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严家祺
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變“尺度”時空觀:看幾個現象

變“尺度”時空觀:看幾個現象


   [按]《變“尺度”時空觀》是《廣義物種起源》中的一節,現在把分散在書中其他章節中的例子(1.2.6.)和未寫進書中的一些例子摘錄在下面。
   1.生物進化:在太空中看地球,離開地球愈遠,愈看不到人類改造自然留下的痕跡,當然更看不到「國界」了,連接亞非兩洲的遼闊的沙漠帶卻一目了然,而北京正處在這一沙漠帶的邊緣。沙漠似乎還在延伸,沙塵暴使人覺得是這種延伸的訊號。在太空中看地球,遠遠望去,只能看到一個藍色的星球,間隔著某些褐色的「板塊」和漂浮的白雲。地球表面三分之二以上是海洋,藍色就是海洋的色彩。
   如果我們把地球誕生到今天的時間看作一年,地球在1月1日0時誕生,3月初才出現生命,在7月25日,地球大氣圈中氧氣含量大約是現在的百分之一。8、9、10三個月,真核單細胞藻類、藍細菌大量出現,產生了“氧化大氣圈”。11月7日前后,地球上出現水母、蠕蟲、原始的介殼類動物。11月中旬,是“寒武紀生命大爆發”時代。12月1日前后,海洋中魚類大量產生。12月14日至26日,在兩周時間內,地球是恐龍的世界。12月26日下午8時11分,發生恐龍滅絕事件。直到十二月三十一日,除夕之夜,我們人類才出現。有文字記載的歷史不到一分鐘。

   2.大滅絕:(如果我們把地球誕生到今天的時間看作一年,地球在1月1日0時誕生)自11月15日前,多細胞生物在地球上誕生以來,至今已發生了五次物種大滅絕,每一次大滅絕都為新的生物物種在地球上大量繁衍開辟道路。
   11月15日後的第一次大滅絕發生在11月27日,消滅了80—85%物種,為海洋清除了大量“過濾性進食動物”(不能運動),為魚類和大型水生爬行動物創造了條件。
   第二次大滅絕發生在12月3日。
   第三次大滅絕發生在12月12日。
   第四次大滅絕發生在12月15日。
   第五次大滅絕發生在12月26日,發生恐龍滅絕事件,為哺乳動物的繁盛開辟道路。
   在過去2億年中,平均每100年有90種脊椎動物滅絕,由于人類的產生,使鳥類、哺乳動物滅絕的速度提高了100—1000倍。現在也許處在第六次大滅絕過程中。
   3.南斯拉夫解體和科索沃戰爭,其中一個起因:爆發點——巴爾干半島位于多個宗教、多個民族、多種文明的“斷層線”上。公元4世紀末羅馬帝國分裂後,巴爾干半島長期處于東羅馬帝國(又稱“拜占庭帝國”)的統治下。公元6世紀后期,由于中亞一游牧民族相東歐大遷移,引起了東歐的斯拉夫民族“板塊”向“拜占庭板塊”的猛烈撞擊,斯拉夫人大舉涌入巴爾干地區,除了處于邊緣的現在的阿爾巴尼亞和希臘外,巴爾干半島基本上斯拉夫化了,拜占庭帝國退到了君士坦丁堡及其周圍的狹小區域中,然而,拜占庭板塊和斯拉夫板塊仍未停止撞擊。公元八世紀末,西歐的法蘭克人又向巴爾干移動,使巴爾干地區的民族關系更為復雜。斯拉夫民族由于不同地區接受不同的宗教影響信仰了不同宗教和教派。奧斯曼帝國興起後,伊斯蘭教又向巴爾干地區傳播和擴張。科索沃曾居住大量塞爾維亞人1389年6月28日大敗于土耳其,科索沃地區后來就逐漸伊斯蘭化了。所以,南斯拉夫解體和科索沃戰爭是民族板塊和文明板塊“斷層線”周圍出現板塊移動和撞擊的結果。當然,現實原因更為重要和直接。
   4.汶川大地震:地殼的“巖石圈”分為多個“板塊”,這些“板塊”都漂浮在“軟流圈”上。从地球史看,5•12汶川大地震是青藏高原隆起过程中的一次微弱变化。在恐龙时代,青藏高原是一片汪洋大海,印澳板块与南极洲还没有分离,但印度与澳大利亚之间有一片海洋——原始的印度洋。在长达数千万年的时间中,漂浮在软流圈上的欧亚大陆不断 向南增生,印澳板块向欧亚大陆漂移。近二百多万年來,由于印度洋不断扩张,已拼合的印度板块继续向欧亚大陆“俯冲”,造成青藏高原地壳的隆升。这一隆升过 程至今还在进行中。青藏高原呈“纺锤形”,夹在四个“地台”之间。這四个“地台”是:塔里木地台、中朝地台、扬子地台、印度地台。四川盆地位于扬子地台。大致在青藏高原与扬子地台交界处,有一地壳断裂——龙门山断裂。
   5•12大地震的成因,仍然是印度板块向欧亚大陆板块的“俯冲”。当印度板块向欧亚大陆板块“俯冲”时,遇到了四川盆地下面非常坚硬的刚性地块的阻挡。随着应力的结聚和集中,5•12一天,就在“龙门山断裂”的北川——映秀地区突然释放出来了。
   5.中國歷史:五千年中國歷史,有兩大循環——“王朝循環”和“分裂統一循環”。1911年的辛亥革命,推翻了清王朝,由于中國專制主義根深蒂固,經過短暫的議會政治,二十世紀的中國出現了二個“變相王朝”-----國民黨王朝和共產黨王朝。北洋軍閥時代和1949年後的兩岸分治,是“分裂統一循環”的表現。
    王朝大致有三個特點:第一,由一家、一黨掌握國家權力,最高權力在一家、一黨內部更迭;第二,權力高度集中,沒有分權制衡,最高權力的更迭由一人或數人的小圈子決定;第三,權力決定財富分配,財富大部分集中在王室和掌握各級權力的官員手中。王朝更迭實質上就是權力和財富的再分配。清王朝滅亡了,八旗子弟就開始淪落,革命黨人就開始聚斂財富,出現了“蔣宋孔陳四大家族”;國民黨在大陸的王朝滅亡了,“地富反壞”受到專政,毛澤東為了“共產”,實行“平均主義”,毛澤東一死,鄧小平實行“一部分人先富起來”的政策,結果,如同中國五千年來的情況一樣,財富主要集中到有權有勢的人手中。毛澤東的“平均主義”引發了強大的“兩極分化的反作用”,現在中國的財富集中情況遠遠的超過了中國歷史上的各個時期。
   隨著“廢除最高權力的終身制”愈來愈深入人心,中國正在走出“王朝循環”。中國各地經濟聯系的增強和臺海兩岸的經濟融合、人口在全國范圍的大規模流動,將最終走出“分裂統一循環”。
   6.地球和人類的前途:太陽在100億—120億年後,將耗盡其全部燃料,成為“紅巨星”,太陽將擴大到木星軌道,地球軌道將全處于太陽大氣層中。如果我們把地球誕生到今天的時間看作一年,那么,在幾個月後,地球上冰帽將完全融化,海平面將大大上升,云層愈來愈厚,并完全擋住陽光,最終海洋沸騰,大氣逃逸到太空。在這之前很久,地球就已不適合人居住。不過,人類早已經到外星殖民。外星殖民,會使今天作為“單一物種”的人類分化為多個不同物種。

附:變“尺度”時空觀


   空间有不同尺度,时间也有不同尺度。我们现在最多能活100多年,40亿秒相当于126年。可以說,我们能直接感知的时间在1秒到40亿秒之间。地球形成已有46亿年,相当于14.5亿亿秒。我们今天还很难形成一千年、一万年、地质纪时间变化的直接感觉。我们能看到天空中的闪电、能直接感觉到树木的生长,但不能感觉到长江、尼罗河、亚马逊河三角洲的形成。从数学上看,天空中的闪电、树木的生长、三角洲的形成都是同一类现象,它们是在不同“时间尺度”下的、具有“分支点”的系统。松树、垂柳、白杨、山毛榉的基本形状由它们的遗传基因决定,但每一棵树的树枝如何伸展,每一树枝上何处发芽,是由种种偶然因素造成的。闪电、三角洲的形状也是由种种偶然因素造成的。如果把时间尺度放慢一万億倍,一个闪电就会象一棵树那样缓慢生长。如果把时间尺度放慢一万億倍的一万倍(或更长),那么,一个闪电过程就会象一条大河形成一个三角洲那样地缓慢。
   
   
   
   
   (图12•1•1)闪电、树木和三角洲:具有“分支点”的系统
   闪电的形成、树木和三角洲的生长都是演化过程。在不同的空间尺度和不同的时间尺度內,存在着各种各样的演化过程,有进化、有退化、也有循环变化。如果变换时空尺度,我们观察到的演化过程就会不同,这就是“变尺度时空观”。我们以平常的时间尺度观察周围世界,可以看到一个国家的经济发展和政治变化,看到技术的进步,但不易看到一條大河的三角洲的形成和演化,看不到印度板块向欧亚板块的“俯冲式”移动,看不到喜马拉雅山和青藏高原如何崛起。全球性的气温变化,要以千年为“时间尺度”才能比较明显察觉出来。最近一万年以来,每隔一、二千年,地球上的气候有冷热的小幅度波动。4000年前至2000年前,气候转冷,接着升高。从公元第二千纪中期到十九世纪末,由于出现小规模冰川推进,全球气候变冷,比现在气温约低摄氏2度。二十世纪,全球气候变化的趋势日益明显。燃烧煤、石油、天然气,使大气中二氧化碳急剧增加,这是二十世纪全球暖化的原因之一。 以千年作为时间尺度,还能观察到全球气候的小变化。地球表面气候的中等幅度和大幅度波动,一般要以数万年、数亿年作为时间尺度才能察觉出来。“地质纪”就是考察地质变动的一种时间尺度。每一个“世纪”都是一百年,每一个“千纪”都是一千年。“地质纪”长短不一。距今5亿7000万年的“寒武纪”长7000万年。距今1亿9000万年的“侏罗纪”长5400万年。离现在最近的一个“地质纪”成为“第四纪”。“第四纪”开始于250万年前,现在仍属地质学上的“第四纪”。在地质学上,地球表面覆盖着大量冰川的时期,称为“冰期”;两次“冰期”的间隔,气温上升,成为“间冰期”。在“第四纪”中,出现过多次“冰期”、“间冰期”的循环。每隔8至10万年,全球气候会有一次中等幅度的变化,这时,海平面发生明显升降,海陆分布发生变化。北欧一次“间冰期”时,由于海面上升,波罗的海从芬南湾向东南扩展了200公里。气候变化还会引起动植物的迁移,生物带分布的变化,甚至生物的大规模绝灭。恐龙就是在6500万年前由于气候巨变而消失的。空间中的每一个层次都在发生演化,只有在一定的时间尺度下,才能观察到一定空间层次的演化。达尔文在150年前提出“自然选择”的进化论,之所以争论不断,其中一个原因是我们没有象“望远镜”、“显微镜”这样的“时间—空间压缩镜”,而只能用平常习惯的“时间尺度”去想像地球史上数十亿年的变化。空间可以放大、缩小。时间和空间一样,也可以放慢、“放”快。当我们有了适当的“时间工具”后,我们就可以象运用“望远镜”、“显微镜”那样,很容易看到空间中更多层次的演化,包括进化、退化和循环变化,看到分子进化、生物进化、人类的社会进化和思想观念进化。

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