復雜簡史

那么，這個驚人的蘇醒過程是如何發(fā)生的呢？它不是一個孤立事件，而只是一個過程的一小步。在138億年的無情歲月中，這個過程讓宇宙變得愈發(fā)復雜和有趣，并且，它的步調正在加快。

作為一位物理學家，我很慶幸花了過去1/4個世紀的時間來研究我們宇宙的歷史。同時，這也是一段精彩的發(fā)現之旅。得益于精度更高的望遠鏡、更強大的計算機和更深入的知識積淀，從我上研究生那會兒開始，人們爭論的焦點就已經從“宇宙是100億歲還是200億歲”轉變成了“宇宙是137億歲還是138億歲”。我們物理學家至今仍不能肯定，到底是什么觸發(fā)了宇宙大爆炸，也不知道大爆炸是不是萬事萬物的起點，抑或只是某個存在于大爆炸之前的狀態(tài)的結果。不過，多虧了一系列高質量的觀測數據，我們已經非常了解，宇宙在大爆炸之后發(fā)生了什么。因此，請允許我花幾分鐘的時間來總結一下這138億年的宇宙歷史。

一開始，就有了光。

在大爆炸后的一瞬間，從理論上來說，可用望遠鏡觀測到的整個空間區(qū)域比太陽的核心還要熱得多和亮得多，并且迅速膨脹。雖然這聽起來很壯觀，但實際上卻很無趣，因為那時候，我們的宇宙就是一鍋毫無生機、滾燙致密、沉悶均勻的基本粒子湯，除此之外，別無他物。宇宙各處看起來似乎都差不多，唯一有趣的結構是一些模糊不清、看似隨機的聲波，這些聲波讓這鍋“湯”的某些部分比其他部分的致密程度高出大約0.001%。許多人相信，正是這些模糊的聲波引發(fā)了所謂的“量子漲落”，因為量子力學主要創(chuàng)始人沃納·海森堡提出的不確定性原理不允許任何事物呈現完全無聊和均勻的狀態(tài)。

隨著我們的宇宙的膨脹和冷卻，它變得越來越有趣，因為宇宙中的粒子開始組合成日益復雜的物質。在開始的一瞬間，強核力將夸克組合成質子（氫原子核）和中子，其中一部分又在幾分鐘內聚變成氦原子核。大約40萬年后，電磁力將這些原子核與電子組合起來，形成了最初的原子。隨著宇宙繼續(xù)膨脹，這些原子逐漸冷卻下來，成為冰冷黑暗的氣體。“最初的黑夜”持續(xù)了大約1億年的時間。當萬有引力在這些氣體中放大了漲落，用原子組成了最初的恒星與星系時，長夜終于終結，宇宙的黎明開啟了。這些最初的恒星將氫原子聚變成更重的原子，例如碳、氧和硅，并在這個過程中產生了熱量和光。當這批恒星死去時，它們創(chuàng)造出來的許多原子又回到了宇宙中，形成了圍繞在第二代恒星周圍的行星。

在某個時間點上，一些原子組合成了一種能夠維系和復制自我的復雜形態(tài)。因此，它很快就變成了兩個，而且數量不斷增加，只經歷了40次翻倍，它的數量就達到了一萬億。這個最初的“自我復制者”很快成為一股不容忽視的力量。

生命降臨了。