刘军连简介 https://jbk.39.net/yiyuanfengcai/ys_bjzkbdfyy/793/yuyue/
“进化”一词通常指生物的生物进化。但行星、恒星、星系和宇宙随着时间的推移而形成和变化的过程也是“进化”的类型。所有这些情况都会随着时间的推移而发生变化,尽管所涉及的过程有很大不同。
20年代末,美国天文学家埃德温·哈勃(EdwinHubble)做出了一项非常有趣且重要的发现。哈勃的观测结果被他解释为表明遥远的恒星和星系正在向各个方向远离地球。此外,衰退的速度与距离成正比,这一发现自哈勃时代以来已被无数次重复的测量所证实。这些发现意味着宇宙正在膨胀。
哈勃关于宇宙膨胀的假设导致了某些推论。一是宇宙在之前的时间更加浓缩。从这一推论中得出的结论是,目前观测到的宇宙中所有物质和能量最初都凝结成一个非常小的且无限热的质量。一场巨大的爆炸,被称为大爆炸,随后物质和能量向各个方向扩散。
这个大爆炸假说导致了更多可检验的推论。其中一项推论是,今天深空的温度应该比绝对零高几度。观察表明这个推论是正确的。事实上,年发射的宇宙微波背景探测器(COBE)卫星证实,背景辐射场的光谱与宇宙大爆炸起源所预测的光谱完全一致。
根据目前的科学认识,随着宇宙的膨胀,物质聚集成云,开始凝结和旋转,形成星系的前身。在星系内,包括我们自己的银河系,压力的变化导致气体和尘埃形成不同的云。在其中一些云中,如果有足够的质量和适当的力,引力就会导致云塌陷。如果云中的物质质量被充分压缩,核反应就会开始,一颗恒星就会诞生。
一定比例的恒星,包括我们的太阳,是在一个扁平的旋转物质圆盘的中间形成的。就我们的太阳而言,这个圆盘内的气体和尘埃碰撞并聚集成小颗粒,这些颗粒形成更大的物体,称为星子(“非常小的行星”),其中一些直径达到数百公里。在连续的阶段中,这些星子合并成九个行星及其众多的卫星。包括地球在内的岩石行星靠近太阳,而气态行星则位于更远的轨道上。
宇宙、银河系、太阳系和地球的年龄可以使用现代科学方法来估算。宇宙的年龄可以从观测到的星系速度与距离之间的关系推算出来。遥远星系的速度可以非常精确地测量,但距离的测量则更加不确定。在过去的几十年里,哈勃膨胀的测量结果估计宇宙的年龄在70亿到亿年之间,最新最好的测量结果在亿到亿年之间。
银河系的年龄可以通过两种方式计算。其中之一涉及研究球状星团中不同大小恒星的演化阶段。球状星团出现在围绕银河系中心的微弱光晕中,每个球状星团包含十万到一百万颗恒星。这些恒星中比氢和氦重的元素含量非常低,表明它们一定是在银河系历史的早期形成的,在大量重元素在第一代恒星内部产生并随后通过恒星分布到星际介质中之前。超新星爆炸(大爆炸本身主要产生氢和氦原子)。球状星团中恒星的年龄估计在亿到亿年之间。
估计银河系年龄的第二种方法是基于太阳系中几种长寿命放射性元素目前的丰度。它们的丰度取决于超新星爆炸的产生和分布速度。根据这些计算,我们银河系的年龄在90亿至亿年之间。因此,两种估计银河系年龄的方法彼此一致,并且也与独立推导的宇宙年龄估计一致。
岩石和矿物中天然存在的放射性元素也提供了估计太阳系和地球年龄的方法。其中一些元素的衰变半衰期在7亿到0亿年之间(元素的半衰期是一半元素放射性衰变成另一种元素所需的时间)。利用这些计时器计算出,陨石是小行星的碎片,形成于45.亿至45.8亿年前(小行星是围绕太阳旋转的小型“小行星”,是产生太阳星云的残余物)太阳和行星)。对阿波罗宇航员返回地球的三个最古老的月球样本应用相同的放射性计时器,得出的年龄在44亿年到45亿年之间,
地球上已知最古老的岩石出现在加拿大西北部(9.6亿年),但经过深入研究,几乎同样古老的岩石也在世界其他地方发现。在西澳大利亚,包裹在较年轻岩石中的锆石晶体已有4亿年的历史,使这些微小晶体成为地球上迄今为止发现的最古老的材料。
通过计算地球上最古老的铅矿石中观察到的铅同位素形成所需的时间,可以获得对地球年龄的最佳估计。这些估计得出地球和陨石以及太阳系的年龄为45.4亿年。
生命的起源无法精确测定,但有证据表明,类似细菌的生物体在5亿年前就生活在地球上,而且它们可能已经存在得更早,当第一个固体地壳形成时,大约40亿年前。这些早期的生物肯定比今天的生物更简单。此外,在最早的有机体出现之前,一定存在一些人们不会称之为“生命”的结构,但它们现在是生物的组成部分。如今,所有生物体都使用两种分子来存储和传输遗传信息:DNA和RNA。这些分子中的每一个又由四种称为核苷酸的亚基组成。特定长度的DNA或RNA的核苷酸序列(称为基因)指导称为蛋白质的分子的构建,反过来催化生化反应,为生物体提供结构成分,并执行生命所依赖的许多其他功能。蛋白质由称为氨基酸的亚基链组成。因此,DNA和RNA中的核苷酸序列决定了蛋白质中的氨基酸序列。这是所有生物学的核心机制。
在类似于原始地球条件下进行的实验已经产生了蛋白质、DNA和RNA的一些化学成分。天文学家使用射电望远镜在外太空和星际空间的陨石中也检测到了其中一些分子。科学家们得出的结论是,“生命的组成部分”可能在地球历史的早期就已经存在。
由于发现某些由RNA组成的分子(称为核酶)可以在现代细胞中充当催化剂,开辟了一条重要的新研究途径。以前人们认为只有蛋白质才能充当执行特定生化功能所需的催化剂。因此,在早期的生命起源世界中,RNA分子可能是“自催化的”——也就是说,它们可以在任何蛋白质催化剂(称为酶)出现之前就进行自我复制。
实验室实验表明,复制自催化RNA分子会发生自发变化,并且具有最大自催化活性的RNA分子变体在其环境中占主导地位。一些科学家赞成存在早期“RNA世界”的假设,他们正在测试从RNA到简单DNA和蛋白质分子合成的模型。这些分子组合最终可能被包装在膜内,从而构成“原始细胞”——非常简单细胞的早期版本。
对于那些研究生命起源的人来说,问题不再是生命是否可能起源于涉及非生物成分的化学过程。相反,问题变成了可能遵循多种途径中的哪一种来产生第一批细胞。
我们是否能够确定成功引发地球生命的化学进化路径?科学家们正在设计实验并推测早期地球如何为可能成为第一个生命系统的分子分离单元提供适宜的场所。最近的猜测包括第一批活细胞可能在火星上出现的可能性,通过已知从火星到我们星球的许多陨石在地球上播种。
当然,即使在实验室中制造出活细胞,也不能证明大自然在数十亿年前遵循了同样的路径。但科学的工作就是为自然现象提供合理的自然解释。生命起源的研究是一个非常活跃的研究领域,正在取得重要进展,尽管科学家们一致认为,目前的假设尚未得到证实。科学史表明,由于理论、仪器的进步或新事实的发现,像这样看似棘手的问题可能会在以后变得容易解决。
神创论对宇宙、地球和生命起源的看法:许多宗教人士,包括许多科学家,认为上帝创造了宇宙以及推动物理和生物进化的各种过程,这些过程随后导致了星系、太阳系和地球上生命的创造。这种信念有时被称为“有神进化论”,与进化论的科学解释并不矛盾。事实上,它反映了宇宙学、古生物学、分子生物学和许多其他科学学科所揭示的物理宇宙的非凡和鼓舞人心的特征。
“创造科学”的倡导者持有多种观点。一些人声称地球和宇宙相对年轻,可能只有6,到10,年的历史。这些人通常认为,地球目前的物理形态可以用“灾难论”来解释,包括世界范围内的洪水,并且所有生物(包括人类)都是奇迹般地创造出来的,基本上都是我们现在发现的形态。
其他创世科学的倡导者愿意接受地球、行星和恒星可能已经存在了数百万年的观点。但他们认为,各种类型的生物体,尤其是人类,只能在超自然干预下出现,因为它们表现出“智能设计”。
这些“年轻地球”和“古老地球”观点都被称为“神创论”或“特殊创造论”。
没有有效的科学数据或计算可以证实地球是在几千年前被创造的这一信念。独立的科学方法一致认为地球和太阳系的年龄约为50亿年,而我们的银河系和宇宙的年龄则要大两到三倍。这些结论使整个宇宙的起源变得易于理解,为许多不同的科学分支提供了连贯性,并形成了关于物理世界的起源和行为的非凡知识体系的核心结论。
也没有任何证据表明整个地质记录及其有序的化石序列是几千年前发生的一次普遍洪水的产物,这场洪水持续了一年多一点,并深度覆盖了最高的山脉几米。相反,潮间带和陆地沉积物表明,在过去的任何记录中,整个地球都没有被水淹没。此外,一场规模足以形成今天所见的沉积岩(这些沉积岩加在一起厚达数公里)的普遍洪水,所需的水量将远远大于地球上和地球内曾经存在的水量,至少自第一个已知固体形成以来是这样。大约40亿年前的地壳。人们相信地球的沉积物及其化石
地质学家构建了沉积物沉积的详细历史,将地壳中特定的岩石体与特定的环境和过程联系起来。如果石油地质学家可以通过将沉积岩的记录解释为一次洪水的结果来发现更多的石油和天然气,他们肯定会赞成这样的洪水的想法,但他们不这样做。相反,这些实际工作者与学术地质学家关于沉积环境和地质时代的性质的看法是一致的。石油地质学家是认识化石沉积的先驱,这些化石沉积是在蜿蜒的河流、三角洲、沙滩和珊瑚礁等环境中数百万年形成的。
石油地质学的例子展示了科学的巨大优势之一。通过利用自然世界的知识来预测我们行为的后果,科学使得利用技术解决问题和创造机会成为可能。维持我们文明所需的详细知识只能通过科学研究获得。
神创论者的论点并不是由自然界中可以观察到的证据驱动的。特殊的创造或超自然的干预无法接受有意义的测试,这需要预测合理的结果,然后通过观察和实验来检查这些结果。事实上,“特殊创造”的主张颠倒了科学进程。解释被认为是不可改变的,并且仅以任何可能的方式寻求证据来支持特定的结论。#科普#