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生命是偶然的奇跡

(2008-12-24 21:46:38) 下一個



首先,宇宙象我們現在看到的這個樣子,就完全是巧合。


巧合之一就是暗物質與普通物質的比例正好是五到六比一。可別小看這樣一個比例,因為這個比例如果稍稍偏離一點點,宇宙的形態就完全不同。如果暗物質太多,對普通物質的引力就會增加,普通物質之間的引力就不足以形成大規模的星係結構。反之,如果暗物質太少,沒有足夠力量抵消普通物質之類的相互吸引,普通物質之間的凝聚會大大加強,結果可能就是星球和星係的數量大大減少而質量大大增加。不管是哪種情形,那樣的宇宙都不可能支持我們所知的意義上的生命。


大爆炸瞬間暗物質和普通物質是通過完全不同的途徑產生的。理論上兩種物質之間的比例有無窮多的可能性。為什麽宇宙正好就是現在這個樣子呢?這個又有兩種理論解釋。一是Multiverse理論。也就是說,我們所知道的宇宙並不是唯一的。另外還有無窮多的宇宙。它們的暗物質和普通物質的比例各不相同,而隻有我們這個宇宙正好具有五到六比一的比例。另一個是Big bounce 理論。就是說宇宙擴張到一定程度就會由於自身引力而塌縮,回到接近奇點(singularity)的狀態,然後再開始新一輪的膨脹。每次形成的宇宙都跟上一個不一樣。我們現在所處的宇宙已經是n世宇宙,正好具有這樣的暗物質和普通物質比例。


一個life-permissible的宇宙構架隻是生命存在的最最基本的物理條件。更進一步基本的條件,目前認為就是水。已知的維持生命的重要的物理或化學過程,幾乎都離不開水。所以NASA耗費大量的人力物力在宇宙中尋找生命的跡象,主要找的就是水。當然水隻是生命存在的必要而非充分條件。有水並不一定就有生命。


有水之後,其他構成生物體的基本元素,例如碳和氮,又是如何整合到構成生物體的有機小分子,例如氨基酸,核糖和堿基裏麵去的呢。在已經形成的生物體裏麵,這些分子的合成都是通過酶促反應實現的。在當時還沒有酶存在的條件下,合成這些小分子都是極其困難的事,得經過極端的手段。據猜測就是閃電或者外來星體撞擊早期海洋─一鍋混沌的富含各種無機物的珍珠翡翠白玉湯。這樣,地球上的某個地方的一潭渾水,經過電光石火的洗禮,濺起了生命開始的第一朵火花,雖然形成的這些有機小分子都還沒有自我複製能力,隻是生命的前體,不是生命。真正生命的形成要等這些分子連接成能自我複製的DNA或RNA之後。另外一種假設是地球上的生命來自外星球。這些生命或者是產生生命的有機分子是搭載隕石或者小行星來到當時死氣沉沉的地球上的。即使是這樣,那九死一生的旅途,那些乘客經曆缺氧和超高溫的考驗還能存活下來,也是夠令人驚歎的。


之後就是進化。在當時的環境下,那些缺乏多樣性的沒經受過考驗的脆弱的原初生命,被惡劣的環境淘汰而全軍覆沒的可能性非常高。所以原初生命能夠經受自然選擇的考驗而延續至今,又是一個奇跡。其他不說,光是人類的進化就幾經周折。由猿到人進化過程中的幾個分支,包括曾經在亞洲生活的Homo erectus, 以及在歐洲生活過的Homo neanderthalensis,都已經被自然淘汰而滅絕,咱們智人Homo sapiens是碩果僅存的一個種了。


一個物種的滅絕是個不可逆的過程。就象恐龍滅絕以後,其他物種會繼續進化,可是由於基因突變和自然選擇的雙重不確定性,基本上是不可能再進化出跟原來一樣的恐龍了。同樣,如果由於某種原因所有生命都從地球上絕跡,也許在到地球本身壽終正寢的那一天都不會再次出現生命了。

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閱讀 ()評論 (4)
評論
thunder_bird 回複 悄悄話 補充一下,最原始的生命大概出現於38億年前。目前為止發現的最古老的化石是生活在35億年前的微生物的化石。反正有生命出現的時候地球還相當年輕就是了。
thunder_bird 回複 悄悄話 關於水的問題請看上文。

現有證據表明地球年齡是45.4億年左右,而我們這一“季”生命起源於大約40億年前。生物進化是個漫長過程,40億年時間不算長。此外,所有證據(例如化石資料)都表明地球上的生命隻有一季。不存在一季生命全數滅絕後另一季生命重新開始所形成的斷層。

地球無所謂複蘇,它象其他星體那樣,從誕生之日始就慢慢走向衰亡。你大概是說地球上生命的複蘇。首先,正如本文所說,地球上的生命是來之不易的,是非常偶然的產物。其次,如果地球上的生命有一天全數滅絕,說明那時地球上的條件已經不再適合生物的生存,要再次產生生命就更加不可能了。
艾麗思筆記 回複 悄悄話 沒有都看懂,我的科學常識少得可憐。

有兩點我一直困惑,一個是都說水是維持生命的必然要素,但這是從地球生命的角度講的,難道宇宙中就真的沒有不靠水也能生存的生物嗎?

另外,地球的球齡也有四十多億年了,難道除了我們這一次的人類文明,真的從未有過其他的文明出現?從我們這一季的原初生命到現在,也不過幾百萬年吧,對於地球來說不過是彈指一揮間,我總覺得每一季的文明毀滅之後,地球還是有複蘇機會的。

恐龍也是和我們一季的,按照這一次的生物文明算起。
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