盤(pán)點(diǎn)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(shí)到，現(xiàn)代科學(xué)現(xiàn)在已經(jīng)能為我們娓娓道來(lái)一個(gè)連貫一致的起源故事了，而十年前它還無(wú)法做到這一點(diǎn)。隨著科學(xué)家們?cè)谔祗w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(gè)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(gè)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(shī)。

　　美國(guó)趣味科學(xué)網(wǎng)站按照時(shí)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(shí)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(shí)間與空間，一切自此開(kāi)始。大爆炸后最初的一二十萬(wàn)年里，宇宙還處于嬰兒時(shí)期。至少要到宇宙大爆炸之后38萬(wàn)年，宇宙的芳齡約為38萬(wàn)歲時(shí)，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(guò)程制造出了無(wú)數(shù)位于可見(jiàn)光范圍內(nèi)的光子，這些光子填滿了整個(gè)宇宙。

　　隨著宇宙和空間本身不斷膨脹，這些光的波長(zhǎng)被拉伸到微波范圍內(nèi)，“搖身一變”，成為宇宙創(chuàng)生時(shí)的“大閃光”—宇宙微波背景輻射（CMB）。1948年，美籍俄國(guó)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(cè)，宇宙大爆炸應(yīng)該會(huì)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(guó)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(jiǎng)。

　　宇宙微波背景附屬是現(xiàn)代宇宙學(xué)的重要研究對(duì)象，同時(shí)也是一面墻，一個(gè)研究時(shí)間起源的壁壘，在它之外，是我們暫時(shí)無(wú)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(kāi)始使用各種太空設(shè)備，包括宇宙背景探險(xiǎn)者衛(wèi)星（COBE）、威爾金森微波各向異性探測(cè)器（WMAP）以及宇宙學(xué)家們此時(shí)此刻的“香餑餑”—由歐洲空間局發(fā)射的普朗克衛(wèi)星來(lái)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(shí)代終結(jié)：第一顆恒星誕生

　　大爆炸后，宇宙經(jīng)過(guò)大約4億年的膨脹，此時(shí)的溫度讓引力足以開(kāi)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(shí)傾瀉而出的輻射標(biāo)志著黑暗時(shí)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(diǎn)：從那時(shí)開(kāi)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(yáng)為我們的地球提供能量一樣。我們都愛(ài)恒星。

　　太陽(yáng)系的形成：非同尋常還是不足為奇？

　　在整個(gè)宇宙中，像太陽(yáng)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(yáng)一樣，作為單個(gè)的恒星存在且包含所有92種天然元素。

　　天文學(xué)家們通過(guò)對(duì)（太陽(yáng)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(shí)際上所有的恒星都會(huì)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(lái)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(yáng)旋轉(zhuǎn)的軌道更近；還有五顆行星被包裹成一個(gè)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](méi)有發(fā)現(xiàn)一個(gè)與我們的太陽(yáng)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(yáng)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(bào)道稱，在我們的太陽(yáng)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(jiàn)，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(dú)一無(wú)二還是遍地開(kāi)花等問(wèn)題一直懸而未決。

　　DNA啟動(dòng)不屈不撓的復(fù)制過(guò)程：生命開(kāi)始

　　科學(xué)家們?cè)谶h(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(kāi)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(kāi)始了其不屈不撓的自我復(fù)制過(guò)程，驅(qū)動(dòng)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(lái)的呢？

　　現(xiàn)在，有機(jī)分子在宇宙中遍地開(kāi)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(guò)。然而，從氨基酸進(jìn)化到一個(gè)擁有新陳代謝系統(tǒng)（提供能量）、一個(gè)能存儲(chǔ)信息、引導(dǎo)蛋白質(zhì)構(gòu)成、調(diào)節(jié)有機(jī)體每個(gè)功能并能自我復(fù)制的遺傳系統(tǒng)的活體有機(jī)物是一個(gè)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(jī)緣巧合，分子因?yàn)榉N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(wèn)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(jī)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(jī)，那時(shí)，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(gè)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(dòng)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(gè)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(shí)，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(jī)之間的某個(gè)時(shí)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(guó)生物學(xué)家林恩·馬古利斯首次指出，有些真核有機(jī)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(jī)物在危機(jī)中存活下來(lái)。

　　我們現(xiàn)在都知道，動(dòng)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(dú)存在的有機(jī)物。它們現(xiàn)在仍然攜帶有作為原核生物時(shí)的原初基因組。真核生命的出現(xiàn)為其后所有更高級(jí)的生命形式，包括我們的出現(xiàn)打開(kāi)了大門(mén)。

　　幸運(yùn)的我們：第三紀(jì)滅絕事件

　　幾乎在長(zhǎng)達(dá)2億年的時(shí)間內(nèi)，恐龍都是地球上的絕對(duì)統(tǒng)治者。但大約6500萬(wàn)年前，它們突然消失殆盡。究竟是為什們呢？西班牙裔美國(guó)物理學(xué)家、1968年獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)路易斯·沃爾特·阿爾瓦雷茨與其子、美國(guó)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?yàn)樾⌒行腔蝈缧亲矒舻厍?。原因在于，他們?cè)诎讏准o(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?yàn)殂炘诘厍虮砻嫦喈?dāng)少見(jiàn)，卻在小行星中相當(dāng)大量，因此他們假設(shè)該地層是因?yàn)樽矒羰录a(chǎn)生，而一個(gè)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(zhēng)議，有不少人對(duì)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(gè)全球性事件。最后，科學(xué)家們?cè)谀鞲缬瓤ㄌ拱雿u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(wàn)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(shí)的速度約為10000英里/小時(shí)，這一撞擊導(dǎo)致全球陷入冬季，給全球所有的動(dòng)植物帶來(lái)致命的打擊。但小型的有毛皮覆蓋的哺乳動(dòng)物通過(guò)挖洞躲在地下而存活了下來(lái)。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(kāi)始繁衍生息并越長(zhǎng)越大，成為地球新的統(tǒng)治者。最終，這些哺乳動(dòng)物進(jìn)化成靈長(zhǎng)目動(dòng)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(lái)，如果沒(méi)有6500萬(wàn)年前發(fā)生的那場(chǎng)撞擊事故，我們?nèi)祟愂欠翊嬖诙歼€是個(gè)問(wèn)題。

　　工具時(shí)代：人類的出現(xiàn)

　　大約500萬(wàn)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(lái)的幾百萬(wàn)年內(nèi)，它們作為南方古猿（人科動(dòng)物一個(gè)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(wàn)年前，一個(gè)新的人類世系從南方古猿中分離出來(lái)，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(shí)出現(xiàn)以及與哪個(gè)類人物種有關(guān)，目前還存在諸多爭(zhēng)論。但是，最廣為人接受的觀點(diǎn)是，能人是這個(gè)新的世系的第一個(gè)成員，而且，到大約200萬(wàn)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(lái)，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(wàn)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(méi)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(duì)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(wàn)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(jué)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(lái)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(lái)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(wàn)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(wàn)年前的東非及南部非洲，正值全球氣候冷卻的時(shí)期，匠人有時(shí)被分類為直立人的亞種）的原始人類開(kāi)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(kāi)非洲前往歐洲，化石記錄表明，大約80萬(wàn)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(wàn)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(wàn)年前，人類首次離開(kāi)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(méi)有完全理解的方式發(fā)生了關(guān)聯(lián)。

　　最后，在大約3萬(wàn)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(méi)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(guó)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(wú)疑問(wèn)，這兩支人種采用某種方式雜交過(guò)。

　　“超級(jí)火山”引發(fā)百年冰河期：人類智力大躍進(jìn)

　　美國(guó)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(lái)》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(jiān)實(shí)的證據(jù)，表明人類的智力在10萬(wàn)年前至6萬(wàn)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(shí)也發(fā)現(xiàn)，大約在同一時(shí)期，地球上的人口驟減至數(shù)千個(gè)。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(wú)法忽視大約7.3萬(wàn)年前，印尼蘇門(mén)答臘島上的“超級(jí)火山”托巴火山的噴發(fā)。

　　媒體報(bào)道稱，根據(jù)“多巴巨災(zāi)理論”，托巴火山可能在7萬(wàn)至7.5萬(wàn)年前在印度尼西亞托巴湖發(fā)生，強(qiáng)度為火山爆發(fā)指數(shù)的8級(jí)，即超大規(guī)模級(jí)，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(guò)去3000萬(wàn)年間，地球上發(fā)生過(guò)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(zhǎng)達(dá)100年的冰河時(shí)期。

　　似乎當(dāng)時(shí)在東非生活且在這次火山爆發(fā)事件中生存下來(lái)的人是一種全新且更好的智人，或許他們能夠說(shuō)話，并且能夠合作。這些新的人類，有時(shí)候?qū)⑵浞Q為行為上的現(xiàn)代人，很快離開(kāi)非洲并在地球上每個(gè)可居住的大陸落地生根，在短時(shí)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(lái)，還沒(méi)有其他生物擁有與我們公平競(jìng)爭(zhēng)的機(jī)會(huì)。

　　5200年前城邦誕生：文明的出現(xiàn)

　　200萬(wàn)年以來(lái)，我們的祖先都是游牧民族，依靠狩獵和采集來(lái)生活，居無(wú)定所。但在大約11500年前，隨著地球的氣候變得溫暖和濕潤(rùn)，這種情況首次發(fā)生了變化。

　　生活在中東地區(qū)的人們開(kāi)始用可食用的植物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：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(gè)地方來(lái)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(yíng)地所取代。動(dòng)物也被馴養(yǎng)，作為我們的伙伴、奴仆或食物來(lái)源。到了大約1萬(wàn)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(shí)代，占地13公頃的恰塔爾霍尤克大約有6000人居住，那時(shí)的人們不僅能熟練的耕作，還用從附近兩座火山上采集來(lái)的黑曜石制成匕首和鏡子，并用黑曜石來(lái)?yè)Q取貝殼和燧石等貨物）這樣的永久性定居點(diǎn)出現(xiàn)在考古記錄中。

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

　　隨著人們學(xué)會(huì)寫(xiě)字，人類的知識(shí)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(zhēng)、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(guó)等。文明很快獨(dú)立出現(xiàn)在包括中國(guó)、印度、埃及、秘魯以及墨西哥在內(nèi)的多個(gè)地方。在過(guò)去5000年，大部分特征除了名字改變之外，其核心和實(shí)質(zhì)幾乎沒(méi)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(gè)全新的“大躍進(jìn)”？只有時(shí)間能給我們答案。