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对终极问题我们从哪里来？科学的回答

2025-09-19 14:50阅读：

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对终极问题我们从哪里来？科学的回答
关于我们的生物学上、化学上和宇宙学上的起源是我们能问的最深刻的问题。这里是今天的最好答案。
STARTS WITH A BANG — SEPTEMBER 16, 2025
Ethan Siegel
对终极问题我们从哪里来？科学的回答

在欧洲南方天文台的望远镜穹顶背后，银河系耸立在南天中，右侧是大麦哲伦云和小麦哲伦云。虽然对人类肉眼有数千颗可见的恒星和银河平面，但只有四个典型的不用帮助的肉眼能探测的超越我们银河系的星系。直到20世纪20年代为止我们确实不知道这些星系位于银河系之外——在爱因斯坦的广义相对论早已取代了牛顿引力理论之后。今天，这一观望帮助我们欣赏宇宙敬畏与奇迹和为我们每个人把持的宇宙故事。Credit
: ESO/Z. Bardon (www.bardon.cz)/ProjectSoft (www.projectsoft.cz)
关键要点
•无论你正在询问人类存在物、生命本身、我们太阳系的原始成分还是宇宙本身，这个听起来简单的“我们从哪里来？”的问题可能是我们能问的最深刻、最雄心勃勃的事情。
•对无数代人，这些问题动力了诗人、哲学家和神学家的思想，但今天我们有由我们的科学努力提供的有意义的答案。
•尽管在我们知道的中仍有空白和多惊奇的余地，但我们对终极问题的答案追求已经走到难以置信远。这里是我们今天是的。
在全世界和或许整个宇宙中，没有比人们能问自身的起源更伟大的问题。对我们作为人类存在物，这个问题往往在我们的童年早期出现：我们看、触摸并体验围绕我们的世界，关于我们自己的起源的好奇。甚至当我们仰望星空沉浸在壮丽的夜空的景色——月球、行星、恒星、银河系的光荣平面加上深空天体中时——我们充满一种敬畏，好奇着光和或许甚至分隔开它们的广袤的虚空黑暗都来自的。
千年来，我们只有过是我们的引导的故事——源自人类想象的神话和未经验证的不实在的想法。然而在我们物种的历史中科学事业已经首次带给我们令人信服的基于事实的对这些问题的许多解答，使我们不仅使自然界能够有意义而且我们如何来的的故事。生物学上、化学上、物理学上19世纪、20世纪乃至现在21世纪中的进步已经使我们能够来一起编织一幅绚丽的画卷，最终解答已经好奇了如此长我们的许多人的问题：“我们从哪里来？”
这里是我们今天是的站到目前知道的前沿的方。
other human species
现代人类一道有我们的广的和现已灭绝近亲的演化能被映射出，由于一个巨大丰富的在全球化石记录中发现的证据。各种的案例包括直立人（约190万年前出现约14万年前消亡）、能人（该属最早成员）以及尼安德特人（时间更晚出现很可能独立现代人）。Credit: S. V. Medaris / UW-Madison
生物学上我们是一条连续的不间断的生物链的后代，走回到大约40亿年前。
你是你的父母的孩子：一个基因母亲和基因父亲各贡献了50%的你的基因物质。这些基因物质在它内蕴含一个巨大量的信息，告诉你的身体来产生什么蛋白质和酶、如何一起结构它们以及何时何地活化各类反应。你的基因解释几乎一切关于你的身体，从你的眼色到你产生的红细胞类型到是否你有一个鼻中隔偏曲，反过来你的父母被从他们的基因父母降生——你的祖父母，他们反过来从你的曾祖父母降生。
原来是随我们走回去回到仍然更远，我们发现生物体在漫长的岁月中变化，在这个过程中演变。这种进化被一个随机突变和自然选择的结合共同驱动，在那里是最适应的生存、对在他们的条件和环境中发生变化最适应能力的生物体是不选择反对的它的谱系延续的。我们能将这个推演回去回到人类祖先是的时代：
•人属的其他成员，
•仅仅早于我们属出现的人科，
•早于人科的进化的灵长类动物，
•早于任何灵长类动物：猴子或猿的哺乳动物，
一路走回到数十亿年前存在的单细胞无性繁殖生物。
An evolutionary tree diagram illustrating the divergence of various life forms over billions of years.
这棵生命之树描述地球上各类生物的演化和发展。尽管我们都从20多亿年前一个共同祖先浮现，但生命的多样性从一个混沌的即便我们倒回时间万亿次将不会完全的过程浮现。正如被达尔文首次揭示的那样，要解释地球上生命形式的多样性，需要数亿年甚至数十亿年的时间。Credit: Leonard Eisenberg/evogeneao
我们有的地球上的生命最古老最长之前的证据至少走回到38亿年前——到最古老沉积岩仍部分存活的日子。就像基于来自锆石矿床碳同位素比提示的一样地球可能早至44亿年前一直拥有生命。
但在我们新形成的地球的环境的某个点上我们毕竟不拥有生命。在某个点上地球上首次浮现了一个活的有机体。一种盒子之外的想法——泛精胚论（panspermia）——或许是正确的：在这里地球上存在的生命被宇宙上带到这里，从某些在太空中另外的在那里生命自然的从非生命发生的地方。
然而在宇宙历史的某个点上生命确实从非生命浮现。目前不知道那个到底如何发生了以及什么先来：
•细胞的结构，将一个潜在生物体的内部与外部环境隔离开来，
•一串编码信息的核酸，使繁殖成为可能，
•或者一个代谢优先的场景，在那里一种可以从它的环境提取能量的蛋白质或酶首先形成了，然后繁殖和细胞性之后来到。
虽然我们不确定它采取的途径，但生命确实从遥远的过去中的原始的、非生命的成分浮现。
peptide coevolution
如果生命始于一种能够代谢来自它的环境的营养/能量的随机肽，复制然后可能跟着发生从肽与核酸共进化。这里DNA-肽共进化被描述，但它可能反而与RNA或甚至PNA工作为核酸。断言对生命来发生需要一个“神启火花”是一类典型的“上帝的空白”论证；但断言我们完全的知道生命如何从非生命发生也是一个谬误。这些条件——包括在它们的表面上存在的这类分子的岩石行星——很可能在大爆炸的最初10亿至20亿年内存在了。Credit: A. Chotera et al., Chemistry Europe, 2018
因此，化学上在过去的某个点上无论是在地球上还是在另外地方，一个有新陈代谢的、复制的有机体浮现了，创造一个生命的起源点。
然而，地球本身以及剩下的我们的太阳系为在地球上毕竟有生命需要被带进存在。因此地球、太阳和剩下的太阳系来自哪里？要解答这个问题，我们能看自然界的两个不同方面：
•我们能观察各种的元素的放射性同位素（及其比例），并利用它们来确定地球、太阳以及我们太阳系中各种原始天体（小行星和柯伊伯带）的年龄，确定太阳系什么时候形成。
•然后我们能观察跨整个星系和宇宙的恒星形成（和恒星死亡），确定恒星如何被诞生、生存和死亡，然后利用这些信息来追溯回到我们的太阳和太阳系如何进入存在的。
这里在21世纪，我们已相当强健的做了这些事情。太阳系约是45.6亿岁老，地球略微更年轻，月球比地球更年轻约5000万岁。我们从一团收缩的并形成了恒星的气体分子云形成，而行星（包括可能已经被甩的或摧毁的原始行星）从一个环绕我们年轻原恒星的原行星盘浮现。现在，四十五亿年后唯有幸存者——包括我们——依然的。
protoplanetary disk

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