人类唯一在宇宙中的恒星

没有目光能触及它的边际，也没有仪器能测量出它的广度，更没有科学家能分析明白它的“水体”——这便是宇宙之海。没有什么东西能像它一样空虚寒冷，但正是这片浩瀚的星空孕育了我们的命运。在这片虚无里，恒星们像鱼群一般游荡着，这些恒星世界，有的和我们的太阳系一样大，有的则比太阳系还要大上无数倍。但是，它们和鱼群不同，鱼群可能因为头鱼一时的兴起而改变方向，或是因天敌的突袭而被消灭殆尽——它们的命运完全掌握在变幻莫测的环境手中。而在宇宙里，恒星的运行都遵守着完美的秩序——从围绕小小行星公转的最微小的卫星，到整个宇宙里最大的超星系世界，一切都遵从着这个自然界的第一法则。在这里，混沌和突变是不存在的。

繁星闪烁的夜空。据估算，宇宙中约有20万亿亿至40万亿亿颗恒星

如今，强大的天文望远镜已经能让我们看到数亿个星系。它们聚成薄薄的表盘状，这个“表盘”的最大直径是其厚度的10到15倍。光沿着这个“表盘”的赤道轴从一端走到另一端，恐怕要花上10万年之久——要知道光速是每秒约30万公里，人类脉搏每跳动一次，光就能绕地球转七圈了。星系是恒星聚集的地方，我们也处在这样一个星系之中，它就是我们所熟知的银河。现在，我们已经知道自己在这个星系中所处的位置——接近银河系的外侧边缘。当我们遥望银河轻纱般的光晕时，视线所穿越的正是这个星系的长轴。无论是我们的太阳，还是那些种类繁多的恒星——由炽热气体构成的恒星，已经燃烧成灰烬的黑暗死亡恒星，疏散星团和球状星团里的单颗恒星，广大的不规则星云中的恒星，还有许多性质尚不确定的星云中许许多多的恒星，所有这一切都在运动——不仅是星系整体，也包括星系中的各个小成员。

在宇宙空间的哈勃空间望远镜。1990年由“发现者”号航天飞机发射升空，使人类得以从外层空间直接观察宇宙

银河系。我们所生活的地球在其外围。银河系大约有4000亿颗恒星，直径约12万光年

哥白尼日心说示意图。日心说认为，太阳是银河系的中心，地球不过是太阳的附庸

我们的太阳和它忠实的扈从一起，在群星云集的星系里走着自己的路，路线是某种神秘的作用力决定的，这种作用力让我们的宇宙协调如一，也让太阳和它的扈从更紧密地结合在一起。几百年前，哥白尼抛弃了人类的虚荣，证明地球不过是太阳的附庸之一。现代天文学则在这条道路上走得更远，彻底关闭了人类妄想的空间：我们的太阳不过是亿万颗恒星中的一颗，而现在目之所及的诸多耀眼的恒星很可能也并非全部。就像亡者比活人更多一样，死去的恒星很可能比还亮着的恒星多得多。在我们的银河系之外还有其他星系，它们的形状和大小都与银河系类似，但距离我们却是如此之远，以至于它们的星光传到我们这里至少要花上100万年。

太阳和它的小小家族在宇宙里游荡着，就像被抛弃的货物在洋流里随波逐流一样。人类则像这块漂流的碎片上的一个细菌，如无限时空中的一个分子，似永恒一日里的一刹那。他们迷失在宇宙当中，对自己的存在意义和最终归宿全然无知无识。幸运的是，为了心灵平静起见，人类的哲学思考也很少上升到天文学的高度。人类唯一在意的就是天上最大的那颗恒星有朝一日或许会消失，除此之外，他们担忧的都不过是人世间的问题而已。但是，他们仍然会对身外的宇宙产生某些兴趣。毕竟，很可能正是这宇宙中的某次突变给了他们生命，而未来一次类似的突变却可能终结他们的命运。

太阳系示意图。太阳系是指由太阳、行星及其卫星与环系、小行星、彗星、流星体和星际物质所构成的天体系统及其所占有的空间区域，主要包括八大行星

太阳是位于太阳系中心的恒星，它是热等离子体与磁场交织着的一个理想球体，约占太阳系总质量的99.86%

现在的科学家从不怀疑，太阳系中的行星、卫星、流星、彗星原本都源自太阳。分光镜（光谱仪）已经证明了地球与太阳的亲戚关系：这种仪器能把太阳射出的白光分解成一系列光带，每条光带都对应着一种确定的化学元素的存在。我们从中得知，太阳的组成元素和地球的组成元素非常相似，地球上的已知元素基本都能在太阳上找到，在其他行星和它们的卫星，以及彗星上，我们也没有观察到与地球上化学元素不同的元素。显然，太阳系的所有成员之间都存在着亲缘关系。

分光镜（光谱仪）功能示意图。利用色散元件，其可将白光分解成不同波长的单色光，且构成连续的可见光光谱

但地球和它的姊妹们是如何诞生的呢？人们对此提出了好几种猜想，其中法国天文学家拉普拉斯2的见解一度被普遍接受。他认为太阳系的母恒星是一团炙热气体星云，直径超过80亿公里，足以把太阳系最外侧的行星——海王星的轨道也包括进来。这团母星云缓慢旋转，不断收缩。由于温度不断降低，它的旋转速度逐渐增大，最终有一环气体与星云分离开来，自行凝固成一团气体，并围绕太阳进行旋转，这便是母恒星产下的第一个子女：海王星。随后，这团收缩中的气体星云不断分离出一环又一环的气体：天王星、土星、木星、火星、地球、金星和水星便依次产生。行星们也用类似的方式分离出各自的气体环，这些气体环最终凝固成卫星，围着生成它们的行星公转，就像行星围绕太阳进行公转一样。

星云假说初步回答了太阳系形成的问题，当然这个说法还有其他的缺陷。它太简单，无法解释太阳系中的复杂运动。对母星云在收缩到最内侧行星——水星轨道之内以前能否分离出气体环这一点也有着诸多怀疑。如果拉普拉斯的假说是正确的，那么卫星应该都沿着行星自转的方向进行公转。但土星的一颗卫星、木星的两颗卫星的公转方向却与其行星的自转方向相反。同样，按照拉普拉斯的假说，行星的自转速度应该比各自的卫星的公转速度快，而太阳应该是太阳系所有成员中自转速度最快的一个，因为降温和收缩过程会增加自转速度。但实际上，最靠近火星的卫星福波斯3围绕火星公转的速度是火星自转速度的三倍。木星占太阳系的总质量比例不到千分之一，自转速度却是整个太阳系中最快的，要知道，按照拉普拉斯的理论，这一速度本应属于太阳。

星云假说示意图，该假说认为，太阳系的母恒星是一团炙热的气体星云，由于不断旋转和收缩，最后在星云中心形成太阳

因此，星云假说在现代物理学和现代天文学的事实面前只能甘拜下风。但这却促进了新一代科学家的成长，旧理论会不断被新理论取代，它是新理论成长的催化剂。星云假说之所以会在科学发展史上占有一席之地，一是因为它的某些错误促进了新理论的发展，二是因为人类必须具备某种宇宙进化论的观点，即便是错误的宇宙进化论观点，也会像伪神一样，敦促思想者们去不断探究宇宙的终极真理。

木星是太阳系按距太阳从近到远的第五颗行星，是太阳系中体积最大、自转最快的行星。已发现木星有63颗卫星。其总质量比太阳系其他行星的总和还大

在达尔文提出生物进化论之后，理论科学界最重要的贡献可能就是由芝加哥大学的张伯伦教授和摩耳顿4教授提出的星子假说。和之前的学者一样，他们也相信地球是太阳的子孙，但与拉普拉斯不同的是，他们认为太阳不仅是地球的母亲，还是它的父亲。他们认为在远古时期曾有一颗恒星运行到距离太阳足够近的区域，它的引力足以对太阳产生影响。要知道，即使到了现在，太阳表面依旧不断喷发出白热物质，喷发高度接近30万英里，速度则超过每秒300英里。当然，这些喷发出来的物质通常都会落回到太阳中去。但在当时，太阳系还在形成当中，这些喷发出来的物质很可能被经过的恒星用强大的引力从太阳的某一侧拉了出来，形成了一条螺旋状旋臂。在恒星远去之后，太阳的引力不足以将这些物质拉回去，于是，旋臂中的喷发物质就被分离了出来。在寒冷的宇宙空间中，这些气体状物质迅速凝固成块状固体，有的大，有的小，还有无数微小的颗粒分散其间。所有这些星体都沿着椭圆形轨道围绕太阳进行公转。

随着时间的推移，旋臂里的大块物质和小颗粒之间由于椭圆轨道的偏心率不同而发生碰撞。大的固体块利用自身较强的引力，一边公转，一边不断吸收体积较小的物质，越长越大。它们通过扫荡较小的物质而最终成长为一颗行星。卫星成长的方式也一样，只不过它们从一开始体积就比较小，最终无法长到行星的体积。同时，每一次碰撞都会使行星轨道发生少许修正，使之从椭圆形越来越倾向于圆形。需要注意的一个事实是：一般认为大行星——比如木星、土星、天王星、海王星——吸收的星子物质数量最多，它们的轨道也确实最接近圆形；而那些无关紧要的小行星——太阳系形成的副产品——围绕太阳公转的轨道偏心率确实都相当高。各个行星吸收星子物质的方式和速率并不相同，这一点可以用来解释为什么各个行星的自转速度不同，也能解释为什么那三颗卫星会沿着与行星自转相反的方向进行公转。

星子假说很好地解释了当时有关太阳系的所有已知事实。但人们也对它的某些细节提出了修改意见。比如，巴雷尔认为必定曾有相当大的星子物质坠入固态地核，其冲击力和速度足以熔化成长中的行星；金斯和杰弗里则坚信行星和它们的卫星从形成伊始就是气液混合状态5；星子假说的拥护者坚持认为地球的成长十分缓慢，它在其中绝大部分时间里都既寒冷又坚固。

很遗憾，无论想要证明这些假说里的哪一条，所需要的关键证据都被深埋在后世不断加厚的岩石碎片之下。如果地球是由液体凝固而来的，那么应该能发现在它冷凝过程中形成的原始地壳的遗迹，就像能在高炉里找到矿渣一样。但科学家至今还没有类似的发现。同样，如果地球是由寒冷的星子物质缓慢积累起来的，那么我们也应该能找到这类物质的踪迹，但大自然也不会轻易让我们得逞。自然界的各种变化要么把这类踪迹隐藏了起来，要么已经让它们消灭了。就我们目前所知，只有一件事是确定的：过去的地球不可能同时呈现液体和固体两种状态。我们现在还很难在各种假说里找到真理之路，但时间和未来的发现有朝一日或许将指出这条道路。

星子假说：一颗恒星来到太阳附近，引力的作用使这颗恒星从太阳中拉出一些物质，这些物质逐渐冷却成小碎块（星子），并聚合成行星

位于木星和火星之间的小行星带想象图。据推测，该处大约有50万颗小行星存在。科学家认为，这些小行星就是太阳系形成初期，因某种原因而未能形成一个大行星的物质残余

从太空中所见到的地球，湛蓝、美丽无限。这也是我们人类目前唯一的家园

现在，我们对地球的早期历史有了两种说法，对这一点应该感到满意。二者之一最后可能会被证明是正确的，但两种都错也不是不可能。有些人相信地球从诞生之日起就是固体，他们认为它最初是块状，大小大概是现在的十分之一。这个固体核在运行路径上慢慢聚积星尘。它吸收的星子物质体积都不太大，不足以让地球变成液体，但它们带来的热量又能够让它释放出一些气体。随着地球不断变大，它自身的引力也足以阻止这些气体扩散，这样便开始形成了大气层。与此同时，放射性矿物的衰变也产生热量，这使得成长中的地球内部压力不断增加，从而产生了更多热量，易熔的岩石因而熔化成液体，火山开始形成，更多的气体被释放到大气层中去。水蒸气在大气里不断聚积，最终凝结成雨。这样，地球岩石累累的表面上就出现了水洼，低地最终被水淹没，海洋就此开始了漫漫生涯。

生命是各种适宜条件风云际会下的自然结果。它过去曾在泥泞中长期挣扎，未来却可能比过去的梦想更加辉煌。因为只要允许生命存在，它就会继续挣扎求存，即便到了未来，所有现在的适宜条件都不复存在，这种态度也不会改变。

那些相信地球曾是液体状态的人讲的故事更加悲哀。在他们的故事里，地球昨天还在地狱般的高温里蒸烤，明天又将如月亮一般冰冷死寂。整个太阳系都在走下坡路，生命不过是混乱暗夜里的一道闪电，待白日降临便将消失无踪。我们现在拥有生存所必需的特殊条件：充足的空气和水、适当范围内的温度。但地球注定是要灭亡的，它的气温会降到宇宙空间的绝对零度，无论人类还是所有低等生物都将无法生存。太阳和它的孩子们会继续在时空里游荡，过去不过是记忆里一段失落的片断，未来又全无希望。现在，我们不可能知道哪种说法是正确的，但时间将会揭示真理。在那之前，就让情人们继续谈情说爱，政治家继续唇枪舌剑，而科学家继续为他们的理论添砖加瓦吧。