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发布时间:2020-07-23 05:49:44

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作者:【美】约翰·H·布瑞德雷,吴奕俊译

出版社:哈尔滨出版社

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46亿年的地球物语

46亿年的地球物语试读:

版权信息书名:46亿年的地球物语作者:【美】约翰·H·布瑞德雷,吴奕俊[译]排版:昷一出版社:哈尔滨出版社出版时间:2016-04-01ISBN:9787548416081本书由北京紫云文心图书有限公司授权北京当当科文电子商务有限公司制作与发行。— · 版权所有 侵权必究 · —第一章恢宏大计

年复一年,在貌似死寂的星球上,冲突四起,矛盾更迭,留下了万物逆旅的痕迹。这些痕迹中,有些属于动物和植物,有些则属于它们脚下的泥土。繁星闪烁的银河系是太阳所在的星系,包括1000到4000亿颗恒星和大量的星团、星云,还有各种类型的星际气体和星际尘埃一、地球与生命的更迭

世界和平之梦牢牢地扎根于人们的心中,但对于造物主而言却无关紧要。他是建筑师,规划和建造了宇宙这个庞大的剧场;他也是导演,为剧场中的每一个演员安排各自的角色。更重要的是,他从一开始便制订的恢宏的计划——那个在纷乱中徐徐展开的地球历史——亿万年来从未发生过太大的变更。随着时间的流逝,生命的演出在地球的大舞台上幕起幕落,历经沧桑。但倘若因此便认定世界麻木不仁,那只是因为你没能看清真相。年复一年,在貌似死寂的星球上,冲突四起,矛盾更迭,留下了万物逆旅的痕迹。这些痕迹中,有些属于动物和植物,有些则属于它们脚下的泥土。

通常,一个人很难对那些事不关己的纷争有所体会。当他转身凝视繁星满天的夜空,遥望地平线上绵延不绝的群山时,他的心中或许充满了宁静与祥和。诗人们时常被自己的内心世界抛弃,遂无休无止地吟唱着林间的寂静,吟唱着河流的平缓,吟唱着对自然世界无以复加的满足。然而,殊不知,大自然同人类的灵魂一样多灾多难。人类能从烦闷的自然中得到启示,使自我的烦闷归于安宁,如此福分绝非理性之果,而是另有他因。

那些见多识广的人或许会以批判的眼光鄙夷这种自我陶醉,其实大可不必。人类的思维包含着许多不同的层次,没有必要因为知晓了美好事物之下深层次的真相,就放弃对美好本身的感知和欣赏。人类生活的演出不过是宇宙大舞台上短而又短的一幕。尽管这种认知不可避免地会挫伤人类一贯高傲的自尊,却依然包含些许有益的成分。至少,人们可以一次次地暂时忘却心中的重击,去选择聆听自然的悸动。

在人类发展的早期阶段,一些人已经逐步认识到,地球不仅仅是一片可供抚慰煎熬生活的怡人景色——它不能被草草定义为人类的栖息之所,也不只是一面用以映照人类自身情绪的明镜,而是一部用异国文字撰写而成的戏剧,时刻引诱着人们将其翻译成各自的语言。和自然界中的所有其他事物一样,地球也书写了自己的历史,并且,在无数“译者”的共同努力下,这部历史巨著的主题已经铺展开来。布满历史年轮的菊石。菊石最早出现在古生代泥盆纪早期(距今约4亿年),消失于白垩纪末期(距今约6550万年)

当早期人类拨开笼罩内心的迷雾并着手探寻真相时,几乎没有一种想法能准确地阐明地球发展的来龙去脉。公元前的数世纪间,学者们醉心于谨小慎微的自然观测,为大胆地提出各种有关世界的起源、历史和构造的假说而陶醉不已。东方和古希腊的哲学家们无疑是这些学者中的典范。他们提出了千奇百怪的宇宙演化学说,其中绝大多数源自虚构的神话故事与宗教传说。古希腊诗人赫西奥德的观点古老而独特,他认为宇宙脱胎于一片原始的混沌,接着,天空铺展开来,继而高山耸起,海洋汇聚,最后才轮到诸神出场(略显姗姗来迟)。就连一向讲求实际的古罗马人也更倾向于以一种诗意而不是理性的方式来探索自然。公元1世纪,古罗马哲学家卢克莱修的学说风行一时,他认为地球内部存在一个空洞,洞内布满了在黑暗中奔流的江河,雄奇的峡谷、巨穴与山崖,以及一股股将火焰吹上地壳的狂风。学者们的想象常常富有戏剧性的矛盾与冲突,这似乎意味着早期人类必定无福消受真相的出演。

无法否认,一些古老的观点确实在某种程度上与晚期的理论存在吻合之处。无非,前者带有猜测性,而后者则历经数世纪缓慢而艰辛的探索和归纳。这样一来,当一位古代思想家不经意间言中的启示被现代科技所证实时,便会有人将他的成就归结于某种超自然的洞察力。这些人有意无意忽视的事实是,该思想家的其他假说大都荒诞不经。当幻想者在思绪的海洋中遨游时,偶然会在无意中登上真相的沙洲。然而一些人却对这种可能置之不理,他们沉湎于神秘主义带来的快感,乐于使思想的晴空遍布斑驳的阴云。

而诸如亚里士多德、斯特拉波1、塞涅卡2这样的伟人,其姓名之所以被镌刻在地球科学的历史长廊上而久不褪色,正在于他们孜孜以求,试图以一己之力描绘出地球发展的脉络。然而,他们的理论贡献一方面有所建树,一方面也零碎而分散,并且时常夹杂着神话与传说。实际上,尽管古典时代不乏有识之士,尽管思想自由曾长时间地免于教会和公共舆论的压制,那时的人们似乎依然不具备从事科学研究的品质。唯有在艰苦辛劳、枯燥无味的钻研中挣扎过后,人们才可能了解自然的真相,收获丰硕的果实。文学和艺术可以凭借古典时代的宽松氛围而茁壮成长,科学的发展却必须一再等待,直到世人愿意为解开它的谜团而付出更多的汗水。菊石化石纵切面希腊神话中的宙斯和赫拉,雕塑作品

这个等待注定遥遥无期。罗马帝国的崩溃卷起阵阵阴云,战争、革命、迫害此起彼伏,学术研究在一个貌似文明的世界中一步步走向窒息的边缘。各种文化活动也日渐式微,只得黯然隐入修道院的高墙。科学借此觅得安身之所,却在数世纪间惨遭遗弃。然后,阿拉伯人来了。他们从厚厚的尘土中拾起昔日的荣光,使得早期学术免遭湮灭的命运。不仅如此,阿拉伯人还凭借着自己强烈的求知欲和刻苦的钻研,促进了古典时代科学文化的发扬与传承。然而,他们大力发展了数学、天文学、医学和生物学,却唯独对地质学漠不关心。地球科学历经近千年的黯淡,直到文艺复兴时期才重获一线生机。待到它冲破陈腐的神学与种种荒诞臆测的坚壁,19世纪已然来临。那时,人类终于隐约察觉到,地球的发展过程正是一部永恒法则的执行笔录;也只有在那时,人们才真正开始解出那些记载着时空轨迹的神秘文字。《斯巴达克的最后时刻》。在罗马共和国时期,斯巴达克曾发动了一场角斗士起义。赫尔曼·沃格尔画于1882年二、地球的历史

终于,厄谢尔3主教的创世理论开始受到舆论的动摇。人们怀疑,他的计算之所以将地球历史的开篇定于公元前4004年,更多地是出于对宗教的虔敬,而非对真理的向往。17世纪末,詹姆斯·赫顿4提出,对现实的、正在发生的地球历史的研究有助于理解地球的种种过往。自此,推算和证明地球的古老年岁便有了方向。人们很快发现,任何试图精确地以年为单位度量地球历史的做法,其荒谬性都不亚于用品脱计算太平洋的肚量。

无法历数,当年加利福尼亚一株株幼小的秧苗,究竟经历了多少年才成长为如今参天挺立的红杉林。然而,以地质年代的观点来看,即便是这些古老生命所经历的数千年的光阴都只不过是短短的一瞬,以至于无法在地球饱经沧桑的面庞上增添哪怕是一道不起眼的褶痕;图坦卡蒙古墓的发掘一度使人类为自己过去的辉煌文明而热血澎湃,而放眼地球历史的大背景,却不得不承认,图坦卡蒙只是一位现代君主,他和我们之间数十世纪的时间间隔诚然不足为道。从太空中看到的地球

尽管从表面上看,地球的自然环境似乎平静而稳定,然而它作为太阳系中的一个独立星体,自诞生的那一刻起,其内部就激荡着各种猛烈的冲撞。这些冲撞大都波及甚广、持续不断,却也因为发生得十分缓慢而不易被肉眼察觉。多年来,诗人们吟咏着亘古不变的山峦,赞美着大自然的永垂不朽。然而,随着地质科学的发展,人们很快就意识到,山峦并非亘古不变。总有一天,最巍峨的山峰也会崩碎、倒塌;或许在另一天,倾倒的峰峦又会重新隆起。而所有的山脉的崩立成坏,都只是发生在地质年代的时间碎片中罢了。山脉如此,其他的地理要素也是一样。我们今日的所见所闻,不同于昨日的过往,也将不同于明日的未来。在这个世界上,没有什么是真正恒常不变的。谢尔曼将军树,世界上体积最大的树,该树高83.8米,最大直径11.1米,树龄2300—2700年,位于美国加利福尼亚红杉国家公园内

假设我们可以在五千年以后来到自己最爱的山间或是海边的度假胜地,地理的变迁依然是难以察觉的,顶多也就是那片饲养鳟鱼的小湖被沉积物淤死,或者被一条小溪排干。我们也可能会注意到,原先在我们的海边小屋半英里开外入海的溪流,那时已经改道在小屋边入海了。但如果屋子原先是建在低平宽阔的沙滩上,我们很可能就只能在距离海岸线半英里外的水底找到它了。然而,在更为广阔的视野下,肉眼所能观察到的变化却微乎其微。尽管雨雪风霜千年来不知疲倦地侵蚀着岩层中的高地,山地的形态基本上不会发生显著的变化,海岸地貌的总体格局也会和五千年前大体相当。发现于1922年的图坦卡蒙古墓,是3300年来唯一一座完好无缺的法老陵墓,也是古埃及最豪华的陵寝

如果我们把五千年换成五百万年,情况就大不相同了。地球的沧桑巨变将足以使我们惊愕不已。山脉可能会被蚕食得只剩下一个小土堆,甚至被夷为平地,以至于无法留下任何遗迹可供凭吊其昔日的壮丽。海洋则可能对陆地大举进犯,使原本焦燥的土地惨遭淹溺。陆地上栖息着千奇百怪的动植物,水中的生物也与今天的大不相同。甚至当我们遇见自己的后代,也会因为对方已经变异得过于离奇而质疑他们的物种科别。地球历史学的研究者们深知这些变化曾在历史上一次又一次地上演,因而也就没有理由否认它们将会在未来延续下去。

地球历史的开端,要从它获得大气层和原始海洋算起。海水的盐分是经由陆地上的河流入海而积累起来的。一开始几乎所有的海水都是淡的。于是,地质学家们尝试着通过测算河流对海洋盐分的贡献速率来计算海洋的寿命。早在1715年,埃德蒙·哈雷5便提出了这种测算的可行性。然而,直到1899年,学者们才收集到足够的数据来进行实际的计算。在那一年,爱尔兰物理学家乔利6将估算出的海水盐分总量除以估算出的年均河流盐分贡献量,从而计算出海洋的存在大约历经97600000年的历史跨度。其他科学家也提供了一些测算结果,其中大多数人都将海洋的成长历时定于1亿年左右。海葵是以水中的动物为生的肉食动物。其放射状的细长的触手伸展开来,在消化腔上方摆动不止,就像一朵朵盛开的葵花

即便是数以亿计的数据依然明显低估了现实。事实上,陆地的海拔比以前大多数时期都要高得多,河流进而也就更密集、更汹涌,并且搬运了更多从陆地上侵蚀而来的盐分。这意味着当下河流的盐分贡献速率过高,不能用来简单替换历史上的速率,依此推算出来的海洋寿命也一定被大大低估了。然而,要了解河流过去向海洋贡献盐分的速率则是难上加难。

再退一步说,就算海洋的现时寿命真的可以得到确定,在海洋形成前就存在的岩石圈的年龄也依然是个未知数。地球原先经由母体太阳的放射物质撞击汇聚而成,而迄今在人们可以探测到的所有地壳岩层中都没能留下有关地球形成时期的记载。所幸我们可以断定,形成时期应早于任何可探测到的岩层所记载的地质时期,那些岩层在大气和液态水出现后才开始形成。天文学家普遍认为这个形成时期至少持续了大约5亿年。年以亿计足以使我们的想象备受冲击,却远远无法表达海洋的古老和庄严,至于它那高贵而神圣的基床,则踯躅在更为湮远的年代之中。

除了盐分,入海的河流还会从陆地运来大量的泥沙。每年,数不清的数以吨计的岩石圈沉积物都会在大河们的入海口找到归宿。仅尼罗河每年就在其三角洲沉积约5000万吨的岩屑。然而,就算我们一辈子依河而居,也不会发现河谷有任何拓宽的迹象。河谷的确日渐拓宽,但由于拓宽的速度过慢,人在短短的一生中注定无福见证可观的变化。实际上,河流不仅会拓宽河谷,最终还会使大面积的流域归于平地。以现在的侵蚀速度,密西西比河要在圣路易斯附近显著地带拓宽河谷,大约需要100万年;如果要夷平整个密西西比河流域,则需要长达数千万年的时间。已经有充分的证据表明,现在陆地上的许多平坦区域,正是由河流年复一年的侵蚀所形成的。这样一来,根据河流在地球上存在的时间来推算,也可以证明地球的诞辰应该大大早于厄谢尔所认为的公元前4004年。海水挥发后析出的海盐

在地质演化的历史上,流水和其他侵蚀陆地的力量不仅仅将成堆的岩屑倾入大洋,也会将沉积物保存在一些较浅的近陆海盆中,这些海盆上的海水年复一年地溶蚀着陆地。沉积物不断地堆积、压实、抬升,从而储存下来,形成了沉积层。沉积层不断积累,其平均厚度如今已经超过65英里。然而,堆积作用的速率在地球各地差异甚迥,整个过程发生的时间也十分漫长,以至于任何试图对这个时间做出精确推算的猜想都显得荒诞不经。地球解剖图,从外到里依次是地壳圈、地幔圈和地核圈

地质学家随即将目光转向山脉。大量证据表明,山脉形成和抬升的速度之慢异乎寻常。最有力的证明,便是那些横跨流域山脉而奔涌的河流,它们几乎每时每刻以与山脉抬升相同的速度切割着山脉。哥伦比亚河就是其中的典型。它曾流经一片未来将成为喀斯喀特山脉7的平坦区域。尽管山脉逐年抬升,河流切割山脉而形成的谷道几乎与早先的河道毫无偏差。如今,哥伦比亚河自如地流过喀斯喀特山脉的中央,其雍容大度一如山脉存在之前。我们知道,河流侵蚀河道的速度是十分缓慢的,因此不难推出,这条不舍昼夜的河流所流经山脉的抬升过程也同样慢条斯理。在地球的历史上,无数巍峨的高山都曾经历耸起与跌落的轮回,我们无法精确地以年为单位确定其经历的时间跨度,但是我们知道,那时间一定很长很长,一直延伸到想象难以触及的地方。河流切割山脉后形成的山谷。弗雷泽河,加拿大不列颠哥伦比亚省中部大河。加拿大第十长河流。以1808年5月来此探险的西蒙·弗雷泽的姓命名。流域面积为238000平方千米,其中70%为海拔900米以上的高原。河长1368千米。源于落基山脉西坡,注入乔治亚湾暴龙,也叫霸王龙,生活于白垩纪末期(6850万—6550万年前)

过去,动植物的化石曾被视为恶魔创造的残次品。渐渐地,人们摒弃了这一成见,并从化石遗迹中获取了许多有关远古世界的信息。我们知道,今天的动植物和早先人类文献中所记载的动植物并没有什么显著差别。五千年、一万年、一万五千年过去了,地球上的生物形态都不会发生明显的变化。然而,惊人的巨变确实曾经发生过。在人类之前,恐龙主宰地球;而在恐龙之前,各种鱼类和低等海洋生物竞争着王者的地位。一个物种的王朝兴盛起来,便成为陆地和海洋的主宰,但这个物种很快便会灭亡,被其他物种的王朝所取代。我们甚至可以从现今发掘出的最古老的化石中,看到一丝血脉在一片未知而湮远的年代中消泯无踪的模糊痕迹。所有这些事实都证明,地球是那样的古老,以至于短短的一年、一个世纪对它而言都显得毫无意义。伶盗龙化石,这种恐龙化石多发现于蒙古与中国内蒙古

霸王龙是已知的最著名的恐龙之一,可能是世界上已知最强的食肉动物。身长约13米,肩高约5米,平均体重约9吨,生存于白垩纪末期的马斯特里赫特阶最后300万年,距今约6550万年到6850万年,是白垩纪—第三纪灭绝事件前最后的恐龙种群之一。化石分布于北美洲的美国与加拿大西部。

为了获悉地球的年龄,人们提出了大约40种测算方法。其中大多数方法由于无法充分、精确地测算出一些地质记录中未能记载下来的时间间隔,从而导致了明显的低估。唯一能够精确判定地球古老年岁的方案,来自对物质元素放射性的研究。自然界中的某些元素,具有内部原子结构不稳定的特性,会从一种元素变为另一种元素。比如说铀,随着放射性的衰变会逐渐转化为镭,最终转化为稳定的氦和铅。同时,在转化的过程中,元素不会受到外界的热力与压力的影响。迄今为止,科学家还没有发现任何可以干预这些元素的放射速率和转化方式的因素,它们遗世独立,拒外界的纷扰于千里之外。

在实验室中,科学家们已经可以准确地测算出放射性元素的演化速率,依此可以计算出一块含有铀的岩石的年龄。他们只需检测岩石中铀和铅的含量,再计算出产生现有的铅所需要耗费的时间,便有足够的数据估算岩石标本的年龄。在当时的科技条件下,通过这种方法测算出的地质时期长达1850000000年。如果再加上大约5亿年的地球“前宇宙时期”,我们就得到了一个重要的日期:公元前2350000000年。虽然它远不够精确,但较之过去,却已经是一个相对科学合理的日期了。就在那时,地球脱胎于作为母体的太阳,一头扎进自己的纷扰岁月之中。而记载岁月的每一处留痕,都已深深地沁入它的骨髓。雷龙,也称为迷惑龙,是恐龙中最大的一类,身长为20米到30米。它们以草或树叶为食,生活于白垩纪早期,约1.25亿年前三、宇宙的轨迹

在自然界中,论及哪些现象曾反复发生,人类的愚蠢行径并不孤单。其实,整个宇宙都在一种周而复始的单调韵律中悸动着。时间是一片无垠的海洋,海面上的波浪虽然无时无刻不在翻腾波动,但波动的状态本身却从未改变。古代和中世纪的哲学家们一度提出世界永恒变化状态的构想,但变化的表象之下所蕴含的恢宏计划却为世人所忽略。人类最为憎恶的事物之一,便是变化。这也许能够解释,为什么动植物进化论尽管被人甚早提及,却直到19世纪中叶,才凭借着思想家们的理性之光,如浓稠的墨汁一般从查理·达尔文的笔端艰难地渗出。如今,人们进一步发现,孕育了所有生物的自然环境,同样也不可避免地要经历那在生物物种间反复上演的兴衰轮回。

进化的观念已经在自然科学的各个分支中生根发芽。同时,进化观也包含了一个重要理念,即一切事物的进化,无论是原子、人类、行星还是恒星,都会沿着既定的轨迹发展。毋庸置疑,这些轨迹并非笔直地延伸的,而是时时呈现出曲折的状态,甚至在某些情形下呈现出循环往复的形态。这种描述外延广泛且内涵丰富,我们可以把它视为对现代进化思想的一个极其精练的概括。《物种起源》是查理·罗伯特·达尔文(Charles Robert Darwin,1809—1882)论述生物进化论的重要著作,出版于1859年

古罗马的历史学家塔西佗曾发表高见:“所有的事物中都蕴含着循环的法则。”然而,他所说的循环,无非是一些显而易见的现象,譬如白天与黑夜,酷暑与寒冬,或是生与死。现代科学则发现了全新的证据,从而得以论证物质和能量都无法突破循环的框架。许多天文学家认为,恒星的颜色可以指示其不同的温度状况,每个在天空中闪耀的星星都处于其温度循环变化的某一个阶段。研究表明,恒星脱胎于一个相对寒冷的发散星云。借由万有引力,一些粒子会紧紧地吸附在恒星周围,直至年幼的恒星表面闪耀出红色的光芒。红色逐渐变为黄色,到了成年期,星体就会发出蓝白色的幽光。接着,等到热量消耗殆尽,星星就会逐渐呈现出与之前相反的变色方向,从而进入老年期。而老年期的状态在许多方面又与幼年期十分类似。火山喷发后形成的角砾岩,也是一种碎屑岩,经过搬运、沉积、压实、胶结形成

利用分光仪进行观测便不难发现,星体的颜色与其化学组成之间存在着异常紧密的联系。这意味着,星体构成元素的演化与星体自身的演化似有齐头并进之势。而对放射性元素衰变过程的研究成果恰能佐证这一论断。

与其他星体的情形类似,许多塑造地球的过程也都曾在不知疲倦的重复工作中徒然度日。地球历史的循环往复,在漫无尽头的时间的长河中,注定是一场无休止的戏剧性冲撞的循环起伏。这些循环并非漫无目的,而是冥冥之中遵从着一个不为人知的伟大战略。与此相比,人类命运的跌宕起伏则不值一提。

地球内部激烈冲撞的本质在于岩石圈内部物质的循环变化。毫无疑问,最原始的岩石是由一些类似于火山岩浆的流体凝结而成的,它们被新岩层所覆盖,没能留下痕迹。所幸的是,在人们发现的地点不同、年代各异的岩石中,某些样本的结构与上述岩石十分类似——那是所有类型的岩石的祖先。这种岩石中存在着地球上所能找到的全部九十几种元素,它们是地球上最原始,也是最为复杂的岩石了。

原始的岩浆岩暴露在地表,就不可避免会遭遇一系列的物理侵蚀。这支令人望而生畏的军团拥兵甚众,霜雪、风、冰川和流水各显神通。化学侵蚀也不甘示弱。相比物理的外部侵蚀,它从内部瓦解岩石的力量更易使其崩坏。没有什么岩石可以长久地经受住这样的摧残。地质侵蚀的力量从不知失败为何物。四分五裂的岩浆岩在世界各地安家落户,分布极为广泛。一些岩石成为松软的泥土和砂砾,它们覆在大陆雏形的骨架上,在陆地表面找到栖身之所;另一些岩石则被地下水和河流溶解、冲散,以泥沙和碎石的形式搬运到湖盆和海盆的底部。在搬运的过程中,依据重量和体积的差异,组成岩石的矿物和粒子被重新分配,即流水从轻的岩屑中分选出重的岩屑,从光滑的岩屑中分选出粗糙的岩屑。这样最终形成的某块区域中的沉积物常常由明确的、分选完成的岩屑所组成。岩屑越积越多,最终被压实,就会形成一种结构比较简单的沉积岩。这样的沉积岩在地球表面随处可见。沉积岩,旧称水成岩,是三种组成地球岩石圈的主要岩石之一(另外两种是岩浆岩和变质岩)。在地球表面,有75%的岩石是沉积岩,石灰岩、砂岩和页岩等都属于沉积岩。沉积岩中所含有的矿产,占世界全部矿产蕴藏量的80%

然而,从复杂的岩浆岩到简单的沉积岩,似乎并不是大自然希望看到的结果。大自然厌倦了简单。它将岩浆倾倒在地表松散的黏土和沙砾上,使岩石中的粒子相互融合,从而产生新的化合物;它令炙热的熔岩渗进沉积层的缝隙,那热度足以使岩石再度结晶;它使岩层表面扭曲变形,从而深刻地改变了所有相关物质的形态。在这个过程中,变质岩就从既有的岩层中脱胎而出。剧烈的变质作用摧毁了沉积层典型的简单构造。石英石,变质岩的一种

变质作用的结晶过程与岩浆岩从原始岩浆中诞生的过程基本相似。处在高温高压的变质状态下的沉积岩,通常会被充分地转化为与岩浆岩十分类似的形态。这样一来,岩石圈演化的循环终于宣告完成。经历了几番变化,整个岩石圈又回归其最初的形态。在近20亿年的历史中,这场循环往复的剧目一再上演,它始于地球获得大气层的那一刹,也将终于大气消失的节点——抑或是,终于一场曾经创造了整个太阳系,也足以毁灭整个太阳系的灾难的降临。四、地貌的演变

与岩石圈相似,地表形态也处在不断循环演化的状态之中。“侵蚀循环”这一概念,或许正是美国的地理学家们对地球科学的发展所做出的最骄人的贡献。长久以来,人们已经知道河流会改变地表形态。但随着时间逐渐步向当代,科学家们发现,某一地区持续不间断的河流运动,不仅会改变地貌,还会导致地貌发生循环往复的演变。

和人的成长一样,河流的成长也历经不同的发展阶段:从幼年期到青年期,从成熟步向衰老。幼年期的河流流程短、地势陡,它流淌着,穿越和侵蚀着一个个同样稚气的溪谷和山涧。就这样,河谷逐渐变得越来越长、越来越宽、越来越深,直到河流走到青年期的节点。青年期的河谷之间,分水岭十分宽阔,河谷本身却显得狭窄许多。在这个阶段,河流奔腾汹涌,瀑布和激流间或可见。流域内的地形亦处于青年期,而在河流步入晚年之前,这些地形地貌注定会发生深刻的改变。到了成熟期,河流的长度变得更长,坡度变得更平缓,河谷也变得更宽阔。支流不断汇聚、不断增加,在流域内形成一个密集的树状分支结构。整个流域的地貌原先是平坦的高地,如今也被切割出许多犬牙交错的峰峦和脊脉。随着时间的推移,河流的坡度会越来越接近水平。此时,低矮的分水岭间错落着宽阔的河谷,河水慵懒地蜿蜒在平坦的土地上——河流和它的流域正在安享晚年。

与人类相同,从嗷嗷待哺到老态龙钟的循环过程,并没有使河流和流域在垂垂老矣后完全回归年轻的起点。尽管整个循环不尽完美,一度被河流塑造过的古老岩层依然会使人联想到全新流域的样貌。同样的光滑,同样的平坦,同样稀少的干流,同样的内流湖泊和沼泽点缀其间。两者是那么的相似。

在生命的循环中,死亡与晚年接踵而至的常理从未改变。侵蚀循环则不同。河流也许可以不断地侵蚀地表,等到陆地的海拔降到海平面以下,海水就会漫上海岸,淹没大陆。然而,在那之前,河流就已经失去了侵蚀和搬运的力量。相反,它们倏然倒戈,毫不犹豫地去为那片它们长久以来倾力毁灭的土地添砖加瓦。

实际上,没有哪块区域在经历从幼年到晚年的循环中是完全循规蹈矩、一成不变的。地质运动会持续地改变河谷的坡度,从而扰乱循环。一些河流会因为地势重新变得陡峻而恢复生命力,另一些河流则会因地势突然变平而提早步入老年期。然而,尽管世上鲜有完美的循环,尽管一些环节会被无端重复,一些环节会被无故抹消,整个循环顺序的趋势依然是存在的。从高地流向海洋的液态水出现的那一刻,一直到今天,这循环从未间断。

除了岩石圈的物质和地表形态,那些深埋于地球内部,并且操控着地球历史进程的地理要素,似乎同样遵从着循环演化的模式。很多曾经平坦、连续的地质构造,如今变得破碎、断裂。即使人们在观测地理现象时极不严谨,也会发现其中的端倪。科学家对阿尔卑斯山的岩层进行了测量,发现地球的周长在此处缩短了100多英里。在许多其他地方,地球的周长更是大大缩短。可以推断,地球的直径一定也发生了相应的收缩。地表在海浪、径流的作用下受到的侵蚀

以上证据表明,随着时间的推移,地球正在日渐萎缩。多年来,学界普遍认可的解释是“冷却说”。该学说认为冷却引起了地球内部组成物质的收缩。然而,现在看来,单单只是冷却似乎并不能解释如此大的收缩程度。此外,地球是否真的处于冷却的状态也难以确知。随着放射性物质逐步深入科学的视野,一些科学家认为,放射性元素衰变所供给地球的热量实际上远远超出地球自身对外辐射所释放的热量。综上所述,在现代科学知识不断完善的今天,学者们不得不将目光转向压强。或许,地球内部的巨大压强才是收缩现象产生的主因。在高压环境下,构成地球内部物质的分子会进行重组,从而生成一些密度更大、体积更小的化合物。这样一来,随着时间的推移,整个地球也就逐渐收缩,变得越发紧实。

然而,地球并不甘心屈服于压强的“淫威”。对地震波的研究表明,整个地球的物理构造实际上处于一种富有弹性的稳定状态中,由此产生的弹力会部分抵消那些试图压缩地球的压力。然而,这股压力凭借着强大的实力和矢志不渝的品质,时常克服地球固有的弹性,从而使其表面变得褶皱不平。在时间的长河中,两种力量或抵死相抗,或互相妥协,如此轮回更替。地表结构便以这样一种近乎野蛮的方式,在循环之中不断地变化和演进。认识了这种循环,也就把握了划分不同地质年代的要领。事实上,由压缩地球的力量所引发的每一次全球性的地壳大变动,便意味着一个全新时代的开始。而那些相对不那么剧烈和广泛的地壳变动,则可以用来确认一些更为细分的年代界限。褶皱山,位于伊朗西部的扎格罗斯山脉

地表循环与地球内部物质循环相互贯通,产生了一种大循环。大循环常常得不到应有的关注,原因似乎在于它的内涵是其他所有循环的总和。侵蚀作用的目标是去夷平陆地、填平海洋,以消除地表不规则的形态。而运动却时常制造褶皱山,抬升那些久经侵蚀的岩层,从而使前者的努力功亏一篑。地球的历史变成了两者竞赛的舞台,胜利的钟摆时左时右,胜负之分却难以定夺。

地球屈服于内部的收缩力,仅仅是间歇性的偶发事件,这就留给侵蚀作用以足够漫长的时间间隔去追求和完成它强毁强拆的使命。降水、河流、风和冰川会一点点地将高地的岩屑搬运到低洼的地区,日渐扩张的海洋也会一步步地向大陆推进。如果这个过程可以畅通无阻地达到理想的结果,地球就会变成一个外表近乎完美的球体,全球的海洋就会吞噬所有的陆地。然而,在那发生之前,地质运动注定会创造出新的起伏不平的高地,哪怕那创造只是为了迎来下一次的毁灭。五、地球的命运

这全球最为波澜壮阔的冲撞起伏,已经持续了将近20亿年的时间。它开始后不知多少世代,生命的帷幕才缓缓拉开。而在帷幕落下之后,它注定要再度经历那样漫长的世代,才会走向消亡。生命的剧目是一场特别的演出,却依然容易淡出历史的记忆。尽管如此,万物的生命仍是一股股相互冲撞的力量,它们跨越时空,在地球上留下逆旅的痕迹;它们神秘地从土壤中脱胎而出,历经世代沧桑,将生活的故事延续到今天。生命的命运,地球的命运,原本就是一体的。

达尔文主义者们倡导的生物演化观,着重于强调新物种的产生。而传统观点认为,新物种产生的过程中毫无变异可言。这种冲突导致前者时常忽视传统观点的可取之处。生命一直在重复着枯燥无味的工作:觅食、生长、繁殖和死亡。这不仅仅针对动植物个体,对于该个体所属的整个物种来说也同样如此。这便是海克尔8和海亚特9等生物学者一直倡导的观点。即个体生物的早期成长过程,本质上就是该个体所属的生物群的进化历程。用赫胥黎的话来说,世上的生命,无一不攀爬在其族群的生命树上。这种浅显易懂的准则,学术上称之为“重演律”,它深刻蕴含在现代生物科学的理念之中。达尔文提出进化论后,当时一些社论用漫画描绘的查理·达尔文,1871年

一个布满尘埃的蜗牛壳,便能忠实地记录下生命的辗转变迁。在整个外壳螺旋的最中间,有一片精致的、微小的软壳,正是它最先在风雨飘摇的世界里,为这只弱小的软体动物撑起一片晴空。随着贝壳不断向外延伸,青春的故事也不断延续:一次被突袭的遭遇化作一道挥之不去的伤疤,一段艰苦的岁月沉淀下一道道密集的螺纹。再往外圈细数,便是完全成熟的外壳,上面布满花俏的斑块和凸起的棱脊,那是软体动物求偶的骄傲。最后,当这个壳步入晚年,接踵而至的空洞侵蚀掉螺圈的外层,一切又回到幼小时的模样。然而,和所有的“二度童年”一样,壳晚年的境况不免显得有些衰颓。一只蜗牛就是这样一步一步地将生命的自传镌刻在自己的骨骼之上。从地下发掘的残存恐龙骨头

与蜗牛相似,许许多多的甲壳动物不仅书写了自己的传记,也书写了它们族群的传记。以鹦鹉螺为例,这种古老的水生动物如今能奋力地撕碎渔人的丝网,却也不过是从古生代的辉煌中所留存下的最后的光影。当鹦鹉螺出现的时候,它的壳是一个直挺挺的圆锥形。渐渐地,壳逐步进化,伸长了好几英尺。那时,鹦鹉螺驰骋大洋,甚至没有哪一个海湾能超出它的势力范围。然后,时间一点点过去,它的壳开始变得弯曲起来,从一开始的近乎弓形到一个不标准的圆形,接着越来越圆,最后进化出比较完美的圆弧螺旋——内圈的螺旋完全被包在外圈的螺旋中。在从卵到成年的发育过程中,鹦鹉螺的每一种发育形态,都对应着其在某一特定时代的祖先的成熟状态。当我们一圈圈地拨开鹦鹉螺的壳,尘封的历史便被一页页地翻出来。那不仅仅是我们手中的小小生命的历史,也是整个鹦鹉螺种族的历史。每一只存活的鹦鹉螺都用自己的生命写下了一段族群的传记,那是一篇悲壮的墓志铭,它记载了太古时期的荣光,也昭示了其终将灭绝的宿命。鹦鹉螺是一种海洋软体动物,已在地球上生存了大概4.5亿年,目前仅存2属6种,仅存于印度洋和太平洋,被称为海洋活化石

对于脊椎动物而言,也许是因为在生长发育的过程中骨骼结构会发生较大的变化,它们的成长过程并不能像甲壳动物一样,完全刻画出其种族的进化历程。然而,还是有相当一部分脊椎动物能部分地反映出其种族的历史。以人类为例,其早期发育过程的背后,便隐藏着漫长的故事。兴许有一天,人类真的能拒兽性于千里之外,但人的肉体依然只是动物的躯体。人类是有胎盘的哺乳动物,这一点和马、象、牛、猫、鲸、河狸以及类人猿等物种没有任何差别。和这些物种一样,人类通过哺乳培育后代,拥有一根脊椎、一腔热血、一身毛发、两块分离的胸腔以及肚脐上的小小洞眼。此外,人类的胚胎在诞生四周之后便会发育出一条尾巴。那尾巴又宽又扁,不像是哺乳动物的尾巴,倒与鱼类的尾巴非常相似;胚胎发育出的咽喉两侧各有四条小小的裂缝,血管和神经遍布其中,这又和某些鱼类的头部特征十分接近;心脏仅由一个心房和一个心室组成;泌尿系统和消化系统共用一个废物储存区,也共用一条排泄道。人类胚胎与鱼类的相似点数不胜数,生物学家们甚至以此构想出人类的祖先用鳍在水中漫游的画面。在论证“人类物种起源于其他动物的进化”这一观点上,一个人自身胚胎的发展经历,无论在他登赴极乐世界多久以后,都比他生前滔滔不绝的雄辩更为掷地有声。

任何生物的种族历史显然都拥有比其个体更长、更复杂的阶段性链条,即使后者是像人一样复杂的个体也是如此。自然,所有在百万年间发生的事件不可能在一个短短的生命时间中便能被总结。种族的历史时常被歪曲,因为那历史在一个快速生长的个体中重塑的速度实在太快。在这期间,许多阶段会被省略,另一些则因为近期的适应调整而发生改变,以至于生命历史不能给予种族历史一幅真实的画面——虽然数以千计的动物和植物的确在个体生命中总结了它们进化的主要事件。胚胎展现的生物进化史,海克尔于1866年在其《普通形态学》一书中提出了生物发生律(或称重演律):“生物发展史可分为相互联系的两个部分,即个体发育和系统发育,即个体的发育历史和同一起源的生物群的发育历史,个体发育史是系统发育史的简单而迅速的重演。”

与重演律相提并论的另一条规律也十分明显,却没能得到应有的重视。它告诉我们个体生命后半生的生命发展可以预示整个种族的宿命。如果你是一个古生物学家,你就能凭借着对更久远的历史的窥探,发现个体所经历的成熟、衰老和消亡,对于种族而言同样不可避免。你会在繁杂的化石记录中看见生物往常的兴衰起伏以及它们的反复无常。你会发现生物种族和个体之间的最大区别,便是种族的循环演进十分漫长,而个体的轮回却转瞬即逝。遗憾的是,这项区别并没有太多的实际意义。

借由种种途径,自然界对整个宇宙发出了它绝对权威的命令——尘土必须回归于尘土。于是,一贯最执着于自由之梦的人类,便生存在一个轮回旋转的世界当中。在这个世界里,星体和原子,生命的种族与个体,鼠类与人类都必须在一个永无止境的循环中重复着它们乏善可陈的宿命。而自然对能量流转的唯一犒赏,只是这样一个情节和结局:万物都必将回到原点。

人类的梦想之所以包含着巨大的缺陷,原因就在于人类是动物,他同样要遵从那统辖所有血肉之躯的自然法则。和其他动物一样,人类也要在其族群的生命树上攀爬,无论这在他看来是否具有意义,攀爬始终都是他的宿命。他该如何才能坚守自己在自然界中的位置?他需要怎样强大的心灵才能为自己的梦想增添一砖半瓦?他是否有机会缓缓地向生命树的下方挪动,去躲闪那觊觎着他的死亡?海克尔的人类进化图表,1876年六、生命的代价

显然,对于过往之事,我们唯一能做的,只有苦苦钻研,以期预测未来。然而,这样的钻研似乎毫无希望。过往的岁月像一块墓地,一层一层地深埋着被遗忘的生物的骸骨。那些曾盛极一时、统领世界的种族,都不可避免地接连向湮灭走去。生命的追随者数不胜数,却只有极少数能落得清闲。单细胞的动植物在今天依然大量存在,其形态从古至今并未发生太大变化。一些甲壳动物、鱼和爬行动物也是现代世界里的活化石,它们存在的时间比其他任何动物都要长得多。然而,这些生物都不过是例外。绝大多数情况下,生命的代价都是死亡。

那些长久地逃离了消亡命运的种族,都是与世无争的隐者。在充满激烈竞争的生命舞台上,它们黯然地缩在不起眼的角落里,去选择一种长久存续而非丰富多彩的生命。然而,这些相对意义上的永生者所支付的代价也许更甚于死亡。它们几乎一致是原始的、退化的。要么停滞着生存,要么进化着死亡,大自然没有为生命提供第三条道路。

如果把时间扩展到永恒的范围,几乎所有的种族都是竞争中的失败者。一个种族对一种环境越适应,环境发生改变时这个种族的消亡也就越迅速。尽管一个伟大种族的内在活力也许会独立于种种外部变迁而代代相传,消亡的终局依然在所难免。

人类脱胎于一个失去了活力的种族。当人类的近亲在非洲和东方的热带雨林里叽叽喳喳地发表其对天鹅歌声的真知灼见时,人类自身已经失去许多天赋的体格优势。人的视力早已没有了昔日的清晰,他的耳朵也无法进行敏锐的听辨,他的鼻子不过只是面部的一块突起,他的双手变得孱弱,他的牙齿与其说是武器倒不如被视为残疾,他端正的体态为生育增添了无端的痛苦。先前不可或缺的阑尾不仅退化成一个既不实用也不美观的古董,还可能演变成孕育死亡的温床。除去脑部的完善,人类与其他追逐生物界领袖地位的种族相比,卑微得就如一堆动物器官的简单聚合。

人类的这些器官得以在一段时间内维持其聚合,人类自身得以维持生存,还有赖于科学的进步。然而,每一个人类个体依然无法规避那在生命树下撕裂开来的深渊。从深渊最黑暗的深处走出来的人类,终究会回归其中。尽管如此,他的聪明才智还是会削弱那使他摇摇欲坠的引力。战争和疾病频频上演,人类的增长数量依然超过了其他所有的哺乳动物。他给予婴孩——这星球上最娇嫩柔弱的生命——以无微不至的关怀,使他们的存活率高于世上一切生物的后代。他总是能找到水草丰美的栖息地,不断地迁徙和定居。死亡随时会吞噬一个境地相对窘迫的种族,人类却能以其不可比拟的发现与创造的力量,去阻碍死亡的前进道路。不过,人类的躯体中依然隐藏着溃败的因素。当时间的车轴碾过世间万物,他的身体将无法避免每况愈下的境地。最终,消亡的宿命会降临在每一具血肉之躯上。单细胞生物分为有核和无核两类,如草履虫,是典型的有核单细胞生物,主要由细胞核、细胞质、细胞器构成,在整个动物界中属最低等、最原始的动物

辱,却无法意识到这两种命运的存在,更不用说改变其中任何一种的进程。时光荏苒,命运之风从未改变吹拂的方向,但人类却成为了第一个聪明的水手。他有一把舵,用以掌控生命的航向;他也有足够的智慧,以便知晓掌舵的方法。尽管当冒险结束时,他也会搁浅在相同的沙滩上,但那伟大的航行已然彰显了前所未有的美丽和尊严。

尽管如此,人类演化的轮回还是有别于先前出现的其他生物。与三叶虫和恐龙主宰生物界的时期相比,人类的时代确实微不足道。然而,前者在其鼎盛时期固然所向披靡,却对那些早已写入了其命运中的死刑判决无能为力。它们享受过超群的尊荣,也经历过灭绝的屈人类的希望应托付于一个器官,一个在人类之前曾在无数的生物头部运行的器官,它就是大脑。大脑的智力随着生物演化不断增长,终于在人类体中拥有了自我意识。低等动物常常是自身本能的受害者。它们盲目地追随本能,无论其指引的前景是安全还是死亡。人类不能幸免于那份从生物血脉中承袭下来的冲动,却可以仔细审视并合理控制自己的本能。凭着发达的大脑,他可以做到其他生物都无法做到的事:在湮远的年代中,他便可以和今天一样,运用大脑的智慧与自然协力塑造自己的命运。令人高兴的是,古今的一致性表明:托生物史演进之福,人脑已经发育到了大脑智力的极限。人类最大的希望,不在于发掘更多的实用的设备,而在于在已有工具中延伸出更多的用途;不在于演化出更强有力的体格,而在于强化自己的精神和心智。澳大利亚一种淡水鳄鱼。鳄鱼是世界上最古老的爬行动物之一

大自然曾赋予人类以必要的能力,助其开展一段全新的生存冒险。自卫和繁殖这两项本能,很久以前便是人类与生俱来的属性。没有它们,用不了一个世纪,人类的种族便会从世上消泯无踪。但如果前者会导致战争,后者会引发淫乱,并不意味着这些本能十分邪恶,而只是因为人类没能控制好自己天赋的能力。

亲体本能在神经系统发育历程的晚期才出现,它以最佳的形态出现在人类行为中。尽管这种本能时而会绑架母亲的自由、压抑孩子的天性,但它对于一种能体察到爱、美和真理的生物而言,依然可以守护那些使生活充满意义的价值观;集群本能是人类所获得的最后一项基本天性,它有时会抹杀差异化,却是塑造人类文明不可或缺的基石。

无人知晓人类将运用其才智将自己的生命塑造到何等地步。他是

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