生命的起源
我們賴以生存的地球在剛形成時,也是沒有生命的。它是經過漫長的化學演化,物理變化和人類的創造才變成今天這個樣子的。大氣中的有機元素氫,碳,氮,氧,硫,磷等在自然界各種能源的作用下,合成有機分子。這些有機分子進一步合成,變成生物單體。這些生物單體進一步聚合作用變成生物聚合物。如蛋白質,多糖,核酸等。蛋白質出現後,最簡單的生命也隨著誕生了。
生命與非生命物質的最基本區別是:第一個區別是它能從環境中吸收自己生活過程中所需要的物質,排放出自己生活過程中不需要的物質。這種過程叫做新陳代謝。第二個區別是能繁殖後代。任何有生命的個體,不管他們的繁殖形式有如何的不同,他們都具有繁殖新個體的本領。第三個區別是有遺傳的能力。能把上一代生命個體的特性傳遞給下一代,使下一代的新個體能夠與上一代個體具有相同或者大致相同的特性。生物體不斷地變異,不斷地遺傳,年長月久,周而複始,具有新特征的新個體也就不斷地出現,使生物體不斷地由簡單變複雜,構成了生物體的係統演化。
蛋白質和核酸是生物體內最重要的物質。沒有蛋白質和核酸,就沒有生命。在原始地球條件下,產生這些有機高分子的物質是可能的。從有機高分子物質組成多分子體係。根據推測,蛋白質和核酸等有機高分子物質,在海洋裏越積越多,濃度不斷增加,由於種種原因這些有機高分子物質經過濃縮而分離出來,它們相互作用,凝聚成小滴。這些小滴漂浮在原始海洋中,外麵包有最原始的界膜,與周圍的原始海洋環境分隔開,從而構成一個獨立的體係,即多分子體係。這種多分子體係已經能夠與外界環境進行原始的物質交換活動了。現在,已經有人模擬原始地球的條件,製造出了類似蛋白質和核酸的物質。雖然這些物質與現在的蛋白質和核酸相比,還有一定差別,並且原始地球上的蛋白質和核酸的形成過程是否如此,還不能確定,但是,這已經為人們研究生命的起源提供了一些線索。
從多分子體係演變為原始生命,是生命起源過程中最複雜和最有決定意義的階段,它直接涉及原始生命的發生。目前,人們還不能在實驗室裏驗證這一過程。不過,我們可以推測,有些多分子體係經過長期不斷地演變,特別是由於蛋白質和核酸這兩大主要成分的相互作用,終於形成具有原始新陳代謝作用和能夠進行繁殖的原始生命。
關於生命起源化學進化過程的研究,雖然進行了大量的模擬實驗,但是絕大多數實驗隻是集中在第一階段,因此,在對於生命起源問題還必須繼續進行研究和探討。
神奇的行星光環
1610年,意大利天文學家伽利略用剛剛發明不久的天文望遠鏡觀測土星,發現它的側麵仿佛有一些什麼東西。遺憾的是,直到他去世,也沒有弄清楚那些東西究竟是什麼。
其實那就是美麗的土星光環,土星光環厚約10餘千米,寬約6.6千米,它可以細分為幾個環帶,中間夾著暗黑的環縫。在太陽係八大行星中,土星,木星,天王星和海王星都戴有光環。其中土星的光環最為壯觀和奇麗,曾被譽為美麗的天體,它戴著的光環曾也被認為是不可思議的奇跡。
1655年,荷蘭天文學家惠更斯通過長時間對土星的觀測,終於知道了土星光環形狀不斷變化的緣由:我們在觀測時,土星以不同角度朝向我們,當它的側麵朝向我們時,薄薄的光環就仿佛隱藏起來了。而當正麵朝向我們時,那美麗的光環就會呈現在我們麵前。
1977年,包括中國在內的許多國家的天文學家,各自觀測到了一次罕見的天文現象——天王星掩恒星。這次觀測的結果使科學家們都甚為驚奇。在天王星遮掩恒星之前,人們已經觀測到一組“掩”,在天王星本體掩星之後,又觀測了另一組類似的“掩”,而造成這些“掩”的原因,就是由於圍繞著天王星周圍的一些“光環”。這些環都極細,而且彼此都離得較遠。1986年1月,美國發射的“旅行者2號”宇宙飛船飛越天王星時,又發現了幾個新的環帶。現在,已經知道天王星共有11道環。
1979年3月初,“旅行者1號”從離木星大約27.5萬千米處掠過,發現這顆巨大的行星也有一群細細的環。木星環厚約30千米,總寬度超過6000千米,光環與木星的中心距離約為12.8萬千米。
1989年8月,“旅行者2號”宇宙飛船飛越海王星時,證實了海王星也有光環。海王星的光環有5道。