大歷史年表--地球誕生到人類文明的出現(上)

 

如果說宇宙是從十三年前開始的…

那地球只存在了五年左右…

大型的多細胞生物只存在了七個月左右…

造成恐龍滅絕的小行星撞擊地球是三週前發生…

人科動物只存在了三天…

我們自已的物種-智人是在五十三分鐘前出現…

農業社會存在了五分鐘…

文明的所有書寫歷史存在了三分鐘…

現代工業社會是在六秒鐘前開始…

以上是Cynthia Stokes Brown在她的著作【大歷史-從宇宙大霹靂到今天的人類世界】中，把從宇宙開始迄今的漫長時間，用簡單的比喻，濃縮成我們能具體理解的小區段，你會發現人類只佔了地球時間的一點點。接下來我把這本書中前五章，從宇宙的形成到人類文明出現這段歷史，整理出一條主線脈絡並記錄下來，用以補足我們對人類文明出現前的那段空白，也讓大家能夠拉高視野，更宏觀理性的看待今日國際上正在發生的事情，思考未來人類要走的方向。

如果這些能引起你的興趣，強烈建議要去閱讀這本書，豐富多面向的角度與科學研證過的內容，會讓你看的津津有味欲罷不能。當然，百億年的歷史，要寫入一本四百多頁的書中，必須有很多取捨。像英國女王伊莉莎白一世的精采故事、太陽王路易十四的豪奢人生、天才達文西的創作成就等等，許多刻劃人性與情感的內容就沒辦法在這本書中記上一筆。

~圖片取材自維基百科~

 

一百三十七億年至四十六億年前  膨脹的宇宙

一切要從一個難以想像的事件開始：大霹靂The Big Bang，我們這個宇宙是從單一的點爆發而產生，這個點的大小和一個原子差不多。我們所知的一切物質、能量、空間和時間，都以超乎想像的密度一起塞在這單一的點中。原本被緊密壓縮的空間如潮浪一般向外展開，直到如今仍帶著物質和能量向四面八方擴張，溫度也在持續下降。最初這股擴張的力量足以使一千億個星系向外飛奔一百三十七億年，宇宙至今仍持續擴張中，不曾停歇。

宇宙一開始是由宇宙電漿所構成，這種同質的物質因為溫度太高，以致於完全沒有所謂的結構。在以兆度為單位的溫度下，物質和能量可以互換；誰也不知道能量是什麼，但靜止的能量就是物質。隨著宇宙冷卻，夸克(quark，目前所知的最小物質組成元素)開始以三個一組的方式凝結起來，形成質子和中子。這個過程發生在大霹靂之後的十萬分之一秒左右，這時溫度已經下降，大約比太陽內部熱上一百萬倍。百分之一秒後，這些質子和中子開始互相結合，形成最輕的兩種元素，氫與氦的核子。

大霹靂發生後不到一秒鐘，主宰物質的四種基本力量業已形成：重力、電磁力、強核力和弱核力。科學家相信這四種力量必定是同一種力量的四個層面，但他們至今仍無法創造出一套統一的理論。這四種力量構成完美的平衡，宇宙才能以可持續的速率繼續存在及擴張。在不斷的擴張和冷卻期間，帶有負電的電子從原本極快的速度逐漸趨緩。原子核、質子和中子帶的是正電。一旦電子流動的速度夠慢，原子核就能靠本身的電荷把電子吸過來，形成第一批電中性的原子：氫與氦，兩者是最輕的元素，與最早的物質，也是宇宙史的關鍵時刻。

宇宙在大霹靂發生約三十萬年後，巨大的氫雲與氦雲四處漂流，每一朵獨立的氫雲和氦雲各自成為一個因重力而結合的星系。這是因為氫原子與氦原子互相撞擊，撞擊時的摩擦創造出極高的溫度，使電子從原子脫離。氫核子開始融合，形成氦離子。根據愛因斯坦的質能轉換公式，這種融合反應會釋出巨量的熱/能，只要減少一點質量，能量就會以光速平方的倍數增加，當氫開始燃燒，每秒有數以百萬噸計的物質化為能量，因為誕生了一顆恆星，不久後宇宙第一批恆星就誕生了。恆星形成時，同時使不同的星系互相合併，我們的銀河系得天獨厚，在一百二十億年前的宇宙初生時期，誕生在一個並不擁擠的區域，呈現一個完整的螺旋形。

恆星的大小與密度千變萬化，經年累月下來，會從一種類型演化成另外一種類型。其中一種叫超新星，扮演了極為重要的角色，巨大的超新星變成黑洞，比較小的超新星則外爆，在其不斷燃燒的核心裡，氫元素被燒成氦元素，然後氦被燒成碳；核子融合成更大的核子，例如氧、鈣，然後繼續融合出元素週期表的所有元素。大約四十六億年前，我們銀河系中一枚超新星爆炸，一顆恆星，也就是我們的太陽，開始從殘骸中升起。

在太陽形成的初期，一個由殘餘物質構成的圓盤繞著太陽轉動。這些氣體元素互相撞擊，產生微小的塵埃，這些塵埃很不穩定，使圓盤變成一圈圈間隙的環帶。這些環帶中的塵埃不斷聚集，聚集的核心便形成行星，由於太陽的重力使然，內圈的四個行星(水星、金星、地球、火星)重量比較大，具有岩石質地的硬殼，而外圍的行星(木星、土星、天王星、海王星)重量比較小，以氣體為主要成分。在三個比較小的行星上(水星、金星和火星)岩石形成後不到十億年，所有的活動業已終止。而在最大的四個行星上(木星、土星、天王星和海王星)沸騰的氣體活動一直持續到今天，類似太陽系最初的狀態。唯有地球剛好大小適中，可以產生重力和電磁平衡，在燃燒的地心周圍形成固態的岩石地殼，在我們的太陽系裡，只有地球上的化學活動仍持續變化，形成複雜的分子。

當地球冷卻到一定程度，足以在地表形成岩石後，一股股熔岩流從地心上升，把地球內部形成的化學元素帶到地表，不斷改變地球的大氣層，這些元素主要是甲烷、氫、氨、碳。巨大的閃電和雷鳴攪動這些化學成分，經過了大約五億年的懷孕期，大地之母已經準備產下有生命的分子。

從大爆炸形成的宇宙演化圖解。在這幅圖中宇宙以二維呈現，第三維度是時間，向右是時間流動的方向。

太陽在銀河系中的位置圖。角度表示銀道坐標系中的經度。

四十六億年至三十九億年前  孕育生命的地球

科學家認為地球本身是有生命的，主動透過不斷的改變和發展來維持基本的穩定性，讓大氣層和地表的沉積物形成了一套自我調節系統，保持延續生命所需要的空氣組成和地表溫度。科學家認定最早的生物是在地球誕生後的七十五億年間出現的細菌細胞。

 

三十九億年至十八億年前  細胞與生命過程

這些原始細胞發展出蛋白質、核酸和遺傳密碼，變成真正的活細胞。這些最早的活細胞密封在薄膜裡，大約包含五千個蛋白質，還有一股股的核糖核酸RNA和去氧核糖核酸DNA在薄膜裡到處漂浮。這些細胞的直徑大約是百萬分之一公尺，不斷複製本身的RNA和DNA，激發蛋白質的組成，達到自我維護和自我複製的目的。這個從無生命邁向有生命的步驟究竟是怎麼發生的，目前仍是一團謎，必須有新的數學觀念才能洞悉箇中奧秘。從三十九億年至十八億年前，細菌以神秘的方式演化，創造出發酵作用、固氮作用、光合作用、運動功能，以及行星生態系統的基本原理。在這二十億年間，細菌覆蓋了地表每一個角落，已經演化出所有主要的代謝系統和酶系統，不過仍然是沒有細胞核的細胞，又叫做原核生物。它們的基因在細胞裡自由漂浮，還沒有被裝進染色體中，即便如此，細菌已經建立起這個行星系統的基本原理。

原核生物細菌

十八億年至四億六千萬年前 新細胞與兩性伴侶

當大氣含氧量上升到百分之二十一的時候，有些細菌演化出一種新的細胞，叫真核細胞。這種細胞有兩大特徵：被本身的薄膜所包裹的細胞核，以及使用氧氣的器官，叫粒線體。像這樣從無核細胞一躍成為有核細胞，許多人視之為生物史上最偉大的壯舉。這種新細胞的體積和複雜度都遠遠超過無核細胞，細胞核裡的染色體包含的DNA比無核細胞多了一千倍，光是這些巨量的DNA究竟有什麼功能，就是一個令人費解的生物之謎。有些新細胞也具備光合作用的器官，叫做質體或葉綠體。

這些有核細胞形成的生物，演化出一種新的繁殖方法，需要兩個伴侶才能完成。一個生物的精子細胞和另一個生物的卵子細胞結合，結合並分裂後產生的新生物，仍有一組完整的染色體，這種有性生殖的作用方式一直延續至今。生物史有六分之五是細菌的故事，它們創造了所有促成人類演化的化學結構。我們經常視為待征服的微生物，它們卻是我們要尊敬的始祖，每個人身上都有上兆個細菌正在輕啄我們的皮膚。它們一如過往主宰著世界；生命實體愈小，複雜性愈低，自然愈容易形成和維護。

 

四億六千萬年至六千五百萬年前 植物與地球表面  動物上岸

在單細胞的藍綠菌有了生命之後，一群群的細胞黏在一起，形成聚落，並發展出保持內濕外乾的能力。有了這個演化的優勢，藍綠菌存活下來且數量倍增，成為早期的植物，和現代的苔蘚植物有親緣關係。到了四億六千萬年前，第一批植物孢子上岸了。到了陸地上，植物必須立體化，並且發育出堅硬的莖幹，把水分往上輸送，同時把養分從末端往下傳送。接著出現了種子，保護植物胚胎不會在缺乏水分時枯死。接著冒出了蕨類，陸地完全被這種植物覆蓋。

這時地球上的陸地也開始從一大塊的盤古大陸，分裂成上、下兩半，上半部叫做勞亞大陸(北美洲、歐洲和西伯利亞)，下半部叫做岡瓦納大陸(南半球)。後來岡瓦納大陸分裂成南美洲、歐洲、馬達加斯加、阿拉伯、澳洲、南極和印度。盤古大陸分裂之後，蕨類種子樹木演化成針葉樹，接著演化成開花植物和硬木樹。

動物始於海中，上岸的時間比植物稍晚，可能是因為它們在海裡演化出的體積和複雜性。最早演化出的動物是海裡的軟體生物，率先登陸的可能是一種很像潮蟲的生物，大槪是因為海裡變得危險，適合潮蟲生存的海岸線大幅減少。另一種生物真菌也上岸了，真菌代表有核細胞的第三種基本演化方式，既非植物亦非動物。真菌從孢子所形成，每個細胞可能有很多細胞核，他們取得養分的方式是直接從土壤或木頭裡吸收分子，而非藉由攝取食物或行光合作用。

兩億五千萬年前，這個生活共同體(植物、真菌、動物和細菌)遭遇重大威脅，超過百分之五十科的生物都滅絕了。我們現在知道從地球誕生至今，至少發生過五、六次的集體滅絕，這次的生物大滅絕是最慘烈的一次。這場大滅絕最大的凶手是海平面、大氣層，以及氣候變遷；大規模的火山爆發，或是外太空撞擊。集體滅絕後，生命似乎用比平常更快的速度創造許多新生物。在兩億五千萬年前的大滅絕發生前，兩棲動物是動物界的霸主，有的已經演化成爬蟲類。大滅絕之後，爬蟲類數量倍增，快速演化成我們稱之為恐龍的神奇生物，長達一億多年的時間成為世界的主宰。地質學家把恐龍生存的這幾個年代稱為三疊紀、侏羅紀和白堊紀。

恐龍時代的氣候是熱帶氣候，水裡充滿了魚類和兩棲動物。植物、花朵和蜜蜂隨處可見。恐龍發展出交配的模式，有的甚至開始照顧卵和後代。毛茸茸的小哺乳動物在地上跑來跑去，天黑之後出來獵取植物和動物，當時還沒有穴居人，鳥類則剛開始從翼龍演化出來。

盤古大陸