生命是如何誕生的?這是困擾科學(xué)家?guī)装倌甑膯栴},地球生命最早能夠追溯到35億年前,著名的生物學(xué)家達(dá)爾文在寫《物種起源》時,寒武紀(jì)地層突然出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜的三葉蟲化石的事實(shí)讓他感到非常頭疼,因?yàn)樵诋?dāng)時還沒有發(fā)現(xiàn)寒武紀(jì)之前的動物化石,目前昆明魚市已知最古老的脊椎動物,在5億年前的寒武紀(jì)地層中被發(fā)現(xiàn),它是比較原始的無頜魚類,表皮無骨骼和鱗片,身體呈紡錘型,可分為頭部和軀干部兩部分。它的外觀像現(xiàn)今的盲鰻綱,長約2.8厘米,高約6毫米,迄今已知的地球生命出現(xiàn)早期的最高等動物化石。不過地球上的生物都是由簡單生物進(jìn)化而來的,由最初的單細(xì)胞生物進(jìn)化為多細(xì)胞生物,由多細(xì)胞生物進(jìn)化為海洋生物,由海洋生物進(jìn)化為兩棲生物,由兩棲生物進(jìn)化為陸地生物。
人類就是由陸地生物猿類進(jìn)化而來的,那么單細(xì)胞生物是由什么進(jìn)化而來的呢?目前科學(xué)家比較流行的說法是來自于彗星,相信很多人對彗星都不陌生,彗星又被稱為是掃把星,在彗星飛行的過程中,后面總是拖著一條長長的尾巴,這其實(shí)是彗星上面冰晶融化導(dǎo)致的,科學(xué)家認(rèn)為,地球上的水資源主要是來自于彗星,在太陽系早期的時候,大量的彗星撞擊了地球,將水資源留在了彗星上面而且還留下了生命誕生的基本元素,在2004年3月2日,科學(xué)家發(fā)射了一個名為羅塞塔號的彗星探測器,這個探測器的主要任務(wù)就是尋找大約46億年前太陽系的起源之謎、以及生命起源之謎。經(jīng)過將近10年的飛行,這個探測器來到丘留莫夫-格拉西緬科彗星附近,然后在2014年11月釋放菲萊登陸器登陸到了這一顆彗星的表面。這一個探測器不負(fù)眾望,帶給了我們一些新的發(fā)現(xiàn),或與地球生命形成有關(guān)。
科學(xué)家從探測器傳回的數(shù)據(jù)當(dāng)中發(fā)現(xiàn)了磷和甘氨酸,這些都是構(gòu)成生命的主要元素,所以不少科學(xué)家認(rèn)為,地球生命最早起源于彗星,不過這個說法到底是不是正確的?目前科學(xué)家還在積極的研究當(dāng)中,俗話說生老病死乃人之常情,從古至今,任何生物都無法逃離死亡的命運(yùn),只不過有一些生物的壽命比較長,有一些生物的壽命比較短,人類的平均壽命目前達(dá)到了80歲,這已經(jīng)是非常了不起了,為了研究人類壽命的奧秘,科學(xué)家們也做了很多努力,在上世紀(jì)30年代的時候,美國遺傳學(xué)專家就發(fā)現(xiàn)了端粒的存在,端粒是染色體末端的DNA,它具有保護(hù)染色體完整性的作用。
在細(xì)胞分裂的時候,端粒就會減少一段,細(xì)胞不斷的分裂,端粒就會不斷的變短,當(dāng)端粒無法再變短時,人類的壽命也就走到了盡頭,按照這個理論來看的話,只要我們能夠?qū)⒍肆o限延長,那么人類是不是就能夠?qū)崿F(xiàn)永生?不過想要讓端粒延長并不是一件簡單的事情,畢竟除了端粒之外,我們身體內(nèi)的其它因素會不會影響人類的壽命?目前科學(xué)家還不清楚,不過在2020年,天文學(xué)家彭羅斯在瑞典皇家學(xué)院接受了諾貝爾物理學(xué)獎,以表彰他對物理學(xué)研究做出的巨大貢獻(xiàn),他當(dāng)時研究的課題是:關(guān)于宇宙能量以及其循環(huán)的問題,簡單來說就是能量本身的誕生發(fā)展和消亡的過程,以及它在這個過程中表現(xiàn)出來的規(guī)律。
彭羅斯認(rèn)為,我們的生命其實(shí)都是宇宙能量演化的一個縮影,從我們的誕生,到慢慢長大,步入中年,再到老年甚至死亡,其實(shí)都和能量在宇宙當(dāng)中的運(yùn)動變化非常類似,曾經(jīng)著名的物理學(xué)家愛因斯坦提出質(zhì)能方程式,E=mc^2,如此簡潔的公式,卻蘊(yùn)含著深刻的道理,它是從俠義相對論中推導(dǎo)出來的,愛因斯坦用光速這個常數(shù),便將質(zhì)量和能量這兩個物理學(xué)中非常重要的物理量聯(lián)系起來,表面質(zhì)量和能量是等價(jià)的,在我們現(xiàn)實(shí)生活中,隨處可見質(zhì)量轉(zhuǎn)化為能量的現(xiàn)象,比如說我們?nèi)紵禾,能夠產(chǎn)生熱量,這其實(shí)就是質(zhì)量轉(zhuǎn)化為能量的典型案例。不過目前人類還無法將物質(zhì)的質(zhì)量百分之百的轉(zhuǎn)化為能量。
現(xiàn)在人類掌握的最大能量釋放是核聚變,其質(zhì)能轉(zhuǎn)換率只有約0.7%,也就是1公斤質(zhì)量(氫)通過核聚變,質(zhì)量虧損只有約7g(克),這7g質(zhì)量可以轉(zhuǎn)化出6.3*10^14J的能量,相當(dāng)1.75億度電能,約合15萬噸TNT炸藥爆炸威力。即便是核聚變這種低水平的質(zhì)能轉(zhuǎn)化,目前人類還只能以不可控方式實(shí)現(xiàn),也就是氫彈爆炸能量瞬間釋放。而可控核聚變,是讓能量緩慢釋放,才能造福人類社會,這個技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度很大,至今還在實(shí)驗(yàn)攻關(guān)中,進(jìn)展緩慢。而正反物質(zhì)的湮滅能夠百分之百的轉(zhuǎn)化,現(xiàn)在科學(xué)家也在積極的尋找反物質(zhì),看到這里,可能很多朋友會產(chǎn)生一個疑問,就是這些例子都是物質(zhì)轉(zhuǎn)化為能量的案例,那么能量轉(zhuǎn)化為物質(zhì)的案例呢?
在我們的宇宙中,能量轉(zhuǎn)化為物質(zhì)的案例非常少,目前科學(xué)家能夠想到的只有宇宙大爆炸,現(xiàn)代科學(xué)認(rèn)為我們的宇宙誕生于138億年前的起點(diǎn),在138億年前,一個質(zhì)量無限大、能量無限大、熱量無限大、密度無限大、體積無限小的點(diǎn)發(fā)生了爆炸,這個點(diǎn)爆炸以后,宇宙快速的向四周膨脹,經(jīng)過138億年的時間,宇宙才膨脹成我們現(xiàn)在看到的樣子,宇宙中的天體都是在宇宙大爆炸之后形成的,而這是目前為止人類發(fā)現(xiàn)的最典型的能量轉(zhuǎn)化為物質(zhì)的案例,根據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能方程式,我們能夠知道,物質(zhì)和能量之間是可以相互轉(zhuǎn)化的,這就意味著物質(zhì)永遠(yuǎn)都不會消失。
它只是轉(zhuǎn)化為另一種形式而已,就像我們的太陽系是從上一代死亡以后的恒星當(dāng)中誕生的一樣,科學(xué)家認(rèn)為,在宇宙大爆炸之后,宇宙經(jīng)過10億年的時間,宇宙環(huán)境開始變得穩(wěn)定,能量轉(zhuǎn)化為了物質(zhì),并形成了主要由氫元素所構(gòu)成的氣體星云,這時候宇宙中的第一批恒星開始誕生,科學(xué)家認(rèn)為,宇宙中第一批誕生的恒星質(zhì)量都很大,因?yàn)檫@個時候,宇宙中的元素非常豐富,有的恒星質(zhì)量能夠達(dá)到太陽質(zhì)量的數(shù)百倍,我們的太陽是從上一代恒星當(dāng)中誕生的,上一代恒星在死亡之前發(fā)生了超新星爆炸,這種強(qiáng)烈的爆炸將外圍剩下的物質(zhì)拋向太空,隨著時間的流逝,遺留下來的恒星遺跡星云一直在宇宙中漂浮。
在50億年前,這片跨越數(shù)光年的星云由于受到了某種擾動,星云內(nèi)部開始出現(xiàn)了一個高密度區(qū)域,于是引力在次發(fā)揮作用,大量的星云逐漸向高密度區(qū)域坍縮,由于角動量守恒,星云在收縮的同時,旋轉(zhuǎn)不斷加快,慢慢的形成了一個盤形結(jié)構(gòu),在它的中心,物質(zhì)也越來越聚集,最終變成了一個朝密度的球體,這是太陽最初的樣子,這個過程大約持續(xù)了1000萬年的時間,之后太陽內(nèi)部核聚變發(fā)生反應(yīng),太陽便誕生了,太陽誕生以后吸收了周圍大量的物質(zhì),所以太陽的質(zhì)量占到了太陽系總質(zhì)量的百分之99.86,剩下的八大行星和其它物質(zhì)占到了太陽系總質(zhì)量的百分之0.14。
既然我們的太陽能夠從上一代死亡以后的恒星當(dāng)中誕生,那么就說明物質(zhì)是能夠輪回的,它并不會永遠(yuǎn)的消失,按照這個理論來看的話,我們的生命也是不會終結(jié)的,從某種意義上來說,死亡只是生命的一種表象,它只是以另一種形式存在宇宙當(dāng)中而已,每一個生命的誕生、每一個物質(zhì)的轉(zhuǎn)化,都是以另一種形式存在宇宙當(dāng)中而已,科學(xué)家彭羅斯認(rèn)為,生命的出現(xiàn)和死亡只是在重復(fù)上演,比如說我們每天都需要吃飯、喝水,這些物質(zhì)并不會消失,有一些物質(zhì)留在體內(nèi)被吸收,有一些物質(zhì)被生物排出體外,不過即使是這樣,這些物質(zhì)也沒有完全消失,它們只不過是轉(zhuǎn)化為另一種能量而已,我們通過運(yùn)動來消耗這種能量。
小到生命,大到宇宙都是一樣的,科學(xué)家認(rèn)為,我們的宇宙誕生于138億年前,到現(xiàn)在為止,我們的宇宙還在不斷的膨脹當(dāng)中,科學(xué)家認(rèn)為宇宙之所以會不停的膨脹,是因?yàn)橛钪娲蟊óa(chǎn)生的能量并沒有完全消耗完,如果宇宙大爆炸產(chǎn)生的能量完全消耗完,那么我們的宇宙就會停止膨脹,然后開始快速的收縮,宇宙膨脹時候的速度有多快,它收縮時的速度就有多快,最終宇宙會收縮成大爆炸之前的奇點(diǎn),當(dāng)奇點(diǎn)受到某種外力的擾動,它會再次發(fā)生爆炸,這時候新的宇宙就誕生了,也就是說我們的宇宙也是有輪回的,雖然這只是科學(xué)家的一種猜測,但也是有一定道理的。
為了證明這個理論是正確的,科學(xué)家們也做了很多努力,在2015年的時候,一個科學(xué)團(tuán)隊(duì)通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究,最終發(fā)現(xiàn),關(guān)于能量在宇宙中循環(huán)是非常有說服力的一個模型,雖然現(xiàn)在科學(xué)家已經(jīng)證明了物理模型,但是想要進(jìn)一步證實(shí)這一切還需要一定的時間,目前能量循環(huán)理論只是從思維上為宇宙當(dāng)中的存在提供了一個新的思考角度,未來隨著人類科技的進(jìn)步,人類一定能夠解開這個奧秘,而且在量子力學(xué)當(dāng)中,宇宙萬物都是有最基本的粒子構(gòu)成的,我們?nèi)祟愐彩且粯拥,人類死亡以后粒子并不會消散,它只是分成多個個體存在這個世界當(dāng)中,當(dāng)粒子重新組合之后,新的物質(zhì)就誕生了。
從微觀世界中來看,宇宙中任何物質(zhì)都是一樣的,我們都是由原子、分子、夸克等更小的粒子組成,只不過不同數(shù)量的分子和其它原子排列組成的物質(zhì)都是不同的,如果站在微觀世界的角度看問題,那么世界上的一切都是一樣的,比如說蘋果和香蕉是一樣的,人類和動物是一樣的,汽車和飛機(jī)也是一樣的,因?yàn)樗麄兌际怯勺钤嫉牧W咏M成的,而且地球上所有的生命都是碳基生命,根據(jù)科學(xué)家的研究得出,目前地球上一共存在過874萬種生命種類,但是它們都有一個共同的特點(diǎn),它們都是由碳元素組成的,所以科學(xué)家將地球生命稱為是碳基生命。
科學(xué)家通過研究發(fā)現(xiàn),地球上所有已知生命都具備相同的基本生化組織和遺傳密碼,并以同樣的密碼形成同樣的氨基酸,這說明我們都是來自同一個祖先,為什么地球選擇了碳基生命呢?這是因?yàn)樘荚泳哂泻芎玫姆(wěn)定性,在地球占比最高的就是氧,不過氧元素?zé)o法以單質(zhì)的形式存在,水在穩(wěn)定細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能方面的作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于碳這種元素,所以科學(xué)家把地球生命稱為是碳基生命,而且碳原子是最穩(wěn)定的元素,相信很多朋友應(yīng)該知道,在化學(xué)中,組成分子的結(jié)構(gòu)就是原子。原子之間想要相互影響,需要一種化學(xué)鍵鉤子,原子的鉤子越多,就代表它越穩(wěn)定,碳原子有4個鉤子所以它能夠同時鉤住4個原子,這可能是地球選擇碳基生命的主要原因。
不過在宇宙中除了碳基生命之外,還存在其它的生命體,比如說硅基生命、硫基生命、氨基生命等等,只不過現(xiàn)在人類還沒有發(fā)現(xiàn)他們,不過小編認(rèn)為,既然人類作為地球上最有智慧的生命,從誕生以后就開始不斷的研究世界的奧秘,目前人類對世界已經(jīng)有了一定的認(rèn)知,只要人類堅(jiān)持不懈的努力下去,未來隨著人類科技的進(jìn)步,人類一定能夠解開生命的奧秘,希望人類能夠早日實(shí)現(xiàn)自己的夢想,對此,大家有什么想說的嗎?