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每日快看:有人說(shuō)宇宙只是一個(gè)生物細(xì)胞,你信嗎?讓科學(xué)揭示真相

時(shí)間:2022-06-13 09:27:49    來(lái)源:科普中國(guó)網(wǎng)    

本文基于回答網(wǎng)友問(wèn)題:你相信整個(gè)宇宙只是某個(gè)生物身上的一個(gè)細(xì)胞體嗎?

現(xiàn)代科學(xué)已經(jīng)將生物體和非生物體的特點(diǎn)和性質(zhì)弄得很清楚了,細(xì)胞只是生物體的組成單元,非生物體沒(méi)有這種特質(zhì);現(xiàn)代科學(xué)也大致了解了宇宙的誕生和演化規(guī)律,如果認(rèn)真學(xué)習(xí)了這些基本知識(shí),就不會(huì)有這種說(shuō)法。

先了解一下所有物質(zhì)的基本組成/

(資料圖片)

從微觀層面來(lái)看,所有物體都是由基本粒子組成。在我們已知世界,所有物質(zhì)都是由已知的118種元素組成,這也是迄今為止發(fā)現(xiàn)宇宙中存在的所有元素,不管在地球外還是地球內(nèi),沒(méi)有發(fā)現(xiàn)除此之外的元素。

這說(shuō)明宇宙是大同的,物理化學(xué)規(guī)律是廣泛適用的。未來(lái)也許會(huì)發(fā)現(xiàn)更多的元素,現(xiàn)在就有人在設(shè)法制造第119、120號(hào)元素,不過(guò)很難,幾十年都沒(méi)有進(jìn)展。即便這些元素真的被發(fā)現(xiàn)和制造出來(lái),也是宇宙中廣泛適用的。

人造元素并不是說(shuō)宇宙中不存在的元素,如果宇宙中不存在的元素,即便再怎么努力,也無(wú)法制造出來(lái)。那么為什么人造元素在自然中沒(méi)有或極難獲得呢?這是因?yàn)檫@些元素極其微量,或者說(shuō)很難儲(chǔ)存,如人造118號(hào)元素Og,半衰期只有12毫秒,也就是百分之1.2秒,自然界怎么可能得到呢?

這些元素都是由不同的原子組成,原子是由原子核和電子組成,原子核又是由中子和質(zhì)子組成,每個(gè)質(zhì)子和中子又是分別由3個(gè)夸克組成,夸克以下還能不能再分呢?現(xiàn)代物理學(xué)認(rèn)為夸克本身就因?yàn)榭淇私]而無(wú)法單獨(dú)存在。

還有一種理論認(rèn)為,物質(zhì)的最小單元不是點(diǎn)狀的粒子,而是線段樣的弦,所有的基本粒子都是由弦形成的。這種弦極小,人類(lèi)無(wú)法觀測(cè)到,分為有端點(diǎn)的開(kāi)弦,和圈狀的閉弦。這些弦具有不同的振動(dòng)頻率和運(yùn)動(dòng)方式,由此形成了不同的粒子。

這個(gè)理論叫弦理論,很高深復(fù)雜,但得到科學(xué)界的普遍看好,認(rèn)為是未來(lái)將自然界所有粒子都統(tǒng)一起來(lái),實(shí)現(xiàn)四種基本力大統(tǒng)一的理論。

因此,從物質(zhì)的最微觀層面來(lái)說(shuō),自然界所有物質(zhì)都是一樣的,都是由最基本的弦或粒子組成的。但如果因此而引申宇宙就是某個(gè)生物身上的一個(gè)細(xì)胞,就是胡思亂想了。

科學(xué)的事物要具備科學(xué)規(guī)律/

任何人任何胡思亂想都可以,這是每個(gè)人自己的事,也是個(gè)人自由。但一定要把這種胡思亂想當(dāng)做科學(xué)來(lái)分享,就是胡說(shuō)八道了。因?yàn)槿魏畏Q之為科學(xué)的事物,都必須按照科學(xué)的規(guī)律來(lái)做,也就是要具備科學(xué)的精神的人通過(guò)科學(xué)方法得到的結(jié)論,才屬于科學(xué)結(jié)論。

什么是科學(xué)精神呢?就是要尊重幾千年來(lái),尤其是近幾百年來(lái)形成的科學(xué)傳統(tǒng),主要是按照科學(xué)的認(rèn)知方式和行為規(guī)范、價(jià)值取向去行事,集中表現(xiàn)在,科學(xué)的認(rèn)知來(lái)源于實(shí)踐,并且尊重以往科學(xué)實(shí)踐已經(jīng)得到的各種理論和認(rèn)知,就像我們從小學(xué)到大學(xué)學(xué)習(xí)的那些理論知識(shí)。

科學(xué)的方法就是遵從現(xiàn)代科學(xué)形成被公認(rèn)的方法,如數(shù)學(xué)、化學(xué)、物理方法,觀測(cè)發(fā)現(xiàn)、定性和定量分析的方法。通過(guò)運(yùn)用這些方法得到的結(jié)論,而且這個(gè)結(jié)論可以通過(guò)全世界任何人用同樣方法,或者其他科學(xué)公認(rèn)的方法去檢驗(yàn)和重現(xiàn),能夠經(jīng)過(guò)具有公信度的權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)證,才能成其為科學(xué)成果。

即便權(quán)威已經(jīng)認(rèn)證的成果,如果有人能夠證偽,也就是發(fā)現(xiàn)其結(jié)論或證明方法出了問(wèn)題,也可以質(zhì)疑和否定。這就是科學(xué)精神和科學(xué)方法的體現(xiàn),是所有科學(xué)猜想或者理論的來(lái)源。

因此,違背科學(xué)精神和科學(xué)方法,隨便想象一種東西就企圖推翻某個(gè)科學(xué)發(fā)現(xiàn)或理論,建立起一個(gè)驚世駭俗的理論,只是一種妄想癥,科學(xué)史上將這種人稱為妄人、民科。下面我們來(lái)了解一下細(xì)胞和宇宙的一些常識(shí),以此得到鑒別。

細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)和理論發(fā)展/

細(xì)胞的英文名為Cells,最早由英國(guó)科學(xué)家羅伯特·胡克于1665年發(fā)現(xiàn),至今已經(jīng)357年了,在這幾百年間,一代代科學(xué)家對(duì)細(xì)胞的研究日益深入,將細(xì)胞的內(nèi)在構(gòu)造和機(jī)制已經(jīng)了解的很透徹,并在此基礎(chǔ)上發(fā)展出基因?qū)W,解開(kāi)了生物遺傳的密碼。

細(xì)胞是組成生物體的基本單元和功能單位,可分為原核細(xì)胞和真核細(xì)胞兩大類(lèi),已知除了病毒,所有生物,包括微生物、植物、動(dòng)物、昆蟲(chóng)都由細(xì)胞組成,病毒也需要在宿主細(xì)胞中才具有活性。

細(xì)胞大部分個(gè)體微小,但尺度很寬泛。小的在顯微鏡下才能看到,大的瞇縫著眼睛也能看到。通常植物細(xì)胞尺度范圍大一些,在10~100微米之間;動(dòng)物細(xì)胞會(huì)小一些,一般在20~30微米之間。自然界最小的細(xì)胞被認(rèn)為是支原體,在0.1到0.3微米之間,小到病毒級(jí)別了;而最大的細(xì)胞是卵細(xì)胞,雞蛋、鴨蛋、鳥(niǎo)蛋都是卵細(xì)胞,一個(gè)蛋就是一個(gè)細(xì)胞。最大的卵細(xì)胞是鴕鳥(niǎo)蛋,通常有15厘米長(zhǎng),寬(直徑)有13厘米。

人體細(xì)胞種類(lèi)很多,各種臟器的細(xì)胞都不一樣,如肝細(xì)胞、心肌細(xì)胞、腎細(xì)胞等;細(xì)胞的形態(tài)也有多種,如扁平細(xì)胞、柱狀細(xì)胞、星形細(xì)胞等。人體各種細(xì)胞加起來(lái)總量有40~60萬(wàn)億個(gè)左右,其中最小的細(xì)胞是血小板,只有2微米;最大的細(xì)胞是腦神經(jīng)細(xì)胞,直徑可達(dá)100微米,而折疊著的神經(jīng)軸突拉伸開(kāi)來(lái)有的可長(zhǎng)達(dá)1米。

男人和女人不同的細(xì)胞就是生殖細(xì)胞,成熟男人會(huì)生成精子,成熟女人會(huì)產(chǎn)出卵細(xì)胞。

精子有點(diǎn)像青蛙蝌蚪,頭部呈規(guī)則橢圓形,長(zhǎng)3.5到5微米,寬2到3微米;體長(zhǎng)5到7微米,寬1微米;尾長(zhǎng)約45微米。男人睪丸是精子生成的器官,每秒鐘都在產(chǎn)生精子,每天可產(chǎn)精子約10億個(gè),按50年產(chǎn)精子旺盛期計(jì)算,一生可產(chǎn)精子18萬(wàn)億個(gè)。

不過(guò)這些精子并不會(huì)個(gè)個(gè)都成功,因?yàn)闆](méi)有排出體外就會(huì)老死,一直保持一定數(shù)量的儲(chǔ)備而已;而排出體外的精子遇到卵子的機(jī)會(huì)也太少了,99.999999999999999%都是韭菜炮灰。

卵細(xì)胞呈圓球形,成熟卵細(xì)胞直徑200~500微米,女人每月有3~11個(gè)左右的卵泡發(fā)育,但一般只有一個(gè)優(yōu)勢(shì)強(qiáng)者會(huì)完全成熟排出,其余的就是陪襯的韭菜炮灰,通過(guò)細(xì)胞凋亡機(jī)制而自行退化。女人一生會(huì)有400~500個(gè)卵細(xì)胞發(fā)育成熟并排卵。

細(xì)胞主要由細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)構(gòu)成,表面有細(xì)胞膜。植物細(xì)胞膜外有細(xì)胞壁,細(xì)胞質(zhì)中有葉綠素和液泡,還有線粒體;動(dòng)物細(xì)胞無(wú)細(xì)胞壁,細(xì)胞中有中心體等。細(xì)胞有著復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)、營(yíng)養(yǎng)和繁殖機(jī)能。

帶有遺傳基因的是細(xì)胞核中的DNA分子鏈,也叫脫氧核糖核酸,攜帶有合成RNA和蛋白質(zhì)所必需的遺傳信息,是由4種堿基對(duì)重復(fù)組成的長(zhǎng)聚合物,鏈寬2.4納米左右,每個(gè)堿基對(duì)長(zhǎng)度約為0.33納米,由于人體有30億對(duì)60億個(gè)堿基對(duì),因此這些堿基對(duì)拉長(zhǎng)則有兩米左右。

雖然如此,這些分子鏈縮在一起蹲在細(xì)胞里,只占有細(xì)胞極小的空間。說(shuō)了這么多,也只是大致說(shuō)了細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu),其復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)機(jī)制說(shuō)起來(lái)就話長(zhǎng)了,這里就不展開(kāi)說(shuō)了。

那么宇宙天體運(yùn)動(dòng)和演化又是怎樣的呢?/

有人老想著原子運(yùn)動(dòng)的行星模型,又看看太陽(yáng)系的行星軌道運(yùn)動(dòng),就把這兩者等同起來(lái),由此生出一個(gè)原子就是一個(gè)太陽(yáng)系,一個(gè)細(xì)胞就是一個(gè)宇宙的這種臆想。其實(shí),這是完全不靠譜的。

現(xiàn)代物理學(xué)和量子力學(xué)認(rèn)為,原子的核外電子根本不是像行星圍繞太陽(yáng)那樣運(yùn)動(dòng),而是以波函數(shù)方式,隨機(jī)出現(xiàn)在原子核周?chē)娜魏蔚胤?,具有位置和?dòng)量的不確定性原理,因此現(xiàn)代原子模型是電子云模型,就是電子像云霧一樣任意隨機(jī)的出現(xiàn)在原子核周?chē)?/p>

而現(xiàn)代宇宙學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型認(rèn)為,宇宙起源于138億年前一次偶然的大爆發(fā)。許多人認(rèn)為這是科學(xué)家的隨意想象,其實(shí)不然,這個(gè)理論是建立在大量觀測(cè)發(fā)現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)研究證據(jù)上的,現(xiàn)代物理學(xué)的兩大基石~愛(ài)因斯坦的相對(duì)論和量子力學(xué),都與這個(gè)理論交相輝映,迄今為止還沒(méi)有任何理論能夠挑戰(zhàn)這個(gè)宇宙起源學(xué)說(shuō)。

我們今天不討論宇宙標(biāo)準(zhǔn)模型的是與非,也沒(méi)有資格討論這種高深話題,只簡(jiǎn)單說(shuō)說(shuō)宇宙運(yùn)動(dòng)是怎么回事。

大尺度的宇宙運(yùn)動(dòng),早期理論認(rèn)為完全是可見(jiàn)物質(zhì)受到萬(wàn)有引力的支配。啥叫可見(jiàn)物質(zhì)?就是恒星、星系、星云等各種能夠觀測(cè)到的天體,這些天體運(yùn)動(dòng)都嚴(yán)格遵循牛頓的萬(wàn)有引力定律,后來(lái)又發(fā)展到愛(ài)因斯坦的場(chǎng)論,修正了牛頓經(jīng)典力學(xué)理論,更精確的描述了天體運(yùn)動(dòng)。

但許多科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),按照一般的引力定律完全無(wú)法解釋一些星系團(tuán)的運(yùn)動(dòng),也解釋不了宇宙膨脹得越來(lái)越快的事實(shí)。于是引進(jìn)了兩個(gè)看不見(jiàn)摸不著的東西,暗物質(zhì)和暗能量,只有把這兩種假設(shè)的物質(zhì)填充進(jìn)去,理論才能夠自洽完美。

暗物質(zhì)被認(rèn)為是不與光子發(fā)生交互作用,因此看不見(jiàn)但卻有質(zhì)量的物質(zhì);暗能量同樣不與光子發(fā)生交互作用,也看不見(jiàn)。質(zhì)量是產(chǎn)生時(shí)空彎曲,也就是引力的根源,所表現(xiàn)的趨勢(shì)是將物質(zhì)聚攏,因此保持星系、星系團(tuán)乃至宇宙大尺度結(jié)構(gòu)的粘合力量是依靠暗物質(zhì);而暗能量的性質(zhì)是產(chǎn)生斥力,趨勢(shì)是將物質(zhì)分開(kāi),所表現(xiàn)的就是宇宙膨脹。

經(jīng)過(guò)許多年的觀測(cè)和測(cè)算,科學(xué)界認(rèn)為宇宙中可見(jiàn)物質(zhì)只占總質(zhì)能的4.9%,而暗物質(zhì)則占據(jù)26.8%,暗能量占據(jù)68.3%,因此宇宙運(yùn)動(dòng)主要是暗物質(zhì)和暗能量的博弈,目前暗能量還是占上風(fēng),因此宇宙呈現(xiàn)不斷擴(kuò)張,且越來(lái)越快的態(tài)勢(shì)。

因此,整個(gè)宇宙演化史就是這兩種力量的博弈史。最新研究表明,從大爆炸一開(kāi)始,暗物質(zhì)和暗能量對(duì)比就一直在發(fā)生變化,暗物質(zhì)一直在減少,暗能量一直在增加,暗能量不斷消耗著暗物質(zhì),或者說(shuō)暗物質(zhì)不斷轉(zhuǎn)化為暗能量。

如果這項(xiàng)研究最終得到證實(shí),宇宙將不斷受到降維打擊,宇宙可見(jiàn)物質(zhì)的未來(lái)將會(huì)越來(lái)越稀疏,最終會(huì)在無(wú)限的稀釋中寒冷虛無(wú)地死去;如果宇宙承受不住越來(lái)越快的膨脹,可能等不到寒冷虛無(wú)的到來(lái)就會(huì)被大撕裂,所有的星系、恒星、行星、原子、粒子都將撕裂,時(shí)空消失,同樣在虛無(wú)中滅亡。

當(dāng)然,大家不要害怕看到這個(gè)可怕后果,因?yàn)樵谟钪孢€沒(méi)有滅亡之前很久,人類(lèi)和一切生物細(xì)胞就早就全都滅絕了。了解了宇宙的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和生物細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,你還會(huì)認(rèn)為宇宙是某個(gè)生物身上的一個(gè)細(xì)胞嗎?歡迎討論,感謝閱讀。

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標(biāo)簽: 就是一個(gè) 科學(xué)方法 現(xiàn)代物理學(xué)

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