讨论宇宙、生命、意识起源的奇书

栏目:古籍资讯发布:2023-10-05浏览:3收藏

讨论宇宙、生命、意识起源的奇书,第1张

三月份花了许多时间看《上帝与新物理学》,是万维钢老师在得到专栏精英日课第一季里推荐的,读者问他什么书能锻炼逻辑思维能力,他回复:讲逻辑思维的书他没看过,但《上帝与新物理学》一定能让人思想变得聪明。

说到逻辑思维能力,估计很多人都想要有,所以看这本书,很有意义。

全书目录:

1科学与宗教在变化着的世界中

2创世

3上帝创造了宇宙?

4为什么会有个宇宙?

5什么是生命?整体论对还原论

6精神与灵魂

7自我

8量子因素

9时间

10自由意志与决定论

11物质的基本结构

12偶然还是设计

13黑洞与宇宙混沌

14奇迹

15宇宙的终结

16宇宙是“免费的午餐”吗?

17物理学家心目中的大自然

看完目录,原本就觉得读这本书会很难,一方面没有物理学的基础,许多概念要重新学习;另外,感觉讨论的题目实在太大,似乎跟生活、工作和成长关系不大。不过,还是抱着试试看的心态翻开了书本。

目前全书基本读完了,花的时间超过12个小时,还没有对每个章节做读书笔记,现在就头脑中的印象做一些回顾,后续空的时候在总结。

##1热力学第二定律,熵增

熵增,意思是任何物质都是从有序向无序转变,即无秩序的状态不断增加。只有从外部输入新的能量,才能改变无序的状态。

现实世界,熵增的故事无处不在,人体只有不断从外界摄入能量,才能维持健康和运动。

一个公司,需要开发出产品、服务,满足客户需求,才能维持下去。

投资,关注的是新增,收入的新增,利润的新增,产品线的新增,商业模式的变革,客户数和客户群体的新增等等,所以华尔街的巨头们关注增长,其实是对的。

谈一下数字货币,为何很多人觉得巨大潜力,因为有潜在用户,极少数有数字货币,未来有新增的可能。关注币价,不如关注新人的进入。至于怎么了解新人的增加,有好多渠道。

熵增,最终对应的是灭亡,宇宙也难逃厄运,这叫做热死,只不过时间会很长很长,几百亿年。

##2宇宙来自于一个点——奇点,爆炸

宇宙起点,西方基督教圣经里说,上帝创造了一切,包括宇宙。

现代物理学从有限的证据推理出,宇宙来源于180亿年前的一次大爆炸,从此之后,宇宙不断地膨胀,星系越来越远。

引力奇点(Gravitational singularity)是大爆炸宇宙论所说到的一个“点”,即“大爆炸”的起始点。该理论认为宇宙(时间-空间)是从这一“点”的“大爆炸”后而膨胀形成的。奇点是一个密度无限大、时空曲率无限高、热量无限高、体积无限小的“点”,一切已知物理定律均在奇点失效。

(来自百度)

##3科学,只相信符合事实的定律

基督教解释宇宙,说是上帝创造了一切,以及万物运转遵循的规律。

物理学,不断地开拓对未知世界的探索,牛顿,发现经典力学。物体在没有受到外力作用下,保持匀速直线运动或保持静止。

但在1905年,爱因斯坦发现在光速下,经典力学的规律突然实现了,然后发现了狭义相对论。

后来我们知道了,时间和空间是相对的,不同位置的人,速度不同,时间流逝是不同的。你家里的一个机械钟,和距离地球表面二十公里的机械钟行走的速度是不同的,你家的钟会走得更快。

而且,我们都知道,相对论虽然发现已经有一百多年了,一直没有被推翻,但会有新的更符合现实的规律被发现。

我想说的是,物理学是建立在数学公式基础上,是最底层的科学,它尚在不断地发展完善。那么,其他的科学领域,易如此。

接受了一种思想(理论、规律),就完全相信,奉为圣旨,做人做事就参照它,迟早会出问题。

生命起源的自然发生说

又称“自生论”或“无生源论”,认为生物可以随时由非生物产生,或者由另一些截然不同的物体产生如中国古代所谓“肉腐出虫,鱼枯生蠹”、亚里士多德说的“……有些鱼由淤泥及砂砾发育而成”中世纪有人认为树叶落入水中变成鱼,落在地上则变成鸟等

自然发生说是19世纪前广泛流行的理论,这种学说认为,生命是从无生命物质自然发生的如,我国古代认为的“腐草化为萤”(即萤火虫是从腐草堆中产生的),腐肉生蛆等在西方,亚里士多德(公元前384~公元前322年)就是一个自然发生论者有的人还通过“实验”证明,将谷粒、破旧衬衫塞入瓶中,静置于暗处,21天后就会产生老鼠,并且让他惊讶的是,这种“自然”发生的老鼠竟和常见的老鼠完全相同

19世纪时,法国微生物学家巴斯德(LouisPasteur) (1821-1895925)发现,将肉汤置于烧瓶中加热,沸腾后让其冷却,如果将烧瓶开口放置,肉汤中很快就繁殖生长出许多微生物;但如果在瓶口加上一个棉塞,再进行同样的实验,肉汤中就没有微生物繁殖巴斯德认为,肉汤中的小生物来自空气,而不是自然发生的他的实验为科学家进一步否定“自然发生论”奠定了坚实的基础

1860年,法国微生物学家巴斯德设计了一个简单但令人信服的实验,彻底否定了自然发生说

[编辑本段]生命起源的化学起源说

化学起源说是被广大学者普遍接受的生命起源假说这一假说认为,地球上的生命是在地球温度逐步下降以后,在极其漫长的时间内,由非生命物质经过极其复杂的化学过程,一步一步地演变而成的

化学起源说将生命的起源分为四个阶段(米勒实验)

第一个阶段,从无机小分子生成有机小分子的阶段,即生命起源的化学进化过程是在原始的地球条件下进行的,这一过程教材中已有叙述,这里不再重复需要着重指出的是米勒的模拟实验在这个实验中,一个盛有水溶液的烧瓶代表原始的海洋,其上部球型空间里含有氢气、氨气、甲烷和水蒸汽等“还原性大气”米勒先给烧瓶加热,使水蒸汽在管中循环,接着他通过两个电极放电产生电火花,模拟原始天空的闪电,以激发密封装置中的不同气体发生化学反应,而球型空间下部连通的冷凝管让反应后的产物和水蒸汽冷却形成液体,又流回底部的烧瓶,即模拟降雨的过程经过一周持续不断的实验和循环之后米勒分析其化学成分时发现,其中含有包括5种氨基酸和不同有机酸在内的各种新的有机化合物,同时还形成了氰氢酸,而氰氢酸可以合成腺嘌呤,腺嘌呤是组成核苷酸的基本单位米勒的实验试图向人们证实,生命起源的第一步,从无机小分子物质形成有机小分子物质,在原始地球的条件下是完全可能实现的

第二个阶段,从有机小分子物质生成生物大分子物质这一过程是在原始海洋中发生的,即氨基酸、核苷酸等有机小分子物质,经过长期积累,相互作用,在适当条件下(如黏土的吸附作用),通过缩合作用或聚合作用形成了原始的蛋白质分子和核酸分子

第三个阶段,从生物大分子物质组成多分子体系这一过程是怎样形成的呢前苏联学者奥巴林提出了团聚体假说,他通过实验表明,将蛋白质、多肽、核酸和多糖等放在合适的溶液中,它们能自动地浓缩聚集为分散的球状小滴,这些小滴就是团聚体奥巴林等人认为,团聚体可以表现出合成、分解、生长、生殖等生命现象例如,团聚体具有类似于膜那样的边界,其内部的化学特征显著地区别于外部的溶液环境团聚体能从外部溶液中吸入某些分子作为反应物,还能在酶的催化作用下发生特定的生化反应,反应的产物也能从团聚体中释放出去另外,有的学者还提出了微球体和脂球体等其他的一些假说,以解释有机高分子物质形成多分子体系的过程图7团聚体简单代谢示意图第四个阶段,有机多分子体系演变为原始生命这一阶段是在原始的海洋中形成的,是生命起源过程中最复杂和最有决定意义的阶段目前,人们还不能在实验室里验证这一过程

[编辑本段]生命起源的宇宙生命论(或泛生说)

这一假说提倡“一切生命来自生命”的观点,认为地球上最初的生命来自宇宙间的其他星球,即“地上生命,天外飞来”这一假说认为,宇宙太空中的“生命胚种”可以随着陨石或其他途径跌落在地球表面,即成为最初的生命起点现代科学研究表明,在已发现的星球上,自然状况下是没有保存生命的条件的,因为没有氧气,温度接近绝对零度,又充满具有强大杀伤力的紫外线、X射线和宇宙射线等,因此任何“生命胚体”是不可能保存的这个假说实际上把生命起源的问题推到了无边无际的宇宙中去了,同时这个假说对于“宇宙中的生命又是怎样起源”的问题,仍是无法解释的

[编辑本段]生命起源的宇生说

这一假说认为,地球上最早的生命或构成生命的有机物,来自于其他宇宙星球或星际尘埃持这种假说的学者认为,某些微生物孢子可以附着在星际尘埃颗粒上而落入地球,从而使地球有了初始的生命但我们知道,宇宙空间的物理条件,如紫外线等各种高能射线以及温度等条件对生命都是致命的,而且,即使有这些生命,在它们随着陨石穿越大气层到达地球的过程中,也会因温度太高而被杀死因此,像微生物孢子这一水平的生命形态看来是不大可能从天外飞来的但是,一些学者认为,一些构成生命的有机物完全有可能来自宇宙空间1969年9月28日,科学家发现,坠落在澳大利亚麦启逊镇的一颗炭质陨石中就含有18种氨基酸,其中6种是构成生物的蛋白质分子所必须的科学研究表明,一些有机分子如氨基酸、嘌呤、嘧啶等分子可以在星际尘埃的表面产生,这些有机分子可能由彗星或其陨石带到地球上,并在地球上演变为原始的生命

[编辑本段]生命起源的热泉生态系统

生命的起源可能与热泉生态系统有关,这是20世纪70年代以来,部分学者提出的观点20世纪70年代末,科学家在东太平洋的加拉帕戈斯群岛附近发现了几处深海热泉,在这些热泉里生活着众多的生物,包括管栖蠕虫、蛤类和细菌等兴旺发达的生物群落这些生物群落生活在一个高温(热泉喷口附近的温度达到300 ℃以上)、高压、缺氧、偏酸和无光的环境中首先是这些化能自养型细菌利用热泉喷出的硫化物(如H2S)所得到的能量去还原CO2而制造有机物,然后其他动物以这些细菌为食物而维持生活迄今科学家已发现数十个这样的深海热泉生态系统,它们一般位于地球两个板块结合处形成的水下洋嵴附近

热泉生态系统之所以与生命的起源相联系,主要基于以下的事实:

(1)现今所发现的古细菌,大多都生活在高温、缺氧、含硫和偏酸的环境中,这种环境与热泉喷口附近的环境极其相似;

(2)热泉喷口附近不仅温度非常高,而且又有大量的硫化物、CH4、H2和CO2等,与地球形成时的早期环境相似

生命的起源是生物化学起源。

过程是地球上的生命在地球温度逐步下降以后,在极其漫长的时间内,由非生命物质经过极其复杂的化学过程,一步一步地演变而成的。

生物可以随时由非生物产生,或者由另一些截然不同的物体产生。如中国古代所谓“肉腐出虫,鱼枯生蠹”。

中世纪有人认为树叶落入水中变成鱼,落在地上则变成鸟等。自然发生说是19世纪前广泛流行的理论,这种学说认为,生命是从无生命物质自然发生的。如我国古代认为的“腐草化为萤”(即萤火虫是从腐草堆中产生的),腐肉生蛆等。

阶段:

第一个阶段,从无机小分子生成有机小分子的阶段,即生命起源的化学进化过程是在原始的地球条件下进行的。需要着重指出的是米勒的模拟实验。在这个实验中,一个盛有水溶液的烧瓶代表原始的海洋,其上部球型空间里含有氢气、氨气、甲烷和水蒸汽等“还原性大气”。

第二个阶段,从有机小分子物质生成生物大分子物质。这一过程是在原始海洋中发生的,即氨基酸、核苷酸等有机小分子物质,经过长期积累,相互作用,在适当条件下(如黏土的吸附作用),通过缩合作用或聚合作用形成了原始的蛋白质分子和核酸分子。

第三个阶段,从生物大分子物质组成多分子体系。这一过程是怎样形成的?前苏联学者奥巴林提出了团聚体假说,他通过实验表明,将蛋白质、多肽、核酸和多糖等放在合适的溶液中,它们能自动地浓缩聚集为分散的球状小滴,这些小滴就是团聚体。奥巴林等人认为,团聚体可以表现出合成、分解、生长、生殖等生命现象。

地球上生命诞生的秘密,生命是怎么来的?人类生命的起源又是什么?地球上的一切是固定法则还是偶然性事件?

地球上有各种各样的自然现象,其中最美丽、最动人的要数生命现象了:小到昆虫,大到体形庞大的鲸鱼;从最简单的单细胞生物,到最复杂、进化程度最高的人类,无一不绽放着生命的光芒。然而,生命是怎样产生的呢?

几千年来,人类一直渴望揭开这个秘密,并为此付出了努力。可直到今天,人们仍没有找到这个问题的答案。生命之谜太神奇了。科学家们进行了许多艰苦的探索和实验,希望能科学地解释生命的起源,并提出了各种各样的假说和理论。其中“自然发生说”就是最古老的假说之一。

公元前4世纪,亚里士多德就认为从非生命的物质中,生命可以自然地产生出来。按照他的说法,蜜蜂、萤火虫或蠕虫这样的生物可能是由黏液和早晨的露水或粪土的混合物形成的。一直到13世纪,人们还相信亚里士多德的这种观点,认为从树上能长出小羊来。更有趣的是,17世纪的比利时医生范·赫尔蒙特还开了一个药方子,说是照方子中的办法就可以生出小老鼠来。方法很简单,就是把破衬衣用人体汗水浸透,然后和小麦放在一起,塞进一个瓶子里,等到它们发酵以后,小老鼠就会从发酵的破衬衣和小麦中长出来。这个荒谬的方子自然是不会成功的。

1864年,法国化学家巴斯德进行了著名的“曲颈瓶”实验:他把肉煮好捞起来扔掉,只留下煮沸的肉汤,再把肉汤倒入烧瓶里,然后把烧瓶的瓶颈弄成S形,以便通入新鲜空气,同时阻止任何细菌或微生物随空气飘入瓶子里。实验结果表明,即使在这样S形的长颈瓶子里,连最简单的生命——微生物都不会自然发生。这个实验说明了自然发生说的荒谬性,人们只能另寻解释生命产生的途径。

此外,还有一种观点是“宇宙发生说”。这种观点认为生命来源于太空,运载生命种子来到地球的“飞船”就是陨石,陨石通过撞击地球的方式,把生命种子播撒到地球上。由于地球的环境条件适宜生命活动,所以来自宇宙的生命就生存发展起来。

19世纪70年代,霍伊尔、维克拉玛辛等科学家在遥远的恒星周围的尘粒中发现了一些奇怪的物质,他们猜测这些物质是生命的遗痕。由此,他们做出以下推断:

一颗与太阳相仿的不知名的恒星,其轨道中运行着一颗体积极小的彗星。在这颗微小的彗星体内,有一个只能在显微镜下才能看到的孢子,它就是外星生命的“种子”。孢子正静静地躺着,处于休眠期。过了若干年,恒星的引力突然发生了变化,导致这颗彗星从原轨道上脱离出来,飞向太空。

在后来长达1亿多年的时间中,它独自遨游在广漠、寂静而冰冷的宇宙空间里,直到它偶然闯进了太阳系。几颗巨大的气体状行星快速划过它身边,然后,一颗庞大的、夹杂着片片褐色的蓝色星球离它越来越近,这个蓝色的星球就是地球。这颗彗星与无数陨星碎片夹杂在一起,猛烈地撞击在地球上,彗星被撞得碎裂开来。

在彗星体内休眠了几亿年的孢子被抛进了地球表面温暖的海洋中。这颗珍贵的生命种子,受到了某种催化作用,在经过了一系列化学反应和生物反应之后,形成了最原始的生命。从此,地球上有了生命。这种生命的原始起源大约发生在33亿年前,地球上从此开始了一个全新的、有生命的时代,从一个无生命的星球变成了生机勃勃的行星,并且越来越美丽。年轻的地球曾是一颗“暴躁”的星球,是暴雨和火山塑造了它的外形。

射电天文学和宇宙化学的迅速发展为人类研究生命起源提供了契机。20世纪60年代,科学家们发现在宇宙空间中有大量的有机分子,同时也在那些落入地球的陨石中发现了近20种氨基酸和10多种烃类物质。但是,宇宙发生说只解释了生命是从宇宙空间移居到地球上来的,并没有揭示出生命起源的真正原因。1953年,美国化学家米勒做了一个关于生命起源的实验,从而彻底否定了维克拉玛辛和霍伊尔等人的假说。

斯担利·米勒是美国圣迭戈大学的一位科学家,他于1953年进行了一个有趣的化学实验。他先把氨气、甲烷、氢气和水蒸气等气体,按照“地球原始状态”时的组成比例混合在一起,装入一个玻璃瓶中。然后,他用电流模拟闪电,轰击这些气体。闪电是今天常见的气候现象,同时它也很古老,它在地球最原始时期就存在了。

一个星期后,米勒惊喜地发现,在玻璃瓶中出现了一种橘**气体,这是以前没有的。米勒对这种气体进行了测定,测出大量氨基酸等有机物质存在于这一气体中。此后,德国的科学家格罗茨和维森霍夫也进行了与米勒相类似的实验,他们先按照“地球原始状态”配置气体,然后用紫外线长时间照射这些气体,结果也得到了氨基酸。

在20世纪60年代,科学家奥罗利用氰化氢等物质,成功地合成了生命物质腺嘌呤,它是核酸的重要组成成分之一。1963年,波兰的佩鲁马等科学家利用紫外线照射,得到了一种在生命体中用于传输能量的重要物质ATP(adenosine-triphosphate,腺嘌呤核苷三磷酸)。这些实验有力地证明:在一定的能量条件和物质条件下,无机物转化为有机物、简单的有机物转化为复杂的生命物质的进化过程,即使没有生物酶的作用,也完全有可能在地球上实现。

就这样,一种新的学说——化学进化说,开始被越来越多的人接受。这个学说认为,早期地球的大气中存在着大量有机分子,这些有机分子在漫长的时间里逐渐产生了一种相互关联的结构,这种结构能临时组合在一起。又过了许久,这种分子周围出现一层黏稠状的东西,它能随着外界环境的变化,排放出一部分有机分子,也能接受另一类有机分子。

这种复合化的分子被看做是最初的生命形式,它已经具备了最简单的代谢和繁殖功能,形成了生命的基本特性。这种最低级的生命形式结构极其简单,连今天最简单的微生物都比它复杂许多,但它们已经具备了生命的基本特征,能靠自然选择来进化成各种各样的高级生物体。

但是地球生命诞生的奥秘仍没有解开。科学家们发现,在太阳系的八大行星中,木星、土星、海王星和天王星的大气成分主要是氨气、甲烷,而火星、金星等类地行星的大气,则主要是二氧化碳。于是,有人提出了这样的问题:为什么就可以断定“原始状态”时的地球大气中,一定含有甲烷而不是二氧化碳呢?

德国和法国的两位科学家在格陵兰38亿年前形成的古老的石英岩层中,发现了单细胞有机物的内含物。这种细胞外观上呈椭圆形或是丝状体,一般具有鞘。它的内含物由生命物质组成;它的细胞壁和鞘的结构以及繁殖方式,与现代的酵母菌几乎相同。这样的单细胞有机物大约需要5亿年时间才能形成。因此可以推测,生命应该在43亿年前才开始形成。

根据最新的考察结果,人们认识到生命的出现与行星的诞生几乎是在同一时期实现的。美国科学家经研究发现,在其所含有的能量的作用下,普通的泥土也可以合成氨基酸等生命物质。科学家还发现,地球上凡是有深而大的断裂带的地方总会有许多大型油气藏。这表明在地球内部曾经发生过有机物的大规模合成。我们有理由相信,终有一天人类将解开生命起源之谜。

这个问题存在着多种臆测和假说,并有很多争议,是现代自然科学正在努力解决的重大问题。现在学术界普遍接受的是由《物种起源》和米勒实验为理论基础的化学起源说。随着认识的不断深入和各种不同的证据的发现,人们对生命起源的问题将会有更深入的研究。

创造论(或神造说):

创造论认为世界万物都是由神所创造。比如上帝、阿尔修斯。在《圣经》上说,“起初,神创造天地。创造论的质疑者认为神造说的根源是类比于人的制造能力,以及对概率论的错误应用。比如某宗教徒用手表自我形成的概率为零必然有造表者来证明人是被创造的。

他们认为这种推理的根本错误在于他不懂得自然界普遍存在的自组织现象(如雪花、沙丘在一定条件下自动形成某种规则的形状,这显然不是被某高级主体有意制造的,而且也不能用概率论来推断)。生命体的最根本特征是自组织的,不是被制造的。

扩展资料:

借助微弱的无线电波,科学家们从27000光年外的一个巨大星云里,如大海捞针般“抓到”了一种具有特殊的分支结构的碳基分子。这些远在银河系中心的有机分子,暗示着人们,构成生命结构的氨基酸等有机结构或许起源于浩瀚的太空。

据9月29日(北京时间)每日科学报道,来自马克斯·普朗克射电天文学研究所的阿纳德·贝克彻、卡尔·曼顿,与来自康奈尔大学的霍尔格·米勒/穆勒加罗德合作,针对人马座B2区域进行全光谱测量,搜寻空间中可能存在的全新有机分子。

终于在临近银河系中心的人马座B2产星区捕捉到了由异丁腈(isopropylcyanide)发射出的电波。此次研究小组借助的是位于智利的“阿塔卡玛毫米/亚毫米波阵列望远镜”(即ALMA天文台)。ALMA位于有世界“干极”之称的智利阿塔卡马沙漠。

是一组由66个敏感的射电抛物面天线组成的射电天文望远镜,正是这些协同运作的望远镜群,构成了世界上最锐利的“眼睛”,灵敏度和分辨率远高于其他设备。

参与研究的康奈尔大学射电物理学和空间研究中心高级助理研究员罗伯·加罗德表示:“通常,在这类恒星形成区域发现的有机分子都是由碳原子排列组成的单链结构,但这次发现的异丁腈具有分支结构,打破了这一惯例。”

“这意味着复杂的化学分子能够在星际空间形成,并有可能降落到行星表面。”加罗德说,“这次发现的异丁腈具有碳分支结构,正是例如构成蛋白质的氨基酸等生命所需分子的共同特征。

这也从另一个角度表明,氨基酸等生命关键分子的产生或许会早于地球的形成,它们可能诞生于恒星的形成过程之中。”

借助ALMA光谱分析,研究人员在人马座B2区域鉴别出了约50种异丁腈和120种直链氰化物。这是人们首次在产星区观测中找到如此大量的化学分子结构,有助于人们重新“认识”我们身边的各类有机分子。

研究有机物质在恒星形成早期阶段中的产生过程,或许能帮助人们逐步探明化学分子从简单结构到复杂结构、从无机结构到可能孕育生命的有机结构,这一漫长而神秘的历程。最终或许有助于我们了解生命起源的奥秘。

-生命起源理论

人民网-新证据表明生命或许起源于太空

生命起源学说:

迄今为止提出了许多关于生命起源的假说——神创论,宇宙发生论,或自然起源论。

在自然起源中,大部分与地点或代谢有关,包括了基于各种科学家自己喜欢的生物分子命名的各种各样的前生物世界。通常来说,“生命来自哪里?”与“生命是怎么来的?”并不是同样的问题。

但是,在生命起源研究群体中,关于最早的自然起源生命是光能自养、还是化能自养、或是异养的问题还未达成共识。此外,生命起源的核心是建立了一套以遗传密码为核心的生化系统,因此,生命和遗传密码的起源是两个紧密联系的问题,对其中一个的了解需要对另一个的了解。 

创造论(或神造说):

创造论认为世界万物都是由神所创造。比如上帝、阿尔修斯。在《圣经》上说,“起初,神创造天地。

创造论的质疑者认为神造说的根源是类比于人的制造能力,以及对概率论的错误应用。比如某宗教徒用手表自我形成的概率为零必然有造表者来证明人是被创造的。

他们认为这种推理的根本错误在于他不懂得自然界普遍存在的自组织现象(如雪花、沙丘在一定条件下自动形成某种规则的形状,这显然不是被某高级主体有意制造的,而且也不能用概率论来推断)。生命体的最根本特征是自组织的,不是被制造的。

宇宙生命论(或生命外来论):

这一假说提倡“一切生命来自宇宙”的观点,认为地球上最初的生命来自宇宙间的其他星球,即“地上生命,天外飞来”。这一假说认为,宇宙太空中的“生命胚种”可以随着陨石或其他途径跌落在地球表面,即成为最初的生命起点。

现代科学研究表明,在已发现的星球上,自然状况下是没有保存生命的条件的,因为没有氧气,温度接近绝对零度,又充满具有强大杀伤力的紫外线、X射线和宇宙射线等,因此任何“生命胚体”是不可能保存的。这个假说实际上把生命起源的问题推到了无边无际的宇宙中去了,同时这个假说对于“宇宙中的生命又是怎样起源”的问题,仍是无法解释的。

自然发生:

又称“自生论”或“无生源论”,认为生物可以随时由非生物产生,或者由另一些截然不同的物体产生。如中国古代所谓“肉腐出虫,鱼枯生蠹”。中世纪有人认为树叶落入水中变成鱼,落在地上则变成鸟等。自然发生说是19世纪前广泛流行的理论,这种学说认为,生命是从无生命物质自然发生的。

如我国古代认为的“腐草化为萤”(即萤火虫是从腐草堆中产生的),腐肉生蛆等。在西方,亚里士多德(公元前384~公元前322年)就是一个自然发生论者。有的人还通过“实验”证明,将谷粒、破旧衬衫塞入瓶中,静置于暗处,21天后就会产生老鼠,并且让他惊讶的是,这种“自然”发生的老鼠竟和常见的老鼠完全相同。

1860年,法国微生物学家巴斯德设计了一个简单但令人信服的实验,彻底否定了自然发生说。普遍接受的生命起源假说。19世纪时,法国微生物学家巴斯德(LouisPasteur) (1821)—1895)进行了著名的鹅颈烧瓶实验。

鹅颈瓶实验是假设细菌、微生物的移动需要依靠菌毛、鞭毛,并且需要在有液体介质的情况下才能正常移动。他把肉汤灌进两个烧瓶里,第一个烧瓶就是普通的烧瓶,瓶口竖直朝上;而第二个烧瓶,瓶颈弯曲成天鹅颈一样的曲颈瓶。

然后把肉汤煮沸、冷却。两个瓶子都没有用塞子塞住瓶口,而是敞开着,外界的空气可以畅通无阻地与肉汤表面接触。他将两个烧瓶放置一边。过了三天,第一个烧瓶里就出现了微生物,第二个烧瓶里却没有。

他把第二个瓶子继续放下去:一个月、两个月,一年、两年……直至四年后,曲颈颈瓶里的肉汤仍然清澈透明,没有变质和产生微生物。巴斯德认为,肉汤中的小生物来自空气,而不是自然发生的。他的实验为科学家进一步否定“自然发生论”奠定了坚实的基础。

现代生物学,化学的研究结果更加彻底地否认了自然发生论的可能性,生命的创造只能通过遗传物质的复制,以及细胞的分裂过程来实现。我们在生活中所直观观察到的生命“自生”现象,全部都是某种不易发现的复制过程在起作用。

化学起源说:

化学起源说是被很多学者接受的生命起源假说。这一假说认为,地球上的生命是在地球温度逐步下降以后,在极其漫长的时间内,由非生命物质经过极其复杂的化学过程,一步一步地演变而成的。

米勒实验

米勒在他的实验中假设在生命起源之初大气层中只有氢气、氨气和水蒸气等物,其中并没有氧气等,当他把这些气体放入模拟的大气层中并通电引爆后,发现其中产生了些氨基酸,氨基酸是合成蛋白质的基本单元,而蛋白质是生命存在的形式,因此他认为生命从无到有的理论将可以确立了,证明生命是进化而来的。

 但米勒的实验也有很多的疑点,例如所使用的能量大小,不同气体的配合等。虽然都产生了氨基酸、醣类等物质,但仍不能证明这就是生命的起源。因为他所假设的大气层不能证明是原始的大气层,所得的结果就是不确定的。

米勒本身也承认他的实验与自然界生命起源相距仍很遥远。并且现代科学发现在火星上有氧气存在却没有生命,那么米勒假设大气层中没有氧气存在故没有生命之说就不成立,因此无法证明生命起源是由单细胞进化而来的。

化学起源说将生命的起源分为四个阶段(米勒实验)。

第一个阶段,从无机小分子生成有机小分子的阶段,即生命起源的化学进化过程是在原始的地球条件下进行的。需要着重指出的是米勒的模拟实验。在这个实验中,一个盛有水溶液的烧瓶代表原始的海洋,其上部球型空间里含有氢气、氨气、甲烷和水蒸汽等“还原性大气”。

米勒先给烧瓶加热,使水蒸汽在管中循环,接着他通过两个电极放电产生电火花,模拟原始天空的闪电,以激发密封装置中的不同气体发生化学反应,而球型空间下部连通的冷凝管让反应后的产物和水蒸汽冷却形成液体,又流回底部的烧瓶,即模拟降雨的过程。

经过一周持续不断的实验和循环之后。米勒分析其化学成分时发现,其中含有包括5种氨基酸和不同有机酸在内的各种新的有机化合物,同时还形成了氰氢酸,而氰氢酸可以合成腺嘌呤,腺嘌呤是组成核苷酸的基本单位。米勒的实验试图向人们证实,生命起源的第一步,从无机小分子物质形成有机小分子物质,在原始地球的条件下是完全可能实现的。

第二个阶段,从有机小分子物质生成生物大分子物质。这一过程是在原始海洋中发生的,即氨基酸、核苷酸等有机小分子物质,经过长期积累,相互作用,在适当条件下(如黏土的吸附作用),通过缩合作用或聚合作用形成了原始的蛋白质分子和核酸分子。

第三个阶段,从生物大分子物质组成多分子体系。这一过程是怎样形成的?前苏联学者奥巴林提出了团聚体假说,他通过实验表明,将蛋白质、多肽、核酸和多糖等放在合适的溶液中,它们能自动地浓缩聚集为分散的球状小滴,这些小滴就是团聚体。

奥巴林等人认为,团聚体可以表现出合成、分解、生长、生殖等生命现象。例如,团聚体具有类似于膜那样的边界,其内部的化学特征显著地区别于外部的溶液环境。团聚体能从外部溶液中吸入某些分子作为反应物,还能在酶的催化作用下发生特定的生化反应,反应的产物也能从团聚体中释放出去。

另外,有的学者还提出了微球体和脂球体等其他的一些假说,以解释有机高分子物质形成多分子体系的过程。

第四个阶段,有机多分子体系演变为原始生命。这一阶段是在原始的海洋中形成的,是生命起源过程中最复杂和最有决定意义的阶段。目前,人们还不能在实验室里验证这一过程。

该理论也并非被所有人所接受。其质疑者认为,仅仅能够证明蛋白质大分子可以自然形成便宣称生命可以如此自发产生,就好比给猴子一台打印机,就宣称它可以写出一本红楼梦。

形成一个大分子固然简单,但是形成含有生命信息的DNA,蛋白质需要这些有机小分子以一种非常非常特别的方式组合。就好比用打字机打出一本完全随机的书固然简单,写出一本《红楼梦》却难上加难。

仅仅依赖于随机过程,形成有效生命分子的概率可以小到在1亿个宇宙的年龄这么长的时间也不太可能发生。生命的信息是怎样被创造的?在很长时间中,该理论的支持者都没有对这一质疑给出有效的解答。

但是,最近的研究指出,ATP在生命的信息起源中扮演了重要角色(ATP中心假说):

(a)它是光能转化成化学能的终端;

(b)推动了一系列的生化循环(如卡尔文循环等)和元素重组;

(c)它通过自身的转化与缩合将生命过程信息化——筛选出用4种碱基编码20多个氨基酸的三联体密码子系统,构建了一套遗传信息的保存、复制、转录和翻译以及多肽链的生产体系;

(d)演绎出蛋白质与核酸互为因果的反馈体系,并通过自然选择,筛选出对细胞内同步发生的生化反应进行管控的体系与规则,并最终建立起了生命的传递机制——遗传。

 因此,生命的起源是从能量转化到信息化的过程中实现的,在这个过程中产生了记录生命过程的遗传密码子。

如果从能量的普适性以及现代生化系统的结构特征来看,生命最有可能始于光合系统的演化(生命的光养起源假说)。

支持这一观点的一个重要分子证据就是细胞色素(一类以铁卟啉或血红素为辅基的电子传递蛋白),这是一个存在于几乎所有生物之中的电子载体,而血红素可能就是从光合色素——叶绿素衍生而来的(现存生物中两者生物合成途径亦十分相似),只是叶绿素含有镁卟啉环,它可能由卟啉环与长链脂肪酸(可能来自膜)加合而成。

叶绿素与细胞色素的血红素辅基之间在结构上的相似性如下图所示。在从镁卟啉到铁卟啉的转变中发生了去环化作用(红色标记位置)。从进化上来看,膜耦联的叶绿素分子可能由磷脂与卟啉环加合而成。带箭头的蓝色虚线表示可能的演化方向。 [4] 

天体撞击论:

地球经常受到小行星的撞击,带来了原来没有来自地球的氨基酸,经漫长的发展,形成最初始的生命。

-生命起源理论

达尔文在南美洲考察时,在安地斯山山顶上发现海洋生物的化石,让他感到困惑在小猎犬号启航时,达尔文曾带了一本英国地质学家莱尔所著的《地质学原理》;莱尔认为地球的地形、地貌是经过长时间不断的细微变化的结果,莱尔相信风力、雨滴、冰雪等微小的力量,持续千万年后就可以完全改变地表的形貌达尔文本人也相信,只要时间足够,无法察觉的细微改变也可以造成巨大的变化达尔文推算白垩纪中期距今约有三亿年左右的历史,持续长时间微小的地震等自然因素使得原来在海中的生物遗迹能在高山上发现

在加拉巴哥群岛考察时,达尔文发现每个岛屿上的陆龟及鷽鸟并没有很大的差异,但又有些许的不同他又发现加拉巴哥群岛的生物与南美洲大陆的种类非常相似;於是他开始怀疑岛上生物可能有共同的祖先,他们之间的差异是由於千百年来适应各个岛屿不同环境的结果每一个物种都是一些细微的变化在无数个世代的过程中产生的结果

生物进化在当时并不是新的概念1809年时,法国动物学家拉马克便提出:当环境改变时,物种会调适发展自己的器官来适应环境,常用的器官会发育变大、不用的器官会逐渐退化,并且这一代获取的改变会遗传给下一代;但没有科学证据可以证明“用进废退”和“获得性特徵可遗传”的假说后来达尔文又从英国人口学者马尔萨斯所著的《人口论》得到灵感;马尔萨斯认为:人类粮食的生产永远无法赶上人口的增加,致使粮食供不应求,进而发生饥荒或战争,导致一部分人口死亡达尔文以此联想到生物演化发生的机制:演化是生存竞争中自由淘汰的结果,食物与空间等资源有限,只有最适应环境的个体才能生存下来,延续族群

“天择”的概念逐渐在达尔文的五年环球考察过程中形成在1836年回到英国后,达尔文慢慢将他的看法写成文章,然而没有发表大部分科学家认为,达尔文迟了很久才发表他的作品,原因之一就是担心自己的思想对於当时的社会来说过於激进1858年,达尔文接到在马来群岛调查的博物学者华莱士有关物种形成的文章;华莱士对於物种形成的看法与他有很多相似之处,增加了达尔文对其学说的信心於是两人在1858年的伦敦皇家科学年会中,以两人共同具名的方式,发表有关物种形成的看法接著达尔文在1859年发表了《物种原始》

达尔文的演化论当时引起了广泛的争议,被基督教会视为异端邪说,西方社会也对达尔文冷嘲热讽根据天主教当时的教条,人类是上帝依据自己形象所创造的最独特、最完美的杰作达尔文的理论不仅使得上帝创造万物的说法被推翻,人类也被形容为千百年来残酷的生存竞争所形成的产物,还指出人与其他哺乳动物有著共同祖先,这根本就是亵渎上帝及基督教教义,这在当时保守的社会是相当大的震撼

然而达尔文的理论在当时也并非完美无缺,当时尚未了解任何遗传机制,无法解释个体间的偶然差异是如何产生;直到后来与奥地利遗传学家孟德尔的遗传定律相结合,形成现在广为大众所接受的现代综合理论

1950年代后人类基因被发现,解开了演化论里面物种内出现差异之谜和这些特徵如何通过繁殖遗传后代研究不同动物DNA,对比更加确认了共同祖先说

看完以上文章,我们可以知道达尔文的理论观点基本是从肉眼观察和想象力建立起来的,基本用具只是纸和笔充其量加个放大镜,在没有高科技实验室下,难免他的观点会倾向主观性,就好像人是猴子变的

虽然有些人把进化论当笑话来看,不过无可否认进化论的确带动了生物演变学的发展,笑的人也不见得放在那年代会做得更好,把你赤裸放进森林也不见得你比猴子聪明许多现代科学如生物科学,遗传传学,甚至最先进的生物基因学的开山鼻祖就好像我们不会知道未来人会否把现在的时间简史,相对论当笑话来看,不过前车之鉴,后可借镜;饮水思源,落叶归根我们是不应该忘记的

关于生命的起源?现在学术界普遍接受的是由《物种起源》和米勒实验为理论基础的化学起源说。

“生命来自化学”我们的行星已经存在45亿年。地球诞生之初,太阳系也新生不久,地球在长达7亿年间都承受着陨石大轰炸。月球的形成,很可能源于地球与一个火星大小的天体发生了剧烈撞击。宇宙形成初期,宇宙的温度特别高。宇宙每时每刻都在膨胀变大,越来越多的空间从虚无变为真实存在。在膨胀的过程中,宇宙温度也不断下降,地球上的生命是在地球温度逐步下降以后,在极其漫长的时间内,由非生命物质元素经过极其复杂的化学过程,一步一步地演变而成的。

“原始汤假说”1953年,斯坦利米勒在诺贝尔奖得主哈罗德尤里的实验室工作。米勒在他的实验中假设在生命的起源之初大气层中只有氢气;氨气和水蒸气等物。米勒在烧瓶中加入水和还原性混合气体然后制造放电,以此模仿雷电。米勒在实验中成功合成了几种氨基酸,而氨基酸是制造蛋白质的基础构伴,是细胞的基本工作物质,而细胞是世界上的有生物(包括动动物、植物、微生物以我们人类)的基本结构和功能单位,也就说我们地球上所有有生命的个体都是由细胞组成的。细胞是有生命的是一个生命系统。在多细胞生物体内,细胞又是构成组织的组分,组织是构成器官的组分,器官是构成个体的组分。组织、器度个件都是有生命活动的整体,细胞是我们人体若种功能"演义”的基础。

"关于进行论"。从宇宙大爆炸,原婚汤的形成到生命,到现在的生物学。所有生物都有一个共同的相先,现在的世界之所以出现各种各样的生物,只不过是长期物种分化的结果。《物种起源》一物竞天择,自然选择。微小的变化不断累积,就是一切生物复杂性的来源。 达尔文的《物种起原》主围绕一下几点

“适者生存”

不是最强大的物种得以生存,也不是最智慧的物种得以生存,而是最适应变化的物种得以“生存”。现在人类的本能都是来自我们祖先的遗传,我们祖先在大自然斗争中,为了保护自己而对后代DNA遗传给后代。对于我们的祖先,自然界存在着各种各样的危险源。恐惧是感觉不到的,死亡通常是迅即的,而活力旺盛者、康建者和幸运者则得以生存并繁衍。

二“变异”

一部分因自然环境的干预而变异,而另一部分归因于器官的“用与不用”,“用进废退”。自然选择可以提高有利基因在群体中出的频率,即所谓“好”基因会越来越多,对生物不利的基因则受到限制。这种“好”和“坏”的筛选过程,就是物种进化的过程。在大自然生存中,任何微小的变异,对任何物种有利的话,这一变异就会使这个个体得以保存,而且这一变异通常会遗传给后代。其后代也因此而有了更好的存活机会。

三“自私”

经由自然选择进化而来的任何东西应该都是自私的。达尔文明确指出:“没有任何一种本能是专门为了他人谋利而形成的,相反,所有的动物都在欺骗和利用对方”。《自私的基因》中讲道,成功的基因的一个突出特性就是无情的自私性。这种基因的自私性通常会导致个体行为的自私性。然而我们也会看到,基因为了更有效地达到其自私目的,在某些特殊情况下,也会滋长一种有限的利他主义。

生命的本质是化学,化学的本质是物理。生物体总是和外界环境进行着物质交换,细胞生命活动所需要的物质,归根结底是从无机自然界中获取的。组成细胞的化学元素,在无机自然界中都能够找到。而组成细胞的各种元素大多以合物的形式存在,如水、蛋白质、核酸、糖类、脂质;等等。

讨论宇宙、生命、意识起源的奇书

三月份花了许多时间看《上帝与新物理学》,是万维钢老师在得到专栏精英日课第一季里推荐的,读者问他什么书能锻炼逻辑思维能力,他回复:讲...
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