海
另一个未知的宇宙
[德]弗兰克·施茨廷 著
丁君君，刘永强 译
版权信息
书名：海：另一个未知的宇宙
作者：[德]弗兰克·施茨廷
译者：丁君君，刘永强
书号：978-7-220-10675-0
版权：后浪出版咨询（北京）有限责任公司
目录
导读 行走在海洋大道上
前天
柏林酒馆
昨天
雨季
看得见的土地
进化女神的手提包
一个细胞的成就
性
雪球和气垫
严阵以待
冷热交加
疯狂的地质学家
新鲜的鱼
死亡
欢迎光临侏罗纪公园
冈瓦纳古陆之前的潜水艇
群雄逐鹿
祸不单行
鲸的日子
那天，海洋消失了
杀手之死
今天
月球背后
海面的坑洼
海浪沙拉
对一场灾难的观察
交通堵塞的好望角
为什么细菌有姓无名
小角色
城市中的一天
大吞
被猎捕的猎人
大吊灯的帝国
在造物的深海宫殿
有人吗
智慧野兽
X 档案
明天
帕迪与虚拟小羊
幸福之“药”
小小的“瓦特”之旅
科技进化的影响
深海考察队的旅行
两栖动物的回归
水世界
后天
未知的宇宙
地质年代表
致谢
导读 行走在海洋大道上
你可以想象这本《海：另一个未知的宇宙》是一对科学精神和文学浪漫紧紧拥抱的连体婴，你也可以想象它是两条红、绿花色完全不同的蛇，相互缠绕，难舍难分地携手前进，但最重要的是你读它的时候，脑中要有一个非常想知道海洋中古往今来到底发生了什么事的求知渴望，心中却要怀着文学家说故事时无拘无束、飞扬跳脱的轻柔情怀，才有办法从第一页读到最后一页。
我自己看这本书时，则犹如行走在弗兰克·施茨廷为世人所搭建的一条“配有玻璃的水下林荫道”上，从远古海洋的诞生开始，一直连接到将来未知的世界，边走边看着窗外众生的出生与幻灭。一路上有惊讶，有感叹，但更多的是庆幸自己能进入这条海洋大道中，看清来路与前程，并在喜欢的场景前徜徉踱步。
从书一开始时，在《前天》，施茨廷就为科学书籍下了一个谦逊但真实的注解：“科学中从来不存在绝对之说，它只是无限接近的艺术”，我则觉得“书”本身就是一种生命体，读者，甚至作者，都应该了解，书中的资讯原本就会再成长、进化、变形（重新诠释），甚至淘汰，就像生物一样，它通常以最适合当时环境的面貌呈现，但绝不是“最好”的。也正因为如此，当我看到这本书中许多资讯的表达有不同角度时，产生的反应或许不再是批判，而是更进一步求真的好奇。
生命从《昨天》开始，当偶然形成的有机分子突然开始“故意而重复”复制自己时，海洋中无法遏止的演化史诗就壮丽地往前写了。它其实进一步衍生出来全球的历史，因为主流论述还是认为陆地上的生物源自海洋中。不过施茨廷努力收集了各家学说，再加上他文学笔触的渲染性，给了我们缤纷多变的绚烂与迷惑，这种风格在一般讲究知识传递的科普书籍中是极为少见的。不过那又如何呢？他引用的理论基本上都是有证据、有所本的，其中的真实性或不真实性，和许多主观的、自恋的、自以为是的“签名装饰着我们文凭的人”一般无二，只是后者以道貌岸然的口吻说出，以卫道者的心情辩护自己，但却忘记了知识的本质并不是创造信仰，而是唤起人们对更多知识的好奇、探索与追求。
我并不希望读者全盘接受施茨廷的所言所述，就个人看法而言，他其实有蛮多论点加了许多想象和太远的、不够严谨的连结。不过，我真的很喜欢他对古代海洋生态的描述，三叶虫、海蝎、菊石、奇虾，盾皮鱼、腔棘鱼、蛇颈龙、滑齿龙、薄片龙、龙王鲸、巨齿鲨……以及这些生物之间相互逃避、捕食的惊奇故事。在这之前少有人对它们的生态习性、生活行为立书作传，顶多不过是学术期刊中对放在博物馆里一堆冷冰冰的化石所做的科学论述。为此，我曾花了十年时间发展虚拟实境展演技术，好在屏东国立海洋生物博物馆的世界水域馆里，重现世界第一场、观众可身历其境、体验远古海洋生态的海底剧场。唉！可惜叫好胜于叫座。而今看到施茨廷在这本书中讲述活灵活现的故事，许多主角都和海生馆中每天演出的角色系出同门，真是心有戚戚焉。这不正是真正的海洋古生物教育吗？观众欢天喜地地逛博物馆！读者爱不释手地翻科普书！
《今天》的世界真实多了。潮汐、海浪、洋流、海啸，甚至贯穿各大洋间的温盐环流，清楚说明了海洋的律动，以及它所孕育的大千世界里，千千万万生命间环环相扣的生态脉络，其中的珊瑚礁是现知海洋中生物多样性最高的生态系，多彩多姿，也最为大家耳熟能详。
倒是有关深海的描述，值得多用些心去读。深海是近年来在海洋生物研究方面进展最快，也收获最多的领域之一，诚如书中所言，海洋占地球面积三分之二，其中五分之四是深海，但所有人类和潜水机器人实地考察过的海底地壳加起来只有五千平方公里，不过千万分之零点一六，就好比外星人只看到人的一根毫毛，却要描述人的全貌一般，真是所知有限，更是潜力无穷。不过我非常希望人们在探索了这个尚是“无限未知”的深海世界，获得了丰盛的生命知识飨宴之后，不是另一个掠取和灭绝的开始，而是如何保护、合理利用永续共存的美丽新世界。
施茨廷在《今天》的章节中，透露了许多人文的情怀，或许真正发生在自己身边、看得见的事，更能让人有所感触吧！他说浮游生物随波逐流，就像追逐虚荣的人在“美元的潮流”中沉浮，现在可能要改成“欧元潮流”了；他说“只要我们永远希望在异类身上发现人性化的东西，我们就永远无法理解外星人或虎鲸”，真是给许多不自觉、滥用同理心、自以为是万物之灵的人一记当头棒喝。对自然界的万事万物，我们必须有人性，必须有责任感，必须同情，必须宽容，但千万不是自以为是，自我中心的主观判断表现。
他说“我们得学会区分智慧和智能”，真有见地！智慧是宽广高远，洞烛先机，创造幸福，防患未然；智能或许只能找眼挑错，逗趣搞笑，左闪右躲。读到这里，你会不会觉得和现今自己周遭所见所闻的人，颇有似曾相识之感？
努力再努力，我们终于来到了《明天》。明天是什么样子呢？施茨廷给了读者许多的希望，从海洋中找到能源，从海洋中找到新药，从海洋中找到食物，从海洋中找到新的居所，甚至到其他的星球上寻找海洋！但是我觉得他一直想传达两个想法：科技和梦想会给我们新的希望，而自然和演化，则永远会给我们意外，真是两条无法融合，红绿各异，但一直相互缠绕着前进的诡异的蛇呀！
《后天》在这本书中已是余韵了。经过了前面溯古贯今，波澜壮阔的大风大浪，后天的文字只是让我们在收敛沉淀、回归现实时，再做一些提醒似的反省和洗涤，并且努力地想在最后一分钟，为读者保留下一盏希望的火种。
真有趣呀！一本部头这么大的海洋科普文学，遍搜了古往今来有关海洋物理、化学、生物、地质、工程、环保资讯的书籍，却用如此多的文人情怀、人文关怀，以及若有似无的科幻想象情节，如缠七彩杂色的丝缕般，糅合在一起，的确给人全然不同的阅读经验。或许作者在写这本书时不自觉得反映了他自己的人生，多彩多姿，充满惊奇，不循旧规，却不虚此行。
方力行
台湾海洋生物馆前馆长
来吧！我们不醉不休！畅饮吧！
献给索罗和洛伊
前天
柏林酒馆
前天。前天发生了什么事？
凌晨四点，有三个男人在柏林莱蒂森酒店的酒吧里喝酒。掐指算来，这已是一年前的事情了，但下面的一段对话又似乎是两天前的。
“你为《群》作了那么多调查研究，后来都用上了吗？”汉纳斯问道。
汉纳斯是科学杂志PM的主编。他端着酒杯，若有所思。
“其中一部分，10% 到 20%。”我答道。
“那就是说其中的 80% 都没用上，真可惜。你有没有兴趣为我们写点什么？很简单的工作，只需翻翻你的数据就行了，写一些关于海洋的精彩文章。”
我的手里也端着一只酒杯，男人们举杯时通常都慷慨大方。
“当然，”我说，“写点什么呢？深海技术？水力发电厂？洋流？巨浪？珊瑚礁？进化？生命的起源？微生物？寒武纪时期的物种多样性？还是鲨鱼？”
“对，就写这些。”
“写多少呢？”
汉纳斯犹豫了片刻，说道：“不一定只写一篇文章，我的想法是连续三四篇，写一个系列。”
我在脑子里将这个建议思忖了一番。
“好，”我说，“为什么不写呢？”
“算起来也不过 50 页到 60 页稿子，”基彭霍尔＆维驰出版社的主编赫尔格出神地喝着马提尼伏特加，一边说道，“篇幅够出版一本书吗？”
赫尔格说话时的样子仿佛依然在深思熟虑。但我了解自己的朋友，我知道，此刻他的想象早已驰骋千里。
“你想把它写成《群》的姊妹篇？”他继续问道。
“差不多。”
“一本薄薄的小书，方便携带。”
“对，因为经常有人提问：《群》中到底有多少是真的？哪些是真实的？哪些是虚构的？这本书写出来的话，我可以回答一部分问题。此外，还能参加下届莱比锡书展。”
“你知道莱比锡书展是什么时候吗？这样你只有一年时间准备。”
“不就是一本小书嘛，顶多 150 页，没问题。”
我们又喝了点酒。伏特加是一种奇怪的东西，它的成分包括稻谷、酒精和解决问题的良方。这一夜，我们的智慧所向披靡。
汉纳斯觉得这个主意很好，赫尔格也认为不错，我也这样想。接着，我就开始在啤酒垫和餐巾纸上勾勒这本书的目录。
目录很长。
而且愈来愈长。
我原本想解释一下，海洋里的生物如何产生，如何从单细胞发展成多细胞，再从多细胞发展到今天的程度，然后就能……
不对，错了。首先要说明水是怎样到地球上来的。也就是说得从这颗行星的形成开始，然后谈到生命的变化和效应、进化和环境的彼此影响，以及其他……直到人类开始出现的时代。这本书第一部分讲述过去，第二部分描述现在，第三部分展望未来。关键是，我得分毫不差地描绘出当今海洋生物的全景图，理清生物之间错综复杂的依附关系，但这些关系在一滴水中就……
是的。考察“水”是首要任务，还有洋流，以及受到月球影响的潮汐活动……
有趣。如果没有月球，地球会是什么样子？也许会有另外一种大气层，因为……
关键是大气层。无论如何我都得写一个关于微生物的章节，它们会借助阳光释放出氧气……
太阳。宇宙。银河系。其他行星上是否也有海洋呢？那里也会有生命体吗？地球之外的生命体说不定像寒武纪的生物……
寒武纪！必须写一章寒武纪。那时期有着货真价实的怪物，比如奇虾，那可是寒武纪时期的大白鲨……
哦，对了，鲨鱼……
“这可不是本小书，”赫尔格干巴巴地评论道，“这是一部史诗。”
“没关系，我能写出来。”
“你确定吗？我们说的是一年。书展差不多就在后天。”
“他已经做过研究了。”汉纳斯温和地说。
“就是。我能写完！我写！现在距离后天还有不少时间，我明天就开工。”
“好，干杯！”大家都很开心。
喝了这杯酒也就等于盖了章，跟签字画押一样。前天我做了一个承诺——这种承诺，只有凌晨 4 点还坐在酒吧里的人才会做。
前天。前天怎么了？
大爆炸！
前天，宇宙从一个“点”诞生，大约在 137 亿年前，至少我们看到的是这样，宇宙延展开来，地球形成，我们就生活在上面。根据宇宙的标准，这就是昨天，它影响着我们如今的存在，仿佛它刚刚才发生，不到一秒钟前，人类才响亮地对世界喊了一声“我思故我在！”
十二个月在我的感觉中仿佛只是两天前，又仿佛是永恒的一半。十二个月前，我写下了本书第一章的第一句话。
原本我预计写 150 页，结果变成了洋洋洒洒的好几百页：这是一部海洋和人类起源的编年史，一部我这辈子最想诉说的历史。这部历史章节繁多，我在 500 多页的《群》中，仅仅用了其中的一小部分。
它起始于约 137 亿年前，那时，时空和物质突然拓展开来，里面布满了形成太阳、行星和海洋的基本粒子。它起始于柏林的一家酒吧，起始于你开始阅读的这一刻。它一再重新开始，每次都略有不同。形形色色的理论或彼此指责，或友好共处，数据和事实像棋盘上的棋子般被来回挪动。每次一有新的认识，我们就会更加迫切地问自己：我们从哪儿来？我们将面临什么？我们该怎么办？每个人的头脑里都在不断发生思维的大爆炸，生成银河、恒星、行星和生命。我们不停地根据行为选择来调整自己的知识水平，我们想理解、想归类、想得出结论、想找到自己，或至少想找到一本《地球人使用手册》，以便学习如何与这个已经变样的家园打交道——这个家园，大部分都坐落在深度在海平面 11 公里以下的地区。
不，《海，另一个未知的宇宙》并非一种关于终极智慧的结论。这种结论永远都不会产生。很多次，我都想以最新的有效版本重新去讲述海洋和人类在地球上所扮演的角色。在学校里，我们以为教师讲授的知识就是绝对的知识。但科学中从来不存在绝对之说，它是无限接近的艺术，不是下定义，而是围绕；不划定界限，而是创造过渡；不信教条，而是相信发展。它无法证实什么，只能通过剔除变量而得出一个尽可能清晰的认识。严格来说，自然法则也只是一种假说。如果每次松手苹果都掉到地上，当然会产生一种绝对性的说法。但是，这些相关法则全都来自于相同的实验。直到现在，这些实验依然毫无例外地得出同样的结论。
不，你在这本书中找不到绝对的真理，找到的只是一个可能性极高的故事，这种可能性是在世界范围内研究的暂时本质。例如，本书附录中地质学时间轴上的年份并非绝对数字。上网查一查，你就会发现地质年代的起始时间是有变化的，甚至有时会多出一个时期，比如近几年来发现的埃迪卡拉纪①。请你暂且不要追问最终的数据，因为你什么也找不到。每次有新的认识时，坐标的尺度都会发生变化。附录里的“地质年代表”是专家们最近达成的共识。或许你也听说过关于霸王龙的讨论。这种巨型蜥蜴的相貌几乎每个月都会被修改，人们一会儿说它是瘸腿的食尸动物，一会儿说它是赛跑健将和充满活力的捕食者，甚至有专家认为它是食草动物。
因为网友对同一事件总是各执一词，所以有人认为网络让人变得愚昧。但事实绝不是这样。早在网络诞生之前，人们对事实就各有各的看法了，只不过我们在学生阶段对此了解很少，也没有比较的机会，只有一位向我们传授“神圣真理”的教师。今天，我们能不断对比，从不同的观点中总结自己的认识。通过接触知识和重整概念，我们能看到认识形成的过程。
我们历史的全景图有模糊的角落，这一点毫无疑问。
但正因为这样，它看起来才如此壮观华丽。历史上最美妙的油画里，有许多正是出自印象派画家之手。莫奈、西斯莱、毕沙罗或雷诺阿的主题，都是通过观赏者的想象才精确化的，而并非借助画笔的准确描摹。现代人阐释世界的方法也与这些图画类似，没有什么是固定不变的，万物都在变化。许多人因此而感到不安，我却觉得备受鼓舞。积极主动地参与认识过程，不是比被动接受一些磐石般牢固的事实还要有趣吗？这样可以认识到运动中有变化、变化中有机遇、模糊中有未来的真理。我们的各种认识——包括对现有物种和已消失物种的外貌和行为、自然现象、因果关系、人类的角色和人类物种的未来的认识——都在呼吸着、发展着，经历蜕皮、成长、变形、成形的过程。通过好奇、开放与想象力，每个人都被邀请一起跟踪和塑造这一过程。
这本书不是教科书，也不是宣言。它并不宣扬任何教条，它是一部惊险类读物。地球的发展史充满离奇曲折的故事，期间发生的事件其实并不复杂，一点也不无聊，只是有些人喜欢把它弄得复杂而无聊。这些人大家都认识——他们的签名装饰着我们的文凭，当然为我们签名的还有另外一些人，在这些人的课堂上，即使下课铃响了，我们仍会继续坐在那儿认真听讲。他们是了不起的叙述者、冒险家和时空穿梭者。
本书的目的很简单：令你愉快，激起你了解更多知识的兴趣。你可以随心所欲地阅读它，跳着读或一口气读完。大多数章节都自成一体。
我的建议是，我们一起回溯，尽量接近原点，从那里起步，跟着时间飘荡。在某些地方，你也可以合上眼睛打个盹儿，或者打电话和朋友聊聊天，比如在穿越物理和化学的无底深渊时，这些内容会出现在“进化女神的手提包”这一章节中；某些学术考察是不可避免的，或许你恰好乐在其中呢，譬如 35 亿年前的一只原始细胞②里有什么玩意儿？这样的问题也很有趣。如果你认为这一路上接触的离子、同位素、大分子、糖、脂肪、酸和碱等专有名词太多，那就尽管恍神吧，没关系。等真正有趣的故事开始时，我会叫醒你的。没有人会为你打分，我们是在旅行，旅行就是完全放松。
前天。前天怎么了？
对了，大爆炸。
我们对大爆炸了解得并不多，只知道它极有可能发生过。人们以一些美妙的展示表现了大爆炸③后的最初几秒。关于这一瞬间，宇宙的诞生——所谓的“奇点④”——人们无法以已知的物理法则进行解释。时空与物质爆炸之前的大前天发生了什么？为什么会发生大爆炸？没有人能说清楚，我反正对此一无所知。
不过，我能告诉你昨天发生了什么。
① 埃迪卡拉纪（Ediacaran）：几年前才在地质学时间表上新标出的一个地质年代，指 6.3 亿到 5.42 亿年前的时期，即寒武纪之前。这个时期出现了一批独一无二的生命形式。
② 原始细胞（Protozellen）：地球早期的细胞，没有细胞膜，只能在海底黑烟囱的缝隙里发育成长。
③ 大爆炸理论（Urknall）：目前关于宇宙产生的主流理论，即宇宙起源于一个从物理上无法测量的点。大爆炸并不等同于爆炸，大爆炸突然衍生出了空间、时间和物质。我们可以借助大爆炸理论描述早期的宇宙，但这一现象本身——也叫奇点——却无法用通行的物理学解释。
④ 奇点（Singularität）：指独一无二性，人们也以此描述技术进步的未来点。一般意义上，奇点是数学和宇宙论的概念。黑洞内部被描述为奇点，因为在这里所有物理学意义上的单位都已失效。根据大爆炸理论，宇宙就诞生在这样的一个奇点中。
昨天
雨季
进化女神必然心满意足，否则她不会沉睡了漫漫 30 亿年。
或许进化女神对自己的成就已深感骄傲，觉得无须再上一层楼了。当然，大分子的细胞膜的确是一大发明，颇能令人浮想联翩。然而漫漫 35 亿年中，她为何只创造出了单细胞生物？为什么没有任何更复杂的生命形式，没有腿，没有牙齿、眼睛，哪怕是一些勉勉强强分出了上下身的爬行生物？为什么进化女神停滞了这么久才继续冲劲十足地着手生命的实验，创造出愈来愈复杂的有机体？
似乎她此刻才意识到自己已误了工期。
上帝抱怨道：“请你看一下订单，我的订单上已写明，寒武纪初期就应该有霸王龙。什么？你只造出了贝壳和蜗牛？还不赶快干活去！”
生命史中并不存在什么进化订单。
或许我们可以换一种方式来提这个问题。为什么进化女神创造的生命日趋复杂？其实大自然的发展并没有呈现出明显的“进步”趋势，虽然我们一厢情愿地以偏概全。当然，人比单细胞动物聪明，然而人类也更为脆弱。复杂性令我们虚弱，只要气温稍有变化或股市稍稍低迷一些，我们就会不堪重负。然而细菌却不畏严寒酷热，能经受火山爆发、彗星撞地球式的大灾难，无论是在滚烫的深海温泉还是南极的冰天雪地，无论是在岩石中还是在你的面包里，细菌都能随遇而安。总之，细菌比人类活得更潇洒。其实它们才是完美的终极进化产品，然而出于某种原因，进化还是选择了继续向前走，一直走到细胞生命开始写作、阅读为止。
要弄懂这个问题，我们先得了解进化女神的本来面目——进化是无数偶然事件的牺牲品，她从未想过要去创造生着蟹螯、长着柄眼或打着阿玛尼领带的生物。当然，让细胞批量生产是一项伟大的壮举，这一点毋庸置疑。但话说回来，进化女神从过去到现在所做的一切，无一不是既有条件带来的后果。而这些条件又完全听任地球的指挥——地球就像喜怒无常的女明星，时而六亲不认，时而温柔可亲。有时她还要求人们在遵从其绝对权威的前提下持续改造自然环境。
面对各种气候、地质乃至宇宙条件的影响，进化不得不经常有所行动。因此，想到进化女神在长达 30 亿年的时光中一直成功地制造着单细胞生物，人们不能不惊叹莫名。因为以一切可能的方式打击萌芽中的生命，一直是年轻地球的一大嗜好。而且，细胞并非从一开始就是细胞，其中还涉及时间速度以及因果循环等问题，尤其……
就此打住！
一无所有——137 亿年前宇宙大爆炸
我们还是先往回走，走到最前端，走到大爆炸之前。你看见什么了吗？没错，一无所有。之所以一无所有，是因为那时还没有宇宙，但是这种虚无恰恰导致了自身的覆灭。人类在丈量自己时，不仅要考虑长、宽、高等数据，还应考虑到自己的“使用期”，就像商品一样。但是大爆炸之前并不存在时间，换言之，时间还没溜进宇宙。没有时间，就没有时间中的过客。
然而大概在 137 亿年前，一件不可思议的事情突然发生了：一无所有的虚空中骤然诞生了时间和空间，两者开始迅速延展。面对这一事件，就连史蒂芬·霍金也语焉不详。接下来，无数事件以惊人的速度相继发生，即使只是探讨年轻宇宙生命的头三秒，人们就得穷尽书海。然而如果你认为那只是一段事件“繁多”的时期，那就得小心了。我们完全有理由相信，那时的时间速度比今天要高出很多倍。想象一部以快动作镜头拍成的电影——电影中的动作与正常时间中的动作一模一样，只是一切都快了三倍。这种快节奏的播放速度类似一种时间的高速度，而电影中的角色却完全不会因此手忙脚乱。在他们眼中，一切并无异样。而且，即使他们知道自己只是电影里的角色，并看见了观众所在的世界，他们仍会认为他们要比我们所在的世界快三倍。
时间是一种相对概念，它受各种各样的因素影响。重力会令时间摧折、紧缩、弯曲或倒流。今天，时间在宇宙的不同区域以不同的速度流淌。各个宇宙时区的人均会认为自己体验的时间才是绝对的时间，但只有一个独立于时间之外的观察者才会发现其中的巨大区别。
因此，一个过程的快慢，或一段时期的长短其实只是观察者的一家之言——换言之，只是一个时间测量者的一家之言。然而直到今天，“独立于时间之外的观察者”依然只是高等数学的假设物，因此我们只能满足于自己的片面性，将 30 亿年视为一段漫长无比的时期。既然那时根本没有人来确立时间的标准，因此“快”“慢”之类的概念完全可有可无。长短并无意义，3 秒和 30 亿年之间并无区别。时间长短的计量其实并不依赖于时间单位，而是取决于事件的丰富程度。这点我们均有亲身体会。在无聊至极的场合——譬如岳父在婚礼上致辞时，或政客对尖锐问题作答时——十分钟漫长得如同行走在荒芜的沙漠中，然而情意绵绵的夜晚却如流星般稍纵即逝。这样看来，30 亿年的单细胞生命或许只是一瞬间，而开天辟地的三秒却是一种永恒。因此，人们不能因为地球历史中的主要角色是细菌，就指责进化女神玩忽职守。这种看法实在有失偏颇。
再回到大爆炸的话题上。时空继续扩展充盈，而宇宙则渐渐冷却。其实冷却也是一个相对概念。5000℃ 或许已酷热无比，电子在这样的高温中疯狂飞转，然而即便这样的速度也无法逃脱质子的吸引力。因此，一个电子总是围绕着一个质子运转，这样就产生了氢原子。
大爆炸之前，宇宙无限稠密而且均匀。而在此之后，物质间产生了缝隙，光能借着物质传播。而且，由于光子①能够穿越固体微粒，因此它们无须冲撞或撕扯物质。这样一来，物质终于获得了稳定的结构。氢构成了星云，星云愈积愈大，愈积愈沉，最后终于不堪重负而塌陷收缩。群星产生了，它们像高压锅一样，蓄积着巨大的压力，以致内部的氢都融合成氦。三个这样的氦原子核在一起便生成碳，碳原子核继续融合氦，就会变成氧。正是在这样的过程中，今日宇宙的基本元素一一形成，世界开始熠熠生辉。
随着宇宙的冷却，愈来愈多的空间变成了荒芜的沙漠。恒星之间充满着虚空，飘荡着无数自由的微粒。星体散发的强烈紫外线阻止了一切可能的邂逅。然而气态星云中的情况却恰恰相反。那里的物质密度如此之大，无论是紫外线还是任何其他光线都无法渗入。因此星云总是漆黑一团，而且寒冷无比——-240℃ 。这样的寒冷恰好能够形成分子，而这样的密度更适合产生星体。
无数新星体相继诞生。许多恒星走到了生命的尽头，由于自身的重力而不断向内塌陷收缩，直至达到最高密度。其后果只有一个——一场华丽的爆炸。这场爆炸将炽热的恒星气体甩向宇宙太空，甩向宇宙诞生时产生的氢分子云，而氢云十分乐意接纳死去的恒星留下的沉重玩意儿②。于是，在十亿个未成熟的银河星系中，氢与氧初次邂逅，两种元素不断融合，直到在冰冷尘粒的表面形成一种全新的分子——水。
点燃新火炉——太阳系形成
90 亿年的时光匆匆流逝。星辰诞生，星系形成，像宇宙之轮一样生生不息。幼年时期的宇宙环境并不理想，星星们吵嚷不休。我们的星系（银河系）也是好争夺地盘的侵略者之一，它与邻居们冲突不断，野心勃勃而且态度恶劣，无数次冲撞后最终创造出了一团物质丰裕的黑色云状物，或许一颗相邻恒星的爆炸也帮了一下忙。无论如何，云状物不断萎缩，终于在内部点燃了一个新的火炉——太阳。那些没有熔化的物质，尤其是灰尘构成的气体，开始围绕新的大火炉旋转移动。正是这种旋转的离心力使得这一气体和物质的混合体没有被其他年轻的星体吞噬。反之，这个灰尘云团却不断向外扩张，并形成了一个由岩石和冰粒组成的巨大平滑的圆盘——原始行星盘。
水也在不断旋转的太阳之雾中漂移并凝固成冰。太阳中轴附近的温度高达 1200℃ ，因此水在此处很难停留。只有岩石内部的水才能保存下来，岩石外部的水都会化为蒸汽。围绕太阳形成的内环由岩石构成，这些岩石一块又一块地缓缓结合，从很小的尘粒开始，互相冲撞，然后永不分离。漩涡状的尘雾中雷电交加。物质不断地结合成愈来愈大的团块，形成无数小行星般大小的岩石，而每一块岩石都在靠近其他岩石。
如果有人打算谱写一首具有终极意义的爱之歌，他或许应该考虑将其献给重力。重力才是最独一无二的吸引力！我们的太阳诞生约 100 万年之后，原始行星盘附近的尘粒中诞生了 30 颗小行星，它们是太阳的宠儿，围绕着太阳运转，在狭窄的空间中竞争。某些时候，它们会狭路相逢——有些行星会离开自己的轨道，沿椭圆形轨迹向对方靠近，最终以每小时几万公里的速度相撞。只有大行星能承受撞击的压力，吞噬小行星。
一亿年的时间就这样流逝了，太阳的内环上终于诞生了四个阶段性赢家。这四颗行星你争我夺，力图夺得唯一一份光辉的未来，其中的三颗心满意足地占据了不太有利的地盘，有两颗行星尤其靠近太阳，第四颗稍远，然而最终的赢家只有一个——第三颗行星，我们的地球。
早期的地球是炙热的地狱！它经常接待一些小小的“不速之客”，在外来星体不断撞击的过程中，这颗行星渐渐成长。它吸收了外来星体内部的液化水蒸气，将其像大衣般披挂在自己外部。婴儿阶段的地球质量只有今天的三分之一，幸而有那些飞来飞去的宇宙物质不断使它壮大。地球面临的挑战者日益增多，质量愈来愈大，水愈来愈多。就在这时，一颗巨大的星体忽然朝地球迎面扑来，大得令地球无法将它一脚踢开。③
忒伊亚④是一颗与火星大小相近的小行星，偶然间撞上了地球，其撞击造成的残骸飞向了宇宙。24 小时之内，地球周围竟形成了一圈碎石环。后来，大部分碎片仍然回归年轻的地球，与其融为一体，为这个新世界添砖加瓦。另外一些碎片在重力的作用下聚集成团，构成了地球的盟友——月球。如此，地球才通过宇宙动乱的考验，获得了属于自己的卫星。
原本的世界末日竟变成了新的起点。
与忒伊亚相撞后，我们的行星变得更稳定、更巨大也更有力。当然时间又经过了 5 亿年，直到当时的大火球——今天令我们安居乐业的地球——获得了一层较为稳定的外壳。由于来自外界的撞击从不间断，有机分子很难结合，但是地球却也因此获得了自己的内部结构。各种不同重量的元素随着岩石和流星降临到地球表面，沉重的铁元素由于引力聚集在地核中，而较轻的物质则围绕地核形成了不同的地层。
无数气体争先恐后地从炙热的熔岩流中逃逸出来——二氧化碳、氮气、氨气、甲烷，当然最主要的还是水蒸气。整个太阳系的外层笼罩着一层由物质块、颗粒物、碎片构成的球状云雾，水正是由此诞生的。太阳内环的变动尚未平息，远离阳光的地方又出现了新的行星。它们形成时留下的大量残骸由等量岩石和冰块构成，这就是彗星。
彗星冲向地球，弥补了地球在“忒伊亚大冲撞”中失去的水分。
蒸气层再次变得稠密，直到牢牢地覆盖了地球。随着蒸气层密度增加，接二连三的爆炸所产生的热量更难离开地球。行星变成了一个蒸笼，其表面开始熔化，耀眼的红色岩浆淹没了一切。地球表面温度高达 1260℃ ，气压相当于 100 个大气层所产生的压力。行星表面覆盖着两片大洋，其中一片由水蒸气构成，底下则是会渐渐吸收上方蒸气的岩浆海。此时若有新的岩块撞击地球，蒸气层也不会变厚，因为熔岩会立刻吞噬刚产生的蒸气。
后来，这些“太空导弹”愈来愈少。
天气预报——300℃ 的倾盆大雨
地球刚诞生时曾有一层薄薄的大气，然而当时的地球又小又轻，引力还不足以使大气层与不断干扰地球的太阳风暴抗衡。年轻的大气层很不稳定，在产生月球的那次大冲撞中，大气层被甩入了太空。而现在的形势则好多了，地球已拥有足够的重量，能够防止新生的炙热蒸气层遁入太空。由于流星雨减少，地球渐渐拥有了一个固定的表层，气候也渐渐凉爽，也因此产生了一种陌生的新现象——下雨。
倾盆大雨！
然而，称之为雨或许并不恰当。
没有任何一家电视台敢播放这样的天气预报：大雨温度超过 300℃ 。在 100 个大气压以及如此高温下，水才能凝结成雨。大雨持续下着，这一终极恶劣气候持续了几千年。大气层中的所有水分都落到了地球表面，1.5 亿兆吨的雨水轰轰烈烈地倾泻下来。第一次大降雨之后，地球冷却了，云层产生，新的雨水又降下来。然后又有了云，又有了雨。云，雨。日复一日，年复一年，几百万年就这样过去了。
水是一种罕见的分子聚合物，其内部一片混乱，仿佛罗宾·威廉斯演唱会的前几百排歌迷。水的诞生多亏了当时缺少两个电子的氧。由此氧进入原始云层后，得找到两颗氢原子，从而变成一个两极分子，一端呈阴性，另一端呈阳性。这便是水分子，其质子对和电子对喜欢吸引其他水分子中和自己不同的另一面，并互架桥梁。这种氢键桥很微弱，远不如分子中原子之间的吸引力，单是高温便能击溃这种桥梁。然而在适当的条件下，水分子之间能够发生一触即断的短暂结合，每一秒钟的结合次数高达几十亿，这是一场无穷无尽的分子乱舞，一片混乱，却连绵不断，结果便形成了流动的水。
当时还没有可观的山脉，地球就像月球一样，浑身布满火山口，整个行星的地表渐渐沉入水下，只有最高的火山顶才能露出水面。此外，降雨还将大气层中的二氧化碳冲了出来，二氧化碳便与凝固的岩浆发生了反应，释放出岩浆内部的矿物质。这样，海水中才有了盐——我父亲曾哄骗我说，海水之所以咸是因为曾有一个水手把抹了盐的早餐蛋掉入了大海。我当时并未接受这一说法，然而一个六岁的孩子也无法用更好的理论来反驳他。
一片原始海洋出现了，这片海中没有任何生命。
没有人能在那样的海洋中游泳。海水的温度极高，平均深度达 3.5 公里，当然与地球约 6500 公里的半径相比，这点深度实在不值一提。海洋的水来自太阳内环的天体和从寒冷的远方飞来的彗星。两种水拥有不同的年龄和来源。某些水分子产生于太阳系诞生之前，某些产生于恒星之间。在降临地球之前，这些被冻结成冰块的水分子一直在太阳系的外侧游荡。然而无论来自何处，它们现在已融为一体。
水不停地浇灌着地球。
火山的侧面渐渐被侵蚀。雨水将玄武岩冲入了由众多炎热岛屿环抱和蓄积的水中，海底的沉积物不断加厚。沉积物质日渐增多，重量高达几百万吨，终于，海底下薄薄的地层崩塌、熔化了。一些熔岩流回到地层上方，和不断增厚的沉积物层融为一体，并与其发生反应，变成了一种即将完全改变世界面目的物质——花岗岩。
花岗岩比玄武岩轻，质地却极为坚硬。新的岩块中不断产生大块花岗岩，某些岩石竟与瑞士国土面积大小相当，某些则只有孩子们的操场大小。刚开始时，这些岩石都埋在水下，后来，浮力原理让它们浮出了水面，因为它们比海床物质的密度更小。因此，40 亿年之前，第一批岛屿终于冉冉升出海面，这些岛屿不再是火山爆发的产物。
随着岛屿的浮现，原始海洋的时代结束了。
新一轮循环开始了，旧的土地腐化，新的土地诞生，这一过程持续了几百万年。几公里厚的沉积层压在玄武岩构成的海底上，更轻巧的花岗岩岛屿不断成长，开始与沉重的周遭环境抗衡。最后，岛屿周围的地壳终于裂开，陆地从海底升上来。这是一个不断重复的漫长过程，海面下薄薄的地壳不断破裂，新的熔岩流入了沉积层，而花岗岩质的土地不断扩张，直到它们彼此相遇。狭路相逢后，每一块陆地都不甘示弱，于是它们被缓缓流动的海洋地壳挤在一起，在赤道附近连成一片巨大陆地。这片广袤的陆地被称作超大陆，在之后的几百万年中，类似的超大陆不断涌现。然而这依然不是地球今日的面貌。
距离我们的时代 25 亿年前，超大陆基本上只包括今天的北美洲和澳大利亚，以及非洲和早期欧洲的一部分。世界史上的第一块大陆是一片空旷死寂的岩石沙漠，到处是耀眼的岩浆，很难称得上赏心悦目。
然而，海洋深处却在悄悄活动着。
分子开始舒展筋骨，互相试探，结成联盟。随着超大陆的第一个板块浮出水面——那是 40 亿年前的事情了——大自然又获得了一个新的帮手。这位帮手一直耐心等待着，等待最厉害的宇宙冲撞渐渐平息。
当然，荒寂的地球依然不时迎来一些大大小小的不速之客——小行星坠入海洋、撞击大陆，还有一些小型陨石，其中有些大小相当于马略卡岛和西西里岛。幸而地球已度过了最可怕的炼狱时代。新来的帮手环视地球一圈，干劲勃发。这一刻，她相信生命的创造已万事俱备，于是她开始着手工作。
这位帮手就是进化女神，她早已胸有成竹。
正如每一位优雅的淑女，她带着一个手提包。
① 光子（Photonen）：物理学区分了有形的（有重量的）和虚拟的（无重量的）基本粒子。光子属于虚拟粒子，是电磁射线的基本组成部分。人们通常认为光子是量子光，即根据量子理论可测量的最小光量。
② 指原子量较大的元素，包括氧、碳等元素。
③ 这里指的是月球形成的四种理论中的“撞击说”，另外三种为“分裂说”、“捕获说”和“同源说”。
④ 忒伊亚小行星（Theia）：在研究月球形成的过程中，科学家所假设的一颗小行星。在距今 45 亿年前，忒伊亚撞击了地球，其撞击后的残骸在其周转轨道上聚合，进而形成今天的月球。
看得见的土地
你们想看进化女神的手提包吗？没问题！然而在此之前，我们还需要好好研究一下地球的结构。因为也许正是这承载着古老地球的结构力量导致了地球的分裂。如果大自然没有送给我们的行星一帖重要处方——板块构造，也许地球上永远不可能出现生物。
向地心出发——不断移动的地球结构
如果你小时候读过儒勒·凡尔纳的小说《地心历险记》，那么你或许已和他一起经历了一次惊心动魄的地心之旅。然而在真实的生活中，这样的旅行其实没有那么浪漫。要深入地球的心脏，我们需要一种配备强劲空调的抗高温旅行器，而且沿途完全没有风景可看。
在凡尔纳的小说中，科学家们在地心发现了迷宫般的洞穴群、地底海洋和罕见的巨大蘑菇，电影版本还为故事添加了各种各样的滑稽角色，最后整个团队在一次火山喷发中沿着火山口冲上了地面。从史前的死亡之地中沿着燃烧的火山口飞出来，然后毫发无损地落到大海里，这位法国人的想象力实在是令人叹为观止。
然而事实上，我们完全不可能以这种方式逃出虎口，更不可能享受如此舒服的降落过程。相反，我们要借助一个超级大钻头才能深入地球的岩石圈中冲破这层坚不可摧的地壳，而且在 70 公里到 100 公里深处时，温度将会上升到令人难以忍受的程度。
