生命的进化

正如生命的起源至今还是一个谜一样，生命如何向前发展的问题也还是一个谜，但有一点可以肯定，那就是，如果地球上空最初没有出现一种屏蔽物的话，那么生命或许仍然停留在非常原始的阶段。最初，从地球上放出含有氧和臭氧，形成保护性的大气层。这个大气层介人水和太阳的致命辐射之间。在这层屏蔽物下面，一种新的生命演进过程——光合作用发生了。在最初的生命历程中，具有真核生物、古细菌、细菌这三界的划分，光合作用使有生命的细菌和藻类，利用太阳辐射能，创造出许多有机物质并释放出更多的氧气。

光合作用使光能微妙地转变为碳水化合物。它是所有生物必需的食品。在生命进化的过程中，产生了叶绿素。在藻类的光合过程中，叶绿素在受到太阳光的照射时吸收能量，再运用这种能量，分解水分子。此时产生的氢再和碳及其他化合物化合，形成为糖。同时，又把氧释放到大气之中。这个过程比现代石油化学合成物的生产过程要精巧得多。①这种合成过程是在大小还不到十亿分之一寸的细胞内进行的。 同时，通过微小的海生植物的呼吸作用，开始吸进氧气，排出二氧化碳，产生了可供生命利用的能量。因此，在光合作用开始时吸进的水和碳，最后又被放了出来。而光合作用放出来的氧，又通过呼吸作用重新吸收回去。地球上全部动植物生命的源泉，就是这两大物质的循环：碳的循环和氧的循环。此外，还有少量的氮、硫和磷的循环。

在生物进化的过程中，逐步出现了细胞。生物的细胞具有惊人化学转变的能力，并不断地演变进化。南非发现的约30亿年前原始细菌的化石表明，这种细菌已经具有简单分裂的作用。在美国加利福尼亚州东部也曾发现更进一步进化演变出的十亿年前原始细菌的化石，其中类似海藻的生物已被证明，其内部已含有细胞核。生物细胞在新的条件下继续进行进一步的演化。在澳大利亚爱迪阿加拉群山附近新发现的撊浣诔鏀化石证明，在7亿年前，已有多细胞的生物存在。这是首次发现的多细胞生物。所有复杂的生物都是多细胞生物。我们还不很清楚，更为复杂的生物器官是如何演化而成的。在经过长期的演化之后，在有荫蔽的温暖的海岸和河流出口处的水中，类似海藻的生物大量地繁殖了起来。通过它们的光合作用，放出了大量的氧气。今天，我们呼吸的氧气总量的四分之一，就是由海洋中的最微小的浮游生物所产生的。而水和空气相接触的海面，正是这些浮游生物的栖居地。

当时的火山和地震还在震撼着地球，海啸还在冲击着陆地。这种自然界的变动过程，正好为生命跃进到第二个阶段作了准备。有些海生的植物被冲到岩石上，并在那里生存了下来。迄今发现的顶囊蕨化石是最原始的陆上植物的化石，这种植物约生存在4.5亿年以前。越来越多的植物在高低不平的地面上生长起来。随后紧跟着，也出现了动物。鱼类逐渐演变成了两栖动物，鳍像腿一样帮助它们爬过被海水冲刷的沼泽地和湖泊。鱼鳃后来也发展成为肺，能够呼吸大气中的氧气。 约在3.5亿年以前，生物开始大规模地向陆地移居。大量植物覆盖了地球的多石的表面，在整个地球表面上遍布了生有绿叶的新型植物，它们进行着光合作用和呼吸作用。大气中不可缺少的氧气，有四分之三就是经过植物的光合作用产生的，从而供给地球上所有生物呼吸所需的氧气。动物也不断也出现在陆地上。从此，陆地成为生命进化的主战场，多彩的生命世界②也便从此开始了。

（节选自德马克斯·舍勒《人在宇宙的地位》）

美国哈佛—史密森天体物理学中心等机构组成的联合研究团队在北京时间2014年3月18日宣布，他们发现了被爱因斯坦称之为“时空涟漪”的宇宙原初引力波存在的直接证据，进而可以有力证明暴涨理论的可靠性。早在几年前，就有科学家预言，由于宇宙大爆炸产生的引力波可能会作用于宇宙微波背景，并且留下暴涨的证据。

在过去的一个多世纪里，宇宙大爆炸理论早已站稳了脚跟，几乎没有人怀疑它的可靠性。宇宙是起源于大约138亿年前的一场大爆炸，原初宇宙的直径只有10-35米，经过138亿年的膨胀，直径已有800多亿光年。然而，从无穷小的尺度到无穷大的尺度变换，如果以目前宇宙膨胀的速度来看，是不可能实现的。美国物理学家阿兰·古斯最早提出了宇宙暴涨的假设，从大爆炸之后的10-36秒开始持续到10-33秒到10-32秒之间，宇宙空间膨胀了至少1078倍，可见这次瞬间的膨胀有多么剧烈。

暴涨理论之所以能成为宇宙是如何发展到现在的状况的主导理论，理由远不止于此。宇宙自其诞生后大约38万年以来便充满辐射，这种粒子背景被称作“宇宙微波背景辐射（CMB）”，在对CMB的测量中，科学家发现原始光温度几乎是均匀的。在非暴涨模型下，宇宙不同部分的温度是存在巨大差异的，只是随着时间的推移才达到均衡。然而，目前宇宙的年龄被锁定在138亿年，在宇宙学中，这个年龄实在太年轻了。因此，目前为止宇宙空间是无法达到光温度的均衡的。暴涨理论给出了一个很好的解释。所有的物质最初都从相同的地方以相同的温度开始，由于突然加速膨胀，因此不同部分之间只有微小的温度差异。

根据基本粒子物理学的理论，宇宙从一个很高的温度下降之后，应该有大量的磁单极子，然而我们始终没有观测到它们的身影，即便存在，也可以想象它们非常稀少，这又产生了一个悖论。可同样，暴涨提供了一种说法，因为暴涨可以把原本存在的磁单极子稀释掉了。

此外，暴涨理论还能表明，为什么今天观测到的宇宙是近乎平直的。想象一下，宇宙就像一个被吹得无穷大的气球，它的表面看上去就像一个非常平坦的平面。甚至宇宙形成的内部结构也可以用暴涨理论来解释。所有星系形成之前的种子于暴涨时期的量子涨落。那个微小到只有十万分之一的涨落后来被万有引力放大，从而出现了恒星和星系。

早在100多年前，爱因斯坦就在广义相对论中预言了引力波的存在，但他同时指出这种现象将极其微弱，人类恐将永远也无法探测到它。微波背景辐射是光子，光子具有偏振性，它分为两类，一类就好像有源，比如一个电荷引起的电场，是向外发散的，也叫E模式；另一类则没有源，呈旋涡状，这也被称为B模式。而暴涨时期产生的引力波会在微波背景辐射上留下旋涡，也就是B模式的特殊偏振。因此，只要找到引力波在微波背景辐射上留下的特殊印迹，就意味着可以找到暴涨理论存在的直接证据。研究人员在适合观测宇宙大爆炸微弱余波的南极，发现了比预期中要强烈得多的一个B模式极化信号。用三年多的时间检验这些数据，排除了其他可能的，证实是由引力波留下的。

仅仅看到暴涨理论的优势，也就不存在物理学家对此的争论。事实上，暴涨理论自身还存在重要的谜团没有解开。

（选自胡珉琦《“时空涟漪”力证宇宙暴涨》）

古代黄土高原的另一种居民戎狄,在古代是与华夏不同的族群,长期生活在黄土高原的北部地区，华夏文人称他们为"蛮族",因为他们不行"礼乐",不修文字,不念诗书,却养太多的牲口。华夏的文明人,庙堂列鼎中盛满了牲口肉做的肉腊、肉糜,但他们从来低视养牲口的戎狄。戎狄是黄土高原的另一种居民,但被把持历史记录大权的汉族士大夫给抹杀了,我们今人,也受到了古代文人的影响,在歌颂黄土高原是"大地母亲"的时候,却忘了黄土高原上的另一个兄弟。

在新石器时代,气候比今天温湿,整个黄土高原是原始农业的"一统天下"。后来气候变得干冷,黄土高原的南部问题不大,先民照样种地;但黄土高原的北部,环境逐渐恶化,庄稼生长得越来越差。家猪要吃人的剩饭,而人已经没有剩饭了,所以猪这类东西也不易喂养了。这里的先民,在艰苦的环境中摸爬,终于找到另外一种维持生活的方式:多养到野外食草的牲畜。这些牲畜不与人争食,人还可以从其身索取生活资料。于是,人们一手握锄,一手执鞭,开创了大范围的半农半牧的生活方式。

这样,在黄土高原的人文地理格局上,便出现了不同的区域。在南部地区,水热条件好,农业持续发展,人口与时俱增,城郭壮大,文人滋生。而在北部地区,人们要艰苦得多。他们"随畜因射猎禽兽为生业,各分散居蹊谷,自有君长,往往而聚者百有余戎,然莫能相一"。处在这种状态下,社会进化当然缓慢得多。于是,南、北之间在政治、文化方面的差别日益增大。后来,南部的人叫做华夏,而北部的人称为戎狄,相互反目,关系紧张了很久.

在华夏人撰写的史书中,戎狄主要是"反面角色",除了侵犯抢掠、祸乱华夏,便没有什么正面的历史贡献。我们说,这种看法是不公平的。

戎狄正是古代处于中国北方的过渡地带(或曰边缘地带,生态敏感地带)的一个主角,而戎狄的起源与自然环境变化引起的整个生态变化有关。戎狄起源的过程就是中国古代北方畜牧业大面积产生的过程,我们关于戎狄的概念离不开畜牧业。戎狄的兴起反映了人类对环境变化的一种适应方式,在"适应"中也伴随着创造,畜牧业就是一个创造性的成果。

在中国历史上,戎狄社会的贡献不仅是发展了畜牧业的规模、技术,将其抬升到生活的主要基础地位,还为后来草原大规模游牧经济的产生打下了必要的基础。

跳出农业社会历史的局限,放眼中国北方的辽阔大地,我们可以看到历史上人文发展的丰富性。这些人文的丰富性,是对多样地理环境适应的结果。而所谓"适应",对人类来说绝不是消极的。人类文明中的许多重要内容,都是在能动地适应环境的过程中创造出来的。农业是一种创造,畜牧业也是一种创造。