起初，近140 億(yi) 年前，整個(ge) 宇宙比這個(ge) 句子末尾的句號還小。到底有多小呢？不妨把這個(ge) 句號想象成一張比薩餅，然後再把這張比薩餅切成一萬(wan) 億(yi) 片。萬(wan) 事萬(wan) 物——包括組成你的身體(ti) 、你窗外的樹木或建築、你朋友的襪子、矮牽牛花、你的學校、我們(men) 這顆星球上最高的山脈和最深的海洋、太陽係乃至其他遙遠星係的粒子， 宇宙中所有的空間、能量和物質都擠在這個(ge) 點裏，而且它很燙。

　　環境如此酷熱，又有這麽(me) 多東(dong) 西擠在這麽(me) 小的空間裏，宇宙能做的事隻剩下一件，那就是膨脹——飛快地膨脹。今天，我們(men) 將這個(ge) 事件稱為(wei) “大爆炸”，在億(yi) 萬(wan) 分之一秒（確切地說，是一千億(yi) 億(yi) 億(yi) 億(yi) 億(yi) 分之一秒）的時間內(nei) ，宇宙急速膨脹。

　　對於(yu) 宇宙生命在最初這個(ge) 瞬間的事情，我們(men) 到底了解多少？不幸的是，非常少。今天我們(men) 知道，四種基本力控製著世間的一切， 從(cong) 行星的運行軌道，到組成我們(men) 身體(ti) 的粒子。但在大爆炸之後的那個(ge) 瞬間，這四種力仍糾纏在一起，宇宙在膨脹中冷卻。

　　這個(ge) 瞬間被科學家稱為(wei) “普朗克時期”，因德國物理學家馬克斯·普朗克（Max Planck）而得名。在這個(ge) 瞬間快要結束的時候，有一種力從(cong) 混沌中掙脫出來。這種力將組成星係的恒星和行星聚集在一起，讓地球圍繞太陽旋轉，它便是引力。引力無處不在，我們(men) 可以通過一個(ge) 簡單的實驗體(ti) 驗它：拿起一本書(shu) ，把它舉(ju) 到離你最近的桌麵上方幾厘米的位置，然後放手。接下來，你看到的便是引力造成的結果。（要是你的書(shu) 沒往下掉，請立即聯係離你最近的物理學家，告訴他宇宙出了大麻煩）

　　不過，在早期宇宙最初的短暫瞬間，行星、書(shu) 本等等你能想到的物體(ti) 都不存在，所以引力也沒處施展身手。引力最擅長操控龐大的物體(ti) ，然而早期宇宙裏的一切都小得超乎想象，但這隻是開始，宇宙繼續膨脹。

　　接下來，自然界中另外三種主要的力彼此分開，這些力的主要任務是控製充斥宇宙的粒子，或者說小塊物質。一旦這四種力完全分開，我們(men) 就擁有了搭建宇宙所需的工具。

　　大爆炸萬(wan) 億(yi) 分之一秒後

　　宇宙依然難以想象地小而熱，但裏麵開始擠滿粒子。這時候的粒子有兩(liang) 種，它們(men) 分別叫作誇克和輕子。誇克的性質十分古怪。你永遠不可能抓到落單的誇克，它總是和附近的夥(huo) 伴“勾肩搭背”，誇克就像那些不願落單的孩子，哪怕上廁所都得搭伴。

　　兩(liang) 個(ge) 或兩(liang) 個(ge) 以上的誇克被分開得越遠，將它們(men) 束縛在一起的力就會(hui) 變得越強——它們(men) 就像被某種看不見的微型橡皮筋綁在一起。但要是誇克被分開得足夠遠，橡皮筋就會(hui) 繃斷，儲(chu) 存的能量就會(hui) 在斷裂的兩(liang) 頭分別創造出一個(ge) 新的誇克，於(yu) 是被分開的夥(huo) 伴各自獲得了一位新朋友。

　　而另一方麵，輕子卻是“獨行俠(xia) ”。將誇克束縛在一起的力對輕子不起作用，所以它們(men) 不會(hui) 聚集成群。最有名的輕子是電子。除了這些粒子以外，宇宙中還充斥著沸騰的能量，能量被裹在波狀的小包裹裏，這些光能量團叫光子。事情從(cong) 這裏開始變得奇怪起來。

　　宇宙如此熾熱，所以光子會(hui) 不斷轉化成物質- 反物質粒子對，這些粒子對又會(hui) 相互碰撞，再次轉化為(wei) 光子。但出於(yu) 某些神秘的原因， 這種轉化有十億(yi) 分之一的概率產(chan) 生一個(ge) 落單的物質粒子，沒有反物質粒子與(yu) 它配對。要是沒有這些孤單的幸存者，宇宙中就不會(hui) 有物質存在。這是件好事，因為(wei) 我們(men) 都是由物質組成的。

　　隨著時間的流逝，宇宙不斷膨脹、冷卻。在它膨脹得比我們(men) 的太陽係還大的過程中，它的溫度也在迅速下降。雖然這時的宇宙還很熱，但它已經降到了1 萬(wan) 億(yi) 開氏度以下。

　　大爆炸百萬(wan) 分之一秒後

　　宇宙已經從(cong) 句號的億(yi) 萬(wan) 分之一膨脹到了和我們(men) 的太陽係差不多大，也就是說，直徑近3 000 億(yi) 千米。

　　1 萬(wan) 億(yi) 開氏度，這個(ge) 溫度比太陽表麵熱得多，但比大爆炸之後的那個(ge) 瞬間已經冷卻了不少。這個(ge) 溫吞吞的宇宙溫度和密度都不足以繼續“烹製”誇克，所以誇克紛紛抓緊“舞伴”，創造出更重的粒子。它們(men) 的組合很快帶來了我們(men) 更熟悉的物質形態，譬如質子和中子。

　　截至現在，大爆炸剛剛過去了1 秒

　　宇宙的直徑已經膨脹到了幾光年，大約相當於(yu) 太陽和離它最近的恒星之間的距離。溫度降到了10 億(yi) 開氏度。這還是很熱，足以“烹製”小小的電子和它們(men) 的搭檔——正電子。這兩(liang) 種粒子不斷誕生，彼此湮滅，然後消失。但電子和其他粒子都遵循同一條法則： 它們(men) 有十億(yi) 分之一的概率幸存下來，其餘(yu) 的則相互摧毀。宇宙的溫度降到了1 億(yi) 開氏度以下，還是比太陽表麵熱。

　　更大的粒子開始彼此聚合。組成我們(men) 今天能看見的宇宙—— 包括恒星和行星、你窗外的樹木或建築、你朋友的襪子、我的胡須——的原子所需的基本元素終於(yu) 走到了一起。質子與(yu) 中子、其他質子共同組成原子的核心，我們(men) 稱之為(wei) “原子核”。

　　大爆炸已經過去了2 分鍾

　　正常情況下，宇宙中呼嘯而過的電子會(hui) 被質子和原子核吸引。電子帶有一個(ge) 負電荷，質子和原子核則攜帶正電荷，異性相吸。可這些粒子為(wei) 什麽(me) 會(hui) 攜帶正電荷和負電荷呢？或者你還會(hui) 問，異性為(wei) 什麽(me) 相吸呢？

　　它們(men) 就是這樣。

　　我真想告訴你一個(ge) 更好的答案，但宇宙沒有義(yi) 務為(wei) 我們(men) 提供合理的解釋。隻能說，這兩(liang) 個(ge) 概念背後都有很多很多年的科學研究支持。

　　既然異性相吸，那麽(me) 接下來你肯定覺得質子和電子會(hui) 緊緊黏在一起。不過在接下來的幾千年裏，宇宙的溫度還是太高，這些粒子根本無法安定下來。電子自由遊蕩，撞得質子東(dong) 倒西歪，自由電子就愛幹這事兒(er) 。

　　宇宙溫度降到3 000 開氏度（大約相當於(yu) 太陽表麵溫度的一半） 時，這樣的局麵就結束了，所有自由電子都和帶正電的質子結合在了一起，它們(men) 結合產(chan) 生的所有光子至今仍原封不動地在宇宙中穿行——直到今天，科學家仍能探測到這些光。

　　大爆炸之後38 萬(wan) 年

　　這幅通過望遠鏡拍攝的畫麵讓我們(men) 看到了銀河係中心附近的數十萬(wan) 顆恒星。

　　宇宙繼續膨脹，像一隻不會(hui) 爆炸的氣球。膨脹過程中，宇宙逐漸冷卻，引力開始起效。最開始的幾十萬(wan) 年裏，粒子到處亂(luan) 跑，就像幼兒(er) 園操場上的小朋友。然後引力將這些碎片凝聚起來，形成宇宙中的城市，我們(men) 稱之為(wei) 星係。近一千億(yi) 個(ge) 星係成形了。每個(ge) 星係擁有幾千億(yi) 顆恒星。

　　這些恒星像高壓鍋一樣，迫使微小的粒子聚合形成越來越大的元素。最大的恒星積聚了極高的熱和壓力，製造出鐵這樣的重元素。巨型恒星內(nei) 的元素如果一直停留在自己誕生的地方就沒什麽(me) 用處。但這些恒星並不穩定。它們(men) 會(hui) 爆炸，將自己內(nei) 部的物質拋灑出去。

　　宇宙誕生90 億(yi) 年後，在宇宙中一個(ge) 平凡星係的一塊平凡區域裏， 一顆平凡的恒星誕生了，它便是太陽。

　　它是怎麽(me) 形成的？引力慢慢聚集起一大片氣體(ti) 雲(yun) ，裏麵充斥著粒子和包含多餘(yu) 質子、中子的重元素。在這些粒子圍繞彼此旋轉的過程中，引力迫使它們(men) 不斷靠近，最終發生碰撞，聚合在一起。

　　太陽誕生之初，這團氣體(ti) 雲(yun) 裏仍殘留著足夠多的宇宙原料，它提供的物質足以製造出幾顆行星、幾十萬(wan) 顆被稱為(wei) 小行星的太空岩石和幾十億(yi) 顆彗星。甚至到了這一步都還有富餘(yu) ，剩下的垃圾到處晃蕩，常常撞上其他天體(ti) 。

　　從(cong) 700 千米的高度俯瞰地球，你就會(hui) 明白為(wei) 什麽(me) 我們(men) 叫它藍色星球。

　　這樣的撞擊能量驚人，足以熔化岩石行星的表麵。

　　太陽係中左衝(chong) 右撞的碎片越來越少，這樣的撞擊也逐漸減少， 行星表麵開始冷卻。被我們(men) 稱為(wei) 地球的行星形成於(yu) 太陽周圍的“金發姑娘帶”。童話裏的金發姑娘不喜歡粥太燙或者太冷，她想要溫度剛剛好。同樣地，地球和太陽之間的距離也剛剛好。要是地球離太陽更近一點，海洋就會(hui) 蒸發；而要是再遠一些，海洋就會(hui) 封凍。

　　無論是前者還是後者，我們(men) 所知的生命都不會(hui) 演化出來。

　　現在宇宙已經90 多億(yi) 歲了

　　組成我們(men) 這顆年輕熾熱星球的岩石中蘊含的水被釋放到空中。隨著地球逐漸冷卻，這些水以雨的形式墜落下來，漸漸形成海洋。在這些海洋裏，簡單的分子以我們(men) 尚未發現的某種方式組合在一起， 形成生命。

　　人類是需氧生物。我們(men) 需要富含氧的空氣。主宰早期海洋的是簡單的厭氧菌，這些顯微級生命不需要氧氣也能存活。多虧(kui) 了厭氧菌， 它們(men) 能釋放氧氣，這些充盈在空氣中的氧最終為(wei) 我們(men) 人類提供了繁榮的基礎。有了富含氧的新大氣，越來越多的複雜生命形式得以興(xing) 起。

　　但生命是脆弱的。偶爾會(hui) 有大型的彗星和小行星撞擊地球，造成巨大的破壞。

　　白堊紀末期，小行星撞擊了如今墨西哥的尤卡坦半島。

　　6 500 萬(wan) 年前，一顆重達10 萬(wan) 億(yi) 噸的小行星撞擊了如今墨西哥的尤卡坦半島。這塊太空岩石在地球表麵上撞出了一個(ge) 180 千米寬、20 千米深的大坑。這次撞擊，以及它揚起的塵埃和碎片，抹去了地球上的絕大部分生命，包括所有著名的大型恐龍。

　　滅絕——生物或生命形式的絕對終點。這次大災難讓我們(men) 哺乳動物的祖先得以繁榮發展，而不是繼續充當霸王龍的零食。這些哺乳動物中有一支腦袋特別大的，我們(men) 稱之為(wei) 靈長類，它們(men) 演化出了一個(ge) 聰明得足以發明科學方法和工具甚至追尋宇宙起源和演化的物種——現代智人。那便是我們(men) 。

　　大爆炸之前發生過什麽(me) ？

　　天體(ti) 物理學家也不知道。或者說，對於(yu) 這個(ge) 問題，我們(men) 最具創造性的答案幾乎得不到實驗科學的任何支持。換句話說，我們(men) 無法證明它們(men) 。麵對這個(ge) 問題，有人堅持認為(wei) ，一切必然有個(ge) 開始：某種強於(yu) 其他所有力的力，某個(ge) 萬(wan) 物源頭。他們(men) 腦子裏的這個(ge) 源頭當然就是上帝。

　　但是，也許宇宙早已存在，以某種我們(men) 尚未確認的方式——譬如說，有個(ge) 不斷創造出新宇宙的多重宇宙。會(hui) 不會(hui) 是這樣呢？

　　或者宇宙是從(cong) 虛無中突然誕生的？又或者我們(men) 所知、所愛的一切不過是某個(ge) 外星超級智慧物種創造出來的電腦遊戲？

　　一般而言，這些問題滿足不了任何人。但它們(men) 卻能提醒我們(men) ， 無知——而不是已知——才是研究型科學家的常態。聰明的年輕人往往不願意說“我不知道”，但承認自己的無知是科學家必須麵對的日常。如果有人相信自己無所不知，那他肯定沒有尋找過宇宙中已知和未知之間的邊界，更不曾被這邊界絆倒過。

　　我們(men) 確切知道的是，宇宙有一個(ge) 起點。我們(men) 知道宇宙一直在演變。我們(men) 還知道，你身體(ti) 裏的每一個(ge) 原子都能追溯到大爆炸那一刻，追溯到50 多億(yi) 年前將自己內(nei) 部的物質灑遍星係的巨型恒星熔爐之中。我們(men) 是被賦予生命的星塵。宇宙賦予了我們(men) 探查它的力量——我們(men) 這才剛剛開始。


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