發布時間:2023-10-07 17:33:51
序言:作為思想的載體和知識的探索者,寫作是一種獨特的藝術,我們為您準備了不同風格的5篇生命最初的起源,期待它們能激發您的靈感。
四川省高級人民法院:
你院川高法〔1994〕135號《〈婚姻登記管理條例〉施行前后發生的事實上的重婚關系是否按重婚罪處理的請示》收悉。經研究,答復如下:
新的《婚姻登記管理條例》(1994年1月12日國務院批準,1994年2月1日民政部)施行后,有配偶的人與他人以夫妻名義同居生活的,或者明知他人有配偶而與之以夫妻名義同居生活的,仍應按重婚罪定罪處罰。
絕對的信仰神創論者的人數,要比人們預想的多得多,但沒有哪個理性的人會支持《圣經》中提到的創造論。一些宗教和其他團體,包括很少一些科學團體提出的“智慧設計”(ID)理論,宣稱人類起源和進化過程中的某些事件無法用純自然的說法來解釋。就其本質而言,這種說法是不科學的。
現代科學對于創世紀的解釋沒有《圣經》上的故事那么精彩,但絕對不缺乏神奇。根據科學解釋,地球是在大約45億年前,即大爆炸大約90億年后,在一片大氣和塵沙的旋風中與太陽及其他行星一起誕生的。5億年后,我們的行星已經完全從它誕生的劇烈震動中恢復過來,在物質基礎上已經可以孕育生命了。又過了不到5億年時間,它真的孕育了生命。這個被稱為宇宙最終的共同祖先(LUCA)的存在體,通過進化帶來了所有已知的活的生命,包括各種微生物、植物、真菌、動物和人。
最初的有機組織也許是從滾燙,含硫、充滿金屬成分的巖漿水里的非生命物質中生成出來。這種難聞的混合物好像是被“添加”進了豐富的小有機分子,如氯基酸、糖、含氮堿基,以及其他典型的生物組成成分。過去幾十年間,人們對空間、近太空物質,尤其是墜落到地球上的隕石的探索所得出的一個最令人震驚的發現是――許多生命的化學基本成分是在整個宇宙間自發形成的。有機化學反應,因為其被認為是有生命的有機組織的一個特點而得名,實際上是最廣泛和平凡的化學反應,即碳的化學反應。
那么,“宇宙化學反應”到底是如何產生最初的活細胞的呢?這還是個謎,但這一進程也許可以用兩個詞來概括。一個是“化學反應”,也就是生命的本質。在被稱作催化劑的酶和從陽光、礦物質或由其他有機組織形成的養分中所獲得的能量的幫助下,活的生命不斷地從小的非有機組織和有機組織的基本成分中制造它們自己的成分。同樣的事情也發生在生命的起源中,只是其途徑、催化劑的作用以及能量的來源尚不為人所知。
科學家們對此問題已經進行了大量的研究,但還沒有找到真正的答案。現在能說的只是這一化學進程必須是高度決定性的和可復制的,就是說,在主要的條件下是必定會發生的。
第二個關鍵詞是“可復制性”。目前這主要是由DNA(脫氧核糖核酸)來完成的功能,也許最早是由DNA的近親,也就是RNA(核糖核酸)來完成的。
一開始,復制只發生在RNA分子上。不久,根據由RNA所提供的模板RNA分子開始參與到蛋白質的合成上來,于是這種復制就通過RNA(最終是通過DNA)擴展到了蛋白質上。反過來,復制通過蛋白質和越來越復雜的物質擴展到了細胞和多分子的有機組織上。
復制允許同一個實體一代代永無止境地復制下去,這是基因延續的基礎。另外,因為在進程的保真度上難以避免會發生錯誤,復制必然會帶來變異(在復制的形式上),因此也帶來了不同種族間為爭奪可利用的資源而進行的競爭。其必然的結果,就像查爾斯?達爾文首先描述的,是對那些最適合生存,尤其是,在已有的條件下制造后代的物種的選擇。這一進程在可復制性一出現后就被加進了化學反應中,首先是在分子上,隨后是在越來越復雜的聚合物上,一直到今天。
復制會出現變種和變形,而自然選擇會對它們作出甄別。根據我們所知道的情況,這些變種完全是偶然發生的,沒有任何的意向性和預見性,因此就有許多人認為生命的歷史是由偶然事件來控制的。但是這種觀點忽略了自然選擇所提供選擇的排列會足夠延伸,從而允許出現一個最佳或接近最佳選擇的可能性。
事實上,有很大的理由相信,最優化選擇也許比人們普遍所預期的要更多地發生在起源和進化的過程中。這表明,只要是在與其在地球上誕生時相似的環境條件下,就很有可能產生與我們所知的相同的生命形式,由此也證明我們今天對地球外生命的興趣是正確的。
第一節 地球上生命的起源
本章內容討論生命的起源,生物的進化,人類的起源等自然科學課題。本節教材內容主要闡述地球上的生命起源于非生命物質,這一過程是化學進化的結果。教材從地球演變講起用實驗和猜測相結合的方法來說明生命的起源。這節教材也是對學生進行唯物主義教學的好教材。
教法指導
一、授課思路與方法
根據本節教材用實驗和猜測相結合的方法來說明生命起源的特點,教學方法也就選擇學生觀察投影片、猜測和查資料相結合的方法進行教學。
二、課時安排
本節共安排一課時
教案實例
一、教學目標
(一)認知目標
1.了解地球上的生命起源于非生命物質。
2.了解地球的演變
(二)技能目標
通過對“演示”實驗投影片的觀察,培養學生的觀察、分析、歸納的能力。
(三)情感目標
通過人類起源的教學,達到對學生的無神論教育,從而培養學生的辨證唯物主義觀點和歷史唯物主義觀點。
二、教學重點和難點
1.教學重點:原始地球表面的變化;化學進化的過程。
2.教學難點:生命起源于非生命物質,生命起源是化學進化的結果。
三、教學準備
意大利醫生雷地證明腐肉不能生蛆的實驗投影片,巴思德的“鵝頸瓶實驗” 投影片,原始地球的投影片,米勒實驗的投影片。
四、教學過程
(一)導入
現在地球上的生物能通過繁殖產生新的個體。提出問題:最早的生物從哪兒來呢?即原始生命是哪里來的?生命又是怎樣發展的呢?
(二)新課講解
介紹中國古代的女媧造人傳說和神創論的有關內容。引出問題,女媧、上帝是誰創造的呢?若不接受傳說和“神創論”,地球上的生命又是哪里來的呢?提問:看到過蛆嗎?蛆生活在什么環境中?指出這是古代人們提出的一種“自然發生”的說法。放雷地實驗的投影片,并作一些說明。學生討論分析歸納得出蛆是蒼蠅產在肉上的卵孵化出來的,這說明較大的動物是不能自然形成的。提問:很小的微生物能否自然形成呢?讓學生各發表自己的見解。放鵝頸瓶實驗投影片。學生討論分析歸納得出大小生命都不能自然發生的結論。設問:地球上的原始生命那里來的?放原始地球狀況投影片。指出這是科學家對原始地球的猜想。科學家關于地球還有不少猜測,請同學看教材104頁最后一自然段至105頁第一自然段。請學生講述原始地球的特點及變化。教師作適當的補充后講述原始地球為物質發生各種化學變化提供的條件。接著放米勒實驗投影片,并作一些說明。特別指出的是這個實驗產生了構成生物的所必須的小分子有機物 氨基酸。
學生討論歸納出在原始地球上,無機物能通過化學變化形成小分子有機物。講授:小分子有機物隨著雨水,最后匯聚在原始海洋中。在原始海洋中小分子有機物經過長期積累和相互作用自然合成了較大分子的有機物出 蛋白質、核酸。原始海洋中的蛋白質和核酸等物質經過濃縮和相互作用,凝聚成具有原始界膜的小滴。小滴在原始海洋中又經歷了漫長、復雜的化學進化,最終形成原始生命。提問:從無生命的有機物進化到簡單的小分子有機物再進化到大分子有機物再進化到原始生命,即生命的誕生,主要通過什么變化?所以,我們說生命是通過化學進化誕生的。
指出這過程是科學家的猜測,并通過實驗證明這個猜測有可能是對的。另外,科學家認為原始地球產生于46億年前,原始海洋形成于38億年前,而原始生命發生在35年前。
(三)小結
可對照板書由學生來小結這節課所學的內容。
五、板書設計
第六章 生命的 歷史
第一節 地球上生命的起源
(一)人類的探索
生物不能由目前地球上的非生命物質產生,目前的生物只能通過繁殖產生。
(二)原始地球
1.高溫、地殼薄、有原始大氣,后來才有水。
2.原始大氣成分:甲烷、氫氣、水蒸氣、二氧化碳、無氧氣和臭氧層。
(三)地球上的生命起源
1.無機物 小分子有機物 較大分子有機物 大分子有機物 大分子有機物形成界膜 原始生命
2.生命誕生是化學進化的結果。
(四)幾個主要年份
46億年前形成原始地球
38億年前形成原始海洋
35億年前 形成原始生命。
六、習題與解釋
1.隨堂練習
(1)第一個用實驗證明生命不能自然發生的人是( )
(A)米勒 (B)雷地 (C)巴斯德 (D)達爾文
(2)原始地球上的物質發生各種化學變化生成小分子有機物直至產生生命物質所需的條件有( )
(A)高溫 (B)閃電 (C)紫外線 (D)以上都是
(3)非生命物質演化為生命的場所是在( )
(A)原始海洋 (B)原始土壤
(C)原始大 (D)原始陸地
2.課后練習
(4)巴斯德的“鵝頸瓶實驗”說明了 。
(5)米勒的實驗及后來許多實驗室進行的實驗,用模擬原始地球的條件來合成各種氨基酸,這些實驗用來證明
。
(6)原始大氣成分主要有 、 、 、
等氣體,沒有 、 和 。
(7)原始生命起源于 物質,原始生命在 形成的。是 進化的結果。
(8)科學家推測,地球形成于 年前,原始海洋形成于 后前,原始生命形成于 年前。
(9)你認為在現在環境條件下,地球上會不會再形成原始生命?
3.參考答案
(1)B (2)D (3)A (4)微生物不能自然產生 (5)天然蛋白質所含有的各種氨基酸,基本上都能用模擬原始地球條件的方法合成 (6)甲烷 氫氣 水蒸氣 二氧化碳 氧氣 臭氧 氮氣功 (7)非生命 海洋 化學 (8)48 38 35
(9)答:在現在的地球環境條件下,地球上不為再產生原始生命。因為,原始生命的形成條件已不存在,現在的大氣成分不同于原始大氣,其主要成分為氧氣氮氣等,地球的溫度也降低了,沒有持續不斷的雷電。另外,現在海洋成分也改變了。
小資料
關于生命起源的幾種假說
[關鍵詞] 色彩彩陶審美心理象征
啟蒙哲學有一句箴言:懂得了起源便懂得了本質。用這一點來驗證以對中國這種“連續性文明”的研究是非常貼切的。(張光直先生稱的連續性的文明指“人類與動物之間的連續,地與天之間的連續,文化與自然之間的連續”。)張光直先生說:“要想把握住中國古代文明特征本質的話,考察的對象應該是:在一定的地理范圍內,從比較早期形態到較高級形態演變的一段歷史?!盵1]因此,要想研究中國人色彩審美心理的形成,就應該追溯到史前時代。史前藝術品,包含著重要的巫術、宗教等精神意義,因此我們不能只從物質或實用的角度來理解它們,我們應該在這些器物和遺物身上尋找心理的表現形式,還要通過復原史前人類的行為操作來探求他們的觀念,并在史前人類的觀念整體中把握他們的審美心理。因此,史前藝術品應該被看作是史前人類精神邏輯的展現,是人類心理的典型物化形式。從這些有形的物化形式來研究人類無形的心理和精神,從他們感知和思維的形成中,窺測其心理狀態,這正像西方人類學家把這一工作形容為“從本書的最后一章將整本書重構出來”一樣。美國美學家托馬斯?門羅也曾在《藝術心理的過去、現在和將來卜文中這樣描述:“對藝術的本質,從心理的角度加以推理研究,大概起源于廣泛流行的對超自然力量和藝術家靈感的原始信仰……那種符合神意的頌詩和符篆可以祓邪禳災,符合神意的雕像、神廟和宗教禮儀則可以使神靈愉悅,顯然神靈是有所偏袒的,正是在這些地方閃現出審美趣味……。”[2]他還指出,審美心理學:“把藝術作品放在更廣闊的人類行為范圍內進行研究?!斫膺@些創造活動和欣賞活動與藝術以外的其他人類經驗的關系,以及他們與人類機體結構的關系?!盵3]
彩陶是中國新石器時代最有代表性和最有特色的文化遺跡,是史前藝術的主要構成部分,又是藝術的重要源頭,同時它也是巫術思維的一個產物和史前色彩審美心理典型的物化形式。通過對彩陶的研究,我們可以探知史前原始人類從審美感知、審美感情到審美想象和審美理解的整體過程。遠古祖先的精神風采和神韻都凝結在物化的彩陶中,它體現著長達幾千年的先民的風范,并且經歷了約3000年左右的由盛到衰的演變歷程。對彩陶的研究,我們需要轉變某些傳統的、陳舊的學術觀念和思維方式。通常認為,彩陶是一種實用的器具,是先民為了實用的目的而創造的。但有研究者認為,陶器(彩陶)在中國新石器時代最典型的用途是作為隨葬品或葬具,生活中用量極少。因此,彩陶應該是“禮器”,是為了神圣的目的而創造圖(1)彩陶大汶口文化出來的,因而不應僅僅視為日常實用器皿。[4]彩陶,即彩色陶器。它是在打磨光滑的陶坯上,以天然的礦物質顏料進行描繪,入窯燒制而成。如果說石器作為人類最初也是惟一的創造是審美心理的萌發,那么具有巫術傾向的彩陶的制造應是色彩審美心理典型的物化形式,它是“人著色于自身”向“著色于物”或“繪形于物”的一個開始,可以說,色彩伴隨著彩陶的始終。
彩陶的基本色彩有紅色、黑色、白色及燒制過程中自然形成的過度性的間色,如赭色和黃色等(圖1)。中國彩陶最先所使用的色彩是紅色。考古研究發現,老官臺文化彩陶紋飾就是紅色寬帶蚊。這種紅色寬帶紋在大亞灣
等早期彩陶中都被使用,成為最普遍的用色。仰韶文化半坡類型中、后期以黑彩為主,并與紅色并用,形成紅底黑花的強烈反差(圖2)。彩陶作為“禮器”,是為神圣的目的而創造出來的,它的用色不應是簡單的為了裝飾的需要,但從彩陶的用色我們可以探知,新石器時期,原始人類明顯脫離動物性被動色彩反應,出現為生命本能需要而選擇和運用色彩。于是,黑、白、紅、赭、黃、綠等顏色被由簡到繁地運用于和生命相關的各種活動中。當然,原始人類首次發現和使用顏色究竟發生于何年何月,并不是我們研究的主要目的,在人類現代色彩本質的起源處,我們主要認識人的原始色彩本能何以發生和發生的根據。下面我們就彩陶最初的用色紅、黑、白等三色進行比較理性的邏輯分析:
紅色著名文藝史家格羅塞在《藝術的起源》中論及紅色這個問題時是這樣認為的:大概原始人最初所用的紅色,就是他親手殺死的敵人或獸類的鮮血。而到了后來,則大概都采用紅礦石裝飾,因為紅礦石是到處都有的。而且,格羅塞還認為,紅色是一切民族都喜歡的色彩,只要留神小孩,就可以曉得人類對于紅色的愛好至今還很少改變。在一個水彩畫的顏料盒中,紅色總是最先用空。歌德在他的《色彩學》中,對橙紅的顏色在情感上能使人激發無比的力量這一點也大為贊嘆,他說:“橙紅色!這種顏色最能表示力氣,無怪那些強有力的、健康的、的男人都特別喜愛此種顏色。野蠻人對這種顏色的愛好,是到處彰著的。”[5]因此,在非洲、亞洲、歐洲等相當大的地域,都曾經發現史前人類在墓葬中把紅色的石礦粉撒在尸體的周圍。中國考古學家發現一萬五千年前的北京山頂洞人的遺骨旁就撒放著紅色的礦粉,據河北磁縣新石器時代遺址發掘結果考證,約八千年前原始人所制作的骨質和石質飾物的穿孔“幾乎都是紅色的,好像它們的穿帶都用赤鐵礦染過?!?/p>
由此我們可以推測,紅色是直接聯系著動物性特征和血液的顏色,是生命的象征,原始人在戰爭或狩獵中發現,人或動物失去了紅色血液,就失去了生命。因此,紅色的審美價值之大說明色彩與人的原始性本能的關系非常密切,它從人性本能的自發裝飾基礎上支持著審美感覺。
黑色和白色 黑色和白色也是原始色彩活動中最常見的色彩。蒙蒙混沌初開,黑白色彩紛呈。從人的視覺能力看,白色是陽光的顏色,它象征著光明、溫暖、安全黑色則是夜晚的來臨,它象征著神秘、死亡、恐怖。這應該是原始人類對大自然色彩的最初的心理感應。
現代解剖學研究發現,在人的眼睛結構中,存在著可以感受明暗和色彩的兩種細胞。即柱狀細胞和錐狀細胞。柱狀細胞對暗光下的形體較敏感,而錐壯細胞則對于色彩的認識較敏感。在人類原始時期,經過數十萬年的長期演變,人的眼睛在感受明暗的基礎上逐漸向感受色彩進化,所以明暗是人的色彩感覺的中軸。色彩是在中軸上的延 展。人在宇宙的大范圍中感應著明暗的作用,后來發現單色,處于本能,人對單色進行有意識的運用。并且隨著人類視覺感官的不斷進化,原始人產生色彩感覺的能力也越來越強。由于原始生命本能的內在需要,使原始人在自然界中發現并使用紅、黑、白等幾種單純的顏色,然后又把這些顏色直接運用于與生命相關的地方。從此以后,人類離開了動物性被動色彩感應,由生命自發本能創立直接屬于現代人色彩感知的起源。彩陶,就是最有力的見證。日本學者城一夫在《色彩史話》中這樣說過:“色在具備物質的一種屬性的同時,又具有作為共通語言的象征性和邏輯性。例如,紅色是人類血的象征,也是生命的象征,這是從古至今各民族的共同觀念。彩陶紋飾首先主要用紅色,并在后來紅色一直成為與其他顏色并用的重要色彩,雖然難以斷定其全部原因,但這與紅色本身的效力以及它使人所產生的聯想性,肯定有著極大的關系。其次,彩陶對色彩的使用,除了美的需要以外,便是作為“共通語言的象征性和邏輯性”而存在,帶有某種“民族的共同觀念”。[6]
彩陶中所使用的色彩并不復雜,從“著色于自身”到“著色于物體”或“繪形于物體”,使顏色和物體同時產生了咒術功能,著色于自身所產生的咒術性效果同色彩一起移到了物體上?!爸皇堑搅撕髞恚仕哂械闹湫g性逐漸消失,形體成了重要因素,色彩僅僅附屬于器體,起到了單純補充形體和象征的作用。‘人著色于物體,無聲地傳達了各種意識、感情和情緒,顏色變成了語言、思想和感情。”[7]但有一點不可否認,彩陶所用的紅、白、黑、黃、赭等顏色,一直是中國人長期喜愛的色彩,我們從原始彩陶的用色,可以看到中國人對某些色彩喜愛的沿襲性。因此,彩陶的用色,我們恰好找到了中國人色彩審美心理的源頭,它滲透著、凝結著中國人最初的色彩情感和審美心理。
當然,對于彩陶的顏色,我們還可以有多種推測,一方面可能是由于受到當時物質條件的限制,顏料品種相對比較單一,另一方面,也可能與當時不同地域的人對色彩的偏好不同,以及色彩與心理情緒對應的不同有關。彩陶用色,不以鮮艷奪目取勝,而是以自然和諧為特點。這種自然和諧,也許與當時先民的精神狀態相吻合,他們是一種無言的語言,為我們進一步探討原始人類的精神提供了寶貴的資料。
在彩陶的色彩審美心理形成之后,中國人的色彩審美傾向似乎逐漸向兩個方向發展:一是形成五彩彰施的象征性色彩觀,每一色彩都賦予了一定的象征意義,如古代繪畫、宮殿建筑、建筑裝飾、服裝以及民間美術、戲曲藝術中等其二是形成尚黑的色彩觀,人類的原始色彩本能得到升華,具體地說,尚黑的色彩審美心理在藝術形式中得以升華,即中國古代文人畫以水墨的審美情趣,把原始色彩本能的黑色升華為可供觀賞品位的墨色形式,形成獨特的水墨繪畫色彩表現。這兩種色彩審美情感相互交織,又各自獨立。對于這兩種色彩審美傾向的形成,我們有必要把研究的觸角伸向人類色彩的起源處去尋找答案。
冼鼎鈞 譯
關于宇宙的起源,冰島文學家斯托里森在1220年左右編寫的北歐神話集《新埃達》中已有所闡述。按這本神話集所說,最初是一無所有的。既沒有地,也沒有天,只有一個裂口,也沒有草原。而在這混沌虛無的北方和南方,則是冰雪的區域尼夫爾翰和火的區域木斯皮爾翰。木斯皮爾翰的火融化了尼夫爾翰的一些冰。在融化的水滴里產生了一個巨人伊默。伊默吃什么呢?啊,看來還有一頭母牛阿豪姆拉??墒悄概S殖允裁茨??好吧,還要有點鹽。故事就是這樣繼續下去。
我不想冒犯宗教感情,即便是北歐維京海盜的宗教感情。但是,我想這個故事實在不是一幅令人滿意的宇宙起源的圖景。且不說對那些無稽之談的非議,只就故事本身,它所引起的問題就和它解答的問題一樣多,而每個疑問的解答都要求初始條件的進一步復雜化。
追溯宇宙起源的這個念頭是不可抗拒的。自從16至17世紀開始出現現代科學以來,物理學家和天文學家曾一次又一次地回到宇宙起源問題。
可是,就在這剛剛過去的十年里,一切都改變了。一個早期宇宙理論已經被廣泛接受,以致常常被天文學家稱為“標準模型”。這個理論多少有點像有時被稱為“大爆炸”的理論,但是它進一步對宇宙的內容作了明確得多的規定。
最初發生了一次爆炸。這不是習見于地球上發生在一個確定的點,然后向四周的空氣傳播開去的那種爆炸,而是一種在各處同時發生,從一開始就充滿整個空間的爆炸,爆炸中每一個粒子都離開其他每一個粒子飛奔。
在爆炸發生后的百分之一秒,即我們能多少有把握談論的最早時刻,宇宙的溫度大約是攝氏一千億度(1011℃)。這比最熱的恒星中心還要熱,事實上,它是這么熱,以致不可能聚集成任何普通的物質成分,即不可能聚集成分子、原子甚至原子核,能夠在爆炸中相互飛速地分離的只是各種基本粒子,它們是現代高能核物理的主題。
在這里介紹一下早期宇宙里存在最多的幾種粒子。一類大量存在的粒子是電子,就是在電線的電流中運動的那種帶負電荷的粒子,它們組成了現在宇宙中所有原子和分子的外層部分。另外一種在早期宇宙里非常豐富的粒子是正電子,這是一種質量和電子完全相同,但卻帶著正電荷的粒子。在今天的宇宙里,正電子只有在高能實驗室里找到,或者在某些放射性現象中找到,或者在宇宙線和超新星爆炸等劇烈天文現象里找到,然而,在早期宇宙里正電子的數目幾乎完全和電子相等。除電子和正電子之外,還有數目大致相等的各種中微子。這種幽靈般的粒子既沒有質量,也沒有電荷。最后,宇宙里還充滿了光。但是不必要把光和粒子分別處理。量子力學告訴我們,光是由質量和電荷都為零的粒子――光子所組成的。每個光子攜帶著一定數量的能量和動量,大小取決于其波長。光子的數目和平均能量和電子、正電子或者中微子的數目大致相等。
這些粒子(電子、正電子、中微子、光子等)不斷地從純能量中產生出來,經歷很短的壽命后又湮滅了。因此,它們的數目并不是預先注定的,而是由產生過程與湮滅過程的平衡確定的。從這個平衡我們可以推算出,這盆宇宙湯在溫度為一千億度時的密度是水的四十億(4×109)倍。此外。宇宙湯內還摻有很少量的較重粒子:中子和質子――它們組成今天世界里的原子核(質子是帶正電荷的;中子比質子稍微重一點,是電中性的),比例大致是每十億個光子(或正電子、電子、中微子)對一個質子和中子。十億個光子對一個核粒子這個比值是建立宇宙標準模型的關鍵性數值,必須由觀測來得到。
隨著爆炸繼續下去,溫度下降了,在約十分之一秒以后下降到攝氏三百億(3×1010)度;約一秒以后降至一百億度;十四秒后降至三十億度。冷卻到這個地步以后,電子和正電子湮滅的速度開始快于它們從光子和中微子重新產生出來的速度。這種物質湮滅過程所釋放出的能量暫時延緩了宇宙的冷卻速度,不過溫度仍然在下降,在最初的三分鐘終了時,下降到十億度。這個溫度已經足夠低,能使中子和質子開始組合成復合的原子核。首先是由一個中子和一個質子組合成一個重氫(氘)核。由于這時的密度還足夠大(稍微比水小一些),所以這些氘核可以迅速地組成最穩固的輕原子核,即是由兩個質子和兩個中子組成的氦核。
最初三分鐘終了時宇宙的組成主要是光、中微子和反中微子。核物質仍然只占很小一個份額,現在它們當中有百分之七十三是氫,有百分之二十七是氦,還有跟這些核物質同樣稀少的電子,它們是經過電子-正電子湮滅期以后剩下的。所有這些物質繼續飛馳分離著,一直在冷卻下去和稀薄下去。又過了幾十萬年,溫度終于冷卻到足夠低,可以讓電子與氫核和氦核組成原子。這樣組成的氣體由于引力影響而形成氣團,最后凝聚為今日宇宙里的星系和恒星。但無論如何,星辰得以開始它們的生命的組成物,正是在這最初三分鐘所產生的。
上面簡單敘述的標準模型仍然不是關于宇宙起源可以想得出的最令人滿意的理論。就和《新埃達》一樣,在闡述宇宙的開始時,或者在第一個百分之一秒左右,這個理論仍然存在著令人困惑的含混之處。再則,還有必要去確定起始條件,特別是光子對核粒子的初始比率――十億比一,而這是令人不愉快的工作。我們寧愿在理論里有更大的邏輯必然的觀念。
例如,另一個稱為“穩恒態模型”的理論在哲學上就有更大的吸引力。這個模型是在20世紀40年代提出的,在這個模型里,宇宙永遠都是和現在一樣。當它膨脹時,在星系分離開的縫隙里,有新的物質產生。這個理論隱含了所有關于宇宙為什么會是這個樣子的問題的答案。答案是宇宙之所以如此,是因為只有如此它才能保持著永遠不變。宇宙起源的問題被一筆勾銷了。在這個理論里根本不存在早期宇宙。
那么我們怎么會得出“標準模型”的呢?它是怎樣勝過諸如穩恒態模型等其他理論的呢?它之所以成立,是因為近代天體物理學基本上是客觀的,人們對它達成了一致的看法,既非由于哲學偏愛的變遷,也非由于天體物理學巨匠們的影響,而是由于來自經驗數據的壓力。
在敘述了觀察到的宇宙學現象之后,我將試圖把個別的資料并在一起,以組成一幅早期宇宙物理條件的連貫的圖畫,這將更具體地把我們帶回到最初的三分鐘去。我們將會像看電影那樣,按順序地看到宇宙的膨脹、冷卻和形成。我們還將試圖看一下那個仍然籠罩著迷霧的時期(最初的百分之一秒)和在此之前的事情。
我們可以確信這個標準模型嗎?它會不會由于新的發現而被推翻,而被別的宇宙起源說所超過?或者,甚至穩恒態模型會東山再起?也許會。我不能否認在我寫到最初三分鐘的事情時,似乎是充滿信心,但心里并不是那么踏實。
但是,即使它最后被別的理論所取代了,標準模型終究在宇宙學歷史里起過重要的作用?,F在(雖然是在最近的十多年以來),把物理學及天體物理學的理論想法在標準模型中計算出其結果來進行檢驗,已經是正規的方法。標準模型已經常被用作論證天文觀測計劃的理論基礎。這樣,標準模型為理論工作者和觀測者提供了基本的共同語言,使他們了解彼此在做些什么。如果有一天標準模型被一個更好的理論所取代的話,這個理論很可能是由于受到標準模型啟發而進行的觀察和計算所得到的。