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七个一直困扰我们的未解之谜

2020-09-10

奇闻怪事 2020年7期
关键词:原子粒子恐龙

我们能找到宇宙的中心吗?

宇宙的三维概念使我们相信,目前所存在的一切,都始于138亿年前发生的大爆炸。从我们所在的位置来观察,总是能看到各种星系在远离地球,仿佛我们所在之处就是宇宙的中心,但如果我们身处银河系的其他地方,能观察到的景象也都是相同的。所以,寻找宇宙的中心是徒劳的,因为宇宙诞生的爆炸中心无处不在。

为了理解这一概念,我们要先把宇宙想象成是扁平的,各个星系都在自身所在的点上不断膨胀,这使得宇宙也一直在膨胀。但如果我们用三维的角度来想象宇宙,就很容易会将其视为一个球体,并认为它是从内部的某个中心点爆炸而来的,从而相信宇宙有中心。然而事实上,宇宙中的每个点都在膨胀,任何地方都可以成为中心,所以宇宙也就没有中心。

我们能克隆出恐龙吗?

自从看了电影《侏罗纪公园》,我们就梦想着有一天也能建成一个恐龙主题公园,但这真的可能实现吗?要克隆恐龙或任何其它动物(不论是否灭绝),都必须拥有其完整的基因组,这意味着该物种的DNA必须处于良好状态。不幸的是,据遗传学家计算,DNA的平均寿命只有521年,而恐龙的存在要追溯至6500万年以前。

如果我们在琥珀保存的蚊子腹中得到了恐龙血呢?尽管这就是《侏罗纪公园》里科学家们复原恐龙的前提,但这种想法并没有科学依据。即使以此方法得到了恐龙血,血液也已经在树脂中受到了污染。就算血液没有被污染,又成功得到了恐龙的DNA,也无法得到恐龙完整的基因组,因为我们还需要其近亲的遗传物质,而恐龙没有近亲。在电影中,科学家们用青蛙的DNA还原了霸王龙,但其实用鸟类的DNA可能更合适,因为恐龙真正的直系后代是鸟类。

再退一步,假如我们真的得到了恐龙完整的基因组,又该如何让它诞生呢?恐龙和鸟类一样都是卵生,是从蛋里孵化出来的,所以除非科学家能先找出一种类似于恐龙的动物,否则我们无法克隆恐龙。就像电影中古生物学家杰克·霍纳打算利用反向基因工程技术改造鸡的胚胎,使其具有恐龙的某些特征,他还给这种鸡胚胎取了个有趣的名字——“恐龙鸡”。

我们能找到地球生命的起源吗?

我们不知道,生命是在何时何地,又是以何种方式开始的。1827年,达尔文在写给他的好朋友植物学家约瑟夫·胡克的一封信中提到:“生命最早很可能是在一个热的小池子里开始的。”直到现在,科学界仍普遍假设,生命起源于45亿年前地球海洋中存在着有机分子的“原始汤”。

法国科学家拉斯拜尔在1825年提出,每个细胞都来自另一个细胞。假设真的如此,通过科学估算,第一个细胞来自40亿年前。一方面,我们无法确定它是否真的存在,另一方面,也有其他假设认为,地球生命可能来自外太空,通过陨石或彗星才到达了地球。

无法找到生命起源的另一个问题是,我们甚至无法给生命下唯一的定义。例如生物学家可以认为,一个能够移动、进食、排泄、繁殖,并對外部刺激作出反应的事物就是生命,因為这就是我们所知道并认为的生命运作方式。但仅从这个定义来看,我们很难回答病毒究竟是不是生命?计算机又是不是生命?还有机器人呢?

美国索尔克生物研究所的杰拉德·乔伊斯将生命定义为“一个能进行达尔文式进化、自我维持的化学体系”。在这种解读下,即使有一天机器人变得比人类更聪明,它们也不能算是生命。

基因和环境,哪个对人的影响更大?

人们普遍认为,一个人的性格是由其自身的遗传物质,以及所处的环境和所接受的教育决定的。但哪个因素影响更大呢?伏尔泰在18世纪就说过:“天性比教育更强大。”反之,卢梭认为,人若不受社会腐坏,则会保持本性善良。

据进化心理学研究,人类在很长一段时间内都是以狩猎、采集者的身份生存下来的,直到现在这种基因都在影响着我们。例如,现代人容易患上肥胖症的原因在于,我们的基因里存有食物稀缺年代的记忆,尽管如今身处于一个物质丰富的年代,但基因还是让我们更钟爱高脂肪和高热量的食物。

不过,据表观遗传学研究,人的基因有很大的灵活性,能在短时间内适应新环境。最著名的例子是二战时期的荷兰大饥荒——“饥饿的冬天”,当时有两万人饿死,而幸存妇女生下的孩子普遍偏矮、偏轻。不仅如此,这些孩子的下一代尽管得到了充分喂养,却还是偏矮、偏轻。这表明祖父母遭受的饥荒环境,影响了孙辈的基因。

所以,在现实生活中,研究是环境还是基因对我们的影响更大,是没有意义的,因为这两者相互重叠且相互影响,无法在其之间划出一道明确的分界线。

我们能找到最小的单位吗?

公元前5世纪,古希腊哲学家德谟克里特提出,物质是由极小的“原子”微粒构成的,且物质只能分割到原子为止。2000多年后,科学家发现了间接证据证明他是对的。再往后,科学家又发现,原子是由质子、中子和电子构成的。而现在我们知道,还有比原子更小的粒子,比如轻子和夸克。

2012年,在位于日内瓦的欧洲核子研究中心建造的大型强子对撞机中,科学家们又发现了一个粒子——希格斯玻色子。这是粒子物理学标准模型预言的一种自旋为零的玻色子,也是该理论预言的62种基本粒子中,最后一个被发现的粒子,被称为“万物的质量之源”。

如果继续研究下去,我们是否能找到最小的单位?有一部分物理学家相信,还存在一种构成夸克和轻子的亚原子粒子,称之为“前子”。也有一部分物理学家认为,自然界的基本单位不是电子、光子、夸克之类的点状粒子,而是很小的线状的“弦”。总而言之,这条寻找宇宙最小粒子的路,我们还没有走到尽头。

什么是“我”?

人类总是以“万物之灵”自居,因为我们拥有意识和智力,这使我们自认为优越于其他物种,但越来越多的研究表明,动物也拥有自我意识。能在镜子里识别自己,是拥有自我意识的最好证明。到目前为止,除了人类以外,黑猩猩、海豚和大象都能在镜子中识别自己,而鸽子和大猩猩在某些情况下也能做到,但猫、狗和两岁以下的孩子都不能。

什么是“我”,在哲学上也是个复杂的问题,很容易掉进主观唯心主义的陷阱,会认为所有现实都只能通过“我”来解释,感觉周围的事物和其他的人,都只存在于我们心中。

从存在的概念上看,研究什么是“我”也没有意义。因为在分子和原子的水平上,我们甚至不是1分钟前的那个自己。我们的身体在不停地交换原子,而今天的原子,在过了40年后,可能仅有10%还存在于这副身体里,在大脑中也是如此。

我们可以预测未来吗?

如果宇宙中存在的所有事物都遵循不变的规律,那么从理论上来说,任何事件都可以被计算和预测,只是我们永远不会有足够的计算能力来做到这一点。从这个意义上来看,我们的宇宙是具有确定性的,但不可计算。

事实上,我们之所以对未来的了解非常有限,是因为我们忽略了无数的变量,哪怕是一个最小的变量,也将影响我们尝试预测的结果。要预测未来,就必须了解整个宇宙,而我们自己也是这个宇宙的一部分,要忽略我们自己这个变量,除非我们能跳出宇宙对其进行測算,但这是不可能的。

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