万物简史

比尔·布莱森,西方最出名的旅行文学作家。他曾出版过《小岛札记》《林中远足》等一系列脍炙人口的游记作品,同时也是《纽约时报》《泰晤士报》《GQ》杂志等顶级媒体的专栏作家。

关于本书

《万物简史》是比尔·布莱森的第一部科普作品,延续了比尔·布莱森风趣幽默的语言风格,曾被《科学》杂志评为“2003年度最佳科学著作”之一。

核心内容

本书涵盖范围很广,对宇宙学、物理学、地质学、生物学、人类学都有所涉及,并展现了多个学科的发展历程。除了科学知识之外,本书还介绍了许多有趣的科学八卦和趣闻,趣味横生。本期音频我们顺着比尔·布莱森的思路,从书中挑出三个最具代表性的主角:地球、生命和人类,来看看科学家们对这三个主角到底有多少了解,在探索它们的时候科学家都经历了什么。

一、科学家对地球大小和年龄的测量

人类用了各种方法去测量地球的大小和年龄。测量地球大小需要付出艰辛的努力,而测量地球的年龄更难,直到人类发现放射性元素后,这一问题才得以解决。

1.测量地球大小有一支“最倒霉的考察队”从法国远赴秘鲁,测量一度经线的长度,以此来获得关于地球大小的数据。直到那个年代人们才认识到,地球可能不是一个完美的球形,而是两极稍微偏扁、赤道处稍微偏鼓的橄榄球形。

案例

在 17世纪的时候,就有一位英国数学家花了两年的时间,从伦敦一路向北走到约克,用尺子和链子对地球进行了测量,得出结论说一度经线的长度是 110.72 公里,这个数据跟我们现在的测量结果误差不到 550米。之后法国天文学家皮卡尔又做了更精确的测量,宣布地球一度经线的长度是 110.46公里,误差更小了。

2.估算地球年龄人们尝试过用盐测法、热量耗散法来估算地球年龄,但都没能得出可靠的结论,且不同结论之间相差很大。直到随着物理学的发展,人们发现了放射性元素,才开始利用元素衰变现象来对地球年龄进行测量,最终得出结论:地球的年龄在45.5亿年左右,这一数字大大超出了人们此前的估计。

案例

1650年,有一位叫詹姆斯·厄舍的大主教对《圣经》还有一些其他资料进行了研究,然后得出结论说,地球是在公元前 4004年 10月 23号中午诞生的。这个日期后来被大家当成了笑料,但在很长一段时间里,厄舍的这个观点都在科学界占据了主导地位,当时大家普遍认为,地球是很年轻的。

二、科学家对地球生命的了解

无论是对于古生物还是对于地球上现存的生物,我们的了解都还远远不够。目前关于古生物的知识主要来源于化石,而对于当前地球上的生物,我们甚至连它们具体的数量都弄不清。

1.对古生物的了解

科学家们对古生物的了解基本完全依赖于化石,但要靠着数量不多的、变形的、支离破碎的化石证据来解释古代生物的形态和关系,难度极高。

案例

凭借着布尔吉斯页岩等化石证据,人们一开始以为“寒武纪大爆发”是一个新物种大量出现的时代。但随后的研究却发现,寒武纪大爆发很可能只是以前比较小的生物变大了,更容易形成化石,所以看起来像是全新的物种。

2.对目前地球上生命的了解

我们目前不知道地球上的物种总数,《经济学人》杂志认为,世界上 97%的动植物都还没有被人类所发现。此外,我们对地球生命的分类体系也非常混乱。

案例

地球生命的丰富程度其实远超常人想象。1982年,有一位科学家在亚马逊雨林里面,拿着杀虫剂喷了 19棵树,然后把树上掉下来的生物统统都统计了一遍,结果发现,光这 19棵树上,就有大概 1200种甲虫,这么一推测,整个地球上光昆虫大概就有 3000万种。

三、科学家对人类历史的了解

直到目前,我们仍然无法完整地重现人类的进化史,人类作为一个物种的历史依然是一个谜。

1.依靠化石来研究人类进化史

目前对人类进化史的研究,同样主要依靠化石。但科学家们手上的化石数量并不多,并且有大量化石遭受了破坏。而且,要凭化石记录来还原人类历史非常困难,很多具体的问题只能靠猜。

案例

中国有一处叫龙骨山的地方,发现了许多古人类化石,在当地很出名。加拿大的一位业余考古爱好者叫步达生,就去龙骨山进行挖掘工作,结果等他到的时候发现,龙骨山已经被挖的一团糟,而且当地人压根就不把这些化石拿来做科学研究,而是直接把它们磨成了中药粉,大量珍贵的直立人化石就这么被毁坏了。

2.利用基因技术研究人类进化史通过线粒体 DNA来追踪人类历史,已经是较为常见的研究手段,但目前的基因研究中也存在种种矛盾的结论。而且由于化石样本很容易受到污染,我们从中所提取到的基因样本也可能存在问题。

案例

目前主流的理论认为,所有现代人类都起源于非洲,这就是“单地起源说”,但也有一些基因研究不支持这一结论。比如有研究发现,现在亚洲人的祖先可能不光是非洲人,还有来自印尼的爪哇人等。

金句

1.根据牛顿定律,地球不应该是滚圆的。因为地球自转会产生离心力,所以地球南北两极会有点扁平,赤道附近又会鼓起来一点。

2.所谓的“寒武纪大爆发”,很可能只是以前比较小的生物变大了,更容易形成化石,所以看起来像是全新的物种。

3.《经济学人》杂志在一篇报道中说,世界上 97%的动植物,都还没有被人类发现。

4.有一位生物学家幽默地说,人类目前面临的其实不是生物多样性危机,而是分类学家危机,因为分类学家实在太少了。

5.大概每 10亿根骨头中,只有 1根能变成化石。这么一算的话,当今地球 70亿人,每人 206根骨头,最后也不过能留下 1000多块骨头化石而已,而且这些化石能不能被找到还得另说。

撰稿:柴知道

脑图:摩西

转述:李璐