盤點十大驚人起源事件：從宇宙大爆炸到文明的出現(xiàn)

　　或許我們還未曾意識到，現(xiàn)代科學(xué)現(xiàn)在已經(jīng)能為我們娓娓道來一個連貫一致的起源故事了，而十年前它還無法做到這一點。隨著科學(xué)家們在天體物理學(xué)、進(jìn)化生物學(xué)、分子遺傳學(xué)、地理學(xué)和古人類學(xué)等方面取得的新突破和新發(fā)現(xiàn)層出不窮，一個以宇宙大爆炸為發(fā)軔的宇宙和人類起源故事逐漸鋪展在我們眼前。這個故事既是一種將人類囊括其中的新的宇宙學(xué)，也是一段科學(xué)史詩。

　　美國趣味科學(xué)網(wǎng)站按照時間順序，為我們列出了與人類起源有關(guān)的十大事件。

　　宇宙創(chuàng)生時的“大閃光”：宇宙微波背景輻射的起源

　　宇宙學(xué)家們此前已經(jīng)可以認(rèn)定，我們的宇宙誕生于大約138億年前的一次大爆炸，時間與空間，一切自此開始。大爆炸后最初的一二十萬年里，宇宙還處于嬰兒時期。至少要到宇宙大爆炸之后38萬年，宇宙的芳齡約為38萬歲時，宇宙冷卻到3000K（約為2726攝氏度）左右。這一溫度足以讓身處高度激發(fā)狀態(tài)的電子依附到原子核上并形成原子物質(zhì)。這一過程制造出了無數(shù)位于可見光范圍內(nèi)的光子，這些光子填滿了整個宇宙。

　　隨著宇宙和空間本身不斷膨脹，這些光的波長被拉伸到微波范圍內(nèi)，“搖身一變”，成為宇宙創(chuàng)生時的“大閃光”—宇宙微波背景輻射（CMB）。1948年，美籍俄國天體物理學(xué)家、大爆炸論的創(chuàng)立人之一喬治·伽莫夫曾經(jīng)預(yù)測，宇宙大爆炸應(yīng)該會產(chǎn)生這樣一種宇宙微波背景輻射，而且，微波背景輻射也成為支持宇宙大爆炸理論的重要證據(jù)之一。

　　1964年，美國射電天文學(xué)家阿諾·彭齊亞斯與羅伯特·威爾遜共同發(fā)現(xiàn)了宇宙大爆炸在現(xiàn)今宇宙中的回響—宇宙微波背景輻射，這使得宇宙大爆炸理論成為宇宙學(xué)研究中被公認(rèn)的理論基礎(chǔ)，他們也因此榮膺1978年的諾貝爾物理獎。

　　宇宙微波背景附屬是現(xiàn)代宇宙學(xué)的重要研究對象，同時也是一面墻，一個研究時間起源的壁壘，在它之外，是我們暫時無法研究的未知區(qū)域。

　　自從宇宙微波背景輻射“現(xiàn)形”之后，科學(xué)家們開始使用各種太空設(shè)備，包括宇宙背景探險者衛(wèi)星（COBE）、威爾金森微波各向異性探測器（WMAP）以及宇宙學(xué)家們此時此刻的“香餑餑”—由歐洲空間局發(fā)射的普朗克衛(wèi)星來研究宇宙微波背景輻射，這些研究為科學(xué)家們提供了大量與早期宇宙和其最深層的結(jié)構(gòu)有關(guān)的信息。

　　黑暗時代終結(jié)：第一顆恒星誕生

　　大爆炸后，宇宙經(jīng)過大約4億年的膨脹，此時的溫度讓引力足以開始將氫氣云合并成恒星，并誘發(fā)了第一次核聚變。第一顆恒星誕生時傾瀉而出的輻射標(biāo)志著黑暗時代的終結(jié)，而且，這些輻射也讓附近的氫氣云離子化。這些再次被離子化的氫氣云是第一顆恒星的“指紋”，在類星體的光譜標(biāo)志、宇宙微波背景輻射的偏振以及氫氣21厘米的發(fā)射譜線內(nèi)都可以看到。

　　第一顆恒星的誕生是宇宙生命的轉(zhuǎn)折點：從那時開始，宇宙呈現(xiàn)為我們今天所看到的面貌—行星系統(tǒng)環(huán)繞在由恒星組成的星系周圍。恒星承擔(dān)了宇宙中最重要的部分工作：它們制造出了比氫更重的元素；制造出了行星作為其組成部分；而且，它們?yōu)檫@些行星提供能量，就像太陽為我們的地球提供能量一樣。我們都愛恒星。

　　太陽系的形成：非同尋常還是不足為奇？

　　在整個宇宙中，像太陽一樣金黃色的G類恒星（科學(xué)家們依恒星光譜的類型，把恒星分成O、B、A、F、G、K和M等類型）可謂恒河沙數(shù)，但只有很少的幾顆恒星能像太陽一樣，作為單個的恒星存在且包含所有92種天然元素。

　　天文學(xué)家們通過對（太陽系以外的）外部行星進(jìn)行研究，獲得了充分的證據(jù)，結(jié)果表明，實際上所有的恒星都會形成行星系統(tǒng)作為其組成部分，這也與目前的恒星形成理論相吻合。

　　但是，我們迄今觀察到的行星系統(tǒng)大部分看起來很奇怪而且不適合生命生存，例如，有些行星系統(tǒng)擁有大小與木星相當(dāng)?shù)男行?，該行星圍繞其恒星旋轉(zhuǎn)的軌道比水星圍繞太陽旋轉(zhuǎn)的軌道更近；還有五顆行星被包裹成一個比水星的旋轉(zhuǎn)軌道更小的空間。迄今為止，天文學(xué)家們?nèi)匀粵]有發(fā)現(xiàn)一個與我們的太陽系一樣有序而且擁有好的巖石行星（位于適合液態(tài)水和生命生存的最佳位置）的太陽系系統(tǒng)。

　　那么，在浩渺的宇宙中，我們的地球的位置有多特殊呢？

　　2013年11月26日，有媒體報道稱，在我們的太陽系內(nèi)，存在著大約800億到900億顆與地球類似的行星，占所有星星的5%，這一消息意味著智能生命或許隨處可見，因此引發(fā)了廣泛關(guān)注。然而，科學(xué)家們迄今還未在地球之外的地方發(fā)現(xiàn)生命，或生命存在的相關(guān)證據(jù)，因此，在蒼茫的宇宙中，地球究竟是鳳毛麟角還是多如牛毛；人類是獨一無二還是遍地開花等問題一直懸而未決。

　　DNA啟動不屈不撓的復(fù)制過程：生命開始

　　科學(xué)家們在遠(yuǎn)古的巖石中發(fā)現(xiàn)了碳12（C12），這表明，在大約38億年前，生命開始出現(xiàn)在地球上。這意味著，DNA或某些前體分子已經(jīng)結(jié)合而成，并開始了其不屈不撓的自我復(fù)制過程，驅(qū)動生命的進(jìn)化，但這樣一種脆弱且復(fù)雜的分子是如何組合起來的呢？

　　現(xiàn)在，有機分子在宇宙中遍地開花。我們可以在恒星的光譜標(biāo)志以及氣體云中發(fā)現(xiàn)其“芳蹤”。另外，研究表明，1969年掉落在澳大利亞默奇森附近的默奇森隕石，包含有92種不同的氨基酸，其中大多數(shù)氨基酸從未在地球上出現(xiàn)過。然而，從氨基酸進(jìn)化到一個擁有新陳代謝系統(tǒng)（提供能量）、一個能存儲信息、引導(dǎo)蛋白質(zhì)構(gòu)成、調(diào)節(jié)有機體每個功能并能自我復(fù)制的遺傳系統(tǒng)的活體有機物是一個巨大的飛躍。

　　生命可以在任何地方出現(xiàn)嗎？還是，這只是一種機緣巧合，分子因為種種巧合相遇從而孕育出生命；又或者，是否在宇宙中存在著某些基本的組織原則，驅(qū)使物體朝著復(fù)雜化方向發(fā)展？我們現(xiàn)在還不知道答案。生命的起源問題也一直是所有科學(xué)中最大的謎團(tuán)之一。

　　大氧化事件、雪球地球：兩大危機催生真核生物

　　大約25億年前，地球上的生命遭遇了最大的生存危機，那時，大氣層從以二氧化碳為主轉(zhuǎn)變到以氧氣為主。此前，地球上的生命都是原核生命，與細(xì)菌類似，主要依靠二氧化碳為生，但進(jìn)行光合作用的細(xì)菌使用二氧化碳并產(chǎn)生了有毒的氧氣，這些氧氣最終充滿了整個大氣，這就是所謂的大氧化事件（Great Oxygenation Event ），也被稱為氧化災(zāi)變。大氧化事件使地球上的礦物成分發(fā)生了變化，也使日后動物的出現(xiàn)成為了可能。

　　屋漏偏逢連夜雨，使事情更加惡化的是，大氣中二氧化碳濃度的下降致使地球陷入一個巨大的深深的冰凍狀態(tài)，爆發(fā)了所謂的“雪球地球事件（Snowball Earth Event）”。那時，我們的地球除了赤道附近，其他地方完全被厚厚的冰層覆蓋，身處黑暗海洋中的生命幾乎全部滅絕。然而，在這兩大危機之間的某個時刻，一種全新且更加復(fù)雜的生命形式出現(xiàn)了：真核生物。

　　1967年，美國生物學(xué)家林恩·馬古利斯首次指出，有些真核有機物能采用一種相互協(xié)作的方式融和在一起，她將這種方式稱為“內(nèi)共生”，她認(rèn)為，正是這種方法讓真核有機物在危機中存活下來。

　　我們現(xiàn)在都知道，動物細(xì)胞內(nèi)的線粒體和植物細(xì)胞內(nèi)的葉綠體在被整合進(jìn)真核生物的細(xì)胞器之前，都曾經(jīng)是單獨存在的有機物。它們現(xiàn)在仍然攜帶有作為原核生物時的原初基因組。真核生命的出現(xiàn)為其后所有更高級的生命形式，包括我們的出現(xiàn)打開了大門。

　　幸運的我們：第三紀(jì)滅絕事件

　　幾乎在長達(dá)2億年的時間內(nèi)，恐龍都是地球上的絕對統(tǒng)治者。但大約6500萬年前，它們突然消失殆盡。究竟是為什們呢？西班牙裔美國物理學(xué)家、1968年獲諾貝爾物理學(xué)獎路易斯·沃爾特·阿爾瓦雷茨與其子、美國地質(zhì)學(xué)家沃爾特·阿爾瓦雷茨于1980年首次提出，恐龍滅絕是因為小行星或彗星撞擊地球。原因在于，他們在白堊紀(jì)—第三紀(jì)地層（K-T界線）之間發(fā)現(xiàn)了富含銥的黏土層。因為銥在地球表面相當(dāng)少見，卻在小行星中相當(dāng)大量，因此他們假設(shè)該地層是因為撞擊事件而產(chǎn)生，而一個巨大的小行星撞擊地球很可能是白堊紀(jì)—第三紀(jì)滅絕事件的原因。

　　他們的理論最初引發(fā)了不小的爭議，有不少人對此提出質(zhì)疑，但隨后，其他研究人員在地球上其他地方的巖石層中發(fā)現(xiàn)了同樣的銥層，這表明，這是一個全球性事件。最后，科學(xué)家們在墨西哥尤卡坦半島發(fā)現(xiàn)了被認(rèn)為是造成該滅絕事件的巨大撞擊坑——?？颂K魯伯隕石坑。因此，大部分科學(xué)家都認(rèn)同，發(fā)生在6500萬年前造成地球上75%的生物（包含恐龍）滅絕的白堊紀(jì)—第三紀(jì)滅絕事件是由于隕石撞擊地球而導(dǎo)致的。

　　?？颂K魯伯隕石的大小約為10到15公里，撞擊時的速度約為10000英里/小時，這一撞擊導(dǎo)致全球陷入冬季，給全球所有的動植物帶來致命的打擊。但小型的有毛皮覆蓋的哺乳動物通過挖洞躲在地下而存活了下來。此前，它們一直生活在恐龍的陰影下，但隨著恐龍滅絕，它們開始繁衍生息并越長越大，成為地球新的統(tǒng)治者。最終，這些哺乳動物進(jìn)化成靈長目動物，接著成為猿類，接著成為類人猿，最終進(jìn)化成人。

　　現(xiàn)在看來，如果沒有6500萬年前發(fā)生的那場撞擊事故，我們?nèi)祟愂欠翊嬖诙歼€是個問題。

　　工具時代：人類的出現(xiàn)

　　大約500萬年前，非洲地區(qū)的某些猿類已經(jīng)掌握了直立行走的藝術(shù)，這些就是原始人類。在接下來的幾百萬年內(nèi)，它們作為南方古猿（人科動物一個已滅絕的屬），在非洲各地漫游，至少有7種不同的古人類。但是，在大約250萬年前，一個新的人類世系從南方古猿中分離出來，這就是我們現(xiàn)在所謂的人屬（genus Homo）。

　　關(guān)于這一世系是否出現(xiàn)、何時出現(xiàn)以及與哪個類人物種有關(guān)，目前還存在諸多爭論。但是，最廣為人接受的觀點是，能人是這個新的世系的第一個成員，而且，到大約200萬年前，我們現(xiàn)在稱之為直立人的一支人類祖先正在東非繁榮昌盛起來，并即將前往歐亞大陸和亞洲落地生根。

　　考古學(xué)家們也首次在大約250萬年前的化石記錄中，在人類的早期成員的化石殘骸附近，發(fā)現(xiàn)了石質(zhì)工具。沒有其他生命形式曾經(jīng)制造和使用石質(zhì)工具并將使用技藝傳承了數(shù)代。這是真正的文化的誕生以及技術(shù)的出現(xiàn)。對著工具的不斷發(fā)展進(jìn)化，人類的腦容量也與日俱增。到大約20萬年前，尼安德特人和智人的腦容量為此前的古人類的腦容量的三倍。但是，尼安德特人似乎在技術(shù)的發(fā)展方面停滯不前；而智人的技術(shù)、文化和知覺則不斷發(fā)展，讓人類在地球上的地位與日俱增。最終，除了一種古人類物種存活下來之外，其他古人類物種都滅絕殆盡。我們是最后也是唯一生存下來的人種。

　　尼安德特人：究竟是朋友還是仇敵？

　　日歷翻到了大約100萬年前，生活在非洲的、名為匠人（是已滅絕的人族，生存于190—140萬年前的東非及南部非洲，正值全球氣候冷卻的時期，匠人有時被分類為直立人的亞種）的原始人類開始進(jìn)化成一支新的人種——海德堡人，海德堡人或許是人類最直接的祖先。有一部分海德堡人繼續(xù)留在非洲；而其他的海德堡人則離開非洲前往歐洲，化石記錄表明，大約80萬年前，他們出現(xiàn)在歐洲。歐洲海德堡人適應(yīng)了更加寒冷的環(huán)境，在大約40萬年前進(jìn)化成尼安德特人。

　　尼安德特人擁有更大的腦容量而且非常聰明，他們散布于中亞和歐洲，而他們的“堂兄弟們”則仍然留在非洲并進(jìn)化成了現(xiàn)代的人類——智人。到了大約10萬年前，人類首次離開非洲，與尼安德特人相遇，首先在中亞，隨后在歐洲，智人和尼安德特人采用一種我們現(xiàn)在還沒有完全理解的方式發(fā)生了關(guān)聯(lián)。

　　最后，在大約3萬年前，尼安德特人撤退到西班牙和葡萄牙，并最終在此滅絕。沒有真正的證據(jù)表明，人類殺死了尼安德特人，而且，人類與尼安德特人所用工具的相似性也表明，他們之間的文化還有重疊之處；而且，德國馬克斯普朗克研究所的科學(xué)家發(fā)表的研究表明，有些歐洲人攜帶有約4%的尼安德特人的DNA。毫無疑問，這兩支人種采用某種方式雜交過。

　　“超級火山”引發(fā)百年冰河期：人類智力大躍進(jìn)

　　美國演化生物學(xué)家、生理學(xué)家、生物地理學(xué)家賈雷德·戴蒙德在其著作《第三種黑猩猩—人類的進(jìn)化及未來》中，讓“大躍進(jìn)”這一描述廣為人知；而理查德·克萊文在2002年出版的著作《人類文化的曙光》中，將這種現(xiàn)象稱為“人類文化的大爆炸”?？脊艑W(xué)家們已經(jīng)從工具文化那兒獲得了堅實的證據(jù)，表明人類的智力在10萬年前至6萬年前發(fā)生了巨大的飛躍。

　　但令人驚奇的是，遺傳學(xué)家們同時也發(fā)現(xiàn)，大約在同一時期，地球上的人口驟減至數(shù)千個。目前，我們還不知道是什么導(dǎo)致了人口的急劇下降，但我們無法忽視大約7.3萬年前，印尼蘇門答臘島上的“超級火山”托巴火山的噴發(fā)。

　　媒體報道稱，根據(jù)“多巴巨災(zāi)理論”，托巴火山可能在7萬至7.5萬年前在印度尼西亞托巴湖發(fā)生，強度為火山爆發(fā)指數(shù)的8級，即超大規(guī)模級，釋放的能量達(dá)到10億噸烈性炸藥量，使世界人口大為減少。這是過去3000萬年間，地球上發(fā)生過的最大的火山爆發(fā)事件，在印度沉積了30英尺深的火山灰，全球溫度在之后數(shù)年間下降了3至3.5攝氏度，引發(fā)了一次大約長達(dá)100年的冰河時期。

　　似乎當(dāng)時在東非生活且在這次火山爆發(fā)事件中生存下來的人是一種全新且更好的智人，或許他們能夠說話，并且能夠合作。這些新的人類，有時候?qū)⑵浞Q為行為上的現(xiàn)代人，很快離開非洲并在地球上每個可居住的大陸落地生根，在短時間內(nèi)，導(dǎo)致尼安德特人和其他古人類物種滅絕。自從這一智力大躍進(jìn)以來，還沒有其他生物擁有與我們公平競爭的機會。

　　5200年前城邦誕生：文明的出現(xiàn)

　　200萬年以來，我們的祖先都是游牧民族，依靠狩獵和采集來生活，居無定所。但在大約11500年前，隨著地球的氣候變得溫暖和濕潤，這種情況首次發(fā)生了變化。

　　生活在中東地區(qū)的人們開始用可食用的植物進(jìn)行實驗：他們從最好的植物中篩選出種子，并在受到自己保護(hù)的土地上種植這些種子，這種園藝技術(shù)要求人們固定居住在一個地方來保護(hù)自己的莊稼，慢慢地，這種園藝式的生活方式被更加穩(wěn)固且永久的營地所取代。動物也被馴養(yǎng)，作為我們的伙伴、奴仆或食物來源。到了大約1萬年前，比如耶利哥和恰塔爾霍尤克（迄今所知，世界上最早的部落遺址就是在安納托利亞南部的恰塔爾霍尤克。考古學(xué)家發(fā)現(xiàn)，在新石器時代，占地13公頃的恰塔爾霍尤克大約有6000人居住，那時的人們不僅能熟練的耕作，還用從附近兩座火山上采集來的黑曜石制成匕首和鏡子，并用黑曜石來換取貝殼和燧石等貨物）這樣的永久性定居點出現(xiàn)在考古記錄中。

　　隨后，大約5200年前，第一個城邦首次出現(xiàn)在中東的幾個地方，考古記錄也首次展示出了社會層理的清晰證據(jù)；表明一個占統(tǒng)治地位的精英階層幾乎擁有所有的財富和權(quán)力，這意味著文明已經(jīng)出現(xiàn)。

　　隨著人們學(xué)會寫字，人類的知識被永久地記錄和控制。當(dāng)今世界所擁有的大部分特征都已經(jīng)出現(xiàn)，包括中央政府和集權(quán)、軍事力量和戰(zhàn)爭、制度化的宗教、父權(quán)制、貨幣系統(tǒng)、貧窮、大規(guī)模的農(nóng)業(yè)、交易網(wǎng)絡(luò)以及帝國等。文明很快獨立出現(xiàn)在包括中國、印度、埃及、秘魯以及墨西哥在內(nèi)的多個地方。在過去5000年，大部分特征除了名字改變之外，其核心和實質(zhì)幾乎沒有發(fā)生變化。但是，這種模型現(xiàn)在仍然能很好地為人類服務(wù)嗎？還是人類要準(zhǔn)備迎接下一個全新的“大躍進(jìn)”？只有時間能給我們答案。