宇宙与人解说词综述文档格式.docx

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　　现在，我们可以精确的知道，这颗价值非凡的发光体非常的巨大，它的直径相当于１１０个地球，它的表面是６０００度的高温，经过一亿五千万公里空间的传输，地球只得到它的光辉的５亿分之一，但这已经足够了。

　　它的质量相当于３３万个地球，但尽管这么大，如果全部是煤，发出同样的光和热只能烧几千年。

然而，它稳定的烧了５０亿年，是什么东西这么经烧呢人类的燃烧概念是火，用一堆树枝燃烧几个小时，这就是我们的获取能量的概念，这个基本的方式一直主导着人类的文明，但这种燃烧根本没有使用宇宙中真正的能量宝库---原子核，在本质上，木头的烧只是原子们互换位置放出一些化学能，燃烧后，原子核的质量一点没有减少。

　　而太阳的燃烧和篝火原理完全不同，它在让原子核燃烧，爱因斯坦用它著名的质能转换的公式计算出，核能量能达到普通化学能量的２千万倍。

宇宙中最高效的核能是氢聚变成氦，也就是4个氢原子聚变成一个氦原子，这个过程可以有千分之７的物质转换成能量，虽然只有千分之７，但物质的能量太大，如果把１０００克氢原子中千分之７的物质转换成能量，就相当于４０００吨石油和６０００吨煤。

　　在一节只能烧几分钟的树枝中所蕴藏的核能，足以把一盏一百瓦的灯泡点亮一百万年。

太阳就是一个奢侈的使用核能的天体。

宇宙的物质结构

　　那么怎样才能燃烧原子核呢这就要看我们宇宙的物质结构了，物质本身没有行为，而物质中蕴含了４种力却决定了宇宙的一切。

其中最强的是强力，它存在于强子之中，核能就是靠它产生的，但这种力只在原子核的直径范围起作用，所以，产生核能就必须让它们相互接触，也就是核聚变。

　　核聚变必须有中子，而另一种弱力，能使质子衰变成中子，并释放出射线，这个力是核聚变不可缺少的。

而能否使核聚变发生，关键却在于电磁力，它比强力弱一百多倍，不过它延伸的比强力远，所以一般情况下强力被电磁力封闭着，如果突破不了电磁力，就不会有核聚变。

其实电磁力是一种非常温和而美好的力，它天生就有正和负，永远不会过分，所谓阴阳生万物，因此它就构成了宇宙中最丰富的物质演化，包括生命。

引力是最弱的力，在单个原子中比电磁力弱几万万亿倍，但宇宙对它几乎没有限制，因此它将会以多胜少，最终统治宇宙。

　　构成我们生命的主要是电磁力，强力和弱力被封闭着，而引力在我们身体中可以被忽略，但我们的身体却能感觉到地球的引力，因为引力会随着物质的增大而显示出来。

我们举起重物时，就是肌肉中的电磁力在和地球的引力做抗衡，人们很多的锻练的方法就是用地球的引力来增长我们的肌肉中的电磁力的能量。

　　是引力最终打败电磁力，是当一个物体变得像太阳这么大的时候，这不仅能控制地球围绕它旋转，同时它的每个原子的引力都向中心塌缩并输送压力和热量，而由于太阳的质量巨大，因此它的引力就可以积累到极高的温度，温度越高，原子核运动速度越快，当达到１０００万度时，原子核的电磁力将无法阻挡高速奔跑的原子核相互碰撞的力量，于是原子核的强力终于在瞬间的结合并让物质释放出巨大能量，这就是核聚变，是太阳以及宇宙中所有恒星诞生的方式。

　　人类非常羡慕这种能源，但是目前只能破坏性的使用，这就是氢弹，一朵这样的核聚变云能轻易地抹平一座几百万人的城市，也许宇宙中所有的智能文明都要经历这样的考验：

道德水平是否可以达到安全的使用宇宙中最强大的能源的程度。

人类正在尝试能够把核能的破坏性变成建设性。

坐吃而不山空

　　这是在四川乐山的一尊唐代大佛，是一个一改休闲装束而神态庄严的弥乐佛，按照佛经的解释它被授予主管光明和未来的责任，巧合的是，就在它视线的前方，一座中国的核动力研究院正在研究未来的能源---核聚变，这里要解决的难题是如何约束温度极高的核反应，由于地球上任何物质都不能承受热核反应所需要的１０００万度以上的高温，于是人们试验用能量约束能量，用强磁场来悬浮聚变的核能。

目前，核老虎的笼子正在和老虎较量，这些复杂的管道，也许不久就要编织出人类最辉煌的梦想。

这一天也许真的不太远了。

　　太阳的引力所造成的塌缩不仅引发核聚变，而且塌缩的压力还是约束核能的极好的容器。

在巨大压力下，太阳每秒钟使用５亿吨的氢原子参与聚变，其中有４００万吨的物质转化为能量，这些数字听起来挺大，但和太阳的总质量相比，就微不足道了，太阳自存在以来，只损失了万分之一的物质。

能量在它的大约７０万公里的深处的核心产生，要经过１０００万年才能上升到表面，光在太阳的肚子里走得比蜗牛还慢，正因为这样，这个能量的亿万富翁才能细腻的使用自己的存款，坐吃而不山空。

寒武纪生物大爆炸

　　的确，我们需要一个如此长久的能源，因为地球上的生命存在了将近４０亿年，而太阳一定要比这个时间更长的存在，至少在没有找到另一个宇宙生命模式之前我们无法证明这个进化的时间能够缩短，不过，人们却发现，整个的进化史似乎被耽误了很多的时间，真正的大型生命的进化历程实际上只有５亿年左右，而大部分生命史都是在海洋中以微生物的形态消磨时光，这段时间居然有３０多亿年，人们发现生命的大型化和多元化全部集中在５亿４千万年前的寒武纪的地层里，而且它们似乎是突然的出现，非常整齐的站在了同一条进化的起跑线上。

这就是寒武纪生物大爆炸。

电影《宇宙与人》解说词

　　寒武纪是一个伟大的时代，而中国云南澄江地区的帽天山更是这个时代的圣地，因为在这里发现了世界上最古老的寒武纪多细胞动物的化石。

　　大爆炸是生物学家们感到困惑的地方，因为动物的大型化和多元化来到得十分的突然，而进化的复杂性似乎被寒武纪蕴藏的神奇力量给简化了。

究竟是什么力量突然把微生物变成了大型的多细胞的动物呢在古老的年代，土壤中的含氧量很少，而寒武纪地层中的含氧量，随着年代的走近而丰度增高。

也许，正是这种气体引发了地球生命的辉煌。

　　现在，地球的大气中充满氧气，但是它们在天地之间一刻不停地循环，氧气是最活跃的气体，它总是很快的和其它物质氧化，因此氧气只能是保持流水作业。

如果地球上的植物现在停止制造氧气，那么地球上的氧气很快就会枯竭。

正因为氧气的这种活性，它才能贯穿在大型生命的体内，从而产生剧烈的体能和高级神经的活动。

　　不过，陆生植物制造的氧气的历史非常短，只有几亿年，它们对地球氧气的贡献是锦上添花，而真正从零起步制造氧气的，是寄居于海洋中的藻类，它们通过一种叫做叶绿素的细胞间复杂的分子的运动，逐渐地把海洋中的二氧化碳转换成了氧气，地球上的氧气全部都是从绿色毛孔中分泌出来的。

这种分泌持续了几十亿年，才让地球充满了自由氧。

这个过程如此漫长，是因为地球上存在着巨大氧消耗，大量的无机物都在被氧化，至今海洋中还蕴藏着大量的氧化铁矿脉，相信有一个时期，地球上的海洋都被铁锈染成了红色，那是铁元素在呼吸。

　　很可能，寒武纪是一个收获氧气的时代，因为这个时候的氧气一定是生产大于消耗，当海洋充满氧气并持续稳定到一定的时间，使用氧气的大型动物才能没有后顾之忧的改变自己的形态去充分地利用更好的能源。

这种能源使得一部分动物身体结构扩大并且功能增多，就好像有了汽油才有汽车一样，可以说，有氧才有生命的运动。

　　运动是寒武纪生命的重要进步，就像新司机刚刚上路，寒武纪的祖先们动作都很慢，它们小心翼翼，笨拙但绝对拥有了前所未有的自由。

　　大爆炸到现在是大约５亿年，在这之后生命进化的效率应该是很高的，因此一个星球的生命能否缩短它进化的历程，关键是看多细胞生命诞生的时间表。

当然，寒武纪的地层还隐藏着许多的秘密需要去思考，但首先我们应该感谢它，因为如果某种现在还不知道的因素再推迟生物大爆炸的启动，那么，我们的命运也许就是另一个样子。

太阳终究不是永恒的能源

　　太阳终究不是永恒的能源，庆幸地球在５亿年前启动了多细胞生命的进化，使我们对太阳没有任何危机感，然而，太阳毕竟在燃烧中衰老，它的氢不断的变成氦，最终，随着核心温度的增加，氦原子核将会再度突破电磁力的屏障而碰撞，发生新的核聚变。

　　根据太阳的质量计算，在大约４０亿年之后，太阳的氦聚变将开始启动，这就是说，在太阳的核心，又诞生了一个新太阳，而这个温度更高的太阳会把外面温度低的太阳推出去，它的体积将会因此而膨胀一百万倍以上，宇宙中恒星在衰老的时候将会显得非常辉煌，但这种辉煌将毁灭地球，恒星的临近熄灭不仅不会减少热能，恰恰相反，一个百亿岁的太阳将会把几亿公里的范围都变成火海，地球的一切生态构成都将崩溃，并最终被它吞噬。

　　太阳只有两次核聚变，９０亿年的氢聚变和大约十亿年的氦聚变，当氦燃烧完的时候，太阳的引力会继续塌缩而且将没有抵抗，此时，它的力结构将会出现一些不稳定而喷出一些外围的物质，然后这些物质会形成艳丽的光环，在宇宙中有许多这样的气体光环，这些都是类似我们的太阳这样的恒星的死亡符号，如果它们之中有被孕育过的生命，不知它们有没有足够的时间进化到智能，并且在它死亡之前寻找到新的居住地，幸运的是，人类有至少４０亿年的时间来做准备。

　　死亡太阳的大部分的物质依然被引力牢牢控制着，但因为引力不足以引发比氦元素更重的碳元素的核聚变，所以这颗星球只有忍受塌缩，成为一颗和地球直径差不多但比地球重几十万倍的白矮星。

尽管它模样改变了，但它的引力仍然能够控制太阳系剩下的天体。

宇宙演化最重要的动力

　　在宇宙中，恒星的分类是按照它们的死亡的方式，一类像我们太阳这种，最终安静的成为白矮星，另一类是比太阳大８倍以上的恒星，它们的死亡是爆炸。

恒星越大，寿命就急剧的缩短，质量差３倍，寿命就差７５０倍，也就是说，一个比我们的太阳大３倍的恒星，它的寿命就只有１３００万年，所以，生命的进化是不可能托付给大恒星的。

但是，宇宙的物质的丰富和流动，却全靠它们。

　　宇宙在过去有过一个非常单调的开端，只有氢元素和少量的氦元素，然而宇宙在成长，而成长的标志就是重元素的增加，这种增加使宇宙越来越丰富，宇宙的所有的奇迹，都是在有了完整的元素制造之后。

而制造元素，就是把氢元素以不同的数目聚合，而要完成所有元素的聚合的场所，就是拥有巨大引力的大恒星。

　　从丰富物质角度来说，大恒星是宇宙中的精品，它们不仅能生产所有的元素，而且由于恒星越大，寿命越短，因此周期也短，所以，恒星的巨无霸是宇宙制造元素效率最高的工厂。

不过，宇宙中最大的恒星的质量极限是一百个太阳，如果再大，就会因为自身的核反应过猛而解体。

　　引力制造元素，但也束缚元素，小恒星大约能制造出十来种元素，但这些元素最终不能在宇宙中流动。

　　大恒星能制造更多的元素，一般超过太阳质量８倍以上的恒星就能使聚变一往无前，其核心达到几十亿度的高温不断的创造不可思议的聚变，每次聚变所产生的能量都使恒星膨胀得更大一些，于是它就像洋葱一样形成令人吃惊的多层核聚变的巨大空间，这个空间可以达到一百亿公里，装下整个的太阳系。

　　在聚变的深入的过程中，恒星变得越来越危险了，因为元素越重，聚变提供的能量越少，而巨大的恒星又必须靠不断释放的核能支撑，然而，当聚变到排列第２７位的铁元素时，摇摇欲坠的恒星遭受到最致命的破坏---因为铁元素的结构极其稳定，它在聚变时不释放能量，于是，巨大而膨胀的恒星将会因核心失去支撑而倒塌。

　　因此，恒星粉碎性的爆炸，能量的狂飙扫荡天庭，这就是超新星爆发。

此刻它的能量相当于正常恒星的一百亿倍，在这个超能量的瞬间，宇宙中所有的元素都被聚变出来了。

　　像金银首饰这种重元素，就是在超新星的爆炸中诞生的，当我们佩戴它们时，要记住宇宙制造高档产品确实是代价很高，它需要报废一颗至少比太阳大８倍以上的恒星，才能使我们披金戴银。

太阳系的构造

　　超新星的爆炸使物质摆脱了引力的束缚，但铁元素的核却坠入引力的深渊，巨大的塌方把电子都压进了质子，于是质子全变成了中子，而中子之间没有电磁力的排斥，原子核可以相互紧紧地挨在一起，这就形成了最致密的物质---中子星，它一立方厘米的质量能达到十亿吨，而它引力强大到让光都要成抛物线才能挣脱。

　　把一个几百万公里直径的物体压缩成只有３０公里的直径，就是中子星，而同时被压缩的还有磁场，这是一个匪夷所思的超高能核电站，它可以把表面附着的电子像高压水柱一样喷射出去，它们所具有强烈的方向性可以成为宇宙定位的灯塔。

十几年前，人类寻访外星生命的一艘飞行器上所携带的人类的自我介绍，就是用多颗中子星为地球做定位。

　　一些大的超新星爆炸之后，将会产生引力的奇迹---黑洞，巨大的引力把物质化为无形，因为连光都要被吸回它的表面，如果把地球压缩成一个核桃，就是黑洞，因为地球其实是一个强力和电磁力支撑的物体，如果把原子核都毁灭了，地球就将成为几厘米直径的浓缩引力的载体，黑洞的存在已经被证实。

　　超新星是宇宙中４种力配合的杰作，它们共同建造一个巨大的原子锅炉，然后以锅炉的崩溃所激发的能量完成所有元素的制造，并且在最后的瞬间把元素都彻底地抛洒出去，正因为有这种抛洒，物质才有可能演化，否则，就像有钱不去投资，再多的财富也将没有任何意义。

恒星以自身的毁灭造就了宇宙中最伟大的新生。

　　在超新星的物质弥漫之后，引力将会再次把这些物质凝聚成天体，大的塌缩成恒星，小的形成行星，如果这颗恒星有较长的寿命，而它的周围有若干合适的行星围绕，那么这个长寿的核能和比较靠近它的行星上丰富的宇宙元素的光和热交流，就可能最终产生宇宙中最复杂的物质形态---生命。

　　不过，恒星远不是一颗完全慈善的能源，它是核能而不是简单的火炉，它的光辉中有一半以上都对生命有严厉的伤害，一些高能射线会破坏生命的分子结构，因此，生命必须生存在一颗既能得到恒星的能量，又能排除它的伤害的星球上。

　　这就要求行星有一个气体的外壳，因为气体分子所产生的振荡，可以把许多高能射线拦截住。

　　太阳系一共有９颗行星，其中有４颗巨大的行星，它们都是气体的，这证明宇宙中星球越大，气体越多，因为气体是宇宙的主要物质，但又是活跃的物质，星球小了就抓不住它们。

　　于是，尽管像水星这样的重元素的星球已经在一颗非常好的恒星的附近，但它质量太小，因而抓不住任何气体，所以就不能对恒星的光辉有所筛选，因此在水星这样光秃秃的星球上，生命将遭到无情的杀戮。

　　火星比水星要大一些，它有一层极为稀薄的大气层，但是在火星上生命依然不能裸露，因为这层大气不能阻挡肉眼看不见的高能射线对地表的轰击，我们看到的火星的橙色天空，其实是一个假像，这不是大气，而是被风刮到天上的尘埃，由于火星引力小，自转快，所以风特别大，如果这些尘埃落地，火星的天空就是黑暗的。

目前火星没有任何确证为生命的信息。

　　在岩石行星中只有金星和地球非常的相似，它在这个位置，似乎就是宇宙让生命在太阳系的孕育有一个双保险。

金星的质量只略比地球轻一点，因此它的物理条件几乎和地球完全相同。

当然，它有足够的大气层，但是，令人困惑的是，金星没有蓝天，而是二氧化碳加硫酸的浓雾，它的温室效应制造了一个普遍达到５００度的高温世界，非常遗憾，金星没有成为另一个生命的摇篮。

金星的状态表明，一个和地球相似的星球也不一定有生命。

得天独厚的地球

　　因为太阳对生命的威胁不仅在它的光和射线中，它本身还是一个高温的等离子旋转体，它会产生极强的磁场，在太阳附近的行星都在这个磁场的笼罩之下，这个磁场将会把一些带电的粒子像风暴般甩出来，形成太阳风，由于它们能量极高，将会穿透大气层杀戮生命。

　　对付附带电粒子，则需要一个磁场，而磁场的产生要靠星球的内部热核和自身的旋转，在岩石行星中，火星内部的热核不够大，金星有足够大的热核，但自转太慢，因此它们几乎没有磁场，只有地球，同时具备足够大的热核和较快的自转，从而形成了完整的磁场，这个磁场使太阳风无法侵入地球表面，或许，这就是地球优越于金星的原因。

　　不过，生命在地球上诞生，并不说明地球早期的环境多么好，而大气层和磁场也不会自动地把地球变成天堂，实际上，地球的美丽要靠生命的拓荒。

早期地球的二氧化碳比今天多２０万倍，也有严重的温室效应，但生命却把二氧化碳当作食物吃掉了，把地球从远古地狱般的情形改造成蓝天白云，二氧化碳变成了它们的尸骨，今天就混合在这些碳酸钙组成的山体当中，被它们自己制造的湿润的气候切割成喀斯特地貌。

实际上，动物的骨骼，里面融入的碳酸钙，都是固化的二氧化碳，它们也是另一种形式的喀斯特风景。

地球可以说是一个非常出色的处理二氧化碳的生态工厂。

　　如果把金星放在地球的位置上，也许会和地球一样幸运，然而它今天就像一个火窑，没有生命的大气层反而是一个更大的灾难。

由此也许证明，生命能够忍受极为苛刻的星球地表环境，却对来自太阳的能量非常的挑剔。

而正是这种挑剔，使得即便在地球这样完美的行星上，生命大部分的时间也都躲在海洋里，对陆地望而却步，和４０亿年的海洋的生命史比起来，陆地的生命史只有４亿年左右。

生命的诞生

　　如果说海洋动物登上陆地历史不长，是由于生物大爆炸在５亿年前才发生，是可以理解的，但植物也很晚才来到陆地，这似乎就不好理解了。

一种解释这仍然是因为氧气，氧气所形成的臭氧层能屏蔽可以穿透其它气体的紫外线，有了臭氧层，生命才能离开能防护紫外线的海水在陆地上直接面对太阳。

地球大约在４亿年前形成了臭氧层，于是生命就在这个时候大规模地转移到陆地。

　　陆地和海洋的进化衔接，可以用今天仍然活着的古老的总鳍鱼来演示，一个纯粹的深海鱼类，却长着类似陆地动物的腿，显然，当时有很多鱼用腿走上了陆地，而这条鱼的祖先因为勇气不够又退回去了。

我们就是那些勇往直前者的后代，我们身体中，都是勇敢者的基因。

　　不过，生命真正的登陆，不只是靠鱼长腿，还依赖于地球核心的动力，因为生命星球上的充满水分的气候，必然要侵蚀地貌，如果没有造山的机制，那么地球上有过的山脉早就被磨平了，平地就意味着没有河流。

而没有河流的陆地，生命是不可能深入的。

然而地球有一个造山的发动机，这就是转动的热核，核心的岩浆通过层层地幔向上传导热量，由它而引发的造山运动从来没有停止，这种造山运动几乎每隔一亿年就把地球的面貌彻底地修改一次。

最近的一次最大规模的造山运动，离我们只有４千万年，它造就了地球上最高的喜玛拉雅山脉和辽阔的青藏高原，同时也影响了至少半个地球的生态和人类文明的布局。

　　地球上的山脉和河流都是年轻的，生命的气候对地球表面的磨损要求地球不停地去修复，保持地表上永远的高低不平，从而使生命在使用地球的陆地之后，还能享受到由河流所贯穿的通向陆地深处的生命链，我们的地球在４０多亿岁的高龄，依旧蕴藏着沧海桑田的生机。

　　从地心传递的整个地球的活力对生命的存在、进化，都有着其它的和我们类似的星球不可比拟的优势，金星上也有高山，甚至比地球上的山脉还高，但它们是几十亿年前形成的，只是气候干燥没有被磨损掉，其它的岩石行星也都是这种苍老，不知这是一种巧合，还是必然，总之一个没有生命存在的星球，它的表面物理动态也近乎于停滞。

　　地球的活力不只是制造山脉和河流，它甚至改变整个大陆的形状，当地心的热核一旦觉得热散得不舒服，就会把陆地拱开，就像一个婴儿踢被子一样，这个踢的过程，就是大陆漂移，在最近的两亿多年中，地球的大陆曾经从远古的３块，在一亿年前合成一块，接着又分开成今天这样。

　　这种漂移不管是分，是合，都给生命的进化模式带来巨大的影响。

今天的大陆，据考察是自有生命登陆以来板块分割得最多的状态，而每块大陆显然都有不同的生物种类，实际上，由孤立导致的生物多样性似乎比其它因素导致的多样性更加明显，而我们的祖先---灵长类，就是在大约６０００万年前，相继在大陆板块相互漂移得最远的时候诞生的。

生命的登陆

　　地球充满活力，是因为地球的旋转，这种旋转保护生命自远古存在并一直推动生物进化到智能文明，但是，今天的智能文明，却并不需要地球旋转得太快，因为过快的旋转所引发的太多的地震、火山或者狂风都会给人类带来灾害。

　　我们运气很好，地球有一颗卫星---月亮。

它的质量只有地球的８０分之一，但它的引力足以成为一个给地球这个转轮安置的无形刹车，不断给地球的自转减速，在以往的４０多亿年里，月球至少使地球自转速度减慢了一半，而月球也随着地球的转速减慢放松了对它的束缚，逐渐地离地球远去，远到当人类出现之后，从地球上看它的表面直径和太阳的表面直径正好吻合，这给人类观测太阳的活动规律，带来极大的方便。

　　由月球造成的海洋潮汐每时每刻都抚摸着陆地，正是这个把小小贝壳推动的力量，亿万年来，亿万次的摩擦，终于使地球的转速逐渐地从每天１０个小时的昼夜交替，减慢成２４个小时。

　　月亮留给我们足够做美梦的温馨长夜，它赠给人类的最珍贵的礼物是地球有史以来最稳定的地壳。

　　月球离地球只有３８万公里，因此人类可以看到它的表面轮廓，但无论人们怎样想象月球上的神话，月球却是一颗死星球，月球和地球在同样的距离得到太阳的光辉，然而由于月球比地球小得多，它们的命运就完全不同。

类似月球的卫星

　　但宇宙是复杂的，像月球这样的小天体如果遇到一些特殊的外在条件，它们的表面会发生难以想象的事情，在太阳系大行星的周围，有很多类似月球这样的卫星，它们虽然离太阳很远，但却由于它们靠近引力巨大的行星，于是它们出现了和我们的月亮完全不同的情况。

　　木星是太阳系里最大的行星，质量比地球大３００多倍，拥有１６颗卫星，其中有４颗和月亮差不多大，它们应该和月亮的表面状态相似，但情况完全不同。

其中的木卫１离木星最近，于是，木星的巨大引力搅动了它内部的热能，这些热能源源不断地从核心