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第3章 雨季

進化女神必然心滿意足,否則她不會沉睡了漫漫30億年。

或許進化女神對自己的成就已深感驕傲,覺得無須再上一層樓了。當然,大分子的細胞膜的確是一大發明,頗能令人浮想聯翩。然而漫漫35億年中,她為何只創造出了單細胞生物?為什么沒有任何更復雜的生命形式,沒有腿,沒有牙齒、眼睛,哪怕是一些勉勉強強分出了上下身的爬行生物?為什么進化女神停滯了這么久才繼續沖勁十足地著手生命的實驗,創造出愈來愈復雜的有機體?

似乎她此刻才意識到自己已誤了工期。

上帝抱怨道:“請你看一下訂單,我的訂單上已寫明,寒武紀初期就應該有霸王龍。什么?你只造出了貝殼和蝸牛?還不趕快干活去!”

生命史中并不存在什么進化訂單。

或許我們可以換一種方式來提這個問題。為什么進化女神創造的生命日趨復雜?其實大自然的發展并沒有呈現出明顯的“進步”趨勢,雖然我們一廂情愿地以偏概全。當然,人比單細胞動物聰明,然而人類也更為脆弱。復雜性令我們虛弱,只要氣溫稍有變化或股市稍稍低迷一些,我們就會不堪重負。然而細菌卻不畏嚴寒酷熱,能經受火山爆發、彗星撞地球式的大災難,無論是在滾燙的深海溫泉還是南極的冰天雪地,無論是在巖石中還是在你的面包里,細菌都能隨遇而安。總之,細菌比人類活得更瀟灑。其實它們才是完美的終極進化產品,然而出于某種原因,進化還是選擇了繼續向前走,一直走到細胞生命開始寫作、閱讀為止。

要弄懂這個問題,我們先得了解進化女神的本來面目——進化是無數偶然事件的犧牲品,她從未想過要去創造生著蟹螯、長著柄眼或打著阿瑪尼領帶的生物。當然,讓細胞批量生產是一項偉大的壯舉,這一點毋庸置疑。但話說回來,進化女神從過去到現在所做的一切,無一不是既有條件帶來的后果。而這些條件又完全聽任地球的指揮——地球就像喜怒無常的女明星,時而六親不認,時而溫柔可親。有時她還要求人們在遵從其絕對權威的前提下持續改造自然環境。

面對各種氣候、地質乃至宇宙條件的影響,進化不得不經常有所行動。因此,想到進化女神在長達30億年的時光中一直成功地制造著單細胞生物,人們不能不驚嘆莫名。因為以一切可能的方式打擊萌芽中的生命,一直是年輕地球的一大嗜好。而且,細胞并非從一開始就是細胞,其中還涉及時間速度以及因果循環等問題,尤其……

就此打住!

一無所有——137億年前宇宙大爆炸

我們還是先往回走,走到最前端,走到大爆炸之前。你看見什么了嗎?沒錯,一無所有。之所以一無所有,是因為那時還沒有宇宙,但是這種虛無恰恰導致了自身的覆滅。人類在丈量自己時,不僅要考慮長、寬、高等數據,還應考慮到自己的“使用期”,就像商品一樣。但是大爆炸之前并不存在時間,換言之,時間還沒溜進宇宙。沒有時間,就沒有時間中的過客。

然而大概在137億年前,一件不可思議的事情突然發生了:一無所有的虛空中驟然誕生了時間和空間,兩者開始迅速延展。面對這一事件,就連史蒂芬·霍金也語焉不詳。接下來,無數事件以驚人的速度相繼發生,即使只是探討年輕宇宙生命的頭三秒,人們就得窮盡書海。然而如果你認為那只是一段事件“繁多”的時期,那就得小心了。我們完全有理由相信,那時的時間速度比今天要高出很多倍。想象一部以快動作鏡頭拍成的電影——電影中的動作與正常時間中的動作一模一樣,只是一切都快了三倍。這種快節奏的播放速度類似一種時間的高速度,而電影中的角色卻完全不會因此手忙腳亂。在他們眼中,一切并無異樣。而且,即使他們知道自己只是電影里的角色,并看見了觀眾所在的世界,他們仍會認為他們要比我們所在的世界快三倍。

時間是一種相對概念,它受各種各樣的因素影響。重力會令時間摧折、緊縮、彎曲或倒流。今天,時間在宇宙的不同區域以不同的速度流淌。各個宇宙時區的人均會認為自己體驗的時間才是絕對的時間,但只有一個獨立于時間之外的觀察者才會發現其中的巨大區別。

因此,一個過程的快慢,或一段時期的長短其實只是觀察者的一家之言——換言之,只是一個時間測量者的一家之言。然而直到今天,“獨立于時間之外的觀察者”依然只是高等數學的假設物,因此我們只能滿足于自己的片面性,將30億年視為一段漫長無比的時期。既然那時根本沒有人來確立時間的標準,因此“快”“慢”之類的概念完全可有可無。長短并無意義,3秒和30億年之間并無區別。時間長短的計量其實并不依賴于時間單位,而是取決于事件的豐富程度。這點我們均有親身體會。在無聊至極的場合——譬如岳父在婚禮上致辭時,或政客對尖銳問題作答時——十分鐘漫長得如同行走在荒蕪的沙漠中,然而情意綿綿的夜晚卻如流星般稍縱即逝。這樣看來,30億年的單細胞生命或許只是一瞬間,而開天辟地的三秒卻是一種永恒。因此,人們不能因為地球歷史中的主要角色是細菌,就指責進化女神玩忽職守。這種看法實在有失偏頗。

再回到大爆炸的話題上。時空繼續擴展充盈,而宇宙則漸漸冷卻。其實冷卻也是一個相對概念。5000℃或許已酷熱無比,電子在這樣的高溫中瘋狂飛轉,然而即便這樣的速度也無法逃脫質子的吸引力。因此,一個電子總是圍繞著一個質子運轉,這樣就產生了氫原子。

大爆炸之前,宇宙無限稠密而且均勻。而在此之后,物質間產生了縫隙,光能借著物質傳播。而且,由于光子①能夠穿越固體微粒,因此它們無須沖撞或撕扯物質。這樣一來,物質終于獲得了穩定的結構。氫構成了星云,星云愈積愈大,愈積愈沉,最后終于不堪重負而塌陷收縮。群星產生了,它們像高壓鍋一樣,蓄積著巨大的壓力,以致內部的氫都融合成氦。三個這樣的氦原子核在一起便生成碳,碳原子核繼續融合氦,就會變成氧。正是在這樣的過程中,今日宇宙的基本元素一一形成,世界開始熠熠生輝。

隨著宇宙的冷卻,愈來愈多的空間變成了荒蕪的沙漠。恒星之間充滿著虛空,飄蕩著無數自由的微粒。星體散發的強烈紫外線阻止了一切可能的邂逅。然而氣態星云中的情況卻恰恰相反。那里的物質密度如此之大,無論是紫外線還是任何其他光線都無法滲入。因此星云總是漆黑一團,而且寒冷無比——-240℃。這樣的寒冷恰好能夠形成分子,而這樣的密度更適合產生星體。

無數新星體相繼誕生。許多恒星走到了生命的盡頭,由于自身的重力而不斷向內塌陷收縮,直至達到最高密度。其后果只有一個——一場華麗的爆炸。這場爆炸將熾熱的恒星氣體甩向宇宙太空,甩向宇宙誕生時產生的氫分子云,而氫云十分樂意接納死去的恒星留下的沉重玩意兒②。于是,在十億個未成熟的銀河星系中,氫與氧初次邂逅,兩種元素不斷融合,直到在冰冷塵粒的表面形成一種全新的分子——水。

點燃新火爐——太陽系形成

90億年的時光匆匆流逝。星辰誕生,星系形成,像宇宙之輪一樣生生不息。幼年時期的宇宙環境并不理想,星星們吵嚷不休。我們的星系(銀河系)也是好爭奪地盤的侵略者之一,它與鄰居們沖突不斷,野心勃勃而且態度惡劣,無數次沖撞后最終創造出了一團物質豐裕的黑色云狀物,或許一顆相鄰恒星的爆炸也幫了一下忙。無論如何,云狀物不斷萎縮,終于在內部點燃了一個新的火爐——太陽。那些沒有熔化的物質,尤其是灰塵構成的氣體,開始圍繞新的大火爐旋轉移動。正是這種旋轉的離心力使得這一氣體和物質的混合體沒有被其他年輕的星體吞噬。反之,這個灰塵云團卻不斷向外擴張,并形成了一個由巖石和冰粒組成的巨大平滑的圓盤——原始行星盤。

水也在不斷旋轉的太陽之霧中漂移并凝固成冰。太陽中軸附近的溫度高達1200℃,因此水在此處很難停留。只有巖石內部的水才能保存下來,巖石外部的水都會化為蒸汽。圍繞太陽形成的內環由巖石構成,這些巖石一塊又一塊地緩緩結合,從很小的塵粒開始,互相沖撞,然后永不分離。漩渦狀的塵霧中雷電交加。物質不斷地結合成愈來愈大的團塊,形成無數小行星般大小的巖石,而每一塊巖石都在靠近其他巖石。

如果有人打算譜寫一首具有終極意義的愛之歌,他或許應該考慮將其獻給重力。重力才是最獨一無二的吸引力!我們的太陽誕生約100萬年之后,原始行星盤附近的塵粒中誕生了30顆小行星,它們是太陽的寵兒,圍繞著太陽運轉,在狹窄的空間中競爭。某些時候,它們會狹路相逢——有些行星會離開自己的軌道,沿橢圓形軌跡向對方靠近,最終以每小時幾萬公里的速度相撞。只有大行星能承受撞擊的壓力,吞噬小行星。

一億年的時間就這樣流逝了,太陽的內環上終于誕生了四個階段性贏家。這四顆行星你爭我奪,力圖奪得唯一一份光輝的未來,其中的三顆心滿意足地占據了不太有利的地盤,有兩顆行星尤其靠近太陽,第四顆稍遠,然而最終的贏家只有一個——第三顆行星,我們的地球。

早期的地球是炙熱的地獄!它經常接待一些小小的“不速之客”,在外來星體不斷撞擊的過程中,這顆行星漸漸成長。它吸收了外來星體內部的液化水蒸氣,將其像大衣般披掛在自己外部。嬰兒階段的地球質量只有今天的三分之一,幸而有那些飛來飛去的宇宙物質不斷使它壯大。地球面臨的挑戰者日益增多,質量愈來愈大,水愈來愈多。就在這時,一顆巨大的星體忽然朝地球迎面撲來,大得令地球無法將它一腳踢開。③

忒伊亞④是一顆與火星大小相近的小行星,偶然間撞上了地球,其撞擊造成的殘骸飛向了宇宙。24小時之內,地球周圍竟形成了一圈碎石環。后來,大部分碎片仍然回歸年輕的地球,與其融為一體,為這個新世界添磚加瓦。另外一些碎片在重力的作用下聚集成團,構成了地球的盟友——月球。如此,地球才通過宇宙動亂的考驗,獲得了屬于自己的衛星。

原本的世界末日竟變成了新的起點。

與忒伊亞相撞后,我們的行星變得更穩定、更巨大也更有力。當然時間又經過了5億年,直到當時的大火球——今天令我們安居樂業的地球——獲得了一層較為穩定的外殼。由于來自外界的撞擊從不間斷,有機分子很難結合,但是地球卻也因此獲得了自己的內部結構。各種不同重量的元素隨著巖石和流星降臨到地球表面,沉重的鐵元素由于引力聚集在地核中,而較輕的物質則圍繞地核形成了不同的地層。

無數氣體爭先恐后地從炙熱的熔巖流中逃逸出來——二氧化碳、氮氣、氨氣、甲烷,當然最主要的還是水蒸氣。整個太陽系的外層籠罩著一層由物質塊、顆粒物、碎片構成的球狀云霧,水正是由此誕生的。太陽內環的變動尚未平息,遠離陽光的地方又出現了新的行星。它們形成時留下的大量殘骸由等量巖石和冰塊構成,這就是彗星。

彗星沖向地球,彌補了地球在“忒伊亞大沖撞”中失去的水分。

蒸氣層再次變得稠密,直到牢牢地覆蓋了地球。隨著蒸氣層密度增加,接二連三的爆炸所產生的熱量更難離開地球。行星變成了一個蒸籠,其表面開始熔化,耀眼的紅色巖漿淹沒了一切。地球表面溫度高達1260℃,氣壓相當于100個大氣層所產生的壓力。行星表面覆蓋著兩片大洋,其中一片由水蒸氣構成,底下則是會漸漸吸收上方蒸氣的巖漿海。此時若有新的巖塊撞擊地球,蒸氣層也不會變厚,因為熔巖會立刻吞噬剛產生的蒸氣。

后來,這些“太空導彈”愈來愈少。

天氣預報——300℃的傾盆大雨

地球剛誕生時曾有一層薄薄的大氣,然而當時的地球又小又輕,引力還不足以使大氣層與不斷干擾地球的太陽風暴抗衡。年輕的大氣層很不穩定,在產生月球的那次大沖撞中,大氣層被甩入了太空。而現在的形勢則好多了,地球已擁有足夠的重量,能夠防止新生的炙熱蒸氣層遁入太空。由于流星雨減少,地球漸漸擁有了一個固定的表層,氣候也漸漸涼爽,也因此產生了一種陌生的新現象——下雨。

傾盆大雨!

然而,稱之為雨或許并不恰當。

沒有任何一家電視臺敢播放這樣的天氣預報:大雨溫度超過300℃。在100個大氣壓以及如此高溫下,水才能凝結成雨。大雨持續下著,這一終極惡劣氣候持續了幾千年。大氣層中的所有水分都落到了地球表面,1.5億兆噸的雨水轟轟烈烈地傾瀉下來。第一次大降雨之后,地球冷卻了,云層產生,新的雨水又降下來。然后又有了云,又有了雨。云,雨。日復一日,年復一年,幾百萬年就這樣過去了。

水是一種罕見的分子聚合物,其內部一片混亂,仿佛羅賓·威廉斯演唱會的前幾百排歌迷。水的誕生多虧了當時缺少兩個電子的氧。由此氧進入原始云層后,得找到兩顆氫原子,從而變成一個兩極分子,一端呈陰性,另一端呈陽性。這便是水分子,其質子對和電子對喜歡吸引其他水分子中和自己不同的另一面,并互架橋梁。這種氫鍵橋很微弱,遠不如分子中原子之間的吸引力,單是高溫便能擊潰這種橋梁。然而在適當的條件下,水分子之間能夠發生一觸即斷的短暫結合,每一秒鐘的結合次數高達幾十億,這是一場無窮無盡的分子亂舞,一片混亂,卻連綿不斷,結果便形成了流動的水。

當時還沒有可觀的山脈,地球就像月球一樣,渾身布滿火山口,整個行星的地表漸漸沉入水下,只有最高的火山頂才能露出水面。此外,降雨還將大氣層中的二氧化碳沖了出來,二氧化碳便與凝固的巖漿發生了反應,釋放出巖漿內部的礦物質。這樣,海水中才有了鹽——我父親曾哄騙我說,海水之所以咸是因為曾有一個水手把抹了鹽的早餐蛋掉入了大海。我當時并未接受這一說法,然而一個六歲的孩子也無法用更好的理論來反駁他。

一片原始海洋出現了,這片海中沒有任何生命。

沒有人能在那樣的海洋中游泳。海水的溫度極高,平均深度達3.5公里,當然與地球約6500公里的半徑相比,這點深度實在不值一提。海洋的水來自太陽內環的天體和從寒冷的遠方飛來的彗星。兩種水擁有不同的年齡和來源。某些水分子產生于太陽系誕生之前,某些產生于恒星之間。在降臨地球之前,這些被凍結成冰塊的水分子一直在太陽系的外側游蕩。然而無論來自何處,它們現在已融為一體。

水不停地澆灌著地球。

火山的側面漸漸被侵蝕。雨水將玄武巖沖入了由眾多炎熱島嶼環抱和蓄積的水中,海底的沉積物不斷加厚。沉積物質日漸增多,重量高達幾百萬噸,終于,海底下薄薄的地層崩塌、熔化了。一些熔巖流回到地層上方,和不斷增厚的沉積物層融為一體,并與其發生反應,變成了一種即將完全改變世界面目的物質——花崗巖。

花崗巖比玄武巖輕,質地卻極為堅硬。新的巖塊中不斷產生大塊花崗巖,某些巖石竟與瑞士國土面積大小相當,某些則只有孩子們的操場大小。剛開始時,這些巖石都埋在水下,后來,浮力原理讓它們浮出了水面,因為它們比海床物質的密度更小。因此,40億年之前,第一批島嶼終于冉冉升出海面,這些島嶼不再是火山爆發的產物。

隨著島嶼的浮現,原始海洋的時代結束了。

新一輪循環開始了,舊的土地腐化,新的土地誕生,這一過程持續了幾百萬年。幾公里厚的沉積層壓在玄武巖構成的海底上,更輕巧的花崗巖島嶼不斷成長,開始與沉重的周遭環境抗衡。最后,島嶼周圍的地殼終于裂開,陸地從海底升上來。這是一個不斷重復的漫長過程,海面下薄薄的地殼不斷破裂,新的熔巖流入了沉積層,而花崗巖質的土地不斷擴張,直到它們彼此相遇。狹路相逢后,每一塊陸地都不甘示弱,于是它們被緩緩流動的海洋地殼擠在一起,在赤道附近連成一片巨大陸地。這片廣袤的陸地被稱作超大陸,在之后的幾百萬年中,類似的超大陸不斷涌現。然而這依然不是地球今日的面貌。

距離我們的時代25億年前,超大陸基本上只包括今天的北美洲和澳大利亞,以及非洲和早期歐洲的一部分。世界史上的第一塊大陸是一片空曠死寂的巖石沙漠,到處是耀眼的巖漿,很難稱得上賞心悅目。

然而,海洋深處卻在悄悄活動著。

分子開始舒展筋骨,互相試探,結成聯盟。隨著超大陸的第一個板塊浮出水面——那是40億年前的事情了——大自然又獲得了一個新的幫手。這位幫手一直耐心等待著,等待最厲害的宇宙沖撞漸漸平息。

當然,荒寂的地球依然不時迎來一些大大小小的不速之客——小行星墜入海洋、撞擊大陸,還有一些小型隕石,其中有些大小相當于馬略卡島和西西里島。幸而地球已度過了最可怕的煉獄時代。新來的幫手環視地球一圈,干勁勃發。這一刻,她相信生命的創造已萬事俱備,于是她開始著手工作。

這位幫手就是進化女神,她早已胸有成竹。

正如每一位優雅的淑女,她帶著一個手提包。

注釋

①光子(Photonen):物理學區分了有形的(有重量的)和虛擬的(無重量的)基本粒子。光子屬于虛擬粒子,是電磁射線的基本組成部分。人們通常認為光子是量子光,即根據量子理論可測量的最小光量。

②指原子量較大的元素,包括氧、碳等元素。

③這里指的是月球形成的四種理論中的“撞擊說”,另外三種為“分裂說”、“捕獲說”和“同源說”。

④忒伊亞小行星(Theia):在研究月球形成的過程中,科學家所假設的一顆小行星。在距今45億年前,忒伊亞撞擊了地球,其撞擊后的殘骸在其周轉軌道上聚合,進而形成今天的月球。

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