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《宇宙正傳》一十六 石頭也瘋狂
  星空中的人最怕什麽,最怕挖到看似不屬於該時代的文物,比如三星球的文物,長得跟穿越過來的一樣。

  對此若水慢慢地表示,早已經習慣了,只要見識過史前海洋生物化石的,再看見什麽都不會新奇。

  七七啥沒有經歷過?連3億年前的“螺絲”都見過,還是鑲嵌在隕石裡面的“螺絲”。

  三星球有個的神奇文物,仿佛是外星文明的“螺絲”,代表了生命演化史上熱鬧的海洋世界。

  那時一個充滿創造力的時代,生物們展現了自己無限的演化潛能,告訴了後世的人類,生物多樣性到底是怎麽一回事。

  細看這顆“螺絲”,回到億萬年前的地球海洋。遠古熱鬧的海洋3億年前的螺絲,這意味著什麽?

  要知道,最早提出螺絲這個概念的是地外星2000多年前古希臘的阿基米德,真正將螺絲生產出來,已經是地外星18世紀的事情了。

  3億年前,地外星還處於石炭紀,這個時候脊椎動物才登陸不久,正處於兩棲形態。

  植物在陸地上肆意生長,整個地球的含氧量達到歷史新高。

  節肢動物製霸著陸地,是名副其實的“巨蟲”。

  石炭紀的陸地,一派生機勃勃,但沒有任何文明。敢問這樣的時代如何誕生螺絲?更令人百思不得其解的是,這截螺絲鑲嵌在一枚隕石裡面,仿佛在說,它是天外來客。

  那麽這枚螺絲真的是哪個星星人們的傑作嗎?

  根據螺絲進行了成分分析,分析結果顯示它生前是有機生物,難道是建國之前動物成“螺絲精”了?

  恐怕不是,因為古生物學家們很快找到了螺絲的真身,一種史前生物——海百合。

  百合是一種植物,海百合是開在海裡的百合花嗎?

  並不是,海百合是一種動物,在寒武紀物種大爆發的時候就已經出現,算是元老級生物。

  更神奇的還是,直到今天,海百合依然存在地外星,在這個星球上現存有600多種。

  石炭紀是海百合最繁盛的時代,它們遍布當時海洋的每個角落。

  海百合雖然屬於棘皮動物,但是卻長得非常像植物,仿佛是水中綻開的百合花一樣。

  海百合的“根”將它們固定在海底、礁石、甚至生物的遺骸上。

  海百合的觸手組成了“花瓣”,在水中搖曳,這並不是它在跳舞,而是它在利用這些觸手搜刮海洋中的營養物,比如浮遊生物、海藻等。

  連接海百合“根”以及“花瓣”的自然就是它的“莖”,它是海百合的身體,“花瓣”獲得的營養會通過它輸送到每個細胞。

  為了加固自己的身體,海百合將“莖”進化成了環節狀,就像洗衣機的排水管,可以伸縮,這樣有助於它們擴大捕獵范圍。

  海百合並不像植物一樣不挪窩,有些種類是會在海中自由遊動的,前往食物更加豐富的海域。

  作為無脊椎動物,海百合就像一坨會遊動的美味。

  石炭紀的海洋裡充滿了各種魚類,它們的下頜早已經進化完全,可以一口吃下柔弱的海百合。

  因此有一部分海百合像刺胞動物們學習,進化出了毒刺。

  作為無脊椎動物,海百合如果死亡,最先腐爛的就是它的觸手部分,而最容易被保留下來的,恰恰是它的“莖”。

  只不過很多海百合化石是平面的,看不出“莖”是螺絲狀,這枚隕石的海百合是難得的“3D立體”。

  專家推測,這截鑲嵌在隕石中的海百合,很有可能是天外來客撞擊地球,剛好這一塊隕石撞在了淺海。

  由於在大氣中摩擦生熱,隕石處於熾熱的狀態,砸的這一下就把海百合給包裹了進去,海百合自然是當場就死亡了。

  之後隕石冷卻,把這一截海百合的遺骸一直封鎖在裡面,直到3億年後,才被人類發現。

  隨便一顆隕石都能砸中海百合,可想而知在石炭紀的海洋裡,海百合是多麽繁盛。

  遠古的海百合種類就有3000種以上,並且觸手的模樣多種多樣。

  海百合的“花瓣”並不只是像百合花,還有像蕨類葉子的、像菊花的,甚至還有像香菜的。

  鑒於這些植物出現的時間都比海百合晚,我們有理由相信,它們才是“盜版”,海百合是“正版”。

  海百合只不過是石炭紀巔峰的冰山一角,在這個時代,創造了很多生物歷史之最。

  巔峰石炭紀,石炭紀是古生代的倒數第二個紀,也是生物演化的關鍵時代,在這一時期,哺乳動物的祖先始祖單弓獸真正踏上了陸地。

  另一方面,恐龍、鱷魚、翼龍、海洋爬行動物的共同祖先,也在同一時期登陸。

  它們的後代,將開啟接未來2億多年的相愛相殺。

  石炭紀時代,是名副其實的節肢動物的時代,又被稱為“巨蟲時代”。

  石炭紀的巨蟲,天空中飛翔著翼展接近一米的巨型蜻蜓,翼展半米的巨型知了,還有石炭紀的巨型蜘蛛,如果它還活著,將會以貓為食。

  此外還有巨型馬陸、巨型蜈蚣,體長在3米左右,就是那個時代的蛇。

  由於當時的脊椎動物大部分還處於兩棲模式,這注定了它們無法離開水太遠。

  於是昆蟲們捷足先登,率先進入到了內陸地區,享受了更多的資源。

  為什麽這些節肢動物們長得這麽巨大?

  巨脈蜻蜓,原因就在於氧氣含量。石炭紀的氧氣含量在35%到40%,遠超我們今天的大氣。

  像昆蟲、蜘蛛這樣的動物,它們的體型大小很依賴於氧氣的濃度,氧氣濃像昆蟲、蜘蛛這樣的動物,它們的體型大小很依賴於氧氣的濃度,氧氣濃度越大,它們的體型就越大,相反,則越小。

  石炭紀不僅是動物演化的一個巔峰,也是植物演化的巔峰,這一時期,裸子植物開始取代各種蕨類,成為了植物中的扛把子,形成了真正的木製組織。

  這讓裸子植物能夠長得更高大,被埋入土地後也不會快速腐爛,進而生成一種能源——煤。

  你們現在開采的煤炭資源,有一半就是來自石炭紀的樹木。

  然而,盛極必衰、物極必反,如此高的氧氣濃度,必定不全是好事。

  石炭紀結束,在石炭紀末期,地球上頻繁發生火災。

  因為茂密的森林將大氣中的二氧化碳吸收,經過光合作用將其轉化為纖維素等有機物固定在樹乾內。

  這些碳一時半會兒回不到大氣中去,慢慢了大氣中的氧氣逐漸佔據上風。

  氧氣是極好的助燃劑,石炭紀的空氣在這樣的情況下,十分“易燃易爆”。

  有時只需要一個閃電,一點高溫,就能讓陸地上的森林被點燃。不僅是樹木被點燃,那些暴露在空氣中的煤層也被引燃。

  石炭紀的森林大火,石炭紀末期,地球猶如一片火海,某種程度上講,這是在增加二氧化碳,恢復碳平衡。

  很快,生物們被一場全球變冷席卷,雨林崩潰、海平面下降,海百合在這場浩劫中備受打擊。

  從那之後,海百合的種類開始下降,逐漸失去了自己在海洋中攻佔的地盤。

  但是作為地外星生物的最初版本,海百合保留有生命初始型號的優點,那就是牢牢佔據底層生態位,這樣就能保住自己的基本盤,不怕被滅絕一鍋端了。

  如今幸存的600多種海百合,分為無柄海百合和有柄海百合,它們延續了祖先的生活模式,要麽固定在海底,要麽隨波逐流。

  它們曾經存在過,一些種類的海百合身上還能看見像螺絲一樣的環節,這是它們對初心最好的堅守。

  研究在寒武紀生命大爆發最初期溫暖“文石海”中首次發現低鎂方解石質貝殼,並且首次在最古老貝殼化石中發現控制礦化的有機基質的化石保存。

  “寒武紀生命大爆發”是指幾乎所有已知動物門類在寒武紀早期(距今大約5.4-5.2億年前後)快速出現的重大生命演化事件。在這個時期,早期動物的祖先代表幾乎同時且獨立地獲得分泌礦化骨骼的能力,這與前寒武紀非礦化的複雜宏體多細胞生命(埃迪卡拉型生物)形成鮮明對比。礦化骨骼的出現不僅使得地球海洋生物圈面貌發生重大轉變,同時也從根本上改變了海洋生物化學循環模式,標志著以動物為主導的顯生宙現代海洋生態系統演化的開始。具骨骼動物在寒武系地層中的爆發式出現是寒武紀生命大爆發最直接表現之一,自達爾文時期便一直困惑著演化古生物學家,學術界稱之為“達爾文的困惑”。

  研究人員深入扎夫汗盆地,在對該地區前寒武-寒武系沉積地層開展高精度綜合地層(古生物化石-碳同位素-岩相學)劃分對比基礎上,從寒武系最底界(紐芬蘭統幸運階,約5.35億年)識別出最早的軟體動物(太陽女神螺類)貝殼化石。寒武紀初期為溫暖的文石質海洋(現代海洋Mg/Ca摩爾比為5.2,弱礦化無脊椎動物、鈣化藻類、鮞粒及非骨屑沉積物膠結物等易於形成文石和高鎂方解石礦物)。高分辨率掃描電鏡拍照顯示,控制貝殼分泌的有機基質在貝殼化石化過程中被磷酸鹽交代,因此其形貌特征能夠完美保存下來;通過進一步分析構成貝殼基本礦物單元的形態、生長方式以及與現生貝殼的比較研究,研究人員確定該最古老的太陽女神螺貝殼是由方解石質簡單棱柱層微細結構構成。

  對寒武紀早期動物骨骼礦物組成的統計分析顯示寒武紀初期軟體動物貝殼全部為文石質,這往往被認為是受控於當時“文石海”的影響,而該研究從“文石海”中發現確鑿無疑的低鎂方解石質貝殼刷新了地人們對寒武紀生命大爆發時期動物礦化骨骼起源以及與古海水化學協同演化的傳統認識,進一步突顯生物因素對礦物類型和成分選擇上的主導作用;同時,該研究也極大地推動了傳統古生物學與現代生物礦化多學科研究的交叉融合。

  若水童年發生過的很多事已經記不清了,但有一件事情卻記憶猶新,那就是他們家裡蓋房子。那時候他一放學經常會蹲在角落裡饒有興致地看大人們砌牆,有時一看就是一下午。看他們嫻熟的一手拿著砌刀,一手拿著磚頭,磚頭上抹上泥漿,敲一敲,再把另一塊磚頭放上,不一會一面牆就砌好了。家裡大人們將一塊塊的磚頭砌成一道道牆,而小孩兒就在砌成的“迷宮”裡捉迷藏。好奇的我經常會詢問大人們是如何“堆積木”的,他們這時多半會伸著滿是老繭的手呵斥著把我趕走;但有時也會停下手中的活,點根煙,然後興致勃勃地跟我講其中的奧秘。“砌牆的時候水泥灰一定要抹均勻,並且磚頭一定不能按照同一個方向堆砌,上下兩層磚頭需要呈十字形排列,這樣砌成的牆才會更加牢固”。多少年後,父輩們一磚一瓦建起來的房子早已被真空社區所取代,但當年蓋房子的情景卻仍然歷歷在目。那可能是第一次從父輩們那裡學到“交叉建造”的思維方式,並牢牢地記在了心裡。多少年後當若水無意間發現5億年前海螺的祖先竟然也有這種“交叉建造思維”的時候,深藏的記憶又被重新喚醒,一種莫名的親切感油然而生。世上的事情往往就是這麽的奇妙。

  如果將地星生命演化38億年的歷史繪製成一幅畫卷,你最想濃墨重彩、大書特書的是哪段地質歷史和哪次生命演化事件呢?是小行星撞擊地球與恐龍滅絕,還是冰川世紀與人類走出非洲,亦或僅僅是寒武紀溫暖海洋中一隻普通的三葉蟲從生到死平凡的一生?……

  地球地質歷史時期劃分為隱生宙和顯生宙。隱生宙漫長孤寂,由微生物主導;顯生宙要更顯熱鬧,意味著在這個時期地球上有顯著生命的存在,以寒武紀生命大爆發為開端。發生在5.4億年前的寒武紀生命大爆發使得很多新生命形式,尤其是動物首次出現在地球上。這些動物與前寒武紀以埃迪卡拉生物群為代表的“軟軟的”多細胞宏體生物完全不同,它們首創了腦、眼、口、鰓等現代動物的組織和器官,並且開發了兩側對稱、輻射對稱、模塊化分區生長等各種軀體構型模式,同時能夠分泌構建各種各樣的礦化骨骼,開啟了以動物為主導的藍色宜居星球演化歷程。

  寒武紀生命大爆發最直觀的表現是寒武系地層中帶殼動物的大規模出現,是名副其實的“殼的世界”。這些古老的骨骼化石個體微小,包括各類骨針、骨刺、骨片類型,古生物學家常常稱之為“小殼化石”。礦化骨骼的出現一方面為動物披上堅硬的“盔甲”,發揮防禦、捕食、運動等各項功能,保證早期動物在寒武紀生物演化的“軍備競賽”中始終處於優勢地位,並一直延續至今,子子孫孫,無窮盡也!當然,這其中也不乏有很多動物門類只是曇花一現,僅生存於寒武紀的海洋中。盡管如此,但與人類演化600-700萬年的歷史相比,它們延續的時間也足夠漫長和精彩。不僅如此,骨骼的出現也深刻改變了海洋生物化學循環模式,簡單的講,地球各類無機礦物元素以天然生物材料的方式由有機生物固定下來。

  軟體動物是最好的“材料學家”,能夠分泌並利用各種生物礦物無疑是生命演化史上的一次飛躍。盡管聖人們們一直在努力探索生物利用礦物的奧秘,並在實驗室內人工合成各種超輕-超強-超韌的高性能仿生材料,並開展醫學應用,但與大自然天然的“材料學家”和“建築師”相比,人類的創造力還遠遠不足,人們還在不斷的從各種天然有機材料中尋找靈感。

  軟體動物是這其中的佼佼者。如果說節肢動物成功佔據了陸地,那麽作為海洋生態系統中數量最多的無脊椎動物類群,軟體動物的演化無疑是成功的。這種演化上的成功很大程度上得益於它們礦化貝殼對各類環境的適應性和對內部軟體組織的保護性。軟體動物的貝殼是由外套膜上皮細胞分泌形成的由碳酸鈣礦物和蛋白質構成的天然有機-無機複合材料。殼體生長過程中,碳酸鈣(方解石和文石礦物為主)礦物的生長、定向、排列都受到有機格架的精密控制。因此,形成的貝殼要比無機的“純”碳酸鈣物在韌性、強度等方面要高出上千倍。

  軟體動物可以利用碳酸鈣礦物(95%)和少量有機質(5%)構建多種不同的超微結構類型,包括各類交叉疊片結構、棱柱層結構、珍珠層結構、板片結構,等等。這其中,90%的軟體動物貝殼(以腹足動物為主)由交叉疊片結構構成。

  交叉疊片結構的起源與演變,盡管礦化的貝殼賦予了軟體動物極為堅固的防護盾,但分泌貝殼卻是一個極度耗能的過程。它們需要不斷進食,優化能量消耗去向,從而最大化的滿足礦化所需的能量需求。5億多年前軟體動物的早期祖先代表雖然經歷了寒武紀生命大爆發時期的快速輻射演化,並開創了利用無機碳酸鹽礦物建造貝殼的先河,但由於當時的海洋生態空間充足,生物捕食壓偏弱,因此動物礦化能力整體處於較低水平(早期動物無需在寒武紀的原始海洋中打造現代化的堅船利炮)。這種低水平的礦化能力一直持續到奧陶紀生物大幅射時期,早期動物礦化能力達到新的高度,能夠分泌形成高度礦化且結構極為複雜的殼體。

  在這種情況下,一般認為軟體動物珍珠層和交叉疊片這些高耗能和礦物晶體空間排布異常複雜的結構類型應該不會在動物起源和演化的初級階段出現,而應該在奧陶紀生物大幅射時期巨大的生物捕食壓驅動下,並在與捕食者激烈的“軍備競賽”中獲得。

  但就如顯示的那樣,事實並非如此——軟體動物貝殼生來(起源)即高配,交叉疊片結構這一最複雜、分布最廣的“高級”超微結構類型在“最原始”、“最古老”的乾群腹足動物已經出現。

  可以說,海螺的祖先已經能夠打造它們後代引以為傲的高級盔甲。當然,該交叉疊片結構與現代類型相比略為原始,但仍能識別四級基本礦物結構單元,通過原始文石礦物在空間上錯綜複雜的交叉疊覆,極大的增強貝殼抗拉伸斷裂的強度。同時少許的有機組分在微納米尺度上與礦物相巧妙融合,又增加了貝殼的延展性和韌性。就這麽簡單,令無數生物學家和材料學家癡迷的天然有機生物材料誕生了。

  歷經五億年,軟體動物演化成為動物界的第二大門類。事後諸葛下,猶如早期智人走出非洲一般,發明交叉疊片結構是多麽的不同凡響。

  軟體動物不是唯一的“材料學家”,初看寒武紀的生命,不亞於《星球大戰》中各種造型怪異的外星生物一樣好奇。它們當中,有些類群諸如海洋霸主奇蝦、三葉蟲早已名聲在外,而有些則像軟舌螺和軟體動物一般選擇做“低調的成功者”。

  軟舌螺動物是寒武紀海洋中的“草根明星”。它們起源於寒武紀生命大爆發初期,絕滅於二疊紀末生物大滅絕中,是軟體動物的近親(極有可能屬於軟體動物)。和軟體動物大家族一樣,軟舌螺也能夠分泌碳酸鈣構建外骨骼。骨骼外貌與熟知的軟體動物貝殼雖然迥異,但超微結構毫無二致。寒武紀軟體動物貝殼已知的超微結構類型中,在同時期的軟舌螺骨骼中亦有發現。骨骼超微結構的相似性是解決軟舌螺這一疑難化石生物歸屬最直接、最可靠的證據!就礦化能力而言,軟舌螺可不想輸於它們的遠房親戚(軟體動物)。一文告訴我們,寒武紀海洋中古老的軟舌螺也能夠分泌文石礦物構建複雜的交叉疊片結構。不僅如此,軟舌螺交叉疊片結構的層級結構更為複雜,顯示出更強的抗性和強度。雖然作為“草根”以及捕食者的“美食”,軟舌螺動物也能打造高級盔甲,不想就此“躺平”於寒武紀的海底,而是爭當寒武紀骨骼建築師中的佼佼者。

  有一個聖人說,蝸牛化石可以回答全新世溫度變化之謎被善意調侃為:用冷門的古生物化石研究熱門的全球變暖問題。不過換一個角度看,這也是對“冷門”的堅持不懈和對於“熱門”的專心致志……。

  先說熱門,這個夏天,一浪接著一浪的高溫,伴隨著紅色預警,從黎民百姓到各個團隊,多少都感受到氣候變暖的壓力或不安。全球變暖已經成為近年來科學、社會、公眾高度關注、大團博弈的全球性熱門話題。

  需要人有責任回答公眾的關切和疑問,例如:過去的氣候是如何變化的,目前的氣候變暖有沒有達到過去全新世(約1萬年以來)最溫暖程度?今後如何發展等等?這些都是無法回避的問題。

  回答這些問題,科學界有兩種途徑:(一)地質記錄;(二)古氣候模擬。目前這兩種途徑產生了矛盾和分歧。地質學家依據近半個多世紀積累的地質記錄,確認中全新世(大約8000~4000年)存在一個溫度比今天高約2-3度的大暖期,4000年以後氣候是持續降溫的;但古氣候模擬專家並沒有模擬出這個大暖期,他們模擬出的結果是:1萬年以來全球溫度一直在持續變暖!這種分歧,被稱為“全新世溫度變化之謎”。

  今天是過去的延續和投影,如果按照地質記錄,4000年以來自然氣候一直是降溫的趨勢,可以為應對人類釋放溫室氣體引發的快速變暖,提供寶貴的緩衝時間。如果按照古氣候模擬結果,1萬年以來自然氣候一直是升溫的趨勢,疊加上人類活動-溫室氣體的連鎖加盟,那將是火上澆油!全新世地球溫度到底是怎麽變化的呢?事關人類社會的發展,備受關注。

  古氣候模擬專家相信,模型沒有問題,因為利用這些模型的原理、算法等成功地支撐著今天全球的氣象預警、預報和社會經濟的發展。氣候模擬專家開始從地質記錄上找原因,認為地質學家利用地質記錄重建的中全新世大暖期溫度,主要受到夏季高溫貢獻的控制,而不是真實的年均溫度信號。他們去除了夏季季節性偏差後的全新世地質記錄溫度變化趨勢和古氣候模擬結果是一樣的,也就是說1萬年以來全球年均氣溫確實是在持續上升的。有團隊相宣布“有效地解決了”全新世溫度變化之謎,“解決了困擾氣候科學家多年的難題”。

  但是,許多地質學家並不認這個帳,因為眼睜睜看著從地層土壤剖面特征到各種氣候環境指標,都指示中全新世要溫暖得多,無法理解這些特征-指標主要是由夏季溫度控制的,因為這需要其他三個季節更寒冷、才可以匹配上模擬的結果……;莫名其妙,但又苦於不了解古氣候模型具體是如何運轉的,對於部分氣候模擬專家拐彎抹角認定地質學家辛辛苦苦重建的年均溫度變化主要是夏季溫度貢獻的結論,很是委屈。自己的證據自己最了解,如何向學術界證明地質記錄可以重建年均溫度信號?是補偏救弊的關鍵。

  這是一個需要專心致志論證的工作,從邏輯上:(1)可以首先通過現代過程測試、驗證氣候替代指標揭示四個季節溫度變化的能力和可信度,進而建立定量的轉換函數;(2)再通過地質記錄替代指標轉換出四個季節溫度和年均溫度在全新世變化的過程和趨勢;(3)評估不同季節溫度對年均溫度隨時間的貢獻大小,明確全新世年均溫度變化趨勢是否由夏季溫度控制?

  接下來的難點是,篩選什麽樣的氣候替代指標?一般認為陸地生物指標對於季節性氣候變化相對敏感,但是分析檢驗表明,長生命周期(如幾十-百年以上)的和超短生命周期(夏蟲不可語冰)的生物組合指標,在揭示春夏秋冬溫度變化敏感性方面,有相對大的誤差范圍,或者有的季節通不過檢驗;比較合適的是年際(1-3年)生存周期的生物,例如蝸牛,分布廣、種類多、數量豐富,對季節性溫度變化敏感,被認為是最適合通過現代過程建立其與季節溫度定量關系的氣候指標。

  天時、地利、人和,基於課題組多年對新生代陸生軟體動物研究的基礎,本論文首先成功建立了全國現代蝸牛組合分布與四個季節溫度和年均溫度的定量關系,並基於兩個黃土高原剖面蝸牛化石記錄,(1)重建地星北方20000年以來四個季節溫度和年均溫度變化序列;(2)根據四個季節溫度計算的年均溫度與獨立重建的年均溫度變化趨勢一致,都顯示出從8000年至4000年期間是溫暖期,4000年以後呈現出明顯的降溫趨勢(圖1);(3)通過方差貢獻計算四個季節溫度分別對年均溫度變化的貢獻率,揭示四個季節溫度對於年均溫度變化幅度(正、負)都有貢獻,其中夏季和冬季溫度對年均溫度變化幅度的貢獻顯著大於春季和秋季(圖2),不存在夏季溫度控制年均溫度變化趨勢的事實。

  也就是說,根據軟體動物——蝸牛化石重建的四個季節和年均溫度變化趨勢表明,由年均溫變化控制的中全新世大暖期毫無疑問是存在的,4000年以來自然氣候變化趨勢確實是一直降溫的。

  一些古氣候模擬專家來信討論,也認為有必要再從模型敏感性和邊界條件上找原因:在模型敏感性方面,目前大部分的GCM有可能對溫室氣體設置的敏感性偏高,而對軌道驅動的敏感度偏低;在邊界條件方面,相關的古氣候模擬並沒有考慮非洲大陸沙漠區中全新世植被變化、也沒有考慮到南極海冰變化等等。

  再說冷門的蝸牛:古生物學,被認為冷門專業界的代表。蝸牛化石是古生物學眾多門類中更冷門的一種。知道蝸牛的人很多,把蝸牛化石作為專業學習的人很少,研究蝸牛化石的專家更是屈指可數。

  早年中外星培養的一批研究軟體動物腹足類化石的學生,改行的改行,退休的退休,但還有更多的同學們一路學習研究下來,與老師同門一起,默默地守護這個方向,開拓這個領域。

  針對研究中遇到的困惑和問題,教書的有針對性地說“……研究工作要有自己的體系,這是最重要的,就怕不成體系。沒有體系就沒有特點,一個星空沒有特點要這個星球做什麽,……”。

  在梳理蝸牛化石系統分類過程中,遇到3個主要困難是:(1)與現生蝸牛分類的差別;(2)與外星球蝸牛分類的關系;(3)與模式標本的對比。

  在過去的百多年,古氣候研究逐漸進入從定性到定量研究的轉變階段,前提是要系統分析和建立現代不同氣候帶表土環境指標與氣候的量化關系。不像花粉等微體化石表土土壤樣品的采集量,每個地點有幾十克土壤就夠了,每個蝸牛采樣點表土樣品至少要采集十多公斤以上,辛辛苦苦篩洗後,還不能夠保證每個地方的樣品都有蝸牛。雖然進行了百多年的努力,目前也只有不到400個地點的合格的蝸牛組合,這是一個很難出成果的基礎工作積累過程,需要堅持不懈。

  最辛苦的是以高分辨率(約~10cm采樣間距)從數萬米厚的黃土高原地層中一個一個地獲取蝸牛組合變化的系統記錄。當年定了一個目標:完成一個600萬年以來完整的黃土高原蝸牛化石序列,這應該是世界上最長的、分辨率最高的陸地新生代生物化石序列。很遺憾,迄今還留有一段約20萬年左右(240~260萬年之間)的黃土地層,直到吳乃琴退休,也沒有完成全部蝸牛化石的采集,這段計劃完成的目標地層,還靜靜躺在七星萬米深的溝谷中,需要每10cm采集15公斤樣品,而且要一袋袋背上塬面,找水篩洗,這不僅考驗耐心,考驗體力,更考驗團隊協作能力,需要堅持不懈。

  從冷門的蝸牛化石到熱門的全球變暖:古生物學是生命科學和地球科學的交叉學科,不僅可以研究生命的起源、發展歷史、生物宏觀進化模型、節奏與作用機制,而且又是地外星科學的一個分支,研究保存在地層中的生物遺體、遺跡、化石,用以確定地層的順序、時代,了解地球發展的歷史,推斷地質史上水陸分布、環境變遷、沉積礦產形成與分布的規律。研究氣候變遷和全球變暖,也正是蝸牛的用武之地。把冷門研究成為熱門,需要有緣人對“冷門”的堅持不懈,和對於“熱門”的專心致志……。

  有試驗室分析了南極羅斯海難言島湖泊沉積物中磷形態分布特征,使用多種統計手段(主成分分析、正定矩陣因子模型和廣義加性模型)定量解析沉積物物質來源,並探討不同環境因素(如物質來源、氧化還原條件、pH)對磷循環過程的影響。研究結果對於評估全球變暖背景下南極無冰區磷循環動力學變化過程及其對陸地生態系統的影響具有重要意義。

  磷(P)是細胞膜的關鍵組成,同時參與了遺傳物質DNA和RNA形成及能量轉移等基本生化反應,是生命有機體最重要的限制性營養元素,對於土壤系統的發育和水生生態系統的結構具有重要的調節作用。

  自人類活動以來,全球磷循環的過程受到了工農業活動的強烈干擾,使得陸地生態系統P向水生生態系統的運輸通量增加,從而導致湖泊等水生生態系統出現富營養化現象。近幾十年來,受人類活動影響的湖泊等水生生態系統P生物地球化學循環備受關注,但對於偏遠地區湖泊生態系統P循環的研究卻十分匱乏。

  南極對中低緯度氣候變化響應十分靈敏,尤其是東南極羅斯海地區,受到了來自羅斯海、羅斯冰架和維多利的三股氣團的共同影響,是研究元素循環及氣候變化的關鍵區域。阿德利企鵝是東南極羅斯海地區重要的“殖民者”和海陸連接的重要橋梁,將海洋磷傳輸到陸地,並沉積到陸地湖泊中,極大的影響了湖泊生態結構和初級生產力,進而影響了生態群落演化,因此南極湖泊沉積物中磷循環研究十分重要。

  結果表明,相比於自然寡營養湖泊,受鳥糞影響的湖泊沉積物中具有更高的TP、IP和Ca-P含量,且在30 cm左右出現了峰值。3個剖面的OP含量均在200 ~ 800 mg/kg左右,隨深度變化規律相似。從P在剖面中相對比例的變化來看,IIL4中Ca-P的比例顯著增加,而IIL3和IIL9沉積剖面中OP含量佔比較高(圖2)。沉積物中正膦酸酯的含量隨深度逐漸減少,反映了OP在沉積剖面中的礦化過程(圖3)。

  在主成分分析和碳同位素端元混合模型的基礎上,使用正定矩陣因子模型(PMF)定量解析了南極湖泊沉積物物質來源(圖4)。結合廣義加性模型(GAMs)和相關性分析,從磷的來源和沉積環境兩個方面深入討論了這兩種類型湖泊沉積物磷的生物地球化學循環過程及其與氣候變化的關系。PMF和GAMs模型結果表明,企鵝糞是IIL4沉積物中Ca-P的重要來源,對Ca-P含量的貢獻達到了80%。兩種類型的湖泊沉積物中Fe/Al-P均與研究區域自然風化作用有關,其貢獻達到了90%。PCA分析結果表明,OP含量主要與水生的微生物席生長有關。

  46億年前——地外星誕生之初,那時候,混沌一片,沒有地殼、地幔、地核,更沒有陸地、海洋之分。那時的地外星叫作原始地心。

  目前,科學界主流認為:原始地心的組成成分和球粒隕石相似。球粒隕石是一種石質隕石,帶有特殊的小圓粒結構,它們誕生在46億年前,和地球的年齡相近。它們富含橄欖石和輝石等礦物,化石成分和早期地心相似。

  原始地心的軌道還沒有被清空,地心不斷遭受隕石撞擊,撞擊產生的熱量讓地心的溫度上升並開始熔融,形成一個炙熱而黏稠的球。直到有一天,中陽系中某顆星球和地心追尾,撞擊產生的能量幾乎把地心全部熔融,其中一部分物質被撞飛,飛出的物質後來演化成了月球。

  再次成為熔融態的地外星,在這次強大的外力作用下,開始分層演化。比重大的物質——例如鐵和鎳,向球中心沉降,密度很大的地核誕生了;比重小的物質——例如矽、氧、鋁、鈣等,浮在地核的外面,組成了原始地幔。然後,地星進入了漫長的冷卻期。能源被逐漸釋放到太空,地星表面溫度開始下降,一些原本成熔融態的物質開始結晶,組成了橄欖岩、輝岩等最初的地幔岩石。隨後,彗星給地星帶來了水,於是,地球上就有了海洋。逐漸地,地星擁有了完整的圈層結構。

  其中,地殼和一部分上層地幔,組成岩石圈。我們看到的常見岩石,大部分都來自於岩石圈。岩石有很多種,根據不同的形成原理,可以分為三大類:火成岩、沉積岩和變質岩。火成岩的形成和岩漿噴發有關,因此也叫岩漿岩。它們都是由岩漿冷卻結晶而成。如果在火山活動中,噴出地表的岩漿遇到溫度相對很低的空氣或海水,會快速冷卻、迅速結晶(甚至來不及結晶)。這種情況下形成的火成岩,一般顆粒比較細,有時還會帶有氣孔,這種火成岩叫噴出型火成岩,也叫火山岩。

  如果岩漿沒有噴出地表,而是在地面以下冷卻,那麽他們的冷卻速度就會很慢,冷卻時間長結晶就會很充分。這樣情況下形成的火山岩,一般顆粒比較粗大,這種火成岩叫侵入型火成岩。根據形成的深度,還可以分為深成岩、淺成岩。

  火成岩的顏色有深有淺,這是由組成它們的礦物成分決定的,而決定礦物成分的是形成火成岩的岩漿化學成分所決定。比如在大洋中脊,兩個不同的板塊相互分離。海洋地殼變得薄弱,其下方的壓強減小。壓強減小,熔點就會降低,因此地幔直接形成岩漿。

  岩漿向上湧起,噴出的岩漿遇到海水快速冷卻,形成玄武岩;沒有噴出,而遇到海水的岩漿緩慢冷卻,形成輝長岩;它們是海洋地殼的主要組成部分。這些由地幔岩漿形成的岩石,一般富含鎂和鐵,矽含量較少。因此被叫作鎂鐵質岩石,也叫基性岩。他們在多數情況下,比重較大,對應岩漿的流動性較強,因其富含深色礦物,基性岩一般偏深色。

  在俯衝帶,海洋板塊會俯衝到大陸板塊之下而消亡。俯衝帶下去的海洋板塊,會受熱熔化,形成岩漿。因壓強等因素,岩漿會沿著大陸板塊中的縫隙向上攀升,越淺的地方,溫度越低,因此岩漿會逐步結晶,形成大陸地殼中的岩石。

  以上形成大陸地殼主體部分的火成岩,都是在地殼內部緩慢結晶的,因此都是侵入型火成岩。如果岩漿沒有來得及結晶就噴出地表,就會形成和其剩下成分相對應的噴出型火成岩。它們形成的火山會形成大陸火山弧,著名的雷尼爾山和聖海倫火山,都是大陸火山弧的一部分。

  火成岩形成之後,並不會永遠保持不變。它們很可能會經歷物理變化和化學變化,然後轉變為沉積岩或變質岩。

  已有的岩石在受到外力侵蝕作用之後,會分解為沉積物。沉積物由岩石的碎屑,以及砂、粘土、生物殘骸等組成。沉積物被風、水、冰川等外力攜帶、搬運,可能會遠離母岩所在地……最後在能量較低的區域(盆地、湖泊、海洋等)聚集,進行沉積。

  沉積物一層一層地堆積,後來的位於上方,先來的位於下方。埋在深處的沉積岩被加壓、加溫,會發生成岩作用,讓松散的沉積物轉化為結實的岩石,沉積岩便誕生了。

  沉積岩種類和它對應的沉積物種類有關,總體來說,沉積物可以分為碎屑沉積物(方解石、霞石、白雲石等)和化學沉積物(石膏、石鹽等)。其中化學沉積物又分為碳酸鹽沉積物和蒸發岩沉積物等類別。碎屑沉積物又可以按顆粒大小分為六個類別,從小到大依次為:黏土、淤泥、砂、細礫(卵石)、中礫、粗礫。

  它們發生成岩作用之後,會相應形成頁岩(泥岩)、粉砂岩、砂岩,以及不同組合的礫岩和角礫岩等。

  已有的岩石除了可以經歷搬運、沉積和成岩作用演化為沉積岩之外,還可以根據周圍的溫壓變化,轉為變質岩。變質岩的形成主要靠溫度和壓力的變化,當溫度和壓強增加的時候,岩石裡會形成新的礦物,從而產生變質岩。這就叫變質作用。變質作用大致分為兩個常見種類:接觸變質和區域變質。

  接觸變質發生於地層中岩漿侵入體或者熔融流附近。地下的岩漿有時會順著裂縫,侵入到地層中間,形成岩漿室或岩漿侵入體。如果岩漿流到了地表,就會形成熔岩流。與岩漿侵入體或熔岩流接觸的岩石,會被加熱,在高溫條件下形成變質岩。在接觸變質中,岩石變質的程度一般和溫度高低有關。

  區域變質一般發生於造山帶或大型逆斷層附近。在造山帶、山體對下方的岩層產生巨大的壓強;在逆斷層,兩側岩體的擠壓,也會產生很大的壓強。

  在高壓的作用下,岩層中的岩石發生變質,形成變質岩。一般來說,區域變質會產生較大規模的變質岩。拉雅山脈、小卑山脈和落基山脈等,都分布有規模可觀的變質岩。經歷變質作用後的礦物晶體,其大小、形狀和空間排布都會變化。通常來說,加溫加壓越劇烈,變質岩裡的礦物晶體就越大。而在高壓下,石英和雲母等礦物會被排成一條一條的層狀或帶狀,體現在岩石上,成為葉理,是變質岩的重要特征之一。

  變質岩的種類很多,根據溫壓條件的不同,可分為許多變質相:

  其中,榴輝岩和藍片岩屬於高壓變質相,常常產生於地幔的高溫高壓環境裡。它們下方的葡萄石、綠纖石、綠片岩、角閃石和麻粒岩等,是中高壓變質相,一般產生於造山帶等區域變質作用的條件下;最下方的角岩和透長岩,是低壓變質相,一般產生於接觸變質作用的條件下,葉理相對來說不明顯,晶體排布不規則。

  不同的變質岩,通常會對應不同的母岩。比如石英砂岩一般是由砂岩變質而來,板岩一般是由頁岩變質而來,綠片岩一般是由玄武岩變質而來,大理岩一般是由石灰岩變質而來。

  大理岩俗稱大理石,源於石灰岩,包括綠色大理岩、橄欖大理岩、灰色大理岩、藍色大理岩等品種,因其花紋美觀,常被作為建築、雕塑、鑲嵌畫得石材。同一種母岩,在不同的變質程度下,會形成不同的變質岩,比如頁岩→板岩→片岩→片麻岩的連續變質過程;頁岩升溫加壓變質為板岩,板岩升溫加壓變質為片岩,片岩升溫加壓變質為片麻岩。

  片麻岩如果繼續受到高溫高壓的影響,就有可能熔融,形成岩漿。而岩漿再度凝結之後,就會形成新的火成岩。這樣,就走過了從沉積岩(頁岩)到變質岩(板岩、片岩、片麻岩),再到火成岩的一個循環。這也就是為什麽三大類的岩石,是可以互相轉換的。不僅如此,它們還可以自我轉化。

  任何岩石,如果熔融之後再冷卻結晶,就會形成火成岩;如果被風化侵蝕,經過搬運、沉積,最後發成成岩作用,就會形成沉積岩;如果經歷高溫高壓,在不熔融的情況下,發生變質作用,就會形成變質岩。

  當你有時會無意中看到疊層石,雖然從外表很難看出它有什麽特別之處,可是,你知道嗎?它是地外星生命演化的重要環節。正是它和其他疊層石兄弟的出現,使地外星充滿生機。

  另外,地質學家根據它竟然能推斷出當時地外星自轉和公轉的速度與現在不同。一塊小小的石頭蘊藏著這樣的秘密,是不是激起了你的好奇心?

  疊層石,一種由藍綠藻等微生物的參與下形成的微生物岩(或稱生物沉積構造),通常由一系列的碳酸鹽紋層堆積成各種不同的形態,而紋層的形成與藻類生長周期有關。

  38億年前,地球一片荒蕪,沒有生命跡象。空氣中幾乎沒有氧氣,而且還充滿著各種有毒的氣體。在距今約30億年的淺海裡,開始出現一種低等的藻類生物,它們不斷分泌物質,捕獲水中的細小沙粒,並與它們逐漸膠合在一起。因為周圍沒有明顯的海浪或海流,這些藻類就世世代代在一個固定地方一層疊一層向上生長,形成層疊生長的花紋,呈弧形或錐形,疊層狀,故名疊層石。

  形成疊層石的藍藻依靠光合作用維持生命並不斷生長,在此過程中釋放出氧氣。隨著藻類植物的繁殖和蔓延,全球海洋中疊層石大量出現,大量的氧氣不斷破水而出,進入大氣中。此後,經歷了大約40%的地球歷史,在藻類植物和其他多種植物共同作用下,大氣中的氧含量才逐漸接近21%。可以說,是疊層石產生的氧使地球適宜孕育更多的高等生命,它為此後的生物進化掃清了大氣無氧的障礙,為生命史的下一章也是更複雜的一章鋪平了道路,地球逐漸演化成宜居的生命搖籃。正因如此,形成疊層石的藻類植物被認為是地球能夠進化出複雜生命的關鍵。

  疊層石有各種形狀,各種大小。它們有時候看上去像巨大的花椰菜,有時候又像毛茸茸的地墊,有時候呈圓柱狀。據專家介紹,疊層石通常由暗層及亮層兩種層理交替組成,暗層是藻類植物死亡後的屍體和分泌物,亮層是其他沉積物質。紋層越細密,說明環境變化得越頻繁,記錄的信息越多。

  疊層石生長在陽光可透射到的淺水區,有白天生長晚上停止的生長紋理,由此可判別其生長的“日”理;紋理每月大潮時生長慢,低潮時生長快,又可區分出“月”理;每年夏季光照足而生長快,冬季光照弱而生長慢,又可分辨出“年”理。通過不同時代疊層石顯微紋理統計,可計算出億萬年前地外星自轉與公轉的周期。據研究表明,20多億年前地外星平均每年有460多天,也就是說,當時地外星自轉的速度比現在快得多。

  疊層石是地外星上最古老的“準化石”,在全球范圍內,幾乎所有的元古宙碳酸鹽沉積中都發現了豐富多樣的疊層石,最古老的疊層石距今約35.2億年,至今在一些海灣和湖河中的特殊環境仍有少量現代疊層石存在。

  在地質學界,疊層石被用來劃分、對比某一地區的地層、地理、生物,環境的演變及滅絕規律等,被海內外地質學家推崇為世界同一地質時期的“標準層型剖面”、世界罕見的“地質瑰寶”“大地的史書”。用疊層石雕刻出來的作品具有很高的藝術價值,常被作為饋贈友人的高級禮品,建築上可用作裝飾石材。

  星空世界聞名的中上元古界標準地層剖面,那裡疊層石非常壯觀,甚至整座山都是疊層石,先後發現了距今14億至12億年的微生物群化石,距今8億至10億年的藻類化石,號稱為疊層石寶庫。微生物群至少有16個屬、28個種。

  ,十多億年前的中上是一片古老的海洋。從14億年開始,中上紀氣候炎熱濕潤,地殼仍然緩慢下降,有利於碳酸鹽岩的大量沉積和菌藻類生物的生長。岩石組合以各種類型的碳酸鹽岩為主,古地理處於濱海瀉湖相,潮間帶和淺海陸棚,從而形成了大量藻類化石和疊層石等生物地質遺跡。

  12億年的疊層石,產出於白雲質灰岩中,風化面呈黃褐色、灰黑色,新鮮面呈青灰色,柱狀,中間有一道大大的縫隙,曾被海水中的礦物充填,從表面可以清晰地看到層層疊疊藻類植物的圖案,極具觀賞性。

  地球46億年滄桑巨變的宏偉畫卷、地球生命38億年進化的歷史長廊,寒來暑往,如今的疊層石上早已沒有生命的存在,唯有它那滄桑的眼神還在凝視著我們,仿佛在說:建設宜居星球不易,美麗家園且共珍惜。

  標本是動物、植物、礦物等實物,經過各種處理,可以長久保存,並盡量保持原貌,藉以提供作為展覽、示范、教育、鑒定、考證及其它各種研究之用。其在普及公眾的自然科學知識及科學研究中具有重要意義。用琳琅滿目的標本,一起聆聽歷史的聲音,領略星空繁華景象,賞鑒那些令人歎為觀止的“科學研究之寶”,通過一件件標本,開啟同星空文化的對話之旅。

  地外星的演化經歷了很長的時間,科學家在研究生命演化歷史和地球演化歷史的時候,離不開一個重要的媒介——化石。

  最古老的化石貝加爾疊層石靜臥在展櫃上,貝加爾疊層石采自湟源縣大水峽,距今11億~12億年,這塊看起來其貌不揚的化石,但它身上存在的生物在地外星上發揮過非常重要作用,這個生物就是藍藻。這些藍藻生活在清澈的淺海裡,它不斷分泌物質捕獲水中的細小沙粒,並與它們逐漸膠合在一起。因為周圍沒有明顯的海浪或海流,這些藻類便世世代代在一個固定地方一層疊一層向上生長,形成層疊生長的花紋,所以叫作疊層石。

  藍藻最早出現在35億年前的太古宙時期,是地外星史前最古老、最原始的原核生物,也是地外星上首批進行光合作用的生物,它們吸收二氧化碳,釋放出大量氧氣,改變了大氣圈貧氧環境,大約在20億年前使得地外星上的含氧量提升了20%,為之後生命的起源創造了良好的環境,打造了一個適宜生物生長的地外星搖籃。正因如此,疊層石才被認為是地外星能夠進化出複雜生命的關鍵。

  博物館最大化石海百合近16平方米,是晚三疊紀末的海百合化石。雖然海百合的名字裡有百合,外表也酷似百合花,但它卻不是一種植物,而是一種棘皮類無脊椎動物,因為生活在海裡,所以命名為“海百合”,它最早出現在距今約4.8億年前的奧陶紀早朝。

  海百合由根、莖、冠三部分組成,莖呈細長的枝狀,由一個個環狀骨板構成。冠又包括具骨板的萼和羽狀的腕,萼長有海百合的“嘴”,而腕則用來捕食。一般海百合的腕有5~200隻不等,腕越多捕食能力越強。捕食時,海百合會將腕高高舉起,等浮遊生物被牢牢網住後,再將它們包上粘液送入口中。當海百合吃飽喝足時,腕枝會輕輕收攏下垂,就好像一朵行將凋謝的花。在二疊紀、三疊紀滅絕事件中,約96%的海洋物種滅絕,海百合也逐漸衰退。如今,人們只能在深海裡見到它們美麗的身影。

  七七有四個可愛的怪物,寶瓶也有一些石頭。

  阿龍是一個龐然大物,但憨態可掬而又身形嬌小的化石是鸚鵡嘴龍,別看它個頭小,卻是一隻成年恐龍。

  鸚鵡嘴龍所屬的家族是“角龍類”,因為嘴巴長得像鸚鵡,古生物學家才給它起了這樣的名字。鸚鵡嘴龍以植物為食,銳利的角質喙用來切割植物,但不適合咀嚼,所以會吞食很多石頭作為胃石幫助消化,古生物學家曾在它們化石的腹部位置發現多達50顆以上的胃石。有趣的是,古生物學家還發現,鸚鵡嘴龍在3歲以後,後肢生長速度會快於前肢。這說明,這種恐龍在小的時候是四肢著地的,長大以後才改為使用後肢的兩足行走,與人類行走方式完全一致。

  白堊紀末期,恐龍在距今最近一次的生命大滅絕事件中滅亡了。

  單體珊瑚的骸體,從幾毫米到幾十厘米,通常有體壁圍繞,表面飾有粗細不等的皺紋,但在進化程度比較高級的珊瑚中,體壁退化。

  複體珊瑚呈致密的塊狀體,或細弱的叢枝狀,由許多細小的珊瑚個體組成,有的從母體的軸部或側方分芽而出,有的通過珊瑚體壁上的孔或管,或各珊瑚單體之間共骨組織或間隙管相互貫聯。

  瘋狂的石頭,讓人們知道,搞不清每個的來歷,都不知星空在什麽地方。

  縱觀星空,人們從兩個不同的方向汲取了養分。一個是自然界,另一個則是邏輯思考的抽象世界。

  是兩者的結合讓星空物理具備了探知我們宇宙的能力。有人完美地理解了這個關系:“數學玩著他自己發明規則的遊戲,而物理學家則玩著由大自然制定規則的遊戲,但是隨著時間推移,越來越多的證據表明覺得有意思的那些規則和大自然選擇的規則是一樣的。”它們並非兩極分化,而是一個連續的思想光譜的兩端。

  對稱的故事告訴了我們,為什麽對一個好問題(“能不能解五次方程”)的否定回答能指向深刻而基礎的星空。重要的是為什麽回答是否定的。得到這個結論的方法可以被用來解決很多別的問題——其中就有物理學中的很多深刻問題。而我們的故事也表明,數學的健康發展也得益於物理世界為其注入了新的生機。

  星空數學的真正力量,恰恰就是這種人類對模式的感知(“美”)同物理世界的融合,後者既能幫助理論經受現實的檢驗(“真”),也是靈感的無限源泉。沒有數學上的新想法,我們就無法解決科學提出的問題;但是自娛自樂的新想法如果走向極端,就會淪為毫無意義的遊戲。科學的需求一直敦促著數學沿著富有成效的道路前行,並時常提出新的方向。

  如果數學完全是需求導向的,是科學的奴隸, 那不出所料,你得到的成果就會和奴隸做的一樣——悶悶不樂、慢慢吞吞、怨天尤人。如果數學完全由內在的好奇心驅動,那你只會看到一個嬌生慣養、自私自利的頑童——飛揚跋扈、目中無人、一意孤行。最好的數學需要平衡自身和外界的需求。

  這就是其“不合理的有效性”的來源。平衡的人格能從自身的經驗中學習,並將所學知識遷移到新的環境中。真實世界啟發了偉大的數學,而偉大的數學則可以超越真實世界。

  那位發現了如何解二次方程的無名巴比倫人,即使在他最大膽的夢裡也絕不會意識到自己的遺產在 3000多年後會變成什麽。沒人能預料到方程的可解性問題引出了數學中最核心的概念之一,即群,也沒有人預料到群其實是用來表達對稱性的語言。更沒有人能知道,對稱性其實是解開物理世界奧秘的鑰匙。

  解二次方程在物理上用處有限,解五次方程就更無足輕重了,因為任何解都是一個數值,或者只是一個專門為此問題設計的符號,並沒有象征意義,反倒掩蓋了問題本身。但是明白為什麽五次方程不可解,領會對稱在其中的關鍵角色,並將其背後的思想盡可能地深入下去,則開啟了整個新的物理學領域。

  這個過程還在繼續。對稱性對物理學,甚至對整個科學的影響,都還有待發掘。我們對此知之甚少。但是我們清楚地知道,對稱群是我們通向未知的必經之路——至少在下一個更強大的概念出現之前如此(也許它已經在某個晦澀的理論裡等待我們發掘了)。
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