【耶鲁大学通识课】世界一流大学正在教授的科普课程;通识内容,无需专业知识,人人都可以读
【贯穿众多学科】
比起市面上已有的同类书,本书一大特点是跨学科的宽广知识面,可以提供读者更全面的视角,省去了读多本单一学科的书,同时知识量丰沛,大大扩充读者脑容量。相比同类书,在保证宇宙和生命方面知识量的同时,尤其突出了地球、地质、水文、气候等方面的内容。
汇集了各个学科相关主题的新近科研成果,展现了正当下的科学面貌。
【“一字千金”】:字字干货,没有任何冗余
全书没有一句废话,充分尊重读者的时间
本书来源于耶鲁大学本科生课程,作者贝尔科维奇教授以一种非常精练但不失轻松愉快的方式,在短短215页的篇幅里,讲述了从大爆炸直到今日,约140亿年间所有重大事物的起源,依次覆盖了量子力学/天体物理学/化学/行星科学/地质学/生物学和人类历史等等学科。
本书的一大优点是它非常的新,把各学科的大量新成果都聚集整合在了一起,这些科研成果即使是科学爱好者也常常无法及时获取或者只能零碎得到。贝尔科维奇教授展现了众多科学领域是怎样通力合作,当前各个领域的研究状况又分别如何。
大卫?贝尔科维奇(David Bercovici),历任夏威夷大学地质与地球物理系主任、耶鲁大学地质与地球物理系主任,现任耶鲁大学地球物理学Frederick William Beinecke讲席教授。
所获荣誉:
2015年 美国人文与科学学院成员
2014年 美国地球物理联盟 Francis Birch Lecturer
1994年-1999年 美国国家科学基金会 Presidential Young Investigator Award
在这么短的篇幅里要解释生命、宇宙及万物,可算是一个艰巨任务了。然而身为物理学家及火山爱好者的Bercovici成功完成了挑战。各种起源如约登场,而且(福利!)读起来居然还别有趣味。— Discover Magazine
我们皆星尘。David Bercovici这本通向宇宙的“口袋导览”,展露了它的美丽真实,也解释了让我们的星球如此特别的原因。这是充满了发现与见解的100页。—— Sean B. Carroll,威斯康辛大学麦迪逊分校教授,演化发育生物学开创者之一
清晰,简洁,全面,行文还自带活力与幽默,《万物起源》是一场穿越时间,从大爆炸一直走到今日的愉悦旅程。—— Doug Macdougall,伯克利大学博士后,地质学家,科普作家
这位作者有一种天赋,能以一种轻松愉快的风格,把复杂的科学用方便理解的方式解释清楚。如果你发现自己很想读一点科学,那这书就是你的口味。——Chris Nancollas , The Tablet
前言 i
第一章 宇宙与星系 3
第二章 恒星与元素 25
第三章 太阳系与行星 41
第四章 大陆与地球内部 67
第五章 海洋与大气层 99
第六章 气候与宜居性 123
第七章 生命 157
第八章 人类与文明 187
进一步阅读书目 205
致谢 213
第三章 太阳系与行星
太阳系和行星地球形成于大约 50 亿年前,那时距离 宇宙的诞生已经有90亿年了。人类探索太阳系和地球年龄的故事,就像我们挖掘宇宙年龄的故事一样,色彩斑斓,议论纷错。科学界给出的地球年龄,完全不符合宗教信条。然而,这个故事中最为著名、争议最大的论战,却并非发生在科学与宗教之间,而是科学与科学之间。
英国物理学家威廉·汤姆森(即开尔文男爵,我们上 次见到他是在第一章)在 19世纪时做了个估算 :如果地球最初是一种炽热的熔融状态,随后作为一个均一固态球体突然暴露在(宇宙空间或者大气或者海洋或者随便什么的)冰冷环境下开始冷却,那么要到达今天这个散发热量程度的状态需要经过大概 2000 万年。开尔文的地球很“年轻”,是因为绝大部分由岩石组成的固态球体可没那么容易冷却,所以要解释地球现在这么高的热量损失速率,它必定是(就地质学角度而言)相当晚近才开始冷却。开 尔文还如法炮制估算了太阳的年龄,来确证自己的计算。 他已经知道,太阳只有在自身引力作用下坍缩时才会温 度升高(事实上在氢聚变还没起作用之前确实是这样), 考虑到太阳当下的尺寸和亮度,它的年龄同样也是大概 2000 万岁。这当然比乌雪大主教引经据典得出的 6000 岁 的地球要老得多,但地质学家和演化生物学家认为这个年纪还是太小。
根据地质学家(也包括查尔斯·达尔文)估计,至少得上亿年的时间,才可能形成山脉和峡谷中明显的沉积层, 尤其考虑到河流及洪水的沉积速率如此缓慢。生物学家的估算也差不多,因为这样才能解释生物的多样性以及为什么慢吞吞的生物变异却已积累起了非常丰富的化石记录。 但开尔文男爵(在当时可是一位名满天下的学者)把这仅 仅视作定性上的争论,不可能挑战他经过双重物理计算的缜密答案。数十年时间,物理学家和地质学家之间唇枪舌 剑甚至出言不逊,最终结果却是,他们全都错了。
放射性元素的核衰变发现,最终为地球年龄之争划上了句点。亨利·贝可勒尔(Henri Becquerel)以及居里夫妇在 19 世纪末发现了放射性现象,并因此分享了诺贝尔奖。他们的成果表明,某些特定元素的原子较大,并不稳 定,会通过从原子核中放射出粒子的方式自发转变为别的 元素,比如铀就是这样。很多放射性元素天然存在于岩石 中,因此人们推测,地球内部应该充满了放射性。放射性 元素衰变期间剧烈的粒子放射会释放热量,可能就是这股 热量让地球即使已经过了数十亿年的冷却,仍然保有今天 的温度。不过,由欧内斯特·卢瑟福(Ernest Rutherford) 发端的这一理论,今天看来并不那么站得住脚,因为和一开始想的不同,地球上的放射性元素可能没有那么高的浓度,而且放射性对开尔文的静态地球模型的影响也微乎其微。约翰·佩里(John Perry)和奥斯蒙德·费希尔(Osmond Fischer)在论战中提出了另一个理论,认为地球内部的液 体对流,就是指热的物质上升而冷的下沉(第四章会详述), 可以驳倒开尔文的模型。具体来说就是,通过不断把地球内部的高温物质运送到表面,对流可以维持地球热量的快 速损失达数十亿年之久 ;而开尔文的静态地球模型要解释 这一热量损失速率,就只能允许由“最近”开始的热传导来冷却地表附近的物质。此外,20 世纪 20年代和 30年代发现的热核聚变终于让人们认识到,发动太阳的不是引力坍缩,而是氢聚变(还记得第二章内容吗),它也已经让太阳燃烧了数十亿年。
直到 20 世纪早期至中期,人们对岩石和陨石进行放射性测年,据此精确测算出地球和太阳系年龄,才使这一争议真正平息。放射性元素衰变时,会将原子从初始的父放射核素(比如铀)最终转变为稳定的子体核素(比如铅)。 所以一个样品中父放射核素与子体核素的数量之比可以用来确定矿物年龄—相对于父放射核素,子体核素的数量越多,样品就越老。知道了相对数量,再知道衰变速率(也 就是放射性半衰期)就能计算出相当精确的元素年龄。这个办法一锤定音,解决了地球与太阳系年龄的问题,答案是46 亿年左右。不过,地球上不存在那么老的岩石,最古老的岩石存在于陨石中,绝大部分都是岩石的碎片,从小行星带落到了地球。
近 50 亿年前,在一团巨大尘云的坍缩中,我们的太阳系诞生了。这场坍缩可能是由一次超新星爆发的冲击波而触发的,陨石中可以找到证据:一些陨石里的细小钻石内含有铁的更重同位素,而这些同位素只有在超新星爆发中才能形成。要能形成一颗像太阳这样的恒星,这类星云在开始坍缩时的尺寸通常是直径 1到 3光年左右,已经是太阳系直径的许多倍。要形成质量大得多的恒星,那星 云直径恐怕得有数十光年。然而对于我们直径 10 万光年的银河系来说,这个尺寸也就是沧海一粟而已。在这样的星云里,也只有叫作星云核的一小部分,最终变成了像我 们这样的太阳系。在成功坍缩为太阳系的过程中,星云核 的绝大部分质量跌落到中心变成太阳(正如上一章所述), 余下的质量只是九牛一毛,接近太阳质量的 0.1% 左右, 变成了太阳系的行星。
所有的大行星都在一个圆盘上绕太阳转动,这个圆盘叫作黄道面。圆盘状太阳系的形成,是由星云的旋转导致 的。一开始,星云的旋转十分缓慢,之后随着坍缩的进程, 旋转会变得越来越快,就像滑冰的人在旋转中把外展的手臂收回时,旋转也会加快一样。星云越转越快,离心力效应(把物体从旋转轴向外甩出去的效应)就会排斥垂直于旋转轴线方向的坍缩。但平行于旋转轴线的坍缩就不是这样,星云可以相当自由地在这个方向上跌落。结果就是,星云一侧向内坍缩,从而使得星云扁得像一张煎饼一样。 绝大多数星云气体形成了中心的太阳,而剩下的围绕太阳 转动的极小部分气体形成了太阳系的行星。
《万物起源》在探讨人类早期文明的社会结构和文化发展时,展现出了极其深刻的见解。作者并没有将人类文明的兴起视为一个孤立的事件,而是将其置于地球环境变化、技术进步以及人口增长的复杂互动之中。我尤其欣赏他对“农业革命”的解读,他细致地分析了农业的出现是如何彻底改变了人类的生活方式,从游牧到定居,从分散到聚集,进而催生了复杂的社会分工、阶级制度以及城市文明。 更让我着迷的是,作者将这些社会层面的演变,与人类大脑的进化以及语言的发展紧密联系起来。他解释了复杂的社会关系和知识的传承,是如何反过来促进了人类认知能力的提升。他对于早期神话、宗教和艺术的分析,也让我看到了人类在面对未知世界时,试图寻求意义和秩序的深刻冲动。作者用一种连贯的叙事,将人类从蒙昧走向文明的过程,描绘得既宏大又细腻。读到关于早期文明的章节,我常常会思考,我们今天所拥有的许多观念和制度,其根源都可以追溯到那些遥远的时代。
评分对于《万物起源》中关于地球形成和生命演化的篇章,我只能说,作者再一次刷新了我对科学叙事的认知。他没有简单地罗列地质年代和生物分类,而是将地球的诞生过程描绘成一场跌宕起伏的戏剧。从原始地球那熔岩遍布、遭受无数小行星撞击的恐怖景象,到海洋的形成、大气层的演变,每一步都充满了惊险与奇迹。我特别喜欢他描述地球早期生命起源的章节,那段文字充满了对未知的探索欲和对生命顽强意志的赞美。作者并没有给出绝对的答案,而是呈现了各种主流的科学假说,并细致地分析了支持和反对它们的证据,这种严谨而开放的态度,让我感觉自己也参与到了这场科学的辩论中。 而当他笔锋一转,开始讲述生命从单细胞到多细胞,再到复杂生物的漫长演化历程时,我简直看得如痴如醉。他运用了大量引人入胜的例子,比如寒武纪生命大爆发的奇诡景象,恐龙时代的霸气侧漏,以及哺乳动物的悄然崛起。作者不仅讲述了“是什么”,更深入地探讨了“为什么”。他解释了基因突变、自然选择、物种分化等关键的进化机制,并用生动的语言将其与具体的生物案例相结合。读到这里,我常常会停下来,仔细回味每一个章节,思考着我们人类,究竟是如何从这些古老的生命形态中一步步走来的。这不仅仅是科学知识的堆砌,更是一场关于生命意义的哲学探索。
评分《万物起源》在讲述地球形成和早期生命演化的时候,简直像是在为我放映一部震撼人心的纪录片。作者没有回避早期地球那混沌、炽热、充满陨石撞击的恐怖景象,反而用生动的笔触,将其描绘得惊心动魄。他对于海洋的形成,大气层的演变,以及行星磁场的形成,都进行了细致而精彩的阐述,这些都为生命的诞生提供了必要的条件。 我尤其着迷于他对生命起源的探讨。作者并没有给出唯一确定的答案,而是呈现了各种主流的科学假说,比如“原始汤”假说、“海底热泉”假说等等,并详细分析了每一种假说背后的证据和逻辑。他描述了从无机物到有机分子,再到能够自我复制的生命体的那个关键的、充满偶然性的飞跃。我仿佛看到了那些微小的分子,在原始地球的条件下,进行着一场场令人难以置信的化学反应,最终孕育出了最初的生命火种。这种从无到有、从简单到复杂的生命演化过程,充满了令人惊叹的智慧和顽强的生命力。
评分当《万物起源》的视角转向人类文明的兴起时,我发现自己仿佛进入了一个全新的世界。作者并没有简单地罗列历史事件,而是将人类文明的演进,置于长期的生物演化和地球环境的互动之中。他细致地描绘了人类从狩猎采集到农耕社会的过渡,以及这个转变是如何深刻地改变了人类的生活方式、社会结构和思维模式。 我印象深刻的是,作者不仅仅关注了“发生了什么”,更深入地探讨了“为什么”。他分析了环境因素,如气候变化、地理隔离,以及技术革新,如火的使用、工具的制造,是如何共同作用,塑造了不同人类群体的发展轨迹。他对于语言的产生、宗教的萌芽、以及艺术的出现,都进行了精彩的解读,将它们与人类大脑的进化、社会互动以及对未知世界的探索紧密联系起来。读到关于早期文明的章节,我常常会感到,我们今天所处的世界,其实与那些遥远的时代有着千丝万缕的联系,而人类的探索精神,也从未停止过。
评分关于《万物起源》中宇宙学的开篇,我必须说,作者的笔触是如此的雄浑和富有想象力,仿佛他亲眼见证了宇宙的诞生。他对“奇点”的描述,不是冷冰冰的物理概念,而是用“不可思议的浓缩”、“一切的开始”这样富有诗意的语言,瞬间抓住了我的注意力。他对于宇宙大爆炸后,极早期宇宙的瞬间冷却和物质形成过程的解释,也充满了画面感。我特别喜欢他将宇宙膨胀比作一个不断被充气的气球,每一个点都在远离,而每一个点之间的空间也在不断扩张,这种直观的比喻,让我这个非物理学专业的读者,也能轻松理解。 他接着深入探讨了宇宙中的基本粒子,以及它们如何组合成原子,再由原子组成恒星和星系。作者并没有将这些过程写成枯燥的化学方程式,而是用一种叙事的方式,讲述了这些微观粒子的“旅行”和“结合”。他解释了为什么宇宙中存在着我们熟悉的物质,以及那些更加神秘的暗物质和暗能量,并用通俗易懂的比喻,比如“宇宙的结构支架”和“看不见的加速器”,让这些复杂概念变得相对容易理解。读到这部分,我常常会感到一种莫名的敬畏,感叹宇宙的深邃和无穷。
评分在《万物起源》关于古生物学和演化生物学的那一部分,作者简直是将地球生命史变成了一部波澜壮阔的史诗。他没有仅仅停留在列举物种和年代,而是将每一个时期都描绘得栩栩如生。从最原始的单细胞生物,到惊心动魄的寒武纪生命大爆发,再到恐龙时代的繁盛与灭绝,以及哺乳动物的崛起,每一个阶段都充满了令人惊叹的细节。我特别喜欢他对“物种大灭绝”的描述,作者并没有将它们看作是终结,而是将其视为一种“重塑”,为新的生命形式腾出了空间。 他对于演化机制的解释,也同样精彩。作者并没有枯燥地讲解“自然选择”的定义,而是通过大量的生动案例,比如鸟类的喙形演变,鱼类的鳍状肢如何进化成陆地生物的腿,让我深刻理解了生命是如何在适应环境的过程中不断改变自身的。他对“趋同演化”的解释,也让我印象深刻,比如翼手龙、鸟类和蝙蝠都独立进化出了飞行能力,这其中蕴含的演化逻辑,简直是自然界的智慧结晶。读到这里,我常常会思考,生命真的是一种充满创造力和韧性的力量,它在无尽的时间长河中,不断地探索和发展。
评分这本书在描述宇宙物理学的那部分,简直是将一场无声的交响乐搬到了我的眼前。作者对于宇宙大爆炸的解释,不是那种冰冷的公式堆砌,而是充满了艺术般的想象力。他用“时空的诞生”、“能量的释放”这样的词语,勾勒出了一个最初混沌而又充满潜力的宇宙。我特别喜欢他对于宇宙膨胀的描述,那种从微小到巨大的过程,仿佛是在见证一个婴儿的成长,却又是在一个我们无法触及的尺度上进行。他没有回避一些深奥的概念,比如暗物质和暗能量,但他用非常通俗的比喻,比如“宇宙的骨架”和“看不见的推力”,让我这个非专业人士也能大致理解其存在和作用。 接着,作者又将我们带入了恒星的演化世界,这是我最喜欢的部分之一。从恒星的诞生,到它们如何燃烧自身,锻造出更重的元素,再到它们的生命终结,是化为壮丽的超新星爆发,还是悄然成为白矮星或中子星,每一个环节都被描绘得惊心动魄。他解释了为什么我们身体里的很多元素,比如构成骨骼的钙,血液里的铁,都曾是某颗恒星的核心。这种联系,让我突然觉得,自己仿佛也与那些遥远的星体有着一种血脉相连的亲密感。他对于宇宙演化的理解,不是静态的,而是充满动态的美感,让人不禁对宇宙的浩瀚和自身的渺小产生敬畏之情。
评分《万物起源》关于早期地球化学和生物化学的叙述,绝对是我阅读过的最引人入胜的部分之一。作者并没有简单地列举化学反应,而是将它们描绘成一场场精妙绝伦的“生命炼金术”。从构成宇宙最基本的元素,如何通过恒星的熔炉,被一步步锻造成更复杂的分子,再到这些分子如何在早期地球的原始汤中,开始进行着令人难以置信的组合与排列,这一切都充满了神秘和惊喜。我尤其欣赏作者对“生命起源”假说的解读,他没有直接给出定论,而是呈现了多种可能性,比如RNA世界假说、海底热泉假说等等,并详细分析了每一种假说背后的科学依据和待解决的问题。 最让我感到震撼的是,作者将这些抽象的化学过程,与我们熟悉的生命现象联系起来。他解释了DNA是如何储存和传递遗传信息的,蛋白质是如何执行生命活动中的各种功能的,这些都让我对构成我们自身的物质有了更深的理解。他描述了从简单的有机分子到能够自我复制的生命体的那个关键飞跃,仿佛是在见证一个全新的奇迹的诞生。这种从无机到有机的转化,从简单的分子到复杂的生命系统,每一个环节都充满了智慧和必然性。读到这里,我常常会陷入沉思,感叹生命是多么的脆弱,又是多么的强大。
评分这本《万物起源:从宇宙大爆炸到文明的兴起》的序言部分,作者用一种相当引人入胜的笔触,将我们从那难以想象的“奇点”拉到了如今浩瀚的宇宙图景中。我尤其喜欢作者对宇宙大爆炸那一刻的描绘,他没有陷入枯燥的科学公式,而是用一种近乎诗意的语言,勾勒出能量与空间最初的舞蹈。那种“无中生有”的震撼,仿佛能透过文字扑面而来。他巧妙地运用了许多生动的比喻,比如将宇宙的膨胀比作一块正在被吹大的气球,将早期宇宙的物质分布比作沸腾的粥,这些形象的比喻极大地降低了理解门槛,让原本抽象的科学概念变得鲜活起来。 更让我惊叹的是,作者并没有止步于纯粹的天文学描述,而是立刻将视角转向了宇宙的化学演化。从最简单的氢和氦,到恒星内部的核聚变锻造出的碳、氧、铁等元素,这一个过程的描述,堪称史诗般的宏大叙事。作者细致地解释了不同元素是如何诞生的,以及它们在宇宙中的分布。我印象深刻的是,他描述了第一代恒星的死亡,超新星爆发将这些“炼金术”的产物抛洒到星际空间,为后来的生命诞生奠定了物质基础。这其中蕴含的因果联系,从宇宙的宏观尺度到构成我们身体的微观粒子,都贯穿其中,让人不禁感叹生命的渺小与伟大,以及我们与宇宙深层联系的神秘。
评分《万物起源》在探讨人类文明兴起的部分,展现出了作者非凡的洞察力。他并没有将人类的出现视为一个孤立的事件,而是将其置于漫长的生物演化和地球环境演变的宏大背景之下。我尤其欣赏他对早期人类生活方式的细致描绘,从狩猎采集到农耕社会的过渡,作者将这些看似微小的社会变革,描绘得如同宇宙大爆炸般具有颠覆性。他深入分析了环境因素(如气候变化、地理隔离)以及技术革新(如火的使用、工具的制造)如何共同作用,塑造了不同人类群体的生存方式和发展轨迹。 更让我着迷的是,作者并没有局限于描述“发生了什么”,而是着力于探究“为何如此”。他分析了人类社会结构、语言的产生、宗教信仰的形成,以及艺术和哲学的萌芽,都与人类大脑的进化、社会互动以及对未知世界的探索有着怎样的关联。他用一种连贯的叙事,将这些复杂的社会科学概念,融入到了自然科学的宏大框架之中。读到关于早期文明的章节,我经常会联想到今天我们所处的社会,那些古老的基因和思想,似乎依然在我们的血液和文化中流淌,而我们自身,也在不断地朝着新的“起源”迈进。
本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息,本站不存储任何数据与内容,任何内容与数据均与本站无关,如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度,google,bing,sogou 等
© 2025 book.idnshop.cc All Rights Reserved. 静思书屋 版权所有