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宇宙和太空话题：宏观历史Big History

大卫•克里斯汀：宏观历史
在震撼的背景插图下，大卫•克里斯汀讲述了宇宙的完整历史，从大爆炸到互联网，非常精彩的18分钟。这是“宏观的历史”：一个启发性的，广角的关注复杂性，生命和人类，不同于我们以往的浅薄的有关宇宙时间的认识。


首先，来段录像。 对，这是个被搅拌的鸡蛋。 但是，当你看它的时候， 我希望你能开始感受到 有一点点的怪异。 因为你可能注意到了正在发生的 是这个鸡蛋搅拌的反序过程。 并且你可以看到蛋黄和蛋白分开了。 现在它们将返回到蛋壳中。 并且我们内心深处都知道 这不是宇宙的运行方式。 一个被搅拌的鸡蛋是糊状的，好吃的糊状，但是它是糊状的。 鸡蛋是一个美丽而复杂的东西 它能创造出更加复杂的东西， 比如说小鸡。 并且我们内心深处知道 宇宙形成并不仅仅是 从混沌到复杂的跨度。 实际上，这宇宙形成感觉上 是受一种最基本的物理学原理的影响， 热力学第二定律，又称熵定律。 它主要阐述了 宇宙的总体趋势 是从有序的 有架构的 到无序的，无架构的-- 事实上，相对于混沌。 也是为什么这段录像 感觉有一点点奇怪。
然而 看看我们周遭。 我们周遭所见的 是那么惊人的复杂。 艾瑞克•比因霍克估计光纽约一个城市 就有100亿的不同货物正在被交易。 这比 现存于地球上的物种数量要多成百倍。 而且，它们是由一种 近七十亿个体 以交易，游历和网络相互联系 到一个 极其庞大复杂的全球体系交易。
所以，这就是个大谜团： 在宇宙中 在被热力学第二定律规范下， 怎么样才有可能 产生这种我刚才论述的那种复杂性-- 那种你，我 和这个演讲厅所呈现的复杂性？ 这答案似乎是， 宇宙本生能创造复杂性， 但是有极大的困难。 总的来说， 这种情况会发生，用我同事，弗雷德•施皮尔的 说法“黄金条件”-- 不太热，不太冷； 就那么刚刚好能创造复杂性。 同时一些更加复杂的事情发生了。 就在那一点发生更加复杂的事， 你可能发现更加复杂的东西。 就这样，复杂性就这样形成了 一步一步的。 每个阶段都是奇迹 因为它创造出了完全新的东西 出现在几乎什么都没有的宇宙中。 这个瞬间我们将标记为宏观历史中 的起始瞬间。 在这些起始点， 条件将更加苛刻。 复杂的东西变得更弱小， 更脆弱。 黄金条件变的更苛刻， 而且条件会变的更难 来创造复杂性。
现实中我们是极度复杂的个体 渴望了解这个 关于宇宙怎么创造复杂性的故事， 不管那个第二法则， 以及为什么复杂性 意味着脆弱 和弱小。 我们讲的历史这件事就是这个故事。 但是开始前，你必须做一些事 那些可能第一眼看起来完全不可能的事。 你必须纵观整个宇宙的历史。 那，让我们开始吧。 （笑声） 让我们开始追溯到过去 137亿年前 到时间开始的地方。.

我们周围都是虚无。 甚至没有时间和空间。 尽你的可能想象那最黑暗，最空无的情况 然后这种情况放大无数无数倍 那就是现在我们处在的时间点。 然后突然， 轰！宇宙出现了，一整个的宇宙。 我们就这样穿过了我们第一个起始点。 这时候的宇宙是微小的，比一个原子还小。 它极度的炽热。 它包含了今天这个宇宙的所有， 但是你也知道，它是混沌的， 并且它以一种难以置信的速度膨胀。 一开始它只是一团混沌， 但是十分迅速而且各不相同的事发生在这片混沌。 就在那第一秒， 能量本生粉碎进入不同的力场当中 包括电磁场以及重力场。 而且能量也产生一些其它奇妙的现象， 它凝固从而形成物质-- 夸克，这种可以形成带点的质子 和轻子。 所有的一切发生在第一秒。
现在让我们跨越38万年。 这是人类在这个星球存在时间的两倍。 现在普通原子 氢，氦出现了。 现在我想暂停一会儿， 在宇宙起源之后的38万年里， 因为我们实际上了解很多 关于这个阶段的宇宙。 我们知道，首先它是一个极度简单的宇宙。 它包含了大量的氢，氦原子 的大片云， 而且它们没有架构。 它们确实是某种宇宙混沌。 但是这不是完全正确的。 现有 根据卫星的研究，比如威尔金森微波各向异性探测器卫星 表明，实际上，在那个背景下有一点点不同。 你现在看到的， 蓝色的区域 相比于红色的区域要冷上大约一千度。 这就是一点不同之处， 但是这足够让宇宙继续演变 到下一个阶段创造的复杂性。
这就是它怎么运作的。 重力场的作用力更大 拥有比较多的物质。 所以这里我们有个密度稍微大的区域， 重力场开始凝结成 氢氦原子的原子云。 我们能想象早起宇宙散布 在十亿的原子云中。 每片云都是紧凑的， 重力场就随着密度的增加而效果更加明显， 在每片云的中心温度开始升高， 而且在每片云的中心， 温度超过了阈温度 之上一千万度， 质子开始融合， 这释放出大量的能量， 接着，轰！ 我们就有了第一颗恒星。 大约距离大爆炸之后的2亿年， 恒星开始在整个宇宙出现， 成千上万的恒星。 宇宙现在开始相当的有趣 也更加复杂。     恒星开始创作黄金条件 来超越两个新的起始点。 当巨大的星系泯灭的时候， 它们有着很高的温度 以至于质子开始融合进入各种奇异混合物中， 来形成在元素周期表上的所有元素。 就好像，你正带着一个黄金的戒指， 它是天体爆炸而铸就的。 所以现在的宇宙在化学程度上是更加复杂的。 对于一个化学程度上更加复杂的宇宙而言， 就有可能做更多的事情。 然后要开始产生的 是新生的太阳， 新生的恒星， 所以的元素结合，它们在一起旋转， 星球的能量搅拌它们， 它们形成微粒，形成雪花， 形成微小的灰尘微粒， 它们形成岩石，形成小行星， 最后它们形成行星和月亮。 这就是我们太阳系形成的过程， 在45亿年前， 岩石型的行星比如地球 比起其他恒星就明显更加复杂了 因为它们包含了更加多样性的物质。 因此我们已经穿过了第四个复杂性的起始点。.

现在，（变化的条件）就更加苛刻了。 下一个阶段是初次形成的个体 个体是明显更加弱小， 更加脆弱的， 但是它们也更加有创造力 也更加有能力创造更多的复杂性。 当然，我说的 是生命个体。 生命个体是有化学物质组成的。 我们是大量化学物质的集合。 化学是被电子磁场力所控制。 这运用在比重力场更小范围的地方， 这也解释了为什么你和我 要比那恒星和行星小。 现在，什么才是化学物质的理想环境呢？ 什么才是黄金条件呢？ 首先，你需要能量， 但是不需要太多。 在恒星的内部，有着巨大的能量， 以至于任何原子结合之后就会重新分开。 但是也不要太少。 在银河系中，只有一点点的能量 以至于原子都无法结合。 你要的就是那刚刚好的量， 它也证明，行星的适量是刚刚适中的， 因为它们接近恒星了，但也不是太接近。
你也需要各种化学元素， 同时你也需要液体比如水。 为什么？ 因为在气体的环境，相互间原子的运动如此的快 以至于它们不能结合。 在固体的环境下， 原子被固定在一起，它们不能运动。 在液体环境下， 它们能游动和碰撞 也能结合形成分子。 那在哪里你才能找到这些黄金条件呢？ 那行星就是不错的， 我们早期的地球 几乎就是完美的。 它和其他恒星之间距离适中 来形成大量的液态水的海洋。 在这些海洋下方 地壳的断层中， 你能从地球内部渗透出热量， 而且你也能得到各种原子。 所以在这些深海的开口上， 奇妙的化学变化开始进行， 原子结合成奇异的混合物。
但是当然，生命不仅仅 是奇异的化学物质。 那是怎么稳定 那些大量的 似乎有存活的分子的呢？ 这就是生命呈现的 一个全新的窍诀。 不能稳定个体； 只能稳定模板， 那是携带信息的东西， 让模板复制自己。 当然，DNA 是美丽的分子， 包含着信息。 你熟悉双螺旋型的DNA。 每个链都包含信息。 所以DNA就包含 关于如何创造生命体的信息。 同时DNA也能自我拷贝。 所以它自我拷贝 同时把模板扩散到海洋中。 因此信息也传递开了。 值得注意的是信息已经成为我们故事中的一部分。 DNA真正的魅力在于 它的不完美。 当它自我拷贝的时候， 在每十亿个链中有一个链， 可能产生错误。 也就是说 实际上，DNA在进化。 它在积累创造生命体的新方法 因为有些错误是可以运作的。 所以DNA是在进化 它在呈现丰富多样性和大量的复杂性。 我们看到这进化持续发生了四十多亿年。
对于地球上的生物大部分这段时间内， 生物已经进化的相对简单-- 单细胞生物。 但是它们是十分多样的， 而且，内部结构，极其复杂。 然后6亿年到8亿年之前， 多细胞生物出现。 你会发现菌类，鱼， 植物， 两栖类，爬行类， 然后，当然，你会发现恐龙。 接着，偶然间，发生了灾难。 6500万年之前， 一颗陨石撞击地球 在犹卡坦半岛附近， 引发的情况相当于一场核战争， 恐龙就被彻底灭绝了。 对于恐龙来说是可怕的消息。 但是这是好消息对于 在恐龙遗留下的空旷之地 蓬勃发展的哺乳类祖先来说。 我们人类 就是这次 始于6500万年前 随着陨石撞击后，生物进化狂潮的一部分。
人类起源于20万年前。 我相信我们认定 作为这个宏观的故事的一个起始点。 让我解释一下为什么。 我们已经看到DNA某种意义上的进化， 它积累信息。 但是这十分缓慢。 DNA累积信息 伴随着随机的差错， 有些差错也可以运作。 但是DNA已经发展成一种更快的进化方式； 它产生了有大脑的生物， 那些生物能及时的进化。 它们积累信息，它们进化。 但是遗憾的是， 当它们死亡，信息也随着它们死亡。 让人类特别的是 人类的语言。 我们有幸能有语言，一种交流方式。 如此的强大和准确 以至于我们可以准确的分享我们学到的事 它就积累成为集体记忆。 这就意味着 它能比学到信息的个体存在的更长久， 而且它也能一代一代的积累。 这就是为什么，作为一个物种，我们如此的有创造力 如此强大， 这就是为什么我们有历史。 我们似乎是在40亿年中唯一的 拥有这种天赋的生物。
我把这个叫做 集体学习的能力。 这使我们如此特殊。 我们可以看到 在人类历史早期的阶段这种能力的运作。 我们作为一种物种 在非洲的草原上演化， 但是然后你看到人类迁徙到一个新的环境-- 进入到沙漠，进入雨林， 进入西伯利亚冻土带-- 艰苦，艰苦的环境中-- 进入美洲，澳洲。 每次迁徙都涉及到学习-- 学习新的方法来利用环境， 新的方法来适应环境。.

然后一万年前， 全球环境突然发生变化 在冰河世纪晚期， 人类学会耕种。 农业是一个能量密集型产业。 同时利用这个能量， 人口增长。 人类社会变的更庞大，更密集， 更加相互交流。 然后大约500年之前 人类开始全球化的联系 通过轮船，通过铁路， 通过电报，通过网络， 直到现在我们似乎已经形成 一个单独的全球性大脑 它包含着近70亿个个体。 这个大脑以一种超速学习着。 在过去200年，有一些事发生了： 我们偶然发现另外一个能量源 石油。 所以石油以及集体学习进化一起 解释了 我们周围的让人吃惊的复杂性。
那么，这儿我们现在 回到演讲厅。 我们已经在一个旅行，一个追溯 137亿年的旅行中。 我希望你认同这是一个震撼人心的故事。 同时这也是有关人类 发挥惊人能力和创造性作用的故事。 但是这同时也有警告。 集体学习是一种十分，十分强大的力量， 而且还不能确定 它能否被我们人类控制。 当我从小在英格兰长大， 我对古巴导弹危机下的生活记忆犹新。 有几天， 整个生物圈 好像在毁灭的边缘。 同样的武器还是在那里， 他们同样还是武装着。 如果我们避免那些陷阱， 其他的还在等着我们。 我们如此快速地燃烧着石油 以至于我们似乎暗中在破坏 让人类文明 繁荣了一万年之久的黄金条件。 因此宏观的历史能做的 是展示给我们，我们自身复杂性和脆弱性的一面 以及我们面对的危机， 但是它也展现给我们， 我们集体学习的力量。
现在，最后的， 是我怎么想的。 我想我的孙子丹尼尔 和他的朋友，他这代， 遍布全球的一代， 知道这个宏观的故事， 以及它如此伟大 能让他们了解 不仅仅是我们面临的挑战 同时也是我们面对的机遇。 这也是为什么我们这一群人 正在建立一个免费在线的 宏观的历史教学纲要 为了全世界高等教育的学生。 我们相信这宏观的历史 将会是一个重要的智慧工具， 对于丹尼尔和他那一代 得面临巨大挑战 同时也是巨大机遇 在他们之前的这个起始点 在我们美丽星球的历史长河中。
感谢大家。
（掌声）.