- 科技創(chuàng)新啟示錄:創(chuàng)新與發(fā)明大師軼事
- 金涌編著
- 2125字
- 2021-03-26 23:36:41
1 引言
INTRODUCTION
創(chuàng)新是自然界演化的永恒規(guī)律人類自身就是這一創(chuàng)新的產(chǎn)物

人類所處的宇宙,誕生于138億年前的一次大爆炸。從那一刻開始,宇宙就不停地在創(chuàng)新中變化著。人類生存的地球是宇宙中一個普通的恒星系里的一顆小行星。科學家對這個恒星系——銀河系結(jié)構(gòu)共同研究的最新成果,給出了銀河系結(jié)構(gòu)如圖1-1所示。
圖中可見,在銀河盤狀結(jié)構(gòu)上有4條主旋臂,分別是英仙臂、人馬-船頂臂、矩尺臂和盾牌-半人馬臂。地球所屬的太陽系,并不在四條主旋臂上,避免了大量星球間的碰撞。太陽系圍繞銀河中心旋轉(zhuǎn)一周約需2.12億年,太陽距離銀河中心面的垂直距離約20光年,而距離銀河中心水平距離約26,000光年。

圖1-1 銀河系結(jié)構(gòu)圖
我們的太陽系正是湮沒于幾千億顆恒星星系的銀河系中。此外,宇宙中另外還有1000億個類銀河系存在,但在這茫茫的宇宙中,至今并沒有發(fā)現(xiàn)第二個像地球一樣,有著如此美好生態(tài)系統(tǒng)的星球。這顆藍色星球如果不是宇宙中唯一的,也是極其罕有、珍貴的。我們自身就是宇宙不斷演化創(chuàng)新的產(chǎn)物。
這一創(chuàng)新演化過程是闖過了重重難關(guān),在極其偶然機遇下形成的。首先我們的宇宙必須像現(xiàn)在這樣大,宇宙越小,它從膨脹再收縮而后絕滅這一過程所需時間越短。對我們地球來說,為了取得進化出智慧生物的足夠時間,宇宙必須像它現(xiàn)在這樣大。
宇宙的這一演化過程是從混沌一片的基本粒子中開始的,首先形成原子、分子、宇宙塵埃,再凝聚成星系,而太陽系位于銀河物質(zhì)的非密集區(qū),避開了大量星球間碰撞,且大小適中,壽命長,已有45億年壽命,還能穩(wěn)定存在45億年。因此,它有足夠的時間進化出人類。
地球在太陽系的位置適中,而太陽系又不是銀河系內(nèi)常見的雙恒星系結(jié)構(gòu),所以地球軌道近圓形,接收陽光適中、穩(wěn)定,而且地球繞太陽運行的公轉(zhuǎn)軸與地球自轉(zhuǎn)軸平面的夾角為23度26分,使地球有四季和晝夜變化,大部分地球表面接受陽光均勻。
地球存在磁極,使太陽輻射出來的大量高強度帶電粒子流,集中于地球兩極。大氣層中出現(xiàn)臭氧層,屏蔽了太陽光中過量紫外線輻射,有利于單細胞生物的出現(xiàn),進而發(fā)展成植物-動物-微生物的生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)。
地球形成的早期俘獲了大量水汽而形成海洋,因為地球引力大小適中,既形成了大氣層,又形成地—月系統(tǒng),產(chǎn)生了潮汐現(xiàn)象,這可能對孕育生命有重要作用。
地球內(nèi)部的板塊結(jié)構(gòu)運動,不斷更新陸地、海洋、山脈、地形結(jié)構(gòu),使地球創(chuàng)造性地演化出形形色色的生物,終于有了今天物種復(fù)雜的地球生態(tài)系統(tǒng)。
我們的地球和我們自身是在符合自然規(guī)律,又巧妙地利用了這些機遇中創(chuàng)造性生成的。人擇原理告訴我們,宇宙一定會生出智慧生物,但宇宙若以另外方式演化,地球?qū)霈F(xiàn)完全不同的生態(tài)系統(tǒng),也許就不是我們出現(xiàn)在這里了。
自寒武紀生物物種大爆發(fā)開始,地球上逐漸形成了成熟的自然生態(tài)系統(tǒng)。它具有以下特征。
(1)自然生態(tài)的可持續(xù)性。成熟的自然生態(tài)系統(tǒng)存在生物多樣性,物種之間形成復(fù)雜的食物鏈關(guān)系,植物-動物-微生物之間食物鏈循環(huán),生產(chǎn)者(植物)-消費者(動物)-分解者(微生物)各司其職。資源被充分循環(huán)利用,不存在資源匱乏和環(huán)境污染問題,循環(huán)的推動力僅靠能量密度很低的陽光,通過光合作用就能運行了。
(2)自然生態(tài)的和諧性、穩(wěn)定性。自然生物充分利用陽光、水、空氣和礦物營養(yǎng)元素和諧發(fā)展。自然生態(tài)歷經(jīng)多次隕石撞擊等天文災(zāi)變、冰河期、地質(zhì)板塊重組,都通過自組織功能修復(fù),保證了自然生態(tài)的穩(wěn)定運行。
(3)最為重要的是,自然生態(tài)具有創(chuàng)新性。生物個體發(fā)展中通過基因突變,不斷進化,創(chuàng)造出新的功能、新的生存方式,在與環(huán)境互動中進化得更為優(yōu)化、完善。譬如寒武紀以后,生物進化出視覺細胞,信息的獲得提升了捕食者與被捕食者的攻防手段,使生物進化有了形形色色的策略,加速了進化過程。
人類自身就是自然創(chuàng)新的產(chǎn)物,又具有根植于生物界基因創(chuàng)新的本能。它既體現(xiàn)于環(huán)境的客觀演化,也是高等生物的主觀追求。生物界與自然界、客觀與主觀相互融合、促進,創(chuàng)新是其發(fā)展本質(zhì)的體現(xiàn)。
人類作為宇宙創(chuàng)造的珍稀的智慧生物,生命作為物質(zhì)的最高運動形式,它們先天有兩大稟賦,第一是繁殖,雖然每個生物個體會在不長的生存時間內(nèi),經(jīng)歷孕育、誕生、成長、衰老、死亡,但通過遺傳繁殖,可使其基因千萬年乃至億萬年地保持下去。第二是創(chuàng)新,通過不斷改善生物個體的生存環(huán)境,使其有更優(yōu)異的演化條件。人類既是自然環(huán)境演化創(chuàng)新的產(chǎn)物,又是在遵循自然規(guī)律條件下,改造生存環(huán)境的創(chuàng)新主體。
近年來,人們在不斷思考,我們從哪里來?如何發(fā)展至今?又將向何處去?特別是最先進的宇宙觀測發(fā)現(xiàn),人類所認識的物質(zhì)世界僅占宇宙整體構(gòu)成的約4%,還有96%竟是人類還不了解的“暗物質(zhì)”和“暗能量”,這無疑是物質(zhì)科學大廈上空的一團“烏云”。對于它們的科學認識必將形成人類新的時空觀、運動觀和物質(zhì)觀,并對整個自然科學和哲學產(chǎn)生難以估量的影響,遠望使我深陷一片遐想。
人類也逐漸明白了所有創(chuàng)新和創(chuàng)造必須順應(yīng)自然規(guī)律。地球上的自然資源是有限的,而人類改善自身生存條件的要求是無限的,人類必須與地球這個母親和諧相處,在創(chuàng)新與和諧中不斷創(chuàng)造更幸福的生活。
從蠻荒進化到現(xiàn)代文明社會是源于人類天生的稟賦,是不停求新求變、創(chuàng)新創(chuàng)造產(chǎn)生的,人類沒有理由不繼續(xù)在遵循自然規(guī)律的前提下,繼續(xù)不斷通過創(chuàng)新創(chuàng)造,使我們生存的地球更完美、更宜居,這是自然界賦予我們的神圣使命。