这5个地球冷知识你必须掌握!

Edge,这个被《卫报》称赞为“世界上最聪明的网站”里,集中聚集着100多位世界上最伟大头脑,他们通过一场场思想的顶级头脑沙龙,为人类命运的大问题而深思。

而为了让读者能更好地了解这些伟大头脑的前沿思想,湛庐文化策划并出品了“对话最伟大的头脑”系列。今天,湛庐君将带大家一起去了解,5个被我们地球人所忽略的地球冷知识,带你更新对这个世界的认识,并了解这世界美妙而优雅运行的奥秘。

1.恐龙并未灭绝,鸟是它的后裔

恐龙灭绝,这个世纪性的未解之谜,人们仍在不断地研究之中。而其中最权威的研究认为,在6600万年前,由于一场神秘的浩劫,恐龙遭遇了灭顶之灾。但一个新的、却鲜有人知的事实是,我们平日里常见的鸟类竟然是恐龙的后裔。鸟类是会飞翔的恐龙,就像蝙蝠是会飞翔的哺乳动物一样。人们在很长时间里一直把恐龙归为爬行类动物,但这应该是不准确的,因为恐龙的构造很显然更为接近鸟类和哺乳类动物。

从古生代末期的原生哺乳动物兽孔目开始,高功耗的快速力能动物开始统治陆地。中生代早期,兽孔目绝迹后,接下来的一亿五千万年里,取而代之的则是能够将高需氧运动能力提升到更高层级的恐龙。而鸟类动力学的基础,先是出现在食肉恐龙的身体构造之中,之后才被用于动力飞行之上。而这种空中版的兽脚类恐龙正是鸟类的先祖。

兽脚类恐龙

鸟类的呼吸系统非常高效,它可以让一些鸟类飞得跟飞机一样高,但这套系统当初并不是为了飞行而进化而成的,而是为了让不会飞的兽脚类恐龙能在地面上生存。

在遭遇灭顶之灾后,物种通过进化来适应新环境,从而生存下去。而进化的结果,则是一个更能适应环境的物种产生。当然,自然界还有些不变的存在,那些我们从不怀疑的常识性问题,比如,蓝天和雪花,除了浪漫,它们有怎样的生成机制呢?你曾想过吗?

2.天空,为什么是蓝色的?

“天空为什么是蓝色的?”几乎每个蹒跚学步的小孩都会问到这个问题。但这看似天真的问题背后却蕴含着科学家们历经漫长世纪的努力,甚至有许多科学分支因它而得以发展。

天空之所以呈现蓝色,是因为白天入射的阳光与空气中的气体分子相互作用,从而使光谱中更多蓝色部分的光被散射,最终进入到在地球表面上生活的人类眼中。入射的阳光的所有频率都是以这样的方式散射,但高频短波的蓝色光比低频率散射更多,这种过程被称为“瑞利散射”。当光的波长与气体分子大小相等时,散射光的强度与其波长的4次方成反比。波长较短的蓝色和紫色光,比波长较长的光,散射更多。

但如此一来,天空看上去应该是紫色的,因为紫色的光,比蓝色光散射还要多。而在我们眼中,天空是蓝色的,主要是因为我们的肉眼对蓝光比对紫光更为敏感。所以天空才会看上去散发着蓝光。

3.雪花,为什么是六星状的?

“巨人之路”

在贝尔法斯特的西北海岸,有数万根玄武岩聚集成一条绵延数千里米的堤道,被称为“巨人之路”。这道天然阶梯是由火山熔岩多次喷溢结晶而成,每根石柱形状规则,宛如人工凿成。另外,每一片雪花都是在不同的历程和微环境中形成的,会对偶然的温度和湿度变化极为敏感,因此呈现出多样性的形状,但雪花的任何形状都符合六重对称性。晶体因为能形成漂亮的刻面,长久以来一直深受人们的喜爱。

更让人震惊的是,它竟然与自然界发现的晶体形状完全匹配。因此,我们可以推断,晶体物质是由一块不可分割、完全相同的积木,重复搭建起来的镶嵌体。我们现在知道这些搭建的积木其实就是原子或分子群集。但是,数学与实际晶体进行关联的时间是在19世纪,当时人们对原子理论依旧心存疑虑。这便是物理学家尤金·保罗·维格纳所提及的经典例子——“数学在自然科学不合理的有效性”。

自然界充满无限妙趣,这些常见的形态曾让我们萌生了过无数的浪漫想象。星辰、大海、月明、飘雪……这些文学上美好的诗意,在科学的视角下,也会透露着一股理性。而这股理性,让我们除了认识自然,也在不断的进行着自我认知。比如,“我们来自何方?”就是我们对自我出生的一个追问。

4.我们都是星辰,由恒星而生

“我们来自何方?”凯文·凯利对此的回答是:“我们由恒星而生”。

我们身体的大多数原子,是由早已消失的恒星熔炉产生的微小粒子所构成。只有我们原始的氢原子存在于恒星出现之前。从宇宙的角度计算,我们90%都是恒星的残骸。

就我们核心而言,人类基本上是核聚变的副产品。这些巨大熔炉中的极高压力和温度,将崩塌的基本颗粒聚合成较重的颗粒;一旦聚变,终究会被寿命已终结的熔炉炸到太空中。我们骨头里最重的一些原子,也许需要超过一轮的熔炉循环才能打造出来。数不尽被打造出来的原子聚合成行星,而所谓生命这种奇妙的不平衡反应,将部分原子归为我们人类。

我们都是星尘的集结。通过最为优雅且非凡的转变,我们这些恒星之子,得以遥望夜空,感知这其他恒星的光芒。看起来遥不可及,但我们实则相距不远。无论与它们相隔多少光年,我们看到的彼此都是由恒星而生,这种美妙又是何其深邃而优雅。

同样的,放大了说,整个地球的存在也是深邃而优雅的,它的运行提供给我们赖以生存的资源。但它以何种方式运行,或许通过“盖亚假说”我们才能更清楚地了解地球这个生命体。

5.盖亚假说:地球是有生命的

希腊神话中地母盖亚是从混沌中诞生的第一位原始神,也是众神之母,是能创造生命的原始自然力量之一。1965年,英国科学家詹姆斯·洛夫洛克提出“盖亚假说”,即地球生命体和非生命体共同形成了一个可互相作用的复杂系统。而由地球上左右生物共同组成的唯一意识便是“盖亚意识”。

洛夫洛克和马古利斯证实,在缺乏有意识命令控制系统下,盖亚假说使用反馈回路来追踪和调整关键的环境参数。比如说氧气,它通过光合作用的藻类和植物生成并源源不断地予以补充。目前大气的氧气浓度约为21%,如果低几个百分点,通过空气呼吸的生命形式将不复存在;如果高几个百分点,陆地生态系统将变得过于易燃。根据盖亚假说,生成氧的有机体使用了反馈回路,从而使数亿年的大气氧含量维持在狭小的限度内。

詹姆斯·洛夫洛克

盖亚假说的文化内涵仍在不断引发人们的争论。洛夫洛克思想最为深刻的涵义是,作为一个整体考量时,地球具有生物体的诸多特征。以现代主义者的角度来看,自然世界仅仅是一个有着无限资源的、可供人类开发利用的集合体。盖亚的观点却启发着我们,把地球上的这个自然视为一种相互交织的有限整体,我们才得以从中获得更多灵感。

那些世界性的未解之谜,那些司空见惯的事物,那些关于人和地球的终极性问题,我们真的看到了他们本来的面貌了吗?今天这篇文章,或多或少已经告诉你,我们只有不断地更新知识,才能更好地理解这个世界。如果你想了解更多的前沿思想。在这本书里,你绝对可以得到你想要的。

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