读《宇宙起源》有感
宇宙诞生之前,没有时间,没有空间,也没有物质和能量。大约150亿年前,在这四大皆空的\无\中,一个体积无限小的点爆炸了。时空从这一刻开始,物质和能量也由此产生,这就是宇宙创生的大爆炸。宇宙的创生分以下几个环节:
1. 大爆炸:宇宙起源於一次大爆炸中,在诞生的那一瞬间,從「无」急速膨胀,逐漸演化成巨大的宇宙。
2. 時空生成:爆炸使得宇宙開始膨胀,就是所謂的「真空暴涨」,因而生成了時空。
3. 粒子時代:時空生成的初期,溫度高到只有基本粒子、反粒子和輻射的存在,這就是粒子時代。
4. 核子過程:爆炸之後三分钟左右,溫度降到十亿度,质子、中子等开始進行核融合反应,形成了氫、氘(重氫)和氦的原子核。
5. 原子過程:十萬年后热輻射溫度降到 4000 度,物质與热輻射之间的作用減弱,使得氫原子核與電子停止游离,組成氫原子。 6. 引力過程:电磁力和接续的重力之引力过程促使原子逐渐由均勻状态凝聚成团,热輻射則继续均勻而無方向性地冷卻到今天所看到的 2.7 度宇宙背景輻射。 7. 星系形成:从数十万年到数亿年间是物質质聚合成星系的時代,我們的銀河系和太阳系便是在此時形成的。
8. 現在:在爆炸后的十亿年后,我們今日所見的宇宙已大致形成,只不過各星系間隨著宇宙的膨脹而继续远离。
刚刚诞生的宇宙是炽热、致密的,随着宇宙的迅速膨胀,其温度迅速下降。最初的1秒钟过后,宇宙的温度降到约100亿度,这时的宇宙是由质子、中子和电子形成的一锅基本粒子汤。随着这锅汤继续变冷,核反应开始发生,生成各种元素。这些物质的微粒相互吸引、融合,形成越来越大的团块,并逐渐演化成星系、恒星和行星,在个别天体上还出现了生命的演化现象,生命从无到有的过程称之为生命起源。
生命起源应当追溯到与生命有关的元素及化学分子的起源。生命构成元素如碳、氢、氧、氮、硫和磷等是来自“大爆炸”后的元素演化。在星系演化中某些生物单分子,如氨基酸、嘌呤、嘧啶等形成于星际尘埃或凝聚的星云中,接着在一定的条件下产生了像多肽、多聚核苷酸等生物高分子。通过遗传密码的演化和若干前生物系统的过渡形式,最终在地球上产生了最原始的生物系统,即具有原始细胞结构的生命。至此,生物学演化开始:发生在地球上最简单的生命(有细胞结构)出现之前的演化过程,为前生物的化学演化。这个阶段可以分为两个阶段:
(1)生物单分子的形成,包括氨基酸、脂肪酸、糖、嘌呤、嘧啶、单核苷酸、卟啉、ATP等高能化合物。它们是构成生物高分子的基本成分,如氨基酸、嘌呤、嘧啶、单核苷酸、ATP等高能化合物、脂肪酸、卟啉等化合物的非生物合成;
(2)生物高分子的形成:主要是指蛋白质、核酸以及高相对分子量的碳氢化合物。与低相对分子量的生物有机化合物相比,高相对分子量的有机化合物具有更高级的物质群 。 生物单分子聚合为生物大分子(多聚化合物),有由氨基酸聚合的多肽或蛋白质,由单核苷酸聚合的多核苷酸等。其后的演化为生物学演化;而介于化学演化和生物学演化之间的还有一个特殊的过渡阶段——前生物演化。
最简单的原始生命与最复杂的化学分子之间的差异仍然是极大的,主要是“组织化”水平的差异,大体上应包含三个过程: (1) 生物大分子自我复制系统的建立; (2) 遗传密码的起源;
(3) 分隔的形成。
地球上第一个单细胞原始生命的出现标志着生命演化进入了一个新阶段——生物学演化。原始生命出现之后的演化叫做生物学演化。
生物学的演化又可以分为早期和晚期两个阶段。早期生物学的演化又可称为细胞演化阶段;晚期生物学演化又可称之为组织器官演化阶段,或系统演化阶段。细胞演化阶段是从原始的单细胞生命产生到后生动植物的大量出现,持续了25亿年以上。后生动植物出现后,生物进入系统演化阶段,在大约7亿年的时间内,数以千万计的物种经历了形成和绝灭的演化历程。
后生植物与后生动物来自共同的祖先——单细胞的真核生物,即所谓的原生生物。单细胞真核生物是由原核生物祖先通过直接演化或细胞内共生而产生的。由单细胞真核生物向多细胞的后生动植物的转变是生命历史中的一个重大的演化事件。后生动物和植物可能同时达到多细胞化,在这个过程中,生物的体积增大,组织器官分化。新近时兴的细胞内共生假说来解释后生动植物的起源是这样的:某些异养的、行吞噬作用的单细胞真核生物祖先可能以吞噬原核生物为生,其中一些与行光合作用的原核生物发生细胞内共生,形成能进行光合作用的自养的真核生物,经过进一步演化,成为后生植物。另外一些仍保留异养功能,演变成为变形虫、鞭毛虫、纤毛虫等原生动物和真菌。从异养的原生动物再进一步演化出海绵、水母以及无体腔的原始后生动物。动物与植物的简要进化历程如下: (一)植物进化历程
植物的进化是遵循着由简单到复杂、由水生到陆生的方向进行的。原始单细胞绿藻在原始海洋中,经过漫长的年代,进化为多细胞藻类。后来,由于地壳的剧烈运动,不少水域变成陆地,某些绿藻进化为蕨类植物,适应陆地环境。以后由于陆地气候干燥,蕨类植物进化为裸子植物,用种子繁殖,完全摆脱对水域的依赖。再经过一段时期,某些裸子植物变为被子植物,更能适应外界不良条件,成为今天植物界的主角。 (二)动物进化历程
在无脊椎动物中,原始海洋中出现最早的是单细胞的原生动物,经过漫长的时间,进化为原始的多细胞动物。以后才出现腔肠动物、扁形动物、线形动物、环节动物、软体动物和节肢动物等越来越高等的多细胞无脊椎动物。脊椎动物是由无脊椎动物进化来的。最早出现的脊椎动物是原始鱼类。经过漫长的年代,由于气候发生季节性干旱,某些鱼类开始向陆地发展,进化成两栖动物。一些两栖动物再进化成原始爬行动物。一些爬行动物又进化成鸟类和哺乳动物。哺乳动物和鸟类的体温稳定,增强了对环境的适应性,分布范围广,动物界的进化,同样是从单细胞到多细胞,身体的结构由简单逐渐趋向复杂,生活环境则由水生生活逐渐过渡到陆生生活。
最后,人类出现,人类在进化过程中摒弃了依靠本能从而选择了走智能路线,在这过程中虽然有许多失败,但人类最终还是走过来了,直至出现了现代文明,直至不断强大??我们都是勇敢先民的子孙,我们心中流淌的,是勇敢而智慧的先民的血统,我们要传承文明,在进化的路上不断前进!