本書從作者所研究的關(guān)于萬物起源的科學(xué)論題中選取了最具根源性的7個主題, 追溯科學(xué)家對各個主題的思考、觀測、試驗及解答, 探索世界背后的科學(xué)原點, 挖掘萬物進化的秘密。
這個世界上的一切事物都應(yīng)該是從某個時候某個地方開始的,那么究竟是從何時開始的呢?我們又為什么在這里?本書從作者們所研究的關(guān)于萬物起源的科學(xué)論題中選取了頗具根源性的7個主題,追溯科學(xué)家們對各個主題的思考以及解答,探索萬物背后的科學(xué)原點,挖掘萬物進化的秘密。本書適合青少年閱讀,也適合感興趣的成年人閱讀。
人類從古希臘時代開始就在不斷思索,身邊所有的這些事物是什么時候誕生并經(jīng)過了多長的歲月進化成現(xiàn)在這個樣子的呢?我們?nèi)祟愂鞘裁磿r候出現(xiàn)在地球上的呢?我們所處的太陽系,還有夜空中的無數(shù)顆星星,以及我們所處的銀河系又是怎么形成的?所有這些問題最終必定都會指向宇宙本身的誕生之謎。
為什么人類會提出這樣的終極問題呢?也許這就是智慧生物與其他生物的不同之處吧。我們似乎天生就有這樣的欲望,想知道此時此刻身處此地的、我們稱作“自己”的存在,到底是從哪里來的。
尤其是西方文明,他們不滿足于提到起源就只是去探究自己祖先的血統(tǒng)來源,而是從公元前開始就一直探討關(guān)于這世界本身以及所有的一切是如何誕生并存在著的問題,生命的起源、人類的起源、宇宙的起源、時間的起源,答案,究竟在哪里?
剛開始,他們只是用抽象思維來思考這些問題,但后來逐漸開始通過觀察、試驗等實證研究方法來揭示萬事萬物的起源以及它們的結(jié)構(gòu)組成。這也是現(xiàn)代科學(xué)方法的開端。
到了近代,對這種終極知識的探索已成為全世界最有智慧的人們感到有責(zé)任要去參與研究的重要課題。于是科學(xué)家前赴后繼地投入到這一課題中來,終其一生探索萬物的起源。伊曼努爾·康德、查爾斯·達爾文、阿弗雷德·羅素·華萊士、亞歷山大·伊萬諾維奇·奧巴林、J.B.S.霍爾丹、阿爾伯特·愛因斯坦、喬治·伽莫夫等重要人物,都以其不凡的功績名垂千古。
本書從他們所研究的關(guān)于萬物初始的科學(xué)論題中選取了頗有根源性的7個主題,來追溯科學(xué)家們對各個主題是如何進行思考、觀測、試驗并從中提出自己的假說及理論框架的。無論哪個主題都涉及根源和本質(zhì)的問題,所以到現(xiàn)在也不能說這些問題已全部都找到了終極答案,畢竟大自然面對我們?nèi)祟惖奶剿,也不會輕易就俯首稱臣。
不過我們可以在科學(xué)家們探索這些疑問和論題的過程中了解到那個終極答案大致處于哪個方位?梢哉f本書中所敘述的“初始”是指目前為止人類的智慧與科學(xué)所能夠了解到的初始。
順便說一下,書中會出現(xiàn)一些日本科學(xué)家的名字。
比如在“宇宙之始”一章中出現(xiàn)的佐藤勝彥(東京大學(xué)研究生院教授,膨脹宇宙模型的倡導(dǎo)者),“物種之始”一章中出現(xiàn)的進化生物學(xué)家木村資生(已故,分子進化中性學(xué)說的創(chuàng)始人)。這些日本科學(xué)家所做的貢獻不僅在日本國內(nèi),在世界范圍內(nèi)也將為人們所銘記。
本書由5位作者執(zhí)筆共同完成。其中長野敬教授是進化論的歷史與概論方面的資深研究員和講解員,其余4位也都是經(jīng)常能總覽眾多科學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)記者及科學(xué)講解員。他們?yōu)榱四芟驈V大讀者簡明易懂地介紹這些復(fù)雜難懂的論題,花費了很多精力。
最后,向Softbank Creative Science i出版社的主編益田賢治先生表示由衷的感謝,益田先生對本書的出版給予了極大的幫助。如果本書能夠激發(fā)起讀者對科學(xué)知識的興趣,對讀者了解科學(xué)歷史能有些幫助的話,我作為作者之一將感到不勝榮幸。
矢澤科學(xué)辦公室——成立于1982年的科學(xué)信息小組,法人代表是矢澤潔。它構(gòu)建了國內(nèi)外研究者、科學(xué)記者的關(guān)系網(wǎng)絡(luò),歷時四分之一個世紀持續(xù)開展自然科學(xué)、醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、能源、科學(xué)哲學(xué)、國際經(jīng)濟、未來文明等信息的采集、寫作及科普啟蒙活動,出版了很多部著作。
前 言
第一部分 天文宇宙篇
Part 1 宇宙之始
大爆炸宇宙論
因愛因斯坦而誕生的新宇宙論
“宇宙不可能在膨脹”
宇宙中所有的物質(zhì)都誕生在最初的20分鐘之內(nèi)
大爆炸宇宙論的三大難題
暴脹理論是救星嗎?
一個接一個誕生的泡泡宇宙
所有類型的暴脹理論
比宇宙還年長的恒星
宇宙中可見物質(zhì)的量不夠
宇宙中果然存在萬有斥力嗎?
恒星壽命之謎要解決了嗎?
井底之蛙的宿命
Part 2 星系之始
計算星系和恒星的數(shù)量
銀河系是如何誕生的?
自上而下理論和自下而上理論
舊星系理論的界限
星系與星系之間的碰撞
年齡相差30億年之久的球狀星團
在碰撞與合并中復(fù)活的星系
最新的星系“相互吞噬”假說
Part 3 太陽系之始
形成太陽系的星際分子云
引力坍縮和熱膨脹之間的競爭
當原恒星成為獨當一面的主序星時
獵戶星云的狀態(tài)同理論的一致性
太陽系里的三個觀測事實
最古老的理論穿上新衣重獲新生
角動量守恒和“原始太陽系星云”的誕生
此時此刻很快就會有行星誕生
宇宙中存在無數(shù)個太陽系
Part 4 時間之始
時間既流向未來也流向過去
無論過去還是未來都是極其確定的
熵和熱力學(xué)的“時間箭頭”
破碎飛散的杯子的熵
有序和無序之間有區(qū)別嗎?
當宇宙中的熵達到極多時
宇宙和人類的悲慘命運
第二部分 生命篇
Part 1 生命之始
什么叫作生命?
生命是從物質(zhì)進化而來的
地球生命在地球誕生后不到10億年就出現(xiàn)了
“原始湯”孕育了生命?
復(fù)雜的分子聚集起來也無法誕生生命?
生命是從宇宙中來的嗎?
“RNA世界假說”出現(xiàn)
RNA世界所面對的難題
要怎樣克服RNA世界的難題
RNA的鏈奪取了黏土的基因
物質(zhì)的“左手和右手”
RNA在黏土上增殖
黏土粒子是產(chǎn)生生命的“試管”
地外生命能解釋地球生物的起源嗎?
Part 2 物種之始
生物的“物種”是怎樣形成的?
恩培多克勒的生物起源論
曾統(tǒng)治生物學(xué)的“創(chuàng)世說”
明治時期的日本人為什么會接受進化論?
自然選擇學(xué)說能說明“新物種”的出現(xiàn)嗎?
《物種起源》中唯一的一幅插圖
屎殼郎“失落的關(guān)節(jié)”
否定進化論的法布爾
不夠徹底的進化會引發(fā)漏洞
工業(yè)黑化蛾再次變白
進化腳步的黑匣子
地理上的隔離不會使進化倒退
進化論也會進化
Part 3 人類之始
存活于恐龍時代的人類祖先
非洲的東非裂谷是人類的發(fā)源地嗎?
人類的形態(tài)很奇妙
開始直立行走是什么時候?
是熱帶草原假說搞錯了嗎?
黑猩猩和人類的大差異與小差異
進化不是沿一條直線進行的
20萬年前的非洲女性是“人類之母”嗎?
非洲起源說和多地起源說
人類的歷史已經(jīng)探明了嗎?