書名：《起源：萬物大歷史》 作者：（美）大衛·克里斯蒂安 孫嶽（譯） 出版社：中信出版集團·見識城邦 出版時間：2019年4月
內容簡介
人類的終極追問中，起源總是一個避不開的問題，幾乎所有的人類文化和宗教傳統都有自己的起源故事。大歷史學派開創者大衛·克里斯蒂安的新作《起源：萬物大歷史》在人類積累的物理學、天文學、生物學、歷史學等等的集體知識的基礎上，為全球70億人重新編織一個基於現代科學的完整的現代版起源故事。這本書拋棄人類中心主義，迴歸哲學-科學的傳統，融通各個學科的新知識，講述從宇宙大爆炸到地球形成、從生命起源到人類未來的138億年的萬物歷史，刷新我們的世界觀。
當今最廣為人所接受的有關宇宙終極起源的故事是大爆炸學說。大爆炸是現代科學認知的一個基本範式，就像生物學中的自然選擇或地質學中的板塊構造一樣。
有關大爆炸起源說的關鍵證據直到20世紀60年代方才到位。那時，天文學家首次探測到宇宙微波背景輻射，即大爆炸過後殘留的能量，且至今仍散落在宇宙中。宇宙學家們非常努力地試圖弄清宇宙最初乍現的那一刻，但他們所能講述的故事卻只能從宇宙開啟後的10-43秒左右開始。
故事大概是這樣的：宇宙最初就是一個點，體積比原子還要小。那是多小呢？我們人類的心智經進化已經習慣了人類尺度的事物，所以對特別微小的東西理解起來頗有困難，但可以想象一下：僅在這句話後面的句號裡就可以容下100個原子。而在大爆炸之時，整個宇宙真的就比原子還要小很多，而其中卻蘊含著當今整個宇宙的能量和物質。這一點頗難以想象，所以最初提出時，有人直接說這簡直是瘋了。但我們目前所掌握的證據都說明，這一奇妙、微小、熾熱的奇點在大約138.2億年前真的存在。
我們還不清楚宇宙大爆炸究竟是如何發生的，而且為何會是這樣。但量子物理學及粒子加速器——後者能通過電場或電磁場把亞原子粒子旋轉提升到極高的速度——向我們展示了：真實的物質確實能夠在真空條件下從虛無中誕生，雖然要領悟這一點需要對虛無有更深刻的把握。根據現代量子物理學，我們根本不可能準確定位亞原子粒子的位置和運動。也就是說，我們根本無法確定某一特定空間處於虛無狀態，或者說虛無中有某種張力，充滿了無中生有的可能性。如同古印度《吠陀經》頌歌中“無既非有，有亦非有”的斷言，這種有無之間的張力似乎確實開啟了我們的宇宙。
如今，我們把宇宙最初誕生的時刻稱作大爆炸，就像新生兒來到這個世上總要伴隨一聲啼哭一樣。大爆炸一詞是英國天文學家弗雷德·霍伊爾1949年杜撰出來的，他之所以這樣說也是因為覺得這一觀念實在太可笑了。早在20世紀30年代，大爆炸之說尚處於最初醞釀階段之時，比利時天文學家喬治·勒梅特已將新生的宇宙稱作“宇宙蛋”或“原始原子”。顯然，當時深諳此道的少數科學家也相信，若是巨大的能量蓄積在原始原子之內，那麼這一微小的粒子肯定溫度極高，且其膨脹釋放壓力的速度也必然極快。宇宙膨脹一直持續至今，就好像一根巨大的彈簧持續延展了130多億年。
宇宙大爆炸後最初的幾秒幾分鐘之內發生了許多事，其中最重要的，是最初結構和格局的成型，以及最初的實體或能量形式和特徵，而所有這些都是非隨機的。生成具有新特質的存在過程總會顯得異常神奇。而在現代起源故事中，這種神奇的過程還會不斷呈現。當然了，最初看似神奇的過程慢慢地會變得不那麼神奇，因為我們懂得了：凡物都不會是無中生有的。具有新特質的存在不過是既有物質和力量的新穎組合，是新的組合賦予了新的存在以嶄新的特性，正如擺放的方式不同會造成新穎的馬賽克圖案一樣。下面舉一個化學方面的例證加以說明。我們通常認為氫和氧是無色的氣體，但把兩個氫原子和一個氧原子以特定的方式組合，就會生成一個水分子。把眾多水分子聚攏到一起，就會出現嶄新的特性，我們稱之為“水”。我們得見一種新形式或新結構且具新特性的存在，事實上只是已有存在物的新穎組合。創新實在是一種湧現的過程。假如我們把湧現當作起源故事中的一個角色，那麼這一角色可能會顯得鬼鬼祟祟、神秘莫測，說不準某個時候就從黑暗中迸發出來，而整個故事的情節也會因此而變得曲折新穎、撲朔迷離。
宇宙中最初的結構和格局就是這樣湧現的，從大爆炸中迸發出的物質和力量以新穎的方式組合到一起。
有證據表明，宇宙大爆炸後最初的一剎那，充盈宇宙的是純粹、隨機、未分化且無形的能量。在此，我們可以把能量視作能夠造成事物生髮的潛勢、用功做事或改變事物的能力。原始原子中的能量大得驚人，溫度超過絕對零度數萬億度。此後有一個階段，宇宙膨脹的速度極快，被稱作“暴脹期”。此時宇宙膨脹的速度總體上都是特別快，以至於人類根本無緣得見宇宙中絕大部分的物質和存在。也就是說，我們今日得見的萬物可能只是宇宙間全部存在的一個極微小部分。
霎時之後，宇宙膨脹的速度降了下來。一方面，大爆炸引發的能量流趨於穩定；另一方面，宇宙又持續膨脹，結果是能量因分散而變得稀薄。此時的平均溫度也開始下降且保持降勢，所以我們今日宇宙的大部區域溫度只有絕對零度以上的2.76℃。我們人類以及地球上的其他生物沒有感覺到嚴寒難耐，是因為鄰近的太陽給我們送來了溫暖。
在大爆炸引發的極端溫度條件下，幾乎存在各種可能性。但伴隨溫度下降，可能性的幅度變窄。各具特色的實體在宇宙溫度趨降的過程中形同鬼魅般凸現，而所有這些在此前大爆炸的熔爐中是不可能出現的。科學家們把這種事物形式和結構的改變稱作相變。我們在日常生活中常見這種相變，比如水蒸氣失去能量後會變成水，而水還會結成冰。水和冰只能在溫度較低的條件下存在。
在宇宙大爆炸10-36秒後的剎那間，能量本身經歷了一次相變，並由此一分為四種彼此不同的位態，即我們今日稱作引力、電磁力、強核力和弱核力的四種力。我們有必要熟悉這四個不同的角色，因為它們塑造了我們的宇宙。引力相對較弱，但其作用的力臂很長，而且總是把萬物向一起拉，所以引力有積聚性。引力作用的結果是宇宙分成了好多塊狀物。電磁能呈正負兩種形態，所以常自相抵消。引力雖弱，但卻在大尺度上塑造宇宙；相比之下，電磁力只在化學和生物的層面成為主導，所以是電磁力才讓我們有了渾然一體的身體。第三、四種基本力的名字——強核力和弱核力——貌似不大起眼，而且作用力的力臂很短，只在亞原子尺度發生作用。人類不能直接感受到這後兩種力，但它們卻對世界的方方面面發生作用，因為它們決定原子內部發生的一切。
能量可能還有其他位態。20世紀90年代，科學家在測定宇宙膨脹的速度時發現，宇宙實際上是在加速膨脹。於是，物理學家和天文學家借用了愛因斯坦最初提出的一個想法，主張還存在一種反引力，正是反引力造成了宇宙膨脹的不斷加速。而且據說，當今反引力的質量佔到了整個宇宙質量的70%。儘管反引力已開始主導整個宇宙，但我們人類對其性質和原理都還一無所知，所以物理學家們稱之為暗能量。其實，這個名稱只不過是個佔位符，因為暫時還找不到更合適的稱謂。要留心這一空當，因為弄清暗能量是當代科學界所面臨的重大挑戰之一。
物質是在宇宙大爆炸後的第一秒內形成的。所謂物質也就是能量推來推去的那種東西。直到一個多世紀以前，科學家和哲學家還認定物質和能量是截然不同的存在呢！現在我們弄清了：其實物質不過是高度壓縮的能量的一種存在形式。早在1905年的時候，年輕的阿爾伯特·愛因斯坦就在一篇頗為有名的論文中證明了這一點。這就是著名的質能轉換公式，即能量（E）等於質量（m）乘以光速（c）的平方，用符號表示就是E=mc2，我們由此可知單位質量的物質中蘊藏著多麼巨大的能量。現在，我們合計一下：一丁點兒的物質究竟蘊藏多少能量。可不是要用物質的質量乘以光速，而是光速的平方啊！這數字可大得不得了，所以哪怕只是給一丁點兒的物質解壓縮，就足以獲得巨大的能量。氫彈爆炸就是這種為物質解壓縮的過程，而早期宇宙大爆炸的過程與此正好相反。大量的能量被壓縮成很小的物質，就像海量能量中的點點微塵。我們人類的高超之處，就在於我們學會了在瞬時內重新制造出巨大的能量，地點是日內瓦的大型強子對撞機。那時，無數粒子從能量的海洋中噴薄而出。
而這只是宇宙大爆炸後第一秒發生的事情……
（節選自《起源：萬物大歷史》，中信出版集團·見識城邦，2019年4月出版）
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