书城科普爱因斯坦的圣经
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第25章 旧约(6)

碰巧有可食粒子从细胞外膜处通过。可食粒子受原生质粘液的操纵,直到它到达细胞的某个地段,食物由此而消化。接下来,可食粒子的一部分被处理成可存储能量的分子,可食粒子因此而消化。另外一个部分为废物,它受原生质的控制,直到它到达细胞的粘膜处,并透过粘膜。原生质使带能分子进入细胞的另一处。因此,化学键被打开,释放出能量,此能量立即得以利用。因此,细胞原生质移动并操作分子。

后来,会发展出更为复杂的方法来消化食物、营养物和分子。比如,肺和胃会处理它们。最后,废料会排放出来。比如,能呼吸的动物会呼出二氧化碳。对大型动物来说,有效的运动是需要的。这样,肌肉会出现,使肢体及身体部分得以移动。

最后会出现复杂的再生方法。有一天,简单的细胞分裂会为多种繁殖过程所替代。会出现细胞的有丝分裂,还会有减数分裂。通过性产生的繁殖是生物进化的最大成就。

所有活体生物,从简单的单一细胞有机体到复杂的人类,都会有内部的交流、消化、能量再生、输送、再生和外部运动的方法。

第七章:细菌

微生物为自然最基本且较早的生命形式。35亿年之前,有很多原始的喜热生物,它们生活在极热的水中。在漫长时间里,微生物在进化。胚胎微生物分枝后形成两大类型:厚生动物及细菌类。古生代在生物大战中存活了三十多亿年,之后演变成现代的系统发育王国。它们生活在最恶劣的环境里:温泉、盐池、硫磺池、多矿物深海喷口以及几乎没有二价氧的生态系统中。它们是伟大的幸存者,生活环境严酷得不容其他任何生物存活。

又过了近20亿年,第三类微生物才出现。它们是一些真核微生物,里面都有复杂细胞。它们也存活到了今天。因此,到现代就有三种微生物了:原生动物、细菌和真核细胞。

在整个地球历史上,每种微生物的类型都会演变成更为具体的形式,有简单和复杂的类型,它们的数量会随时间的推移稳定增长。它们会成为所有生命的公分母,也就是生物基础:生命的金字塔会建构在它们的背上。细菌为基础。微生物会成为世界的控制者。

在整个地球演变史上,有时候会有大规模的灭绝运动,使地球生命受到打击。许多生命形式会永远地消失。在动植物体系中,会有很多失败者及胜利者。但是,胜者当中就有微生物,它们总会赢得胜利,因为它们最为坚实。由此,微生物会逃脱大规模灭绝的命运。

三叶虫有一阵子统治了海洋,但后来死灭了。恐龙有一阵子控制了陆地,但后来也死掉了。但微生物却幸存下来。它们靠其他物种的尸体过活,竟然有所繁荣。

到现代,人类认为自己是宇宙的主宰。微生物却“了解更多”。是它们最终统治世界。

微生物建造了最结实的房舍。

地球演化之第三书,称为太古代之二

乌云确曾在地面投下长长阴影。

第一章:岩石带及稳定地块

山体隆起,

故大地得以分隔。

在整个地球演化史上,地球的大陆地壳在继续回流。每隔10亿年,地表的1/3便会毁掉,回到地幔中去。风没有刮倒的一切,雨会冲毁;雨没有冲毁的一切,海洋会令其倒坍;海洋未能令其倒坍的,地震会震垮它;地震未能震垮的,地块下移会移动它;地块下移吞并地表,地表的那一块便会消失。因此,在地球的早期,也就是约40亿年前,地球的历史写在地壳和岩石上,但那大部分历史都消失不见了。

在公元前40亿与25亿年之间,有重大的事件使地球震撼了。在太古代,岩浆形成了巨大的岩石带。地壳上层的岩石带主要都是深青花岗岩,而下层的都是些片麻岩。深青花岗岩都带有绿色,而片麻岩是由高热和压力形成的绿玉岩的低硅变种。

此即为地球古生带,

赏心悦目,美丽无比。

它们如长袍编织的岩石彩带,

所有建筑师中最有能力的大师,

它造就了地上一切美丽事物。

公元前38亿年前,一块巨大的地壳冲破了片麻岩。变形岩与轻质岩浆熔合在一处,形成了塞鲁克威带。10亿年后,因同样的过程,伯林格温带也在附近形成。再过两亿年,布拉瓦约和沙姆瓦岩也形成了。这些岩石带合起来形成了几乎无法摧毁的固体地壳核。这就是稳定地块。

由此,岩带合成稳定地块,成为未来大陆坚硬的核心。

第二章:微观生命

微生物的世界在纷繁发展。但是,大部分微生物有机体都只有微米大。它们在海洋中浮动,或者生活在浅海的海底。海水保护它们不受致命紫外光的损害。生活在表层附近的那些微生物利用阳光作为能源,这些就是光养微生物。这样的微生物中的每一种细胞都包裹在紧实的膜中,这些膜保护细胞不受周围环境的损害,并防止太阳紫外线的照射。潜藏于深海的其他微生物生活在热喷泉附近,都是些嗜热生物。另外一些可分解硫磺之类的矿物,就是化能自养生物。从非有机来源获取能量的有机物称为自养生物,“自养生物”的意思是可以自行摄取能量。如果来源是阳光,它就是光养生物。如果来源是化学物质,则称为化能自养生物。有些有机物利用两种能源,比如存在一种化能光养生物。有些微生物要消化有机物质,它们不是自养生物,但属于异养生物。

此时,所有生命形式都是原核生物,原核生物一词来自希腊语,意思是“在核之前”。原核生物简单地说就是一些有结构的单细胞生物,比如太古生物及细菌。根据定义,它们的细胞并不具备带特定功能的特别部位。比如,原核生物不包括可以存储基因代码的核子。原生质是细胞基本的生物材料,它们完成所有的生物活动。原核生物的繁殖很简单,它在中间收缩,然后分裂,因此而使原生质一分为。

原核生物如同一门业务,一切都在无所不能的房间里进行。

自彼到此,原生植物排出了作为废料的氧气。对于这些古代的微生物而言,氧气是有毒的,因它可与有机分子产生反应,从而使新陈代谢过程受阻。如果不是因为海水里面有大量金属阳离子的话,有些微生物可在自己排出的氧化废料中灭失。金属阳离子捕捉氧,然后沉淀出来。比如,Fe(上标++)与O(下标2)结合形成氧化铁。但是,这种氧化物并不可在水中分解。它会下沉,集淀于海洋底部成为红锈。在富含微生物的地方,生物形成的铁箍形出现了。

因此,初期生命的废料排出系统很简单:金属阳离子收集垃圾,并使之存放在垃圾堆中,也就是海洋底部。

第三章:陨石引发的灭绝事件

又有硫磺烈火自天而降,如滂沱大雨。

有巨石击打地球。

随后发生之事,

如子弹穿透肉体。

地球抖动且颤栗。

天空有若在移动和震荡。

岩浆之血从伤口喷出。

烟雾自其鼻中喷发。

有火自其口中吐出。

煤层为其点燃。

灰尘飞扬,逐东南西北之风,

灰烬布满天空。

灰烬又在天上的厚云中积存。

黑暗广布云层脚下。

雷在怒吼,

闪电劈向大地,如武士之箭。

海洋升起,岛屿消失。

死亡之波包围一切。

海洋退潮,令陆地出现。

火山在密实处喷发,一块巨大的浮石喷入泛古洋。浮石长350米,50米宽30米厚。多孔的浮石如同船只漂浮海上。

灰尘和烟尘充斥天空,在地球的各处飘动。这些尘粒成为雨水的种子。乌有年的第二月,天开始下雨了。雨水落在大地上有40多天和40多夜。天如同一只液体的球突然被打破一样。

水冲毁了微大陆。岛屿下沉且淹没。海面上升,所有陆地消失了。

巨大浮石在泛古洋上飘浮。浮石富含矿物和灰尘。原始海洋微生物紧贴其下侧,吞噬其中的营养物。

40天40夜后,雨停了。海平面不再上升了。太阳刺破云层。炎热的天气紧跟而来,地上满是蒸汽。海面开始下降。150天后,微大陆干了,岛屿重新出现。

乌有年的第七月,巨大的浮石在浅海大陆架上固定下来。泥水注满浮石孔洞。附着其上的微生物很快繁殖。

太阳跟以前一样在黎明升起,大地从陨石天灾中复苏。地球上的生命照旧繁衍。

有声音从高天传来,

“尔等须前往,多有繁殖。”

第四章:古生物圈出现

数亿年晃而又去。生命在前进。原生海藻通过原始光合作用产生了生物物质。在光合作用中,光中的能量被用来使二氧化碳与水结合以产生有机化合物。作为废料的氧气也加以利用。氧气与水中的金属阳离子结合。但是,少量的氧渗入空气中。这种氧气有很多都被吸收到矿物质当中,还有一些为地上的金属矿石所吸收。因此,大气里只有少量氧气。

原生海藻很多,且有大量繁殖,它们吸入二氧化碳,呼出氧气。随着时间的推移,大气中的二氧化碳减少了一些。再过一些时间,海中金属阳离子总量也下降了。沼泽地的生物产生了少量沼气,然后又逃逸至空中。至此,生命开始改变地球的化学环境。

第五章:生物的古代残留物

尔等砖石竞有何义?

一些微生物在湿热浅水中成群栖息。垫起了一层层穹顶一样的结构,谓之叠层。

之后,叠层压缩成岩石。成层的结构如此得以保存下来。在附近,微观的死亡细菌扭成长茎,并压进岩中。此微细印记就是微生物化石。

由此,微生物创建了一个艺术品,一份生物遗产,历经数十亿年风雨而流传至今。35亿年之后,在西澳大利亚和别处,古生物学家会找到这些叠层。他们会看到跟35亿年前一样的生命形式。

大气层的大部分都是氮。大气中的二氧化碳含量继续下降,但是,当时的二氧化碳比现代大气层中的含量仍然高出20多倍。温室效应仍然在起作用。在大气层的厚毯里,地球非常温暖,当时也没有冰帽形成。

数亿年来来去去,微生物异体菌变成了原核原生动物。地球具备了新形式的原生动物和原生植物。

某些死亡的原核细胞残体存留在硅沉积物中,之后固化为黑硅石。微生物在这些岩石里留下了印迹。

第六章:太阳系的神秘史

在太古代,太阳发出更明亮一些的光了,但是,一直到太古代的末尾,它发出的光还是只有现代的15%。在夜晚,星星的布局从地球上看去很是不同。有月亮的夜晚更为明亮一些,因月亮的圆盘比现代大四倍。月亮离地球有20万公里,比现代的距离少一半。更近的距离引起更强烈的潮汐。

地球当时比现代转动更快。太阳升落之间仅有6个小时。同样,夜晚也只有6个小时。因此,当时的一天只有12个小时。地球渐渐地转得慢一些了。每隔100年,地球的一日都会增长几毫秒。角动量转移是引起这些变化的原因:地球失去的旋转传递到月球,传递是由地月引力的潮汐扭矩造成的。

大自然看不见的手在天体之间传递旋转。

尔等须知,此非禅宗妙论所致。

时间是衡定的,但一个月会短些,

一天也会短些。此非无意义,

只因当时的世界一切都不同。

第七章:古代沉积盆地

两亿年过去了,近临某些高地的地方有一处湿地。风、雨和自然剥蚀生成尘土、沙粒和卵石,其中一些含有矿物,包括铀和金。溪流将泥土、尘粒、铀和黄金带人湿地。沉积物在那里固定下来。岩浆流过,盖住了沉积物。在接下来的数百万年间,风雨侵蚀产生了另外一层沉积物。又若干年岩浆再次流过。沉积物及矿物再次为玄武岩所盖。沉积层继续积累,达数百万年之久,直到形成厚达11公里的地质结构。

在此期间,以矿物和有机分子为食物的微生物在湿地的泥水里繁殖。大部分只有几微米大小,但是,有些像丝线一样的物种长到数毫米长。这就是原生藻类、原生真菌类和原生苔藓。这些菌类死灭后,微观的碳残余物留存在沉积物中。当沉积物固化时,印迹形成了。这就是化石,它们是时间的手印。

这长达300公里,宽达200公里的地区有一个名字,叫做威特沃特斯兰德盆地。它在接下来的几十亿年里留存下来,成为地球上最古老的沉积盆地。到现代,它们会为人类所开采,以获取其矿物。但是,铀及金并不是最富的矿脉:古生物学家会收集到一些沉积岩样本。在显微镜下,科学家们会仔细研究岩石,寻找里面的化石。科学家会看到如同28亿年前一样的生命形式。

在太古代地球的别处,大自然形成了沉积盆地,并为原生的微观生物提供了居住地。

地球演化之第四书,称为原生代

地壳挤压岩石,岩石排干水分。

第一章:地球球体构造

时在21亿年前。太古代结束,地球进入少年期。前寒武纪时代的第二部分,也就是原生代开始了。这个时代会持续到公元前5.7亿年。

微大陆合并形成大陆块。这些微大陆之间的冲挤引起地壳弯曲和隆起。两大大陆块合并时,会形成折褶山系。称为造山带的岩石带在地下形成,这就是造山运动。

微大陆彼此相遇产生了地球上的第一座超大陆。这一超大陆覆盖了地球的15%,海洋占到余下的85%。

在前一个地质年代,地球的温度有了相当程度的下降,形成类似于现代地球的形状。在20亿年时间里,一种像洋葱的结构已经形成。

地球外面的部分是地壳,地壳有两大类型:大陆型及海洋型。地球的超大陆由地球的大陆壳构成。它质轻,在地球上飘浮,如同奶油在牛奶上。它的平均厚度为35公里。但是,在山系之下,它的厚度经常会翻一番。海洋地壳构成海洋底部,跟大陆地壳比较而言,它更密实,更整齐划一,也更薄一些,其厚度约为6公里。海洋地壳跟伸出来的手掌一样,托住了地上的水体。

地幔就在地壳之下。地幔的外层和地球的地壳构成岩石圈,为地球的外层。岩石圈底下是岩流圈。岩流圈热而柔软,一直延伸至地表之下200公里。地幔余下的部分在更底下。

在巨大的压力下,地球的最里层,也就是内核,被压缩成一个固态的球体,其半径达1000公里。在此球体与地幔之间,有一个液态的外核。在这里,电流在飞旋,形成地球磁场。

大陆地壳是永恒和坚不可摧的。它的密度很低,因此很稳定。因其具备某种浮力,如同水中瓶塞一样,无法下潜。有时候,筑造力量会向下推挤大陆地壳,但是,它最终又会弹跳起来。另一些时候,大陆地壳的边角会发生侵蚀作用,但是,其主体差不多保持不变。如果它破成两块,每块仍然会存留下来。它的边际有可能不时被淹没,但是,当洪水退却时,边际部分还会复现。大陆地壳结构复杂,构成也不一样,这是漫长岁月中的地质动力引起的。

对照大陆地壳而言,海洋地壳相当整齐划一,但并不长久:它的生命期为数亿年。海洋地壳分成数个地质板块。海洋地壳在岩浆熔化时于上层岩流圈内形成,在洋中山脊上诞生。在数百万年时间里,它在海底移动,往返移动着岛屿和海底山,如同物体在传送带上一样。最后,海洋地壳在大陆地壳的边缘潜入海沟。它在那里下沉,消失,再循环到它的起始处,也就是岩流圈上。

第二章:大陆水系

他在岩上劈出河道。