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从无限大到无穷小

发布时间:2017-06-29 17:32 投稿者: 珲儿
我们从何而来?我们又在哪里?这或许是一个永恒的问题,人类从崇拜天神到理性思考,无时无刻不在努力解释这样的问题。你或许出生在一个静谧的小城,从三分之一平米的摇篮到三尺见方的板床,从与街巷邻居的嬉耍到校园同学的打闹。如果你考上大学,你或许会乘上火车从一个城市到另一个城市,如果没有,你也可能会收拾行囊,向......

  我们从何而来?我们又在哪里?这或许是一个永恒的问题,人类从崇拜天神到理性思考,无时无刻不在努力解释这样的问题。你或许出生在一个静谧的小城,从三分之一平米的摇篮到三尺见方的板床,从与街巷邻居的嬉耍到校园同学的打闹。如果你考上大学,你或许会乘上火车从一个城市到另一个城市,如果没有,你也可能会收拾行囊,向你向往而又未知的地方闯荡。人的一生总是这样,涉足的地域从小到大,结交的挚友从少到多。人类也是一样,从走出屈居的山洞到开发出万亩农田,从踏上风波远航到发现星罗大陆,人类始终在探索着宇宙的边际,始终在思考着自己所在的位置。

  人类对“天”的思考起源于历法,古巴比伦时代,人们为了方便农耕,便已经意识到了四季的判别,并且制定出了黄道十二宫,这也是最早的十二星座的由来。当时人们并不能放眼于自己所生存的地球之外,因此认为地球就是整个宇宙的中心,太阳也好,星辰也好,都是由神灵掌控。如此,为了天下太平,农作丰收,拥有学习天文特权的往往都是祭祀和僧侣。

  古典天文学的摇篮在古希腊。古希腊文明是一个神奇的文明,那里的人思想开放,喜欢思考。公元前387年,柏拉图在雅典城外开办了一所集算术、几何、天文等学科为一体的学堂,在巴拉图的学派中,认为“球形”是宇宙间最和谐、最美妙的结构,柏拉图的学生欧多克斯对其思想进行发展改进,提出了最早的宇宙模型同心球模型。欧多克斯认为宇宙是一个透明球,地球位于中心,其他天体围绕着地球旋转。这就是后来大名鼎鼎的地心说,在当时这无疑是人类天文学的一大进步,而在近2000年后,地心说却被教会利用,将一位无辜无畏的科学家烧死在了审判柱上。

  人类对“天”的进一步理解归功于对新航路开辟的需要。1405至1433年间,郑和七下西洋,完成了航海业的壮举,50多年后的哥伦布,则从西班牙出发,4次横渡大西洋,到达美洲大陆。麦哲伦则首次完成了人类的环球航行,证明了地球是球形,回答了一个千年难题终点也是起点,地球没有尽头。人类第一次发觉,自己居住千年的大陆海洋是如此的渺小,在时代的推动下,波兰天文学家哥白尼发表了自己的日心学说,“日心说”一经提出,就遭到了教会的强烈反对,由于“地心说”与教会的上帝创世不谋而合,否认地心说即是否认教会的权威,因此哥白尼的学说被斥为“异端邪说”,在被打压和责难中沉默了近30年的哥白尼,终在自己死前将他长期观察与计算完成的天体运行论发表于市。如果说哥白尼对教会依然略存胆怯,他之后的布鲁诺则是真正的勇士,布鲁诺生于哥白尼去世后五年,经过他对天文和自然科学的潜心研究,他深刻体会到日心说的正确性并勇敢的捍卫和发展了日心说。在教会看来,布鲁诺如此明目张胆、如此胆大妄为,唯除之而后快。1592年,布鲁诺被判为“异端”,烧死在罗马鲜花广场。布鲁诺成了捍卫真理的殉葬者,他也让更多的人们看到了教会的思想霸权与恐惧无知。哥白尼的日心说使人们开阔了眼界,后来经过伽利略的天文观测,众多数据都证明了日心说的正确性,人们终于将地球从宇宙的中心拿开,将这个位置还给了太阳。

  日心说让人类的宇宙观再一次拉大,太阳才是整个太阳系的老大哥。在晴朗的正午,太阳看上去只有餐盘大小,可是实际上,太阳的体积是地球的130万倍。如果你对这个数字没有什么概念,举一个更直观的例子,如果地球是一棵树,那么太阳就是一座森林。现代数学的进步与天文仪器的发展,使人类可以看到更远的宇宙深处,如果你觉得太阳系的尺寸已经触及无穷,那么还请你先收回想法,太阳系只是银河系中的一个恒星系统,整个银河系有1200多亿颗恒星,注意这里的单位是亿,每一颗恒星都有像太阳系一样的恒星系统。那么银河系就是整个宇宙了么?远远不是,宇宙中可观测到至少有1000亿个星系,银河系只是其中微不足道的之一。观测不到的星系更是无法预测。看到这我想你会相信,地外文明的存在简直太寻常不过,不存在才不寻常。

  在宇宙中如此微不足道的银河系,在银河系中又如此微不足道的太阳系,如此微不足道的地球,又如此微不足道的我们。然而,你真的微不足道么?让我们再把视野缩小,从你来到这个世界,你的第一口呼吸开始。

  当你深吸空气,在成千上万的膈肌和肋间肌细胞努力下,肌肉开始收缩,胸廓开始扩张,空气被吸入肺中,氧气通过肺泡进入毛细血管,毛细血管中的二氧化碳进入肺泡,这个过程要归功于血管中红细胞的运氧功能,在心脏引擎的搏动下,你的血液载着这些携带氧的红细胞传输到身体的各个部分,由动脉到静脉,从主干到分支,再反复分支到毛细血管,将养分提供到你身体的各个角落,并将代谢废物带走。人的一天将呼吸26000多次,每次呼吸,你的肺泡细胞,你的红细胞,你的血管细胞,你的肌细胞,你全身的各个部位的细胞都在协同完成一个浩大的工程。有了他们的努力,你才可以休闲的坐在摇椅上喝着咖啡,毫不费力的读着这篇科普文。

  你的全身,从头顶的发梢到脚趾指甲,共约有50万亿个细胞。对于这个概念,你一定又渺茫了,如果一个细胞是一个工厂大小,那么,一个你就是整个银河系。

  说一个细胞是一个工厂,这其实一点也不为过。人的细胞虽然功能各有差异、形态也很大不同,但是其组成结构相似,都有如内质网、线粒体、核糖体、中心体等。细胞的最外层有一层膜,其就像工厂的院墙,它可以控制哪些物质可以进入细胞这座工厂,哪些物质不能进入。细胞膜内是细胞质,其中悬浮着各种细胞器,线粒体是细胞的能源车间,它是呼吸作用的主要场所,将有机物氧化分解,产生能量供细胞生命活动使用。内质网则是运输车间,其是一个网状通道,连接细胞内外,进行物质传输。核糖体则是合成蛋白质的主要场所。中心体则影响细胞分裂。最后要说说细胞核,它是细胞这座工厂的办公楼,是细胞遗传信息DNA存放的地方,协调控制细胞活动。

  想想看,你的身体就是由这样50万亿个精密的工厂构成,并且他们协同开工确保你的生命活动正常进行,是不是很神奇。然而大部分细胞的寿命却很短,人的生命从一个受精卵细胞开始,经过一分二,二分四的分裂,最初的一个细胞最终分裂为50万亿个,在你身体内,平均每1分钟就有1亿个细胞死亡,也

  会有1亿个细胞诞生。人体的胃细胞与外界接触,寿命也较短,平均每周就会更换一遍,皮肤细胞每月更新一遍,红血球细胞每120天更换一遍,肝脏细胞每180天更新一遍。只需一年时间,你身体百分之九十八的细胞都会更换一遍,从这个角度讲,士别三日,当刮目相看的确很有道理,每天的你都是新的你。

  如果你再把细胞这个工厂的每一个车间分解开来,你就会惊奇的发现,组成你这鲜活的生命,有思想,能行动的人的竟然是一个个毫无生命意义的分子和原子。铁让你的血液可以携氧,并提供切割细菌保护机体功能,碳则是有机物的骨架,细胞工厂的基础,钠离子让你的神经可以传递信号,钙与磷组成了你刚硬而柔韧的骨骼,你的体重有60%都由水构成,而氧原子占了一个水分子九分之八的重量,因此,也可以说你的身体过半都是由氧原子构成,然而氧原子却不仅仅起到提供水的作用,它是地球的生命之源,陆地上的绿色植被、海洋中的绿藻通过光合作用释放氧气,动植物再通过呼吸作用消耗这些氧气,氧原子无拘无束的遨游在整个地球生命循环中,你刚才吸入的氧,可能进入你的皮肤,成为你身体的一部分,而你之后呼出的二氧化碳中的氧原子,可能才从你的肌细胞中脱离,重新回到自然,再次进入一个大树的体内,组成你的所有原子都有这样的循环链。如此来看,在细胞未能全部更新之前,你的身体的原子可能就已经更新了一遍,当下的你是你,也不是你。

  和细胞比起来,原子的确如九牛一毛,然而原子又是由原子核与电子组成,原子核中又有质子和中子。电子之于原子的关系又如地球之于太阳系,电子之下,还有夸克,夸克之下,还有量子。

  从量子到星系,你是如此的微不足道又是多少奇迹的产品。你是一堆毫无规律、毫无智能的分子原子,也是在万亿细胞协同努力,拥有思想和记忆,会开心,会流泪,懂得爱与被爱的独立个体。你是宇宙间时间中的短暂一瞬,空间中的虚无一尘,也是人世间留下痕迹,传承人类的真实灵魂。你从宇宙中来,也将回到尘土中去。宇宙中的原子在你体内进了出,出了进,像你从不曾留存,人世间的往事,让你嚎哭着来,微笑着去,却也不失为一种永恒。

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