一直以來都有一個說法來說明“人的來之不易”,這個說法就是,一個精子要跑贏差不多2億個精子兄弟,才有一定的概率和卵子結(jié)合,才有一定概率小寶寶。可以說這個概率是低得可怕。
但實際上,這個概率相對于人類的出現(xiàn),已經(jīng)高得多的多,人類的出現(xiàn)有多么來之不易,是我們根本無法想象的。今天,我們就來聊一聊:人類的出現(xiàn)有多么來之不易。
按照目前的主流理論和觀測結(jié)果來看,宇宙大概率起源于一次大爆炸。大爆炸之前是什么,為什么會有大爆炸,這些都是十分終極的問題,現(xiàn)在還沒有任何相關(guān)有說服力的說法,在這里就不過多闡述了。
早期的宇宙,大概就是宇宙大爆炸之后的10^(-12)秒,宇宙中出現(xiàn)在了夸克和電子等輕子。基于2012年的一項研究,科學家發(fā)現(xiàn)這個時候不僅有夸克和電子,還有反夸克和反電子。
它們在早期宇宙中自由移動。但我們也知道,正反粒子相遇是會湮滅的,比如:電子遇到正電子就會發(fā)現(xiàn)湮滅。
由于目前科學家還不知道的原因(其實也是目前大爆炸模型遇到一些未解決的問題),在那個時候每十億對夸克和反夸克湮滅,會留下一個正夸克。正是由于這個原因,宇宙中的物質(zhì)才都是正物質(zhì),而非反物質(zhì)。
可能你要問反物質(zhì)真的存在么?科學家不僅在實驗室里制造出了反物質(zhì),同時也在宇宙射線中發(fā)現(xiàn)了反物質(zhì)的存在?!?/p>
不僅是正夸克和反夸克,后來隨著溫度逐漸降低,質(zhì)子和中子由三個夸克構(gòu)成,也發(fā)生了十億個質(zhì)子和反質(zhì)子、中子和反中子發(fā)生湮滅,留下一個質(zhì)子和一個中子。而湮滅會產(chǎn)生的大量光子。光子是自身的反粒子,因此,光子自身的對撞還會再產(chǎn)生物質(zhì)粒子,這樣一直循環(huán)往復。
于是,產(chǎn)生的大量的正物質(zhì)粒子。從這個層面上看,正物質(zhì)出現(xiàn)的概率其實是N次十億分之一疊加的結(jié)果。而人類也正是由正物質(zhì)粒子所構(gòu)成的。
宇宙早期的物質(zhì)粒子主要是氫原子和氦原子,它們占據(jù)了99%以上,其他的元素基本上可以忽略不計。后來,這些物質(zhì)粒子在引力的作用下形成最早的一批恒星。恒星內(nèi)核的核聚變會產(chǎn)生一些原子序數(shù)更大的元素原子(基本上都是鐵元素之前的元素原子)。其中一些質(zhì)量大于8倍太陽質(zhì)量的恒星到了晚年,會發(fā)生超新星爆炸。
在超新星爆炸的過程中,會產(chǎn)生一些鐵元素之后的元素原子。而IIa超新星爆炸之后,恒星要么成為中子星,要么成為黑洞。其中中子星的合并,還能繼續(xù)合成大量鐵之后的元素原子。
直到目前為止,整個宇宙中除了氫元素和氦元素之后,剩余的元素不到1%。而構(gòu)成人類的主要元素原子序數(shù)基本上都比較大,也就是說,人類是宇宙中僅有的1%的存在,沒有大質(zhì)量恒星的核聚變反應(yīng),超新星爆炸炸,中子星的合并,可能就沒有我們。
但是即使有了這么多元素,也不一定能夠出現(xiàn)人類。就拿我們的鄰居火星、金星來說,它們也有原子序數(shù)很大的元素,但是沒有形成生物。所以,一個宜居的星球十分難得,這個概率也是低到可憐的。
按照目前的理論,一顆合格的宜居天體,在星系中的位置要合適,不能太靠近星系的中心,因為星系中心輻射很強;也不能太遠離星系的中心,因為星系邊上重元素含量極其低。在這兩種情況都會直接導致無法形成無復雜的生物。
不僅如此,在太陽系內(nèi)的位置也得恰到好處,不能太近也不能太遠。否則要么熱死,要么凍死。
但僅僅有位置是不夠的,還得有穩(wěn)定的恒星,相對自身比例較不算小的衛(wèi)星、大質(zhì)量行星的保護,液態(tài)水,穩(wěn)定和成分比例合適的大氣層以及地磁場。以上這些因素,缺少一個都可能會對生命帶來致命的打擊,也可能會使得天體上無法進化出復雜的生物,就更不要說人類了。
因此,在宇宙中找到像地球這么適合人類居住的天體其實并不容易。不過,好在宇宙足夠大,讓這個概率不會非常低。
之前我們都說的是天文相關(guān)的問題,現(xiàn)在我們來說一說生物學方面的,除了精子和卵子的結(jié)合不容易之外,生物進化過程中,還有許多來之不易。
其中,復雜生物依賴的細胞分工。而細胞能實現(xiàn)專業(yè)化分工有賴于線粒體的出現(xiàn),它能給細胞提供能量,使得單個細胞不需要每天掙扎在溫飽線上,可以去干點專業(yè)的事情。
按照目前主流的看法(當然,也有其他的假說,但內(nèi)共生假說更主流一些),線粒體也來之不易。在距今17億年前,一個個頭較大的細菌吞噬了另外一個細菌,按理說,被吞噬的細菌應(yīng)該會被消化掉才對,可萬萬沒想到,非但沒有消化掉,被吞噬的細菌還和吞噬自己的細菌形成共生關(guān)系,并且后來逐漸演變成線粒體。葉綠體也是這么來的。
正是因為線粒體的出現(xiàn),才使得人類的出現(xiàn)成為了可能。
放眼整個生命進化史,從距今40億年前后,到距今17億年前,整整23億年的時間,才出現(xiàn)了這么一次,足見線粒體以及人類的出現(xiàn)有多偶然。
其實在整個生命進化史中,哪怕一個因素發(fā)生改變,結(jié)果都有可能很不一樣。比如,如果6000萬年前,沒有小行星撞地球,恐龍也未必會滅絕,那人類能不能成為地球的霸主也就很難說了。
實際上,各種低概率遍布整個宇宙138億年的歷史當中,任何一個因素發(fā)生變化,都有可能導致人類出現(xiàn)不了。
這些都是億萬分之一的低概率,也就是說,人類的出現(xiàn)其實是一個個億萬分之一的概率的集合。因此,人類的出現(xiàn)其實是來之不易的,且行且珍惜。