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Calculating...

哎,要说这当个生物啊,可真不容易!你说整个宇宙这么大,目前我们知道的,好像就只有银河系里,地球这么一个小地方,愿意收留咱们,而且,说不定它自己还不太情愿呢!

你想想,从海底最深的地方,到最高的山顶,所有已知生物能生存的范围,也就那么二三十公里厚,跟浩瀚的宇宙比起来,那算啥呀?

更倒霉的是我们人类。咱们可是四亿年前,那些胆儿肥的家伙,从海底爬上来的后代,适应了陆地生活,还非得呼吸氧气。结果呢,有人估计,世界上百分之九十九点五的宜居空间,基本上,哎,甚至完全对我们关上了大门。

我们在水里,不仅不能呼吸,还受不了那压力。水比空气重一千多倍呢!越往下,压力越大,每深十米,就增加一个大气压。在陆地上,你爬个一百五十米,像科隆大教堂或者华盛顿纪念碑那么高,压力变化小得你都感觉不出来。可是在水里,同样深度,你的血管就得瘪掉,肺被压得跟可乐罐差不多大!你说怪不怪,居然有人为了找刺激,还喜欢潜到那么深的地方,还不带呼吸设备,美其名曰“裸潜”。

当然啦,也有其他生物成功适应了深海的压力。但到底有多少种,还是个谜。海洋最深的地方,是太平洋的马里亚纳海沟,一万一千多米深的地方,每平方厘米的压力,都能超过一万一千牛!我们也就用结实的潜水器,送人下去过一次,还是匆匆忙忙。可那里,却是端足动物的老家,一种像小虾一样的甲壳纲动物,透明的,它们根本不需要保护就能生存。当然,大多数海洋没那么深,但就算平均四千米深的大海,那压力也相当于十四辆装满水泥的卡车压在你身上!

很多人,包括一些海洋科普作家,都觉得深海里压力那么大,人肯定会被压扁。其实啊,好像不是那么回事。因为我们自己,很大程度上也是由水组成的,而水这东西嘛,用牛津大学一位教授的话说,“基本上是压不扁的”。所以,你的身体能保持和周围一样的压力,不会被压死。真正麻烦的,是体内的气体,特别是肺里的。这些气体确实会被压缩,但压到什么程度会要命,还真不好说。以前,人们认为潜到一百米左右,肺脏就会内爆,胸壁会裂开,然后痛苦地死去。但裸潜者一次又一次证明,根本不是那么回事。

不过,其他方面可能出问题。以前用潜水衣,就是那种连着长管子的装备,潜水员有时候会遇到一种可怕的情况,叫“挤压”。如果水面气泵坏了,潜水衣失压,空气会猛地离开潜水衣,倒霉的潜水员,真的会被吸进面具和管子里。等到拉上来,"衣服里剩下的几乎只有他的骨头和一点血肉模糊的东西。" 听起来就可怕!

在大海深处,真正可怕的是减压病,也就是俗称的“弯腰病”。这病可不好受,而且发生的几率还挺高。我们呼吸的空气里,百分之八十都是氮气。在高压环境下,这些氮气会变成小气泡,在你的血液和组织里乱窜。如果压力变化太大,比如潜水员上升太快,这些气泡就会像打开的香槟一样,堵塞你的血管,造成细胞缺氧,让你疼得直不起腰。所以才叫“弯腰病”嘛。

以前,采海绵的和采珍珠的人,经常得这种病。后来,修桥墩的工人也开始得这种病了。他们在沉箱里工作,沉箱是密封的干室,充满了压缩空气。这些工人在高压环境下工作很久,出来的时候,也会出现一些症状,比如皮肤刺痛。严重的时候,会关节痛,甚至瘫痪。

有时候,工人睡觉时还好好的,醒来就瘫痪了。有时候,他们直接就醒不过来了!有个故事说,在泰晤士河底下修隧道的时候,快完工的时候,工头们在隧道里开了香槟庆祝。结果,香槟一点泡沫都没有!但是,当他们走出隧道,呼吸到伦敦的新鲜空气时,气泡就冒出来了。

要想避免得减压病,除了躲开高压环境,还有两种办法。一种是只在短时间内接触压力变化。所以,刚才说的那些裸潜者,可以潜到一百五十米那么深,还没啥不舒服的感觉。因为他们在下面待的时间不长,氮气还没来得及溶解到组织里。另一种办法是,慢慢地,一步一步地回到水面。这样,小氮气泡就能慢慢散掉,不会造成伤害。

多亏了一对特别厉害的父子,约翰·斯科特·霍尔丹和J.B.S. 霍尔丹,我们现在才这么了解如何在极端环境下生存。这对父子啊,就算按照英国知识界的标准来说,也是相当古怪的。老霍尔丹是个贵族,但大部分时间都在牛津大学当教授,生活很简朴。他特别容易走神。有一次,他老婆让他上楼换衣服去参加晚宴,结果他半天没下来,他老婆上去一看,他穿着睡衣在床上睡着了!他醒来后解释说,他脱着脱着衣服,以为该睡觉了!

老霍尔丹对潜水的贡献,在于他计算出了从深海上升时,为了避免减压病,应该休息多长时间。他对有毒气体对人体的影响也特别感兴趣。为了了解一氧化碳是怎么害死矿工的,他给自己加大一氧化碳的剂量,然后仔细抽取自己的血样来化验。直到他浑身肌肉都快失去控制,血里的饱和度达到百分之五十六,他才停手。要知道,这离死人就差一点点了!

小霍尔丹从小就对父亲的工作很感兴趣。据说他三岁的时候,就问他父亲:“那不是氧化血红蛋白或羧基血红蛋白吗?” 小霍尔丹没有拿到科学学位,但他靠自己的能力,成了一位杰出的科学家。他被称为“我见过的最聪明的人”。

小霍尔丹觉得第一次世界大战是“一次很愉快的经历”,还说他“喜欢有个杀人的机会”。战争结束后,他成了一名科学普及工作者,写了很多书和论文。他还成了一名热忱的马克思主义者。

老霍尔丹主要研究矿工和中毒问题,小霍尔丹则研究潜艇乘员和潜水员的职业病。在海军部的资助下,他搞了一个减压室,他叫它“高压锅”。这是一个金属圆筒,一次可以把三个人关在里面,做各种痛苦又危险的测试。志愿者得坐在冰水里或者火堆旁边,同时呼吸“异常气体”,或者承受快速的压力变化。有一次,霍尔丹亲自模仿快速上升的危险动作,结果他补牙的填料都炸掉了!每次试验,几乎都以有人痉挛、流血或者呕吐告终。

有一次,霍尔丹吸入高浓度的氧气,结果痉挛得厉害,摔断了几根椎骨。肺部塌陷是常有的事,鼓膜穿孔更是家常便饭。但他还在论文里安慰别人说:“鼓膜一般来说会愈合。就算留个小孔,虽然你有点耳背,但如果你抽烟,烟雾会从耳朵里冒出来。这对社会也是个贡献嘛!”

最不寻常的是,霍尔丹不仅自己愿意冒这样的风险,他还总能说服他的同事和亲人爬进减压室。有一次,他老婆在做模拟下降试验的时候,痉挛了十五分钟。等她终于不蹦跶了,就被扶起来回家做饭了。霍尔丹还经常拉着正好在场的人来做试验,包括西班牙的前首相胡安·内格林。内格林博士事后抱怨说有点刺痛,"嘴皮上有点滑溜的感觉",但除此之外,安然无恙。

霍尔丹潜心研究了很多问题,其中之一是氮中毒。因为不知道啥原因,氮气在三十米以下的深处,会变成一种毒性很强的气体。据说,在氮气的影响下,潜水员会把自己的空气管扔给游过去的鱼,或者决定抽根烟休息一会儿。它还会让人情绪变得很不稳定。

说了这么多,我们其实是想回到最初的话题,就是活在地球上,并不那么容易,即使这是唯一能活的地方。这个星球上只有一小部分是干的,我们可以踩在上面。但其中很大一部分,要么太热,要么太冷,要么太干,要么太陡,要么太高,对我们都没啥用。

从已知宇宙的其他地方来看,令人惊奇的不是我们利用了地球上那么一丁点的地方,而是我们竟然还找到了一个能使用那么一丁点地方的行星。你只要看看我们自己的太阳系,就会知道,大多数地方对待生命,比我们这暖融融、蓝盈盈、水灵灵的地球要无情得多。

科学家们认为,外太空有数不清的行星。但到目前为止,科学家们只在太阳系之外发现了其中的几十颗,所以,人类在这个问题上,还真没啥发言权。但好像啊,找到一颗适合生命的行星,你得运气特别好。如果想找到一颗适合高级生命的行星,那你得祖上积德了。

各方面的研究人员已经确认,我们地球上,有二十来条特别值得庆幸的机缘,可以归纳成以下四条:

首先,我们的位置特别好。我们有个合适的恒星,离我们远近合适,它既够大,可以辐射足够的热量,又不是特别大,会很快烧完。这一切都太巧了。恒星越大,燃烧得越快。如果我们的太阳比现在大十倍,它会在一千万年后烧完,而不是一百亿年后。那我们现在就不会在这里了。我们很幸运,我们现在的轨道刚刚好。离太阳太近,地球上的东西都会化为蒸汽。离太阳太远,一切都会结成冰块。

1978年,一位天体物理学家做了一些测算,发现地球离太阳再远百分之一,或者再近百分之五,就不适合居住。现在的测量更加精确了,范围稍微扩大了一点,近百分之五,远百分之十五,但还是个窄带。

要了解这个幅度为什么这么小,你可以看看金星。金星离太阳只比我们近两千五百万公里。太阳的热量射到那里只比我们早两分钟。金星的大小和结构和地球很像,但是,轨道距离上的小小差别,却造成了完全不同的结果。金星可能只在太阳系形成之初,比地球暖和一点点,还可能有海洋。但是,仅仅热了几度,就让金星无法留住表面的水,结果对气候造成了灾难性的后果。随着水分蒸发,氢原子逃逸到太空,氧原子和碳结合,在大气里形成厚厚的温室气体,二氧化碳。金星变得让人窒息。金星表面的温度高达四百七十摄氏度,连铅都会熔化。金星表面的大气压是地球表面的九十倍,谁也受不了。我们现在生产不出隔热的衣服,也制造不出隔热的宇宙飞船,所以,我们没法去金星。我们对金星表面的了解,来自遥远的雷达图像,和一艘苏联无人探测器发出的噪音。那艘探测器在1972年满怀希望地降落在云团里,结果不到一个小时就歇菜了。

所以,你只要向太阳移动两光分,就会变成那个样子。如果你离太阳远一点,问题不是太热,而是太冷。冰冷的火星可以证明这一点。火星以前也是个比较好的地方,但它没能留住有用的大气层,变成了一个天寒地冻的不毛之地。

但是,仅仅和太阳距离合适还不够。不然,月球上也会是个长满森林的美丽地方了。但是它显然不是。所以,你还得有:

第二,合适的行星。我们有个内部是岩浆的星球。如果没有翻腾的岩浆,我们就不可能在这里。我们的活跃内部,喷涌出大量气体,帮助我们建立了大气层,还给我们提供了磁场,保护我们不受宇宙辐射。它还给了我们板块构造,不停地更新地面。如果没有板块构造,地球就会是平的,被四公里深的水覆盖。

除了有个特别棒的内部,我们还有合适数量的合适元素。这很重要!

第三,我们是个双子行星。我们有个大月亮!月亮直径超过了地球的四分之一。这让我们的行星在太阳系里独一无二。

如果没有月球的影响,地球会像个快要停下来的陀螺那样摇摇摆摆,天知道会对气候和天气造成什么影响。因为月球的引力,地球才能以合适的速度,合适的角度自转,给生命的长久发展提供一个稳定的环境。

最后,还有最重要的一点:合适的时间!宇宙是个变化无常的地方,我们的存在是个奇迹。如果在过去的四十六亿年时间里,发生的一长串极其复杂的事件,没有在特定的时间以特定的方式结束,那我们现在很可能只有几厘米长,长着触角和尾巴,趴在哪个洞穴里看这本书。

我们之所以能成为现在的样子,是因为我们处于一长串结果的合适终点,其中包括一段稳定的时期,里面有恰到好处的困难和挑战。

现在,我们来简单谈谈组成我们的元素。

地球上有九十二种天然存在的元素,加上实验室里制造的二十种,但其中有一些我们可以先放一边。我们对地球上的化学元素知之甚少。比如,砹,我们几乎没研究过它。它的问题不在于科学界不重视,而是它太少了。最难以捉摸的元素是钫。据说,在任何时刻,整个地球上的钫还不到二十个原子!在自然存在的元素中,只有大约三十种在地球上分布很广,只有五六种对生命极其重要。

你可能会觉得,氧是最丰富的元素,占地壳的百分之五十。但其他元素的排列往往出乎人们的意料。比如,谁能想到,硅在最常见的元素中排第二,钛排第十?元素的丰度和我们对它们的熟悉程度,和它们对我们的用处没有关系。许多不知名的元素,比比较知名的元素还要丰富。

元素的丰度和我们发现它的难易程度也没有关系。铝是地球上第四常见的元素,但直到十九世纪,人们才发现它。有很长一段时间,它被认为是一种稀有的贵重金属。

丰度和重要程度也不一定有关系。碳只排第十五位,占地壳的百分之零点零四八。但是,没有碳,就没有我们。碳的特别之处在于,它能和其他元素混在一起,和很多原子结合,牢牢抓住不放,形成稳定的分子。这就是大自然创造蛋白质和DNA的秘密。

如果没有碳,我们所知的生命就不可能出现。也许任何种类的生命都不可能出现。但即使我们离不开碳,我们体内的碳含量也不是那么多。你体内每两百个原子中,有一百二十六个是氢原子,五十一个是氧原子,十九个是碳原子。剩下的四个原子,三个是氮原子,剩下的一个由所有其他元素瓜分。

其他的元素也很重要,但不是为了创造生命,而是为了维持生命。我们需要铁来制造血红蛋白,没有铁,我们就会死。钴对于制造维生素B12是必不可少的。钾和钠对神经系统有好处。锌能氧化酒精。

我们逐渐学会了利用和忍受这些东西,不然,我们几乎不可能在这里。但即使这样,我们能忍受的范围也很窄。硒对我们很重要,但只要摄入一点点,你就会死。

元素一旦化合,它们的性质会变得更奇怪。比如,氧和氢是最易燃的元素,但结合在一起,就变成了不易燃的水。更奇怪的是钠和氯的化合物。钠是最不稳定的元素之一,氯是最毒的元素之一。把一小块纯钠放进水里,它会爆炸。氯很危险。但如果你把这两种讨厌的元素放在一起,你会得到什么?氯化钠,食盐。

总的来说,如果一种元素不是自然地进入我们的身体,我们就不会接受它。铅会让我们中毒,是因为我们本来不接触铅,直到我们开始用它来做水管。罗马人也用铅来给酒调味,这也许是他们不再强大的原因。

说了这么多,我其实只是想说明一个问题:地球看起来似乎非常方便,这很大程度上是因为我们适应了它的条件。我们感到惊异的,不是地球适合生命,而是适合我们的生命,其实这没什么好奇怪的。

也许,我们对地球的许多情况感到满意,仅仅是因为我们生来就依赖这些条件,所以才感到满意。谁也说不清楚。

别的世界里的生物,可能会感激一汪汪银色的汞,和一团团漂浮的氨气。他们可能会感到高兴,他们的行星没有板块移动,没有火山爆发。任何来到地球的客人,都可能会觉得好笑,我们生活在一种由氮和氧组成的大气里。氮懒得不和任何东西发生化学反应,氧则动不动就烧起来。

即使我们的客人是呼吸氧气的两足动物,他们也很可能觉得地球不是个理想的环境。我们甚至无法招待他们吃午饭,因为我们的食物里有微量的锰、硒和锌,这对他们来说,可能有毒。

物理学家费曼经常取笑事后下结论。“你要知道,我今天晚上遇到了一件最惊讶的事,”他说,“我看到一辆汽车的牌照是ARW357。你能想象吗?在全国几百万个牌照里,我怎么会看到那个牌照?这太不可思议了!”

他的意思是,如果你很认真地看待它,你很容易让任何一件平淡的事情,显得很不寻常。因此,导致地球上出现生命的事情和条件,可能不像你认为的那么不寻常。但它们还是很不寻常的。有一点是肯定的:在找到更好的理由之前,我们只能说,它们非常的不寻常。

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