【菜科解读】

地球 PK 人类科学家

让我们想象有两个公司在竞争制造第一个单细胞生物。

其中一家公司拥有一个叫地球的星球，他们的实验室就是地球本身，拥有地球庞大的资源、能源供应和数亿年的时间。

而另一家公司则只有狭窄的实验室，几只破试管，极其有限的能源和物质供应以及短暂的数百年时间（科学起源到现在也才数百年而已）。

如果让你押注，你觉得哪家公司会赢呢？

我想只要不是傻瓜，都会押第一家公司啊，他们啥也不用干，等着就行。

事实正是如此，地球就是在形成后大约数亿年的时间里，诞生了第一个原始细胞，演化至今有了人类。

只要条件合适，生命诞生是必然的，就像只要温度降下去，水就会变成冰。

这也是人类探索外太空，认为地外生命必然存在的原因所在。

现在最大的争论是，复杂生命的诞生是否也是必然的。

甚至在太阳系中，别的星球或卫星上就可能存在生命，当然很可能是单细胞生命，而不是外星人。

图示：疑似有生命迹象的火星陨石。

电镜照片。

一些科学家认为这块陨石上的某些痕迹应该是远古火星单细胞生命存在过留下的痕迹。

为什么科学家的实验室还没有做出第一个单细胞生物，那是因为做实验很费钱的，没钱啥都做不成！

至于大自然，它不管干啥事儿，它需要花钱吗？

它不需要啊，我的朋友，仔细想想是不是这么回事儿。

当然除了不花钱之外，它还有非常庞大的实验规模，让我们养成用数字来思考的习惯吧。

图示：对原始地球化学环境的猜想，以及生命起源都经历了哪些化学阶段的推测

生命起源本质上是个化学反应，而且我们现在知道生命来源于水，地球生命是从海洋中起源的，那么海洋中有多少水呢？海洋有大约14亿立方千米的水！

而实验室的一只试管里又能装多少水呢？

图示：玻璃试管，有了它才有了真正的化学

只能装大约15ml水，等于1.5*10^-2升

而一立方千米相当于10^12升，所以一立方千米的海水可以装满大约10^14个玻璃试管。

每只玻璃试管的重量大约为0.2896kg，那么装下一立方千米的海水需要2.9*10^13千克玻璃，也就是大约2.9*10^10吨，再转换到通常的万吨单位，也有2.9*10^6万吨，即290万吨。

你可以不用玻璃试管，你可以用玻璃烧杯，玻璃瓶来做实验，但没关系，你要想装下一立方千米的海水，你就得有消耗足够多的玻璃，一立方千米的海水需要290万吨玻璃做的器皿来装。

而2015年全球玻璃产量也才5600万吨，只够装19立方千米海水用的。

而且，我们可能把这些玻璃都消耗在实验中了吗？当然不能，绝大多数玻璃生产出来，并不是供应给科学家做实验用的，它们用在建筑上、汽车上等等地方。

图示：人类生产的玻璃主要用于建筑业和汽车工业

而地球拥有14亿立方千米的海水，你要把整个地球的海洋都当成一个巨大的化学实验基地，你立刻就会发现人类的实验能力和地球相比，完全不在同一个等级上。

除了拥有庞大的海洋外，生命现象是从简单分子到复杂分子的转变，这是一个必须消耗的能量的过程，人类现在每年只能生产大约6亿兆焦耳的能源。

而地球每年仅仅从太阳那里接受的能源就相当于100亿亿度电，如果将地球接受的所有太阳能分摊给每个人，那么你会得到1.7亿度电！一度电一毛钱，你都相当于拥有1700万元的巨款，还是每年1700万元。

图示：相对于科学家在实验室中消耗的 能源，地球每年从太阳那里得到的能源，可以说近乎无限了。

而且地球花了至少数亿年时间才形成第一个原始细胞，您现在要求人类科学家在极其拮据的实验条件极短的时间中，从无到有完成制造第一个原始细胞的制造，这样的要求本身就是强人所难呀。

图示：科学家对地球生命起源的推测路线图，从海洋形成到生命起源大约花了八亿年时间，其间经历了小有机分子到复杂有机分子，比如原始核糖核酸和原始多肽，最后形成生命运转的核心联盟：核酸-蛋白质联盟，最后装上原始细胞膜，第一个原始细胞诞生了，然后它开始分裂繁殖，最终它的子孙后代遍布海洋、河流、湖泊、陆地和天空。

对生命起源的探索

图示：和地球这个实验室相比，人类科学家对生命起源的探索实验实在太寒酸了，简直惨不忍睹。

要做一个真正的生命起源实验，我们需要一个人造星球。

我们的科学技术达到了制造一个人造星球的能力了吗？

还差得很远很远很远

今天就算我们在实验室里，从简单的分子开始做出原始的细胞，也很难让人相信这就是地球生命真实起源的过程。

要做真正的生命起源实验，人类先得学会如何制造一颗星球。

图示：无厘头科幻小说，《银河系漫游指南》中就有一个真造星工厂，专门接受客户的星球定制计划

太阳风暴若袭地球 人类科技将消失！

但是，和狂风暴雨比起来还有一种更为可怕的"天气"：空间天气。

如果一场巨大的太阳风暴袭击我们，我们的科技将被消灭。

整个地球会陷入一片黑暗。

　　"在比以往任何时候都更依赖技术的当代，我们更容易受到空间天气的伤害，"托马斯·伯杰如是说，他是美国国家海洋和大气管理局(NOAA)的空间天气预报中心的主任。

他告诉Gizmodo的记者，"如果我们受到这种极端事件的影响，那将会很难恢复。

"　　"太阳风暴"被用来形容太阳向我们抛掷出一堆东西，包括X射线，带电粒子，和磁化等离子体等。

虽然从19世纪中叶以后，还未出现大规模的太阳风暴袭击地球，但是空间天气科学家非常担心的下一场可能的太阳风暴的来袭。

　　太阳和太阳风层探测器(SOHO)拍摄的史诗级太阳耀斑　　太阳耀斑　　太阳风暴通常始于太阳耀斑-发生在太阳表面的巨大爆炸，会将发送能量和粒子流甩进太空。

太阳表面持续产生的小型C级耀斑对地球几乎没有影响，而中等规模的M级大耀斑可产生轻微的无线电干扰，至于 X级耀斑-极大耀斑，是太阳耀斑中最大的爆炸，会释放出多达十亿氢弹当量的能量。

这种耀斑喷发很少发生，但是它们出现的时候，简直是史诗般的景象。

(编者注，下同：太阳耀斑由弱到强通常可分成A、B、C、M、X五个级别，每个级别又可划分10个等级。

)　　X级耀斑，美国航天局拍摄于2012年3月6日　　现代仪器监测到的最强的太阳风暴之一发生在2003年太阳活动高峰。

那场太阳风暴的等级超过了当时卫星传感器的监测最大值，太阳风暴级别达到了X-28级，峰值可以冲到X-45级(X-28比X-1强烈的多，相比M-1级耀斑，更是剧烈10倍以上)。

以下是那场太阳风暴的样子：

测不准原理 是人类科技不够发达造成的测不准 还是其他原因

它体现的是量子世界的内在特性，是大自然的基本法则。

换句话说，在量子世界中，一切都是不确定的，只能用概率来描述。

我们无法同时确定微观粒子的准确位置和速度，只能描述微观粒子出现在某个位置的概率。

这种不确定性也可以用公式来表达，即位置和速度的不确定性乘积必须不小于一个常数。

虽然这个常数非常小，但不管多小，总是大于零的。

这意味着微观粒子的速度和位置的不确定性都不可能为零，也就是说它们是不确定的。

如果速度和位置的不确定性为零，就意味着微观粒子的位置或速度是确定的，这就违反了不确定性原理。

由于微观世界中微观粒子的位置和速度的不确定性都很小，它们之间就产生了一种制约关系。

当微观粒子的位置越确定，速度就越不确定，反之亦然。

而在宏观世界中，物体的位置和速度的不确定性都很大，所以不确定性原理公式无论如何都成立。

实际上，在量子世界中的不确定性不仅体现在位置和速度上，还体现在其他方面，例如时间和能量也存在不确定性关系。

时间和能量的不确定性关系意味着什么呢？它暗示着宇宙的终极奥秘：宇宙的起源。

根据时间和能量的不确定性关系，能量有可能在极短的时间内变得极大。

而且时间越短，能量变大的可能性就越大。

量子世界中著名的量子隧穿效应实际上就是时间和能量的不确定性关系的体现。

在足够短的时间内，微观粒子可以获得足够大的能量，以至于可以轻松地突破能量势垒的限制和屏障，完成量子隧穿。

用宏观世界的例子来解释，想象你站在一座山脚下，希望把一块石头搬到山的另一边的山脚下。

你必须越过山顶才能到达目的地，而从山脚到山顶所需克服的重力势能就是能量势垒。

但是在足够短的时间内，你完全有可能突破能量势垒的限制，直接"瞬移"到山的另一边。

具体而言，你可以通过"借贷能量"的方式，在短时间内获得超级能量，然后"瞬移"到目的地，再归还能量。

只要整个过程的时间足够短，大自然就不会在意。

微观粒子所借贷的能量实际上是真空中的能量，完成量子隧穿后再将能量归还给真空！实际上，量子世界中存在着另一个奇特现象，即量子涨落，也是时间和能量不确定性关系的直接体现。

量子涨落表明，在极短的时间内，虚粒子可以通过"借贷"真空能量的方式产生，然后迅速湮灭消失，将能量归还给真空。

基于这一原理，科学家提出了"宇宙源于无中生有"的观点。

根据量子涨落，在无限短的时间内，能够产生无限大的能量，甚至直接引发宇宙大爆炸。

然而，这种情况发生的概率微乎其微，并且需要漫长到无法想象的时间才有可能发生一次。

但宇宙拥有充足的时间，并且在宇宙诞生之前完全处于量子真空状态，没有时间的概念，这意味着发生一次足以引起宇宙大爆炸的超级量子涨落终将是必然的。

这就是诡异的量子力学。

我们无法用传统的思维方式来衡量量子世界，甚至在我们熟悉的宏观世界中的因果关系在量子世界中也完全失效了。

在量子世界中，一切都是可能的。

用专业术语来描述，我们只能用不确定的波函数来描述量子世界中微观粒子的状态。

这表明不确定性是量子世界的基本属性，与任何外部因素无关，包括人类科技和测量仪器。