凝结，这才得以在20亿年以前，分辨出地球和月球。那时，它们自转的速度比现在快得多，它们距离太阳也更近，公转速度亦更快，并且它们的表面呈现出熔化的状态。太阳自身就是天空中的一颗大火球。如果我们能够回到无限遥远的过去，看一看原始的地球，那我们看到的场景将和现在完全不同，因为那时的地球更像是燃烧壁炉的内部，或是还没有冷却凝固之前的熔浆的表面。我们不会看到水，因为所有的水都还存在于硫化物和金属构成的蒸气中。在此之下，是充满熔岩石物质的海洋。在一片火红的云层中，太阳和月球的光芒步履匆忙，就像一闪而过的火焰。数百万年的时光流逝，使得这一炽热的球体逐渐冷却。蒸汽形成了雨，降落下来；天空中的气体变得稀薄；巨大的岩石块在熔岩之海里浮浮沉沉，逐渐被其他的漂浮物所取代；太阳和月球距离地球更加遥远，并且体积变得越来越小，甚至连运行速度也越来越慢。由于体积变小，月球温度大幅降低，并交替进行太阳光的遮挡和反射，从而出现了日食和满月。在漫长的时间长河里，地球以极其缓慢的速度变化，变成了如今我们看到的样子。*终，一个新纪元到来了。水蒸气在冷空气中凝结成云，**场雨落在了*初的岩石上。在此后的无数年中，地球上的大部分水还是以水蒸气的形式存在于空气中，但那时已经有滚烫的水流向逐渐凝固的岩石，并带着岩屑和沉淀物汇入泥沼和湖泊。*终，一个时期出现了，人类可以靠地球上的一切来实现繁衍生息。如果我们能够参观那时的地球，我们一定会站在狂风暴雨下的一大片岩浆石上，周围是没有土壤和植被的不毛之地。狂风掀起热浪，其迅猛程度超过了*强劲的龙卷风。前所未见的暴雨或许会向我们袭来。泥泞的雨水卷着碎石从我们身边流过，汇聚成为激流，冲向幽深的峡谷，并将沉积物带入早期的大海。透过云层，我们可以看见一轮巨日划过天空，随着日月交替，地震和动乱紧随其后。如今以固定的一面朝向地球的月球，那时一定也是很明显地自转着，并且展示出它如今隐藏起来的冷酷一面。数百万年过去了，地球的年龄越来越长。太阳开始变得温和，且与地球渐行渐远；月球在空中的运行速度变慢了；暴风雨的强度减弱了，早期海洋中的水不断增多，汇聚流向从此一直包裹着地球的外衣——海洋中。然而，那时的地球上仍然没有生命，海洋中也没有，岩石上亦是寸草不生。 3.生命的起源如今，众所周知，我们对人类出现之前的生命认知，是源于在层状岩中留下来的生物印记和生物化石。我们在页岩、板岩、石灰岩和砂岩中发现了保留下来的骨头、贝壳、纤维、茎、果实、足印和划痕等，以及*早的潮汐留下的波纹和*早的降雨造成的凹痕。正是通过对这些“岩石记录”一丝不苟的研究，我们才得以发现地球生命的历史。如今，这些已是人尽皆知。层状岩并非一层一层地整齐排列着，它们被折叠、扭曲、变形，就像屡遭洗劫焚毁的图书馆中的书页那样零乱。经过许多人的毕生研究，这些记录才得到整理和阅读。如今的“岩石记录”所代表的时间大约为16亿年。记录中*早的岩石被地质学家称为无生代岩石，因为它们没有显示出任何生命痕迹。北美有许多裸露着的无生代岩石，地质学家通过它们的厚度推断出它们至少代表了16亿年的完整地质记录中的一半的时间。我重复一遍这一事实的重大意义：自从陆地和海洋相互分离以来，这漫长的时间中有一半的时间地球上是没有留下生命迹象的，尽管这些无生代岩石中有着涟漪和雨水的痕迹。我们沿着记录继续追寻，生命迹象不仅出现了，而且增多了。地质学家把生命迹象被发现的这段时期称为古生代早期。生命活动的*初迹象是相对简单和低等的生物留下来的遗迹，比如小型贝类的贝壳，植虫类的茎和花状头部，海藻，以及海虫和甲壳类动物的遗迹和足迹。很早便出现了像木虱一样的爬行生物——三叶虫，它们能像木虱一样把身体蜷曲成球形。几百万年后，又出现了一种海蝎，它们相较于之前出现的生物更加灵活、强大。这些生物的体型都不是很大。其中，*大的海蝎也不过九英尺长。在这一时期的记录中，没有任何陆地生物的痕迹，无论是植物还是动物；也没有鱼类，或脊椎动物。这个时期留下来的生物痕迹，基本上是生活在潜水和潮汐间的生物。如果我们想要知道那时的生物模样，那么可以从潮水潭或水沟里取一滴水放在显微镜下进行观察。如果不考虑体积的话，我们发现的那些甲壳类动物、小贝壳、植虫类和海藻类等生物，就如同那些曾是生物霸主的又笨重又庞大的古代生物的缩影。然而，值得注意的是古生代早期的岩石也许完全无法代表地球*早的生命起源。除非一种生物拥有骨头或其他坚硬的部位，除非它拥有贝壳或重量大到可以在泥土中留下足印和痕迹，否则它很难留下能够证明自己在地球上存在过的任何化石痕迹。就像如今在我们的世界里，仍然存在成千上万种的小型软体动物，它们将来也不会留下任何痕迹来供后世的地质学家发现。所以，在过去也许曾经有无数这样的生物生存、繁殖、活跃，*后不留痕迹地消亡。在所谓无生代时期的温暖的浅湖中可能存在过无数种类似水母状的无壳无骨的低等生物，以及散布在阳光照耀下的潮间带和沙滩上的多种绿色低等植物。岩石不能完整地将过去的生命记录下来，就像银行账本无法记录周围所有居民的存在一样。只有当一个物种开始分泌进化外壳、骨针、甲壳或坚硬的茎的时候，才能为后世留下一些蛛丝马迹，才会出现在历史记录里。然而，在比化石更古老的岩石中，有时也会发现一种单质碳——石墨。一些专家认为，这些单质碳可能就是通过某种未知生物的自身生命活动而从化合物中分离出来的。