宇宙生命之谜

第1篇：宇宙生命之谜

宇宙万物皆是保守与自由对立统一的生命

摘要：如果不从根本上解决精神发展的起源，不可能正确阐明物质与精神的关系及其精神的复杂性。如果仅仅从地球生命谈起或者从对基因的理解说起或者生命从水里诞生讲起等等，都是隔断历史和断章取义，不可能正确阐明生命。同样，如果仅仅从对规律性的信念出发研究物质或自然，而忽略了与规律性永伴相随的自由性并以偶然性取代之，也是对物质客观本性的严重误解和片面化，也不可能正确阐明生命的固有内涵和演化发展。研究发现，宇宙万物都是生命，原因在于其内部运行着保守与自由对立统一的固有机制，这一原始动力推动着生命的生存演化。宇宙起源即生命起源。宇宙万物只不过是不同阶段不同层次的无数个体生命。在宇宙时空中无论在横向上还是在纵向上都表现出生命的无限多样性、系统规律性、自由变化性和相对稳定性。

关键词：宇宙万物;保守;自由;对立统一;生命

传统上我们总是对生命和非生命做出严格区分，认为二者具有本质的区别，有着不可逾越的鸿沟。但在事实上，生命是由非生命演化而来，二者之间的差别是有限的，在最深本质上是无区别。对生命与非生命做出有如天堂和地狱般的严格区分，其后果必然给对生命的解释带来神秘色彩，进而导致对生命的躯体与精神的关系以及对精神活动的阐明遇到逻辑上的困境。本文将要论证，宇宙万物原本都是生命，本宇宙在起始处就是生命。生命表现出演化性、连续性、突变性、多样性和复杂性，生命演化发展和变幻无穷的根本动力在于事物本身或生命本身所固有的保守与自由对立统一的原始机制。我们过去对自由概念的理解是极其狭隘的，把自由性只赋予地球生命或只赋予人类，只承认有意识的自由性，而否定无意识的自由性，这是严重的错误。自由性存在于每个事物，正因为自由性的普遍存在以及与保守性之间的对立统一才最终导致了地球生命乃至高级生命的诞生;也只有引入广义自由概念才能在根本上阐明精神发展的来龙去脉和人类意识思维的复杂性。

一、引言：哲学没死，科学偏了

伟大的理论物理学家史蒂芬·霍金在他的《大设计》一书中开篇就讲道：“我们怎样理解我们处于其中的世界呢?宇宙如何运行?什么是实在的本性?所有这一切从何而来?宇宙需要一个造物主吗?我们中的多数人在大部分时间里不为这些问题烦恼，但是我们几乎每个人有时都会为这些问题所困扰。按照传统，这是些哲学要回答的问题，但哲学死了。哲学跟不上科学，特别是物理学现代发展的步伐。在我们探索知识的旅程中，科学家已成为火炬手。”① 是的，在对未知领域的探索中，科学家的确充当着火炬手的作用。但哲学没死，不仅没死而且愈加发挥作用，它在充分利用包括科学发展成果的经验基础上，不断阐明世界的整體图景及其本质，对此科学是不可及的，因为它忽略了与规律性永伴相随的自由性这一重要维度。

追溯起来，哲学的发展一直也必须在经验基础上经过抽象概括而前进，没有经验基础，哲学的发展是不可能的，也是不可想象的。即便是先验论哲学家们，也是在经验提供的素材基础上通过逻辑和想象力进一步构建出他们的先验理论的，更不用说其它理论了。科学本身的发展更是如此，但科学的优势在于它不是停留在自然观察的经验层面，而是通过科学实验来让自然现象重复出现以主动获取经验和开拓前进。尽管人类的本能遗传，根本上奠基和决定着我们获取知识的能力，但人类的所有具体知识，正如康德所说都是从经验开始，在经验基础上一点一点积累和一步一步前进的，如果没有经验，人类不会增长知识。正因为科学的实验探索进而理论探索所具有的经验意义，科学家成为急先锋，成为了哲学理论发展的主要经验来源和理论的重要参考维度，因此把科学家当作人类知识探索的火炬手是可以接受和名副其实的。然而科学家作为火炬手，他虽然不断开辟着经验，但具体的研究被限定在有限的研究领域。他不像哲学家那样把整个自然社会人类思维作为自己的研究对象，而是把发现自然界的规律作为自己研究的具体目标，因而他仅能发现真理的一个侧面，而不会考虑和发现真理的其他侧面。事实上，自然科学大大忽略了自然万物的自由性，而自由是万物的基本维度也是生命的基本维度。科学家惯以偶然性来对待自由性，或以统计规律来忽略和抹平自由性，或者根本不承认自然界的自由性，这是自然科学的严重缺陷。偶然性的终极根源是自由性。哲学可以把逻辑与自由统一起来考虑宇宙万物或生命，因此它能够正确回答世界或生命的最内在本质。逻辑与自由对立统一的存在才是宇宙万物的本真状态，只有对二者之对立统一性加以研究和阐明才能成为完整的科学，从这个意义上哲学才是真正的科学。现在的科学主要是研究和发现自然的规律性，因为自然的自由性处于极低水平，它被紧紧束缚在规律限定的范围之内，即便有突出表现，也被认为是偶然性，而大量的自由性则被看作是偶然性并以统计规律来平均其效应。因此，并不是科学比哲学生命力更强，而是相反。哲学不仅没死，而且要继续活着，因为只有它才能够正确回答宇宙万物的内在本质及其完整意义。

从生命的广义上讲或者说从生命本源上讲，包括地球生物在内的整个宇宙万物都是生命，生命的根本标志在于每个物质都是逻辑与自由的对立统一体，更确切地说，都是保守与自由的对立统一体。只要是这二者的对立统一物，便称为生命。研究表明，所有实在都是这二者的对立统一体。当然，这只是生命最基本最内在的本质，除此之外，它还具有其它诸多基本对立统一性，而且在生命各个层面上都有其相应的对立统一性。生命不是由无机物渐变或突变产生，而是本来都是生命，由生命产生生命，生命超越生命。整个宇宙万物都是生命的相互转化和演化，高级生命是由低级生命演化而来，有机生命是从无机生命演化而来，而并非是从无生命中产生出来。生命的本质都是保守与自由的对立统一体，只是复杂程度不同而表现各异。无机物是自由性很低的生命，而我们所知的发展程度最高的对立统一体就是地球生命及人类生命，当然不排斥地外或宇宙其它地方有更高级生命。

二、对生命起源的认识

什么是生命?我们参考美国《科学》杂志对生命的定义：“生命泛指一类具有稳定的物质和能量代谢现象并且能回应刺激、能进行自我复制(繁殖)的半开放物质系统。简单来说，也就是具有生命机制的物体。”② 生命的最小单位是生物。生物由一个或多个细胞组成，能够新陈代谢，维持恒定性;可以成长，回应刺激;可以繁殖甚至演化，以适应外界环境;继续繁殖并产生后代③。我国的生物学教科书也是与此大同小异的表述。

关于生命起源，从古至今有很多研究和多种说法。如科学出现之前，有盘古开天辟地，女娲造人;上帝创造天地万物及第六日造人等等。到了19世纪，达尔文的《物种起源》确立了生物进化论，其实质是化学进化论。而现在的生命进化研究，一是通过化石获得早期生命的证据。研究表明生命起源不晚于35亿年前，大约出现于距今40至38亿年前。科学家在格陵兰的一块岩石中发现了38.5亿年前的生命痕迹——有机碳④。二是理论研究。科学家认为，“地球早期形成的大气层充满了还原性大气，主要由氨气、氢气，还有水、一氧化碳、二氧化碳和氮气组成，这使得原始地球初期形成的生物有机分子得以积累和保存;那时的大气层无游离氧，地球外层空间也未形成臭氧层，因此，强烈的太阳紫外线对早期大气中的化学反应起着重要作用;频繁的雷电、宇宙射线也是原始地球化学进化中的重要能源;更重要的是，原始海洋的形成为生命诞生准备了必要条件”⑤。对此，美国科学家米勒1953年做了一个著名的实验，他“把氨气、氢气，还有水、一氧化碳放在一个密封的瓶子里，在瓶子两头插上金属棒，通上电源，通过这个类似于闪电作用的装置，一周之内产生了大量的氨基酸”⑥。这说明在地球表面，在满足一定条件下，无机分子能够合成有机小分子。事实上科学家真的研制了合成有机分子，如人工胰岛、酵母丙氨酸转移核糖核酸等。那么，在原始地球的适宜环境下，形成的有机小分子汇集到海洋，经过亿万年的积累，使原始海洋成为富含有机小分子的所谓的“营养汤”。当它达到一定浓度时，氨基酸之间结合成为蛋白质，而核苷酸之间结合成为核酸。蛋白质与核酸又经过一系列化学变化，形成具有类似膜的结构，并在酶的作用下产生淀粉或聚合核苷酸反应等，最终聚合为多分子体系形态的原始生命。

通过以上对生命形成过程的简略考察，我们发现这些构成生命的原始物质，无论是无机物质，还是有机物质，或者原始“营养汤”，其中的物质能够相互结合，这个能力不是外界条件强加的，而是各自具备了能动性，包括地球环境条件，它所提供的环境物质，都带有能动性。正因为具有能动性，才能够引起化学反应，反之说，化学反应就是能动性的最好证明。参加反应的物质无论是主动者还是被动者，或者说作用者还是反作用者，都具有能动性;而只要具备能动性，我们就认为它具有自由性。我们认为自由性并非单指有意识的自由性。有意识的自由性只是到了地球生物层面才具有，而多数自由性是无意识的。正如我们个体的人在一天生活中除了有意识的自由性之外，又有多少无意识动作呢?可以说有无数次，如眼球的动作，手的各种无意动作，睡眠中的动作，以及我们每天的走路，当我们确定方向之后走路的具体细节并不总是有意识的，甚至无意识动作比起有意识动作多的多。那么，这些无意识动作能不称其为自由性吗?难道它是由外界操纵的吗?尽管我们对它是不知不觉的，但仍然属于人的自由性，且离开了这些自由性，我们还无法生存下去。所以自由性应该包括有意识的自由性和无意识的自由性，只要这个动作是自主的，包括乱动都应属于自由性。地球生物的自由性已具有了有意识的自由性，而处于比地球生物低层次的物质其自由性表现为无意识的自由性即乱动，或者说在规律性基础上又表现出任意性来。有意识的自由性和无意识的自由性都应属于“自由性”这一概念，这是我们提出的新观点和坚定的信念。没有最基本的自由性就没有化学反应可言，只要有化学反应必然具有自由性。物理学上的作用与反作用定律就是自由性的最简单和典型的表现形式，也是其后发展出来的地球生物对环境刺激作出反应的最初形式。因此，形成生命过程中参与化学反应的所有物质及其最微观的组成部分，都具有各自特征的自由性。

参与化学反应的物质都具有自由性，这是一个方面。另一方面，生命不只是上面所讨论的那样，由几种无机分子在一定的地球环境条件下，通过一系列化学反应最终变为有机生命——给人的感觉好像是这几种无机物具有特殊的地位，在一定条件下就奇迹般地变成了有机生命;好像无机物与有机生命之间截然不同，生命只是这几种物质偶然巧合的结果。以偶然巧合来解释生命来历，一是不客观，二是不科学，要是如此偶然，生命产生只能由超自然的神来安排，否则不能理解。因此对生命必须赋予必然性。我们认为，有机生命的产生只能是原有生命不断演化及其复杂性不断提升的结果，至于具体的生命能不能产生以及何等复杂，取决于原有生命与环境的相互作用和适者生存、优胜劣汰的法则。参与化学反应的诸如氨气、氢气、水、一氧化碳等，本身具有生命性质，或者说潜在地包含着未来的生命因素，或者说它们就是生命，是不同級次的生命。如果它们没有生命的潜在因素，条件再好也不会形成生命，它们内在地包含着生命的种子。同理，我们对这些构成生命的基本物质再分析再追溯其构成，可以一直追溯到质子、中子、电子和光子，追溯到夸克或者更基本的某种状态或形式，如超弦，我们会依然断言，这些基本粒子都具有生命的潜在因素。这是合乎辩证法的逻辑推理。内因是变化的根据，外因是变化的条件，对于变化内因是决定性的，外因只能通过内因起作用。生命形成也是如此，参与生命反应的那些无机物质就具有生命因素，只是这个因素深层次地潜在地包含在这些无机物质里面罢了。对生命与非生命做出截然的区分是武断的，它们之间的联系不仅是天然的，而且是本质的。只有如此理解，才能够正确阐明生命演化的过程及其各个层次的生命形态。更深入的研究表明，各层次生命的根本力量来自于它所固有的保守与自由的对立统一性质，其中保守性导致了各层次生命具有和谐结构和逻辑规则即规律性，而自由性则导致生命具有了自由活动、适应能力和创新能力。

三、生命是保守与自由的对立统一体

这里，我们对生命做出广义定义，“生命是保守与自由的对立统一体”。由于具有这种性质，生命的表现形态和演化能力是无限的，也正因为如此，宇宙万物表现得如此斑斓夺目和变幻无穷。这个定义能够在最本源上概括和反映出生命的本质力量，通过它能够把所有事物和地球生物贯通起来，能够客观地阐明生命的本真状态和演化过程。上面引用的《科学》杂志的生命定义是狭义的，与我们做出的广义生命定义之间不矛盾，广义生命定义具有普遍性，它包含狭义生命定义，狭义生命是广义生命在地球层面的特殊化。

下面对广义生命定义的内涵做出解释。

所谓“保守”，是指物质所固有的结合和凝聚的能动力量，它成就生命的有序结构及其逻辑规则并遵守规则和无限追求结构的和谐完美。由于“保守”力量的存在，使得相邻或相关物质相互结合和凝聚，使其自动相互协调，进而形成和谐结构，与此同时形成本结构所有成分共同遵循的规则即规律。当形成结构后，各物质成分按照其规则或规律力图守护结构并使结构趋于和谐完美，使其高级生命的躯体结构和精神结构愈加复杂化、智能化、伦理化，这是所有成分自然协同的结果，这里包括自然界的无意识协同和人类的有意识协同。如广义相对论里讲的质量使得空间弯曲，由此成就大小不等的无数天体结构，就是保守性的典型表现。弯曲的根本原因是保守，质量的固有保守性导致时空弯曲，弯曲不是外力所致，反而引力是空间弯曲的效应。霍金认为，万有引力定律只是我们宇宙的独特规律，别的宇宙也有相应的独特规律⑦。我们认为，这分别是各宇宙所含成分自相协调的结果，也是保守性所致的共同遵守的规则。

我们平常信以为真的固有认识是，一切事物都是必然与偶然的统一，它的同义语是一切事物都是规律性与偶然性的统一，也可以说逻辑与偶然的统一，这些术语是等价的。因为，规律性指的是事物发生发展的必然的因果关系，必然的因果关系就是逻辑关系。只要具备条件事物的这个过程是必然发生的，其因果顺序是不可改变的，这就是必然的逻辑或逻辑的必然或称为事物的规律。这里的规律或逻辑是对已形成的现成事物而言的，但是它们又是怎么来的呢?人们一般会说，规律是事物所固有的。但是这没能回答问题的实质，到底是怎么个固有，也就是必须对固有的来历作出解释。不论规律或逻辑是在事物之前就存在，还是在事物之后形成的，总有个起源，这是个大问题。甚至霍金也认为，“众多宇宙从无中创生。它们的创生不需要某种超自然的存在或上帝的干预。毋宁说，这些多重宇宙从物理定律自然发生”⑧。其言外之意是规律先于事物，正如柏拉图的理念，它独立存在于事物之外，事物是理念的分有。而我们的观点不同，事物的规律既不先于事物而超前，又不落后于事物而滞后，而是在事物形成过程中与事物同步形成，其动力来自于事物固有的保守与自由的矛盾机制，起主导作用的是保守性。在保守性的强大压力下，构成事物的组成部分自动协调，其结果自然形成了共同遵循的规则，也就是我们通常所说的自然规律，之所以如此，是由于结构整体及其成分和谐共处的需要，是各成分生存发展和自我完善的需要。这正如我们社会的交通规则的确立，取决于我们对安全的需要，不是左侧通行就是右侧通行。对于地球外的高级生命或旁观者来说，交通规则就是地球人类的自然规律，而且这个规律将伴随人类生存的始终，与其它自然规律没什么不同。事物消亡则规律消亡，我们的宇宙消亡则万有引力定律随之消亡，或者说爱因斯坦方程随之失效。可以料到，当我们说到规律就是规则的时候，肯定会有人质问，按此说来，规律就是主观的了或人为的了?事实是规律就是事物成分共同协同的规则，因为大自然的每一成分都有程度不同的保守性和自由性。只是由于自然事物的生命极其漫长，其规律效应也就极其漫长。我们曾坚定地认为，自然规律是永恒不变的，其实不然，自然事物与其规律共命运同患难、同生同灭。人类社会所形成的生产力与生产关系、经济基础与上层建筑之间的对立统一等等规律，也是在保守与自由对立统一机制下，人类社会成员自相协调和选择的结果，是人类社会所独有的和与人类社会共命运同患难、同生同灭的，只是由于人类自由性大大增强，它远不同于大自然中保守性主导而自由性有限的情况，结果人类社会具有了极大的不确定性、随机性和偶然性，从而削弱了人类社会规律性的严格性和必然性。至于事物的规律或事物的逻辑又有什么样的内部联系，应该说更深入的本质是与物质能量密切相关的信息联系。自然界和人类社会中本质的信息联系在人类看来是抽象的，即便如此，人类仍然可以借助于抽象思维、数学工具和语言文字实现既抽象又形象的表达和把握。对这一论题，需要深入讨论和认真论证，这里不予以展开。

“保守”与“吸引”概念不同，吸引只是保守性的引力效应，保守性包含着建构性和完善性内涵。物质结构或生命结构之所以追求和谐完美，其原因在于，在保守压力下物质的内在成分必须相互协调以至于和谐完美，才能保证整体结构及其每个成分的稳定性和生存发展，才能顶住由保守引起的内向压力和由自由引起的外向逃逸，使之處于相对平衡的状态，所以这是一个适应环境和自然选择的过程。讲到这里，人们会联想到人的思想和行为上的保守僵化与本“保守”概念之间的联系区别，可以明确回答，人的保守僵化就是生命的固有保守性在人的思想和行为中的过度表现。

所谓“自由”，是指物质所固有的脱离和逃逸约束的能动力量，其行为是自主的、不是由环境强加的，它抵抗结构和逻辑的束缚，表现为无意乱动和有意活动。凡是物质成分除了具有由保守决定的遵守规则的特点，都具有自由活动的自然倾向和力图逃脱结构束缚的个性。如原子中的电子，除了受制于核与核外电子的由保守引起的相互吸引和结构约束之外，还呈现出力争脱离结构，向外向切线方向按惯性逃离的性质，两种性质相抗衡的结果就是在能量允许的范围之内，电子只能围绕原子核运动。地球绕着太阳，月亮绕着地球等等，无不如此。还有其它无数天体，都是一方面具有相对稳定的结构，另一方面具有自由性质和具有个性特征，是保守与自由二者的对立统一。

所以，一切事物都是必然与偶然的统一应该更准确地说成一切事物都是逻辑与自由的对立统一，或者说一切事物都是规律与自由的对立统一。我们一直以来认为的所谓“偶然性”，实质上是由“自由性”导致的后果，偶然性的终究根源是自由性。“自由性”以直接的或更多是间接的过程，乃至经过无数个这样的环节和过程造就的后果即“偶然性”。人们之所以理解成偶然，一是因为此事的出现太随机了，没有规律可把握;二是因为人们对自由性的认识太狭隘，甚至只允许人类具有自由，而不相信其它生物也有自由性，更不用说无机物质了。这种对自由概念内涵的界定太偏狭、不客观，是严重的误解和自我束缚。当然，通常当我们面对自然界时，以偶然性取代自由性，或以自由性取代偶然性，其物理效果是等同的，因为自然界物质的自由性很低，一般来说，它被紧紧地限定在宏观规律允许的范围之内。如热力学统计物理主要在分子水平上研究物质的规律性，量子力学主要在亚原子水平上研究物质的规律性，二者都是以统计或概率来处理大量组分的偶然性。但是如果从生命的高度去看，偶然性与自由性的意义就绝不可混同，后者才是客观正确的，偶然性必须转换成自由性概念加以理解和处理。对于研究整个生命演化和地球生命，特别对精神发展的研究而言，偶然性与自由性更有着实质性、原则性的区别。只有引入广义的自由概念才能客观反映物质或生命，才能正确阐明整个生命和精神演化以及人类社会的复杂活动。

“自由”与“排斥”概念不同。自由意味着本身具有独立的任意能动性，而排斥意味着相互对立，是两个物质自由性的对立状态和效应。最基础的自由性表现为惯性，惯性定律描述的就是自由性这一特性。宇宙膨胀就是宇宙所有物质的自由性在宇宙空间中的综合表现和宏观效应，并不是宇宙以某一点为核心的向外膨胀，而是宇宙所有点都在膨胀，其实质表现为宇宙每一点的自由性，其效应表现为整体宇宙的膨胀。人的所有自由活动就是生命的原始自由性在人的思想和行为中的体现。

所谓“体”，是指客观实在，就是具有物理时空和物理内容的不依人的意志为转移的客观存在。在本文第七节的讨论中将会看到，当真空量子涨落即爆炸之后会产生物质与反物质。产生的物质具有实在性，生命就是由此开始。当它不爆炸而处于纯然真空状态时，不具有实在性因而不是生命，因为没有物理内容，它只是潜在地包含着生命的无限可能性。

综上，“生命是保守与自由的对立统一体”。下面我们以自然科学的研究成果为基础，对宇宙生命地球生命演化的主要过程和重要环节作出考察，以说明广义生命概念的普适性。

四、对宇宙起源和演化的广义生命考察

既然把宇宙万物看作是生命，那么我们根据现代科学成果，从宇宙形成说起。根据爱因斯坦广义相对论的合理推论和大多数科学家所认可的观点，或者说根据热爆炸的宇宙模型，我们在其中生活的宇宙是从一次大爆炸开始了它的生命历程。在此，我们简略考察这一生命的大致过程。

霍金认为，浩瀚天宇包含着无数像我们这样的宇宙，他计算的结果是约有10050个⑨。我们宇宙的时间跨度约有137亿年，空间跨度约有460亿光年⑩，因为约在137亿年里，宇宙膨胀了约460亿光年的空间跨度。根据彭罗斯和霍金的奇性定理，“奇点和奇环是一种普遍现象。满足爱因斯坦广义相对论的时空，如果存在物质，并且因果律成立，那么就一定存在奇点或奇环”{11}。奇点是指宇宙的时空起点，奇环是指宇宙的时空终点。这意味着，尽管浩瀚天宇无始无终，但其中具体的宇宙是有始有终，有时间过程的。

我们顺着科学家提供的宇宙简史进行考察{12}。首先需要清楚的是，在物理学上讲的温度是指粒子的平均能量(或速度的测度)，按我们这里的哲学理解，温度就是粒子自由性的平均效应。温度高意味着其中粒子自由性强，反之亦然。我们的宇宙大爆炸之时，宇宙体积几乎是无限小而密度极度大和温度极度高，这是量子效应，对于它的物理规律，科学家还没发现。这里，体积无限小意味着其保守性达到了极点，使得宇宙时空弯曲为无限小;爆炸的那一瞬间温度增至极度高，说明其中的宇宙成分自由性极度强，此时宇宙由保守性主导向自由性主導逐渐转化。当然，并非完全由保守彻底转化为自由，宇宙仍然是保守与自由的对立统一体。尽管科学家还没给出奇点的物理规律，但对奇点及其爆炸后生命过程的这一基本矛盾，我们能够大胆地做出这种解释。

对于宇宙爆炸至10-43秒之前的过程，科学家有描述，但可靠性方面还有待进一步研究。科学家认为，我们的宇宙是十一维时空(十维空间和一维时间)。当爆炸至10-34秒时，保守力量使得宇宙的十一维时空极度弯曲，其效应表现为四大力的合一与宇宙膨胀率(爱因斯坦的宇宙常数)的对立统一，而宇宙的基础形态是由七维空间自行包卷的线度为普朗克长度10-33厘米的七维球，“超弦”就是作为实体振动的无穷细小的弦，每根“弦”相当于一个夸克，是宇宙万物的最基本质料即最基础生命，变频振动是超弦的自由性表现。质子由三根弦构成，各种力也都是超弦振动的效应。

当宇宙年龄为10-35秒时，宇宙进入爆胀阶段，自由性有所增强，保守性有所减弱，其效应表现为强核作用、弱核作用和电磁作用力的合一与宇宙膨胀率的对立统一，具体形态表现为10-30厘米的宇宙，质量能量为质子能量的1014倍，其中温度和动能是自由性的重要标志。

当宇宙年龄为10-12秒时，保守性进一步减弱，自由性进一步增强，其效应表现为弱核作用和电磁作用的合一与宇宙膨胀率的对立统一，具体形态表现为包括W粒子Z粒子在内的基本粒子所组成的浓稠物，其数量级为10-16厘米，它们因温度和动能极高而像光速般运动，自由性极强。

随着宇宙进一步膨胀和变冷，保守性表现为强核作用，把原子核的质子和中子以及质子中子本身束缚住;作为自由性的弱核作用能够引起放射性。

由于原子核与核外电子之间保守与自由的对立统一运动，使得大多数物质处于中性状态，只有一小部分物质带电。当物质处于带电状态时，其生命的保守与自由性表现为电磁相互作用而产生吸引和排斥效应，电磁作用决定着全部化学和生物学过程，对地球生物的存在和发展具有决定性意义。

发展到地球生命层次，我们已经知道，所有生物都有形体结构，这是生物的保守性方面，同时都有意志活动，这是生物的自由性方面。所有生物不仅宏观上如此，而且构成躯体的细胞和组织器官在各自的层次上都是在这种保守与自由的对立统一之中生存和发展，无一例外，并且相互联系，完成整个生命的同化和异化即新陈代谢。同化表明保守性，异化表明自由性，二者对立统一。而在生物种类的生存发展上表现为遗传和变异，遗传表明保守性，变异表明自由性。也就是说，生物的繁衍生息是保守与自由的对立统一过程。

如果在分子水平上看，地球生命都是两类大分子即核酸与蛋白质之间的和谐合作的产物。核酸存在于活细胞的中央部分，它分两种即脱氧核糖核酸DNA和核糖核酸RNA。“除了少数RNA病毒外，一切生物的遗传、变异、生长、代谢、分化、发育和适应等的实现都由DNA控制。”{13} 说明在分子水平上核酸主导着生命的保守性。而“蛋白质是由氨基酸的较小长链组成，氨基酸存在着20种不同类型。蛋白质可以制作一切，是生命的基石材料，正是蛋白质在分子水平上做功，并维持活细胞的良好功能”{14}，并且“蛋白质保证了分子链分裂或结合的化学反应良好的进行”{15}，即在分子水平上蛋白质主导着生命的自由性。生命中核酸与蛋白质的和谐合作就是保守与自由对立统一的矛盾运动过程。

如果再进一步分析，那么在DNA双螺旋中长链的稳定性代表着保守性，而碱基的容易分裂和结合代表着自由性，DNA是二者的对立统一体。而蛋白质中，它的“立体专一性”代表着保守性，因为“蛋白质依靠自己的能力同别的分子形成立体专一性的和非共价的复合物”{16}。所谓立体专一性是指蛋白质根据自己的形状去识别其他分子，以非共价键相互结合。而蛋白质的催化作用和调节作用代表着自由性，因为“在生物的发育和行动中起作用的成千上万个化学反应里面，每一个反应都是由一种特定的酶蛋白有选择地引起的”{17}。就是说这种对外的催化活性来自于蛋白质的自由性;而且在生物如此复杂而自动的功能统一性中，“势必需要有一个在许多点上管理和支配化学活性的控制系统，……已经弄清楚它的主要作用者是所谓‘调节’蛋白质”{18}。可见，蛋白质也是保守与自由的对立统一体，而且表现得更为突出和根本。

讲到这里，我们还要回到关于宇宙的形成和发展的讨论上来。我们已经知道，宇宙在约137亿年前从无穷小奇点的大爆炸开始，或者说“宇宙的诞生是由于从无穷小真空出发的量子涨落造成的”{19}。霍金说：“我们相当确信，至少一直回溯到大爆炸后大约1秒钟为止，这个图象是正确无误的。”{20} 那么依据他的描述{21}，宇宙爆炸1秒后形成质子和中子并被束缚而构成氢、氦、锂和氘核，也就是宇宙的保守性导致了这些元素的形成;而此时的宇宙温度为1010度，温度就是其中成分混乱度的标志，也就是宇宙组分的自由性的平均效应。爆炸到3分钟，物质和辐射耦合在一起(保守性)，温度为109度(自由性)。到30万年，电子和核结合在一起(保守性)，物质和辐射去耦，宇宙对于宇宙背景辐射变成透明，从此宇宙变得光明，从此光作为人类可见光而存在。辐射去耦是自由性的重要体现，同时温度达到3000度(自由性)。过了10亿年，物质团形成类星体、恒星和原始星系(保守性)，恒星燃烧太初氢和氦并合成更重的核(保守性)，温度为20度(自由性)。过100亿年后，太阳系围绕着恒星凝结(保守性)，原子连接形成复杂分子和生命物质(保守性)，温度为3度(自由性)。宇宙自由性不仅表现于温度和辐射，更体现于宇宙膨胀，“由暴胀引起的膨胀不会是完全均匀的，不像传统的大爆炸图像预言的那样。这些无规性在不同方向的CMBR{22} 的温度上会产生微小变化。这种变化太小了，以至于1960年代还未被观测到，然而1992年首次被COBE卫星、后来又被它的后继者——2001年发射的WMAP卫星测量到”{23}。

从宇宙未来发展趋势来看，科学家认为，宇宙将有三种走向，“在第一类弗里德曼模型中，宇宙膨胀后又坍缩，空间如同地球表面那样，弯曲后又折回到自身。在第二类永远膨胀的模型中，空间以另外的方式弯曲，如同一个马鞍面。所以，这种情形下，空间是无限的。最后，在第三类刚好以臨界速率膨胀的弗里德曼模型中，空间是平坦的(而因此也是无限的)”{24}。为什么如此?就是因为保守与自由对立统一的强大动力机制，使得宇宙出现这三种发展走向，它们取决于表征保守性的宇宙平均密度和表征自由性的宇宙膨胀速度。“如果密度比一个由膨胀率决定的临界值还小，则引力太弱不足以将膨胀停止;如果密度比这临界值大，则引力会在未来的某一时刻将膨胀停止并使宇宙坍缩。”{25} 但保守或自由某一方面的主导并不代表二者之间对立统一的中止。

通过以上的讨论可以做出概括，我们所主张的保守与自由的对立统一是整个宇宙生命及其所包含的所有物质生命的最原始的基本矛盾和动力机制。注意，这里我们所运用的方法是有限考察基础上的抽象概括而不是完全归纳法。

五、从爱因斯坦方程看宇宙生命保守与自由的对立统一性{26}

狭义相对论认为，时间与空间是一个整体即四维时空，而能量与动量也是一个整体即四维动量。前者表明了宇宙生命的保守性，后者表明了宇宙生命的自由性。但狭义相对论没指出四维时空与四维动量之间的关系，这个问题由广义相对论解决了。广义相对论认为能量与动量的存在就是物质的存在，它使四维时空发生弯曲，并且时空弯曲的效应表现为万有引力。这就表征了四维时空与四维动量是宇宙的两个对立统一的方面，而宇宙生命是保守与自由的对立统一体。不难想象，宇宙生命这一深刻本质必然在爱因斯坦广义相对论的基本方程中有所反映。

广义相对论的基本方程，也称为爱因斯坦场方程：即Rμν-1/2gμνR=-κTμν(κ=8πG/c4，G为万有引力常数)。方程左端描述的是时空曲率的量，右端描述的是能量—动量的量，左侧意味着保守性，右侧意味着自由性，二者在地位上等同，且对立统一地在一起。爱因斯坦场方程是张量方程，张量方程在坐标变换下形式不变，这是符合爱因斯坦广义相对性原理的，也表明了物理规律不依赖于坐标系的选择——因为保守与自由是宇宙万物的根本性质，由保守性所决定的物理规律不会随坐标系的变化而变化，除非由自由性打破了原有结构。

后来，爱因斯坦和福克分别独立地从场方程推出运动方程：即d/dτ(mdxα/dτ)+mΓαμνdxμ/dτ·dxν/dτ=0(m为自由质点的质量即静质量)。这说明在场方程中不僅包含着保守性，如规律的不变性;同时包含着运动的自由性。场方程表示物质如何使时空弯曲，运动方程表示时空如何使物质运动。物质的保守与自由都不是孤立的，二者对立统一于同一物质的弯曲和运动中，并以场方程所示的方式得到统一。

还有一个重要问题是关于质量的双重性。在牛顿理论中，质量分为引力质量和惯性质量。一是把质量定义为物体所含物质的多少，这样定义的质量称为引力质量(mg)，它由与万有引力定律有关的性质来给出，物体产生或受到万有引力的大小与它的引力质量成正比。二是把质量定义为物体惯性的量度，这样定义的质量称为惯性质量(mi)，它由牛顿第二定律来给出，不同物体在外力作用下产生相同加速度时，所需外力与物体的惯性质量成反比。在牛顿物理学中，两种质量是毫无关系的，但在自由落体实验中得到统一。因为按两种方法计算所受的外力分别是：下落物体所受重力F=mg·g，按照牛顿第二定律F=mia，联立得：mg=mi。通过自由落体运动，两种质量得到统一，但是在经典物理学中二者的相等是偶然的。爱因斯坦注意到这一事实，不仅认识到引力与惯性力有相同根源，而且抓住了二者的相似性，即都与质量成正比，于是进一步提出惯性场与引力场等效，并且从运动方程进一步得到，在广义相对论中两种质量是同一个东西。

对此我们认为，它们就是同一个东西或同一个质量的双重表现。引力质量表明其保守性，体现了时空弯曲的程度;惯性质量表明其自由性，体现了当它的自由性受到破坏时的抵抗性和力图保持其自由性。

六、以广义生命定义解读狭义生命定义

对广义生命定义的普适性做出如上论证是不够的，还必须以广义生命定义去解读狭义生命定义，以保证广义生命定义的贯通性、普遍性和根本性。

生命科学意义上的狭义生命定义是：“生命泛指一类具有稳定的物质和能量代谢现象并且能回应刺激、能进行自我复制(繁殖)的半开放物质系统。简单来说，也就是具有生命机制的物体。”

这里的第一要点是，生命是稳定的物质和能量系统。按照广义生命定义，这是由生命的保守性所决定的，保守的能动力量迫使构成生命的物质(能量)成分相互协调形成结构并趋于优化结构，即成为稳定的系统。所谓系统就是由两个及两个以上要素相互联系相互作用而构成的有机整体并对外表现出整体功能。没有保守性力量无法形成稳定系统，当然也就不会有生命。

第二要点是，生命是回应刺激。按广义生命定义，生命有了自由性才能对外来的刺激做出反应，具有自由性是产生回应的前提，没有自由性就没有回应可言，有回应就必有自由性。这种自由性是普遍的，物理学上的“作用与反作用定律”的“反作用”就是这种自由性的物理学表述，这既是物质的普遍原理又是生命的普遍现象。

第三要点是，生命能够自我复制(繁殖)。上世纪50年代已经发现，自我复制或繁殖的实质过程就是DNA双螺旋结构的分裂和重构。按广义生命定义，之所以能够分裂，原因在于DNA的自由性，其表现是四条碱基易于断裂而双链分开。之所以能够重构，原因在于DNA的保守性，其表现是双链中的每一单链相对稳定而当二者分离时，必与自己配对来建构自己，由此保证原结构的遗传和繁殖。而且由于自由性在新的个体上的存在，使得遗传下来的复制品，在子代身上并非完全与亲代等同，而是在遗传基础上构建了自己的特殊性，因此没有一个子代跟亲代完全相同。自我复制和繁殖，其本质就是生命的保守与自由对立统一的过程。

第四要点是，生命是半开放系统。开放是指系统在物质能量信息三个方面或者在其中某些方面与外界环境之间进行输入和输出，也就是新陈代谢。半开放的意思是生命的开放更多的是维持生命的动态因素与环境之间发生作用，而不是把自己生命主体完全对外开放。这是由生命的保守性所决定的，保守性使得生命以稳定的主体而存在，也就是保持了生命的同一性。但只有存在自由性，生命才能实现其对物质能量信息的输入和输出，自由性相当于起着交换的作用，不仅作用于生命与环境的边界上，同时在生命内部存在着无数执行着微观代谢功能的自由活动。确切地说，保守性主导着同化和构建作用，自由性主导着异化和交换作用。新陈代谢的本质过程就是生命的保守与自由对立统一的过程。

第五要点是，生命是具有生命机制的物体。所谓生命机制，也就是我们所定义的“保守与自由的对立统一”。保守与自由的矛盾运动是生命的内在动力机制，它推动着生命的存在和发展。当二者同在并作矛盾运动时，生命便产生和发展;当二者缺一或不成其为矛盾时，生命便失衡而结束进程。

因此，狭义生命定义是广义生命定义对地球生命的生物学表达。而广义生命定义是站在宇宙生命的高度作出的具有普适性的最根本表述。

七、以狭义生命定义理解广义生命过程

上面以广义生命定义解读了狭义生命定义，反之，我们也能够以狭义生命定义去理解广义生命定义。为此，我们又要回到宇宙生命的演化中来。

宇宙生命起始于大爆炸，爆炸前夕宇宙生命处于保守性主导的状态，即体积无限小、密度极限大、温度极限高的某种量子状态。当爆炸之时自由性占据主导，宇宙生命开始向外急剧膨胀。膨胀并不是空无一物的扩大，而是由真空能量不断产生出大量的物质与反物质。物质与反物质很容易重新结合而湮灭，但其中一部分物质粒子并不消失，而是与物质和反物质湮灭后形成的光粒子一道以1：10亿的比例不断积累成为我们现在称作的广袤无边的物质世界和光的世界{27}。而这一存留的物质粒子的反物质粒子则成为能量场，物质与能量场密不可分地充斥于宇宙时空。“随着宇宙膨胀，它从引力场借得能量去创造更多的物质，正的物质能量刚好和负的引力能量相互平衡，这样使总能量为零。随着宇宙的尺度加倍，物质和引力能都加倍——这样，零的两倍仍为零。”{28} 就是说，膨胀可以创造出无数物质和无数能量场，但宇宙的总能量始终等于零，这也就是宇宙既可以无限大也可以无限小的原理所在。而且这种“从弥漫星际物质到形成恒星的过程至今还在继续”{29}，宇宙生命就是以这种对称破缺的方式，复制和繁衍出无限的生命物质。破缺的根本力量源于在保守与自由的对立统一中自由性占主导，而正反物质的重新结合乃至湮灭则是保守性占主导的结果。宇宙生命既自由膨胀又保守建构。自大爆炸后宇宙生命在自由膨胀的同时，依次建构形成夸克、质子、中子、介子、原子、氢、氦、锂、氘核，然后物质与辐射耦合、过3万年核与电子耦合，再由于自由性导致物质与辐射去耦，又过10亿年形成类星体、恒星和原始星系等等，约100亿年时形成太阳系围绕着恒星凝结，并在其上原子连接形成复杂分子进而出现地球生命{30}。这些大小不同的生命也都有其复制性和繁殖性，创造了无数个同类。如宇宙在大尺度上分布相当均匀，但局部成群成团分布，具有多种形状，以旋涡状、椭圆状、透镜状为多见，也有无规则形状。这表征了万物生命既有普遍性又有特殊性，其普遍特征由核心主导，各组分以系统层次分布并围绕着核心或者说在核心支配下呈既有规律性又有自由性的活动，在其寿命周期内守护生命和实现生命功能。宇宙生命都是相当稳定的物质能量信息的开放系统，如质子的寿命为1030年{31}，太阳的寿命为约100亿年等等。各生命不仅在横向的相邻生命之间有物质能量信息的相互联系、相互作用和相互开放，表现为对刺激的回应或反作用;在纵向上也是一环扣一环，每一生命既是比自己大的系统的要素，又是比自己小的要素的系统，都是在保守与自由对立统一机制下相互作用和生存发展，这就是宇宙万物生命的生存方式。

考虑到万物生命演变的起点和在所有生命结构中的基础地位，我们下面从狭义生命定义对“夸克”和“超弦”进行广义生命分析。

先说夸克。当宇宙年龄到10-35秒時由夸克和反夸克主导{32}，夸克是当时宇宙生命的存在方式。夸克之所以充满宇宙，是由于宇宙生命能够复制和繁殖，宇宙真空能量包含着这种复制机制即保守与自由对立统一的机制，正如DNA双螺旋。而夸克和反夸克的不断湮灭和重生，是它们相互之间开放互动和新陈代谢的结果。首先，夸克之间能够在物质能量信息方面进行交流、转移和变化。“夸克有结构，是由三个点状实体组成”{33}，是个相对稳定的物质能量信息系统。到今天为止，科学实验不仅不能打开夸克，也不能从质子和中子中单独分离出夸克，这是由于强大保守性所致的强核作用力使得夸克只在它的有限范围内自由活动而不能超越范围完全独立自由{34}。因为三个点状实体间存在着强核作用力，它使得夸克隐藏着相对于体积而言的巨大保守能量，要想打破夸克内部的联系需要直径巨大——比地球直径还大甚至要加上地球到邻近恒星距离——的回旋加速器{35}。其次，夸克也能够回应刺激，如质子由三个夸克构成，假若对它施加分离作用时，由于施加的能量足以使夸克获得能量，其结果不仅不能分离，反而形成新的夸克和反夸克，并与其他反向的夸克构成新的粒子，如介子等{36}。因为夸克本身带有分数电荷，所以必然具有回应性。由上讨论可知，小小的夸克也是生命，而且是最重要的基础生命，是所有生命的基石。它是稳定的物质能量信息系统，能够进行物质能量信息的开放互动，能够回应刺激，能够复制繁殖和进行新陈代谢活动，具备了狭义生命定义的所有要素。但产生这些生命效果的根本力量在于其内部存在着保守与自由对立统一的动力机制，这些效应是它推动的结果。我们在这里引进了信息概念，关于夸克或基本粒子的信息问题，人类还没能深入讨论，但我们断言，信息与物质能量是不可分离的同一物，只要物质能量存在必然伴有信息，而且信息的机制作用是带有根本性的。

再说超弦。现代宇宙学研究最喜人的成果之一是科学家提出的M理论，“M理论是拥有我们认为最后理论所应具备的所有性质的仅有模型”{37}，它不是传统意义上的单一性统一理论，而是在不同情形下以不同理论去描述宇宙的综合性统一理论。它首先确立十一维时空，把宇宙生命的根本基石看作是超弦{38}。“根据弦论，粒子不是点，而是具有长度却没有高度或宽度的像无限细的一段弦的振动模式。”{39} 而且“M理论不仅包含有振动的弦，还包含点粒子、二维膜、三维块以及其他更难想象的占据直至九维的更多空间维度的其他物体。这些物体称作P膜(这儿P为从0到9)”{40}。我们在这里仅选择讨论超弦的生命性质即可涵盖和辐射其他一切生命，这正如细胞是地球生命的构件，因而由细胞构成的有机体必然是生命。

“质子只不过是振动着的三根超弦组，每根超弦与一个夸克相对应”，“超弦有10-33厘米的无穷小长度，这长度就是普朗克长度，在此长度上引力和其他三种作用力的立足点相等。光的粒子和物质粒子传递那些把世界联系在一起并使世界变化的各种力，所有这一切只是超弦振动的表现。”{41} 超弦的保守性和稳定性最强，要打破超弦需要太阳系那么大的加速器。因此超弦无疑是所有物质中最保守稳定的系统。超弦的自由性主要表现为振动，一根均匀单一的超弦以不同频率振动而呈现出多种样式，通过改变振动样式，可以表现为引力子，也可以表现为光子。由于超弦的张力，在能量低的情况下使得两个端点相互靠近，变为粒子;在能量高的情况下，粒子松弛变成超弦;由于超弦两端自由，可以连接形成一个环。超弦能够“移动、相互影响、相互连接或被再细分，它们交往的运动状态很复杂”{42}，具有社会性。这就等于说超弦是开放互动的，具有新陈代谢和繁衍生息的性质，也包含着回应刺激，否则无法完成这些过程。通过这些信息，我们能够概括出超弦是生命，因为它同样满足了狭义生命定义的诸多条件。尽管我们对超弦的了解还极其肤浅，但可以断言，即使作更深入的了解，也只能进一步论证它的生命性，而绝不会削弱它的生命性质{43}。同理，超弦之所以表现出狭义生命特征，也是由于保守与自由的对立统一机制在根本上发挥作用。再进一步说，假若超弦概念将来被改写，取代超弦的新概念也必定具备保守与自由对立统一这一根本性质，因为二者的对立统一是万物生命根本的原始动力机制。

八、西方关于生命本质的几种典型观点简评和比较

西方从古希腊开始就关注到生命的源起问题。哲学的鼻祖泰勒斯提出，水是一切物质的本源，同时认为万物皆有灵魂。这是最早的关于生命是灵魂与肉体的统一的思想表达。亚里士多德认为，生命由潜在生命向现实生命转化就是因为生命有灵魂。这里灵魂充当了生命的本质，但灵魂之于肉体是可分离也可自由进出的，是一种神秘的力量，并且本身不具有内在矛盾，所以灵魂不能够胜任作为生命本质。与这种灵魂论不同，柏拉图提出理念是一切物质的本源，万物只是理念的分有，理念就是生命的本质。可是理念是独立王国，是与现实世界可分离的抽象存在，是神秘的和超自然的，因而也不能够充当生命本质。

黑格尔继承和阐发柏拉图的理念论，把它推到更完善的程度。黑格尔早期认为，生命是肉体与灵魂、客观与主观的统一体，这种统一性使得生命获得自由。但这并没能真正解决自笛卡尔以来主客二分的对立局面。于是，他又把生命逻辑化，将生命看作是直接性的“理念”。黑格尔认为，理念是自本自根的抽象实体，是永恒的单纯本质，理念通过自我运动将自己实现为绝对精神。尽管最初的理念或纯有作为大全，孕育着以后发展的所有可能性和力量，但它还不具有实在性，所以必须通过时间空间把自己表现出来，从而达到定在。因此理念必须外化，外化的结果就成就了自然和历史，包括人在内的万事万物都是理念的表现。这种外化不是任意的，而是按照理念的质的规定性辩证地逐级发展和构成相互关联的有机体系。这是第一次否定。而否定之否定则是精神从外化了的形态返回自身，也就是扬弃和内化。理念经过这种外化与内化的否定性统一而达到完全认识自身即达到真理，达到真理的最终任务由万物之灵的人来完成。黑格尔是人类历史上最系统最深奥地提出广义生命观的人，他把整个宇宙万物的发展看作是一个生命过程，而理念的辩证运动就是推动生命演化的内在机制。如果仅就狭义生命而言，黑格尔把自然界划分为力学、物理学和有机学三个领域，以表明理念在自然界里自己规定自己、而对象在精神支配下提升自己的组织化程度以达到独立生命的过程。只有到有机领域，才出现具体的普遍性或总体，才出现能够自我保持，自我组织和自我繁殖的有机生命，而“人作为生命力最完善的有机体，则是最高的发展阶段”{44}。我们认为，黑格尔以某种本质力量——理念作为万物生命的根本动力而把物质世界统一起来的思路是完全正确的。但其理念论也存在一些无法自圆其说之处。一是理念正反合的辩证运动具有时间上的前后相继特征，而所谓矛盾，其对立双方应当是同时存在同时消失的，矛盾的肯定性和否定性也不会交替进行，而是时时刻刻处于对立统一状态。二是理念本身是无矛盾的单纯本质，但是我们认为无矛盾就无动力，所以理念的功效值得怀疑。三是按照理念的能力或逻辑，宇宙万物特别是类似地球生命，不仅必然出现而且应该是普遍存在的，而事实是，现代天文观测早已超出太阳系，却并没发现其他生命痕迹。

黑格尔之后，叔本华提出世界的一面是表象，一面是意志，意志是整个世界的创造者和推动者，当然也就是生命的创造者。柏格森认为，整个宇宙自然都是由生命冲动促成的，生命冲动有两种倾向：一是向上产生生命;二是向下产生物质。智利的哲学家马图拉纳和瓦雷拉提出生命内涵着自创生机制。然而这些思想家提出的意志或生命冲动或自创生机制，仍然只是某种单纯的力量，其本身不包含矛盾，因此也不可能作为生命的动力。

关于生命的本质，物理学家薛定谔提出了独到的深刻见解，他说，“自然界中正在进行着的每一件事，都是意味着它在其中进行的那部分世界的熵的增加。因此，一个生命有机体在不断地增加它的熵——并趋于接近最大值的熵的危险状态，那就是死亡。要摆脱死亡，就是说要活着，唯一的办法就是从环境里不断汲取负熵。有机体就是赖负熵为生的。或者，更确切地说，新陈代谢中的本质的东西，乃是使有机体成功地消除了当它自身活着的时候不得不产生的全部的熵。”{45} 那么，这种负熵从何而来或靠什么维持呢?根据热力学第二定律和耗散结构论，生命只有通过物质能量信息的开放才能完成这种使命，对人而言也就是吃饭喝水、呼吸空气、排泄以及信息交流等等新陈代谢活动，这就是生命的最基本任务，也就是生命每天忙碌的意义所在。然而，新陈代谢只是生命本质活动所带来的效果，真正的内在力量又是什么呢?薛定谔说：“一个生命有机体通过不可思议的能力来推迟趋向热力学平衡(死亡)衰退。”{46} 我们认为，这一不可思议的能力就是我们所引入的保守与自由的对立统一机制，它是宇宙万物所有生命的最根本最普遍最原始的动力机制。由保守性主导建构和维持生命有机体并形成和遵循生命规律，由自由性主导进行自由活动、回应刺激、对外开放和开拓创新，在二者共同作用下完成新陈代谢等一系列生命活动。

在保守与自由对立统一的动力机制的作用下，宇宙万物的生命表现出无限层次性和无限多样性，每种状态和过程都有各自的特性和獨特生命过程，同时相互之间直接或间接、纵向或横向，有着千丝万缕的联系，由此缔造了浩瀚宇宙生命，推动着它们的变化发展。引入这一机制的深远意义在于，一是反映了客观实在，二是能够为解决物质与精神及其它们的关系问题奠定基础。三是确立本机制，特别是引入和更新了自由概念后，有望能够顺理成章地阐明精神的发展演化及其精神活动的复杂性问题。

注释：

①⑦⑧⑨{23}{37}{38}{39}{40} 史蒂芬·霍金：《大设计》，吴忠超译，湖南科学技术出版社2005年版，第3、103、7、103、112、5、102、100、102页。

②③ E. Daniel， Jr. Koshland， The Seven Pillars of Life， Science， Vol 295，22 March， 2002， pp.2215-2216.

④⑤⑥ 冯伟民：《生命起源解秘》，《化石》2017年第2期。

⑩{11} 赵峥：《相对论百问》，北京师范大学出版社2012年版，第93、72页。

{12} 这部分内容参看郑春顺：《混沌与和谐》，马世元译，商务印书馆2002年版，第326—341页。

{13} 李衍达：《信息、生命与智能》，清华大学出版社2012年版，第7页。

{14}{15}{19}{27}{31}{33}{34}{35}{36}{41}{42}{43} 郑春顺：《混沌与和谐》，马世元译，商务印书馆2002年版，第355、357、346、184、321、305、305、318、307、334、335、335—336页。

{16}{17}{18} 雅克·莫诺：《偶然性和必然性》，上海人民出版社1977年版，第45、36、34页

{20}{21}{24}{25}{30} 史蒂芬·霍金：《时间简史》，吴忠超译，湖南科学技术出版社2015年版，第153、149、60、60、149页。

{22} CMBR是宇宙微波背景辐射的缩写。1965年由于宇宙微波背景辐射的发现而证明了宇宙正在膨胀。

{26} 参看赵峥：《广义相对论入门讲座连载7——爱因斯坦场方程》，《大学物理》2012年第1期。

{28}{32} 史蒂芬·霍金：《果壳中的宇宙》，吴忠超译，湖南科学技术出版社2013年版，第25、78页。

{29} 罗先汉：《物质信息大观》，山西科学技术出版社2015年版，第91页。

{44} 黑格尔：《自然哲学》，梁志学译，商务印书馆1980年版，第584页。

{45}{46} 埃尔温·薛定谔：《生命是什么》，上海人民出版社1973年版，第78、80页。

作者简介：照日格图，内蒙古民族大学马克思主义学院教授，内蒙古民族大学思维机制及功能研究所所长，内蒙古通辽，028043。

(责任编辑 胡 静)

作者：照日格图

第2篇：10.宇宙生命之谜

第10课

妙不可言的位置

地球在太阳系中，是距太阳由近到远排序的第三颗行星，正是由于地球所处的位置，使它成为宇宙的一个奇迹。

地球距太阳的位置，给地球带来了很多好处。从太阳系的诞生情形看，金星、火星与地球几乎是同时期形成，也几乎是由同样的物质组成的，但为什么只有地球出现了生命呢？根本的原因是地球上有液态水，而其他行星没有。我们知道，液态水是产生生命的必不可少的条件。

金星被称作为地球的“兄弟行星”。据现在对金星观测所知，它的大小、质量、构成都与地球相似，但它却是个被厚厚大气层笼罩着的、表面温度高达480摄氏度的死星。与地球平稳的气候相比，其差别好比天堂与地狱！到底是什么原因使得这“两兄弟”的命运如此不同呢？科学家认为是因为两者距太阳远近不同造成的，地球距太阳1.496×108公里，而金星距太阳只有1.082×108公里，这使得金星受到太阳的照射要比地球强得多。金星大气中的水蒸气，还未来得及冷却变成雨降落下来，就被来自太阳过强的紫外线分解了，金星上的水就这样被永久地夺走了。金星是这样，比金星还靠近太阳的水星就更不用说了。

比地球更远离太阳的行星，虽然不缺水，但由于离太阳太远，受到的太阳辐射不够多，水都以冰的形式存在。因此，出现生命也是不可能的。

由此可见，地球所处的位置真是妙不可言。

为什么说地球的位置“妙不可言”？

参考答案：因为地球距太阳的位置，给地球带来了很多好处，是地球上能够出现生命的重要因素，金星被称作为地球的“兄弟行星”，大小、质量、构成都与地球相似，但因为距太阳的位置较近，成了“死星”。

太

阳

有这么一个传说：古时候，天上有十个太阳，晒得地面上寸草不生。人们热得受不了，就找了一个箭法很好的人射掉九个，只留下一个，地面上才不那么热了。其实，太阳离我们有三万万里远。到太阳上去，如果步行，日夜不停地走，差不多要走三千五百年，就是坐飞机，也要飞二十几年。这么远，箭哪能射得到呢？

我们看太阳，觉得它并不大，实际上它大得很，一百三十万个地球才能抵得上一个太阳。因为太阳离地球太远了，所以我们看上去只有盘子那么大。

太阳会发光，会发热，是个大火球。太阳的温度很高，表面温度有六千度，就是钢铁碰到它，也会变成气；中心温度估计是表面温度的三千倍。

太阳虽然离我们很远很远，但是它和我们的关系非常密切。有了太阳，地球上的庄稼和树木才能发芽，长叶，开花，结果；鸟、兽、虫、鱼才能生存、繁殖。如果没有太阳，地球上就不会有植物，也不会有动物。我们吃的粮食、蔬菜、水果、肉类，穿的棉、麻、毛、丝，烧的柴禾，都和太阳有密切的关系。埋在地下的煤炭，看起来好像跟太阳没有关系，其实离开太阳也不能形成。因为煤炭是由远古时代的植物埋在地层底下变成的。

地面上的水被太阳晒着的时候，吸收了热，变成了水蒸气。水蒸气遇到冷，凝成了无数小水滴，飘浮在空中，变成云。云层里的小水滴越聚越多，就变成雨或雪落下来。

太阳晒着地面，有些地区吸收的热量多，那里的空气就比较热；有些地区吸收的热量少，那里的空气就比较冷。空气有冷有热，才能流动，成为风。

太阳光有杀菌的能力，我们可以利用它来预防治疗疾病。

地球上的光明和温暖，都是太阳送来的。如果没有太阳，地球上将永远是黑暗，到处是寒冷，没有风、雪、雨、露，没有草、木、鸟、兽，自然也不会有人。一句话，没有太阳，就没有我们这个可爱的世界。

根据文章内容判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。

A.

到太阳上去，如果是坐飞机，也要飞二十几年。（

）

B.

太阳并不大。（

）

C.

太阳离我们很远很远，所以它和我们没什么关系。（

）

D.

太阳光有杀菌的能力，我们可以利用它来预防治疗疾病。（

）

参考答案：A.

√

B.

×

C.×

D.√

第3篇：10.宇宙生命之谜（教案）

10

宇宙生命之谜

【教学目标】

1.会认会写本课13个生字，理解生字组成的词语。

2.正确、流利、有感情的朗读课文，知道宇宙生命的相关知识，学习科学家追求真知、不断探索的精神，激发学科学的兴趣和探索未知的好奇心。

3.

学习作者采用分析、比较、排除的方法说明问题的表达方法。

4.在读中培养学生从小热爱地球、保护环境的意识。

【教学重点】

了解课文中讲的关于宇宙生命的知识，理清作者的讲述顺序。学习科学家追求真知、不断探索的精神，激发学科学的兴趣和探索未知的好奇心。

【教学难点】

通过本课的学习，感悟出阅读此类课文的方法。

【教学课时】2课时

第一课时

【课时目标】

1.

学习生字新词。

2.

梳理文章脉络，了解课文大意。

3.

朗读课文，感受宇宙的无边无际。

【教具准备】

课件

(笔顺动态演示

朗读音视频

建议使用荣德基小学课件)

【教学过程】

内

容

荣德基课件页码

一、导入新课

1.谈话导入：地球是我们赖以生存的地方，它被破坏了，我们将别无去处。茫茫宇宙除了地球之外，在不可计数的星球上，到底有没有生命存在呢?这就是我们今天要去了解的知识。

2.揭示课题：谁能说说“谜”是什么意思呀?刚才同学们就提出了关于宇宙的许多未解之谜。从课题上看，本课讲的是关于宇宙空间中有没有生命的问题。读了课文你就会明白很多问题的。

二、初读感知

(1)

1.听范读。边听边画出文中的生字，注意生字的读音。

2.学生初读。要求：自由朗读课文，注意读准字音，读通句子，难读的地方多读几遍。

3.检查初读情况

(1)认读生字

练读词语，读生字，再组词。

①出示带生字的新词，让学生认读。

谜语

嫦娥

尚未

摄氏度

倾角

揭开

斑点

干燥

沙漠

磁场

抵御

陨石

(重点指导生字“嫦”为翘舌音;“燥、磁”为翘舌音;前鼻音“斑”，后鼻音“尚、倾”等。)

②你认为哪些词语易读错或难读，再反复读。

指导读的词语：尚未

磁场

陨石，

注意读准“尚、磁、陨”的字音。

(2)学习多音字：奔(bēnbèn)

练①读句子，找发现。

年兽终于被赶跑了，村里的男女老少都奔走相告。

②公司倒闭后他四处奔(bēn)走，依然无果，只好来投奔(bèn)自己的兄弟。

(3)理解词语

练

把词语和意思连起来。

能源

奥妙莫测，难以捉摸。

神秘

能够转换成电能、热能、机械能等的自然资源。

抵御

检验测定。

检测

抵抗。

沧海一粟

文中指没有水分或水分很少。

干燥

大海里的一粒谷子，借以比喻非常渺小，微不足道。

(4)指名读课文，检查朗读情况，看字音是否正确，句子是否通顺。

4.再读课文，理清顺序。

(1)自由朗读课文，想一想：课文主要写了什么?(这篇课文介绍了科学家探索地球之外是否有生命存在的艰难历程，说明到目前为止，地球之外是否有生命存在，仍然是一个未解的谜。)

(2)梳理课文思路

练

填空：课文介绍了(科学家)探索地球之外是否有生命存在的(艰难历程)，说明到目前为止，地球之外是否有生命存在，仍然是(一个未解的谜)。

(2)

(3)

(4)

(5)

(7)

(8)

(17-29)

(9-12)

(13)

(14)

加彩字需重点指导。建议用荣德基课件的“笔顺演示”完成教学。

四、学习“会写字”

谜

嫦

娥

尚

摄

倾

揭

斑

燥

磁

御

陨

1.学生字

认读含有会写字的词语，读会写字，观察笔顺，掌握结构、音序、部首，组词，造句。

2.指导书写

(1)观察生字书写特点，交流。

(“尚”，上下结构，上小下大。

“谜

嫦

娥

揭

倾

燥

磁

陨”左右结构，左窄右宽。

“斑”左中右结构。)

(2)老师范写,重点指导左右结构的字“揭、倾、御”，学生练写。

揭：右部与“喝、渴”的右部相同，右下部里面的“人”，捺变点。

倾：中间部分的先写横，再写竖提，“页”的最后一笔是点。

御：右部是“卸”，笔顺是撇、横、横、竖、横、竖、提、横折钩、竖。

练学生练写,教师巡视指导。

投影展示书写正确、美观的字词，相互借鉴。和课本对照，及时改正。

六、课堂小结

本节课我们通过朗读、指读，读熟了课文，掌握了字音，学习了本课生字，理解了词语含义，并掌握了识字、理解词语的方法。另外，读完这篇课文，我们知道了科学家在探索地球之外是否有生命存在这一过程很艰难，说明到目前为止，地球之外是否有生命存在，仍然是一个未解的谜。

七、当堂检测

(建议使用荣德基课件中的“当堂检测”做训练。)

八、课后作业

(请课后完成《典中点》本课的“基础练习”板块的习题。)

(15)

(16)

(17-29)

第二课时

【学习目标】

1.

了解火星上为什么不可能有生命存在。

2.

学习作者采用分析、比较、排除的方法说明问题的表达方法，激发学科学的兴趣和探索未知的好奇心。

【教具准备】

课件。

【教学过程】

内

容

荣德基课件页码

一、复习导入

1.听写生字词。(谜语

嫦娥

尚未

摄氏度

倾角

揭开

斑点

干燥

沙漠

磁场

抵御

陨石

)

2.这篇课文是按照什么顺序来介绍的?

(板书提出问题--分析问题--探求结论)

3.这节课，就让我们走课文，去探索“宇宙有没有生命”这个问题。

二、品读释疑

(一)指名读第一自然段。

1.这一自然段主要讲了什么?

(从古代神话讲起，引出了“地球之外的太空中是否有生命存在”这个问题。)

2.作者为什么要写这些神话?

(从古代神话讲起，引出了“地球之外的太空中是否有生命存在”这个问题，一是这些与读者的生活比较接近，拉近与读者的距离，另一方面是为了让直白的说明文有了一丝“神秘”的色彩，更有可读性，吸引读者的阅读。)

(3)练一练：

“嫦娥奔月、仙女下凡、蟠桃盛会”都是神话，含有神话的成语还有：

(二)自由读第二自然段。

1.主要讲了什么?

(理论上的宇宙是无限的。)

2.哪些词说明宇宙是浩瀚无边的?

(“无限”“极小”“沧海一粟”“几千亿”等词语说明了宇宙的浩瀚，同时也说明人类对于宇宙的未知还有很多，需要不断的探索研究。)

方法指导：借助中心句理解内容，文章开头的总起句,一般都揭示了全文内容,

有些文章的结尾往往总结全文,点明中心。所以就是中心句，一般在段首段尾处。

(三)默读第三部分，按要求回答问题。

(3)

(4)

(5)

(6)

1.生命存在的条件有哪些?

(1)适合的温度

(2)必要的水分、生命物质

(3)适当的大气

(4)足够的光热

2.

“根据这些条件，科学家首先对太阳系除地球以外的其他行星进行了分析。水星离太阳最近，向阳时表面温度达到三百至四百摄氏度，不可能存在生命。金星是一颗高温、缺氧、缺水、有着浓厚云层的行星，阳光辐射和云层造成的“温室效应”，使得金星表面温度极高，也不可能有生命存在。木星、土星、天王星、海王星和冥王星离太阳很远，它们的表面温度，一般都低于零下一百四十摄氏度，因此，也不可能有生命存在。”

(1)科学家对太阳系除了地球外的其他行星进行分析，得出什么结论?

(从水星、金星表面温度高、木星、土星、天王星温度太低方面分析了其他行星不可能存在生命。“达到三百至四百摄氏度”“低于零下一百四十摄氏度”，结合生活实际就知道，这样的温度根本没办法生存。)

(2)这个自然段用了什么方法?有什么作用?

(这一段运用了“列举排除”的方法，通过分析太阳系除了地球之外其他行星不可能存在生命的原因，将这些星球排除，说明这些星球不可能存在生命。)

3.为什么说太阳系中唯一还可能存在的星球是火星?

(运用了“比较”的说明方法，通过地球与火星自转圈数、轨道倾角的比较，说明火星与地球非常接近，证明“太阳系中唯一还可能存在生命的星球是火星”。)

4.为什么又说在火星上生命难以生存?

(1)通过近距离的飞船观测发现火星上没有生命存在。

(2)从干燥、大气、磁场等方面说明火星没有符合生命存在的必要条件。强调了生命存在必要条件的缺少，气势更强，更有说服力。

5.怎样理解“地球之外是否有生命存在，是人类一直探索的宇宙之谜。”这句话?

“一直”与第一自然段的“地球之外的太空中是否有生命存在，仍然是一个吸引人的问题。”相呼应，既写出了人们的执着，也表现了科学家们不畏艰险、一直探索的科学精神。

三、拓展延伸

请同学们课后阅读《少儿科普百科》《宇宙奥秘》，了解宇宙是怎样产生的?有外星人的存在吗?太阳什么时候会燃烧尽?人类能迁居到别的星球吗?

(7)

(8)

(9)

四、学习写作方法

1.这篇课文是按照什么顺序写的呢?有什么作用?

(常见的说明顺序有时间顺序、空间顺序、逻辑顺序。本文是按照“提出问题---分析问题---探求结论”的逻辑顺序介绍的。说明文的顺序,根据说明的目的和对象,可以以一种顺序为主,兼用其他顺序。而阐述事物、事理间的各种因果关系或其他逻辑关系,按逻辑顺序写作最为适宜。)

2.这篇课文在说明火星上没有生命存在时，运用了哪些说明方法?

本文作者在说明火星上没有生命存在时，运用了摆事实、列举、排除等方法：用“列举、排除”的方法分析了太阳系除了地球之外其他行星不可能存在生命的原因，将这些星球排除，说明这些星球不可能存在生命;将宇宙飞船登录火星检测出没有生命迹象的事实摆出来，说明火星上也没有生命。

五、课堂小结

这篇课文介绍了科学家探索地球之外是否有生命存在的艰难历程，说明到目前为止，地球之外是否有生命存在，仍然是一个未解的谜。

学习科学家追求真知、不断探索的精神，激发爱科学、学科学、探索宇宙奥秘的兴趣。

六、推荐阅读：

本课推荐阅读《妙不可言的位置》《太阳》。

七、当堂检测(选做)

建议使用荣德基课件中的“当堂检测”做训练。

八、课后作业(选做)

请完成本课《典中点》“主题探究”“拓展提升”板块的习题。

(10)

(11)

板书设计宇宙生命之谜

提出问题

宇宙生命之谜

追求真知

不断探索

爱科学

学科学

不可能存在

存在?火星

分析问题

存在条件

探求结论

未解之谜

课后反思

《宇宙生命之谜》用大量的材料说明，地球以外是否还有生命存在，是人类一直在探索的宇宙生命之谜。教学重点是根据不同的阅读目的学会用不同的阅读方法，培养学生爱科学、学科学的兴趣和探索求知的好奇心。我根据本课课文较长且是说明文的特点，安排了如下的教学结构：先以学生感兴趣的星空知识导入课题，然后梳理文章的说明顺序，初步了解文章的主要内容，最后重点学习第三部分。

阅读目的不同，相应的阅读方法也有所不同。阅读与问题相关的内容，可以选用“分析阅读”，阅读我们难以理解的内容时，可以采用“补充式阅读”。“科学家是怎么判断其他星球有没有生命的呢?”这个问题可以采用

“精读法”进行“分析式阅读”，从以下几方面分析阅读：①这部分内容整体上说了些什么?即要找出主题;②这部分说了什么?即要找出论点;③这部分内容说的对吗?即要学会质疑与判断;④这些内容跟我们有什么关系?即找出自己在这部分内容中所得到的。“人类是否有可能移居火星?”可以通过补充资料来阅读，通过查阅资料补充火星的介绍，来明确火星是否能够居住。

第4篇：宇宙生命之谜教案（模版）

4、激发学生学科学、爱科学的兴趣和探索未知的好奇心。以及珍惜爱护地球的思想感情。

教学重难点：掌握关于宇宙生命的知识，激发学生学科学、爱科学的兴趣和探索未知的好奇心。

教学时间：一课时

教具准备：多媒体课件

教学过程：

一、引入：

(课件展示：星空。)仰望这美丽的星空，闪烁的群星，深邃的

天空，多么让人神往。地球之外的广袤空间又是如此的神秘，吸引人们去探索、去发现。今天，让我们一起来关注：宇宙生命这个谜。

板书课题、齐读课题。

二、汇报预习收获，归纳课文的主要内容。

1、课前预习书读熟了吧?多响亮的回答，充满信心。好，老师把检查预习的权利给你们。同桌两个伙伴对读一人读一段，互相检查，有错要及时纠正。

2、读的时候伙伴没给你提意见的有哪些请举手?书读得不错。

3、书读熟了，接下来你们想干什么?

4、既然大多数同学觉得应该了解课文内容，就请你们谈谈自己通过读课文发现了什么

5、我发现大家的发现局限于宇宙生命的知识，科普文章除了传授知识还会我们科学的思维方式。你可以把

3、4段比较读读，也可以读

6、

7、

8、9段看看科学家怎样研究行星的?

a)学生自读课文，教师巡回，点拨。

b)交流、汇报。

c)结合课文的学习，谈谈自己对“谜”的理解。

6、展开关于除地球以外的宇宙是否有生命存在的小辩论会。

a)提出要求：(1)像科学家一样收集书和课外书中的资料来证明自己的观点。

(2)辩论中，语言要简洁明白，因此不能照着收集到的资料念，要选择重内容。

(3)辩论时要注意倾听别人的发言，分析比较别人的话,找漏洞给予反驳，才有说服力。

(4)推选代表，推出来的选手选择助手组成自己的智囊团，共同参与活动。

b)准备。

你们是听众，在活动中增长见识，是评委掌声代表你们的态度，是候补选手可以站起来对代表的发言做补充。辩论中选手可以叫暂停，与自己的助手商量，还可以找我商量，找在座的听课老师商量。

c)辩论。

7、总结：亲爱的同学们，老师真佩服你们丰富的知识、独特的见解、能言善辩，今天的辩论不论是正方还是反方都是赢家，因为通过大家的参与，我们学到书本上的还有课外书上的不少关于宇宙生命的知识。参加了这么精彩的一场辩论会，你一定有很多感受吧!让我们拿起笔，写下你最想说的一两句话，来记录这一刻吧!

第5篇：宇宙生命之谜教案-教学教案

教学目的：

1、认识“酶、碳、冥、磁”4个字。

2、正确、流利、有感情地朗读课文。

3、读懂课文，了解课文围绕“地球之外是否有生命存在”这一问题讲了些什么，培养爱科学、学科学的兴趣和探索未知的好奇心。 教学过程：

一、导入激趣

2、默读“阅读提示”，提示中给我们提出了几个问题?分别是什么? (2)课文按照什么顺序介绍的? (3)结论是什么?

(4)提出互动或者感兴趣的问题和大家说一说。

二、理清顺序，了解内容。

1、请同学们自己读课文。

2、想想课文从哪到哪开始讨论“宇宙有没有生命”这个问题的?

3、学生回答2——9自然段。

4、课文第一段和最后两段告诉了我们什么?

5、学生自由发言，相互补充。

第一自然段写的是从古至今地球之外有没有生命一直是一个吸引人的问题。

最后两个自然段讲的是人们至今没有在地球之外找到生命，但是仍然相信有生命存在，一直在探索宇宙生命之谜。

6、现在你知道了文章是按照什么顺序介绍的吗? (提出问题---分析问题---探求结论)

7、全文围绕“地球之外有没有生命存在”讲了些什么?进行自学后，请你把自己不懂或者感兴趣的问题提出来与大家交流。

8、学生自学课文第二部分。(围绕问题学习)

9、组内进行交流。

10、小组间进行汇报。

第一小组：分析第

二、三自然段。

从理论上讲，第一，宇宙无限，第二，有许多类似太阳系的星球，“与地球类似的星球肯定存在”。由这两点证明了“地球绝不是有生命存在的唯一天体”，一定还会有其它星球也有生命。 从分析天体存在生命的条件上说，肯定在茫茫的宇宙中有符合这四点的星球：一是保证一定的温度，二是有水分及生命物质，三是有适当的大气成分。四是有足够的光和热。因为这四点是人类和生命存在的必须条件，而宇宙之大，还有我们不可知的星球，所以一定会有保证这四个条件的星球。

第二组：分析课文第

四、五自然段。

根据四点生命存活的条件，科学家先用了排除法，把不符合条件的星球——水星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星排除了出去。 第三组：分析第六——九自然段。 第四组：分析第

十、十一自然段。

虽然火星上没有生命，但在太阳系之外，还有许多人类不可知的星系。人们确信：在不断的探索中，一定会解开这个“宇宙生命之谜”。

11、学完文章后，你有什么感想?(学生畅所欲言。)

12、朗读自己喜欢的段落。 附板书：

第6篇：类文阅读-10 宇宙生命之谜

类文阅读-10

宇宙Th命之谜未知Th命起源(节选)

生命的起源与演化是和宇宙的起源与演化密切相关的。生命的构成元素如碳、氢、氧、

氮、磷、硫等是来自“大爆炸”后元素的演化。资料表明前生物阶段的化学演化并不局限于地球，在宇宙空间中广泛地存在着化学演化的产物。在星际演化中，某些生物单分子，如氨基酸、嘌呤、嘧啶等可能形成于星际尘埃或凝聚的星云中，接着在行星表面的一定条件下产生了像多肽、多聚核苷酸等生物高分子。通过若干前生物演化的过渡形式最终在地球上形成了最原始的生物系统，即具有原始细胞结构的生命。至此，生物学的演化开始，直到今天地球上产生了无数复杂的生命形式。

38

亿年前，地球上形成了稳定的陆块，各种证据表明液态的水圈是热的，甚至是沸腾的。现生的一些极端嗜热的古细菌和甲烷菌可能最接近于地球上最古老的生命形式，其代谢方式可能是化学无机自养。澳大利亚西部瓦拉伍那群中

35

亿年前的微生物可能是地球上最早的生命证据。

原始地壳的出现，标志着地球由天文行星时代进入地质发展时代，具有原始细胞结构的生命也开始逐渐形成。但是在很长的时间内尚无较多的生物出现，一直到距今

5.4

亿年前的寒武纪，带壳的后生动物才大量出现，故把寒武纪以后的地质时代称为显生宙。

(选自《古生物王国》)

1.写出下列词语的反义词。

密

切

——(

)

复

杂

——(

)

沸

腾

——(

)

2.

生命的构成元素有

、

、

、

、

、

等，它

们

来

自

于

“

”

后

元

素

的

演

化。

3.

标志着地球由天文行星时代进入地质发展时代的是。

4.

用自己的话概括短文的主要内容。

【参考答案】

1.疏远

简单

冷却

2.碳

氢

氧

氮

磷

硫

大爆炸

3.

原始地壳的出现

4.

短文主要讲述了生命的起源与演化和宇宙的起源与演化是密切相关的。

宇宙是什么

梁

建

为了更有效地探索生命的起源，根据目前人类对宇宙有限的认识所反馈(kuì

guì)的数(shù

shuò)据，下面着重从恒星系这一范畴(chóu

zhòu)去打开探索生命起源的大门。我认为，整个宇宙的物质运动是受到宇宙大磁场的磁控关系所影响的。总星系犹如一个无形的大磁铁，并建立不同层次的磁控网，各负其职、各司其责、互不干扰，不同层次的磁控网之间保持着存在物质运行的空间。我们已知银河系是由诸多的恒星系所组成，每个恒星系都有一个含有一定能量的可主宰本星系物质运动的主体。例如太阳系的太阳，就是这个星系的主体——就是这个星系能推动和控制系内物质运动的“动力源”。这个动力源本身具有大量的能燃烧的有机物质，这些有机物质在燃烧中发出光和热，实现能量的输出。恒星系主体的能量越大，光和热扩散(sàn

sǎn)的距离就越大，磁控网就越大;反之，就越小。光和热到哪里，磁控网就到哪里，光和热越强，磁力就越强;反之，则越弱。由于这个恒星系的主体在围绕银河系大磁场公转运动的同时，每个主体都具有自转的特性。所以，每个主体自身的能量所固有的磁力就形成了每一个主体的磁控网络。这个主体光能的距离就是每个磁控网的距离。主体的自转运动就能控制和牵动系内所有的物质围绕它自转的方向有序的运动。同时，还会受到宇宙大磁场的影响。

(选自《宇宙生命探索

人类起源之谜》)

1.

在文中括号里选择恰当的注音，用“√”标出来。

2.

短文主要是从

这一范畴去打开探索生命起源的大门。

3.

下列说法不正确的一项是(

)

A.

整个宇宙的物质运动是受到宇宙大磁场的磁控关系所影响的。B.“总星系犹如一个无形的大磁铁”是一个比喻句。

C.

太阳系的主体是太阳。

D.

不同层次的磁控网之间是相互关联、相互影响的。

4.

恒星系主体和磁控网的关系是怎样的?

【参考答案】

1.

kuì

shù

chóu

sàn

2.

恒星系

3.

D

4.

恒星系主体的能量越大，光和热扩散的距离就越大，磁控网就越大;反之，就越小。光和热到哪里，磁控网就到哪里，光和热越强，磁力就越强;反之，则越弱。

第7篇：《宇宙生命之谜》11册10课教案

教学目的：1.认识酶、碳、冥、磁4个字。

2.正确、流利、有感情地朗读课文。

3.读懂课文，了解课文围绕地球之外是否有生命存在这一问题讲了些什么，培养爱科学、学科学的兴趣和探索未知的好奇心。

教学重点：

科学家根据生命存在的条件探索火星的情况及其成果。

教学难点：

学生对有关生命科学的理论、术语的理解。

教时安排：

1课时

教学过程：

一、导入激趣

1、同学们，上节课我们一起学习了《只有一个地球》。在地球之外，还有生命存在吗?这一直是一个谜。《宇宙生命之谜》要回答的也是这样一个问题。现在，让我们跟随着作者一同去解开这个谜团吧。

2、默读阅读提示，提示中给我们提出了几个问题?分别是什么?

(1)作者围绕着地球之外有没有生命存在讲了些什么?

(2)课文按照什么顺序介绍的?

(3)结论是什么?

(4)提出不动或者感兴趣的问题和大家说一说。

二、理清顺序，了解内容。

1、请同学们自己读课文。

2、想想课文从哪到哪开始讨论宇宙有没有生命这个问题的?

3、学生回答29自然段。

4、课文第一段和最后两段告诉了我们什么?

5、学生自由发言，相互补充。

第一自然段写的是从古至今地球之外有没有生命一直是一个吸引人的问题。

最后两个自然段讲的是人们至今没有在地球之外找到生命，但是仍然相信有生命存在，一直在探索宇宙生命之谜。

6、现在你知道了文章是按照什么顺序介绍的吗?

(提出问题---分析问题---探求结论)

7、全文围绕地球之外有没有生命存在讲了些什么?进行自学后，请你把自己不懂或者感兴趣的问题提出来与大家交流。

8、学生自学课文第二部分。(围绕问题学习)

9、组内进行交流。

10、小组间进行汇报。

第一小组：分析第

二、三自然段。

作者从理论和分析两个方面说明了地球之外有生命存在。

从理论上讲，第一，宇宙无限，第二，有许多类似太阳系的星球，与地球类似的星球肯定存在。由这两点证明了地球绝不是有生命存在的唯一天体，一定还会有其它星球也有生命。

从分析天体存在生命的条件上说，肯定在茫茫的宇宙中有符合这四点的星球：一是保证一定的温度，二是有水分及生命物质，三是有适当的大气成分。四是有足够的光和热。因为这四点是人类和生命存在的必须条件，而宇宙之大，还有我们不可知的星球，所以一定会有保证这四个条件的星球。

第二组：分析课文第

四、五自然段。

根据四点生命存活的条件，科学家先用了排除法，把不符合条件的星球水星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星排除了出去。

作者运用列举法，把这几个星球不符合的原因给我们一一进行了列举，使我们清楚地知道这六个星球的特点。

作者根据四个条件证明，认为火星唯一符合这些条件，但却一直被科学家们所争论。

第三组：分析第六九自然段。

为了揭开火星是否有生命存在的奥秘，作者先用了比较法证明。他把火星与地球进行比较，找到了两个相似点：

1、自转时间相似;2有昼夜，有四季，两极也都寒冷。由这两种比较出的相似点，又引出了科学家的两种猜测：

1、火星表面的黑色线条是运河，

2、火星表面颜色随季节变化，认为那是植物在变色。

一环扣一环，作者就两种猜测进行了揭秘，并且过程很真实，一是拍照，二是近距离观测。这两种结果证实了火星上有人类、火星上有植物的两种说法是错误的。

作者为进一步证实火星上没有生命，阐述了宇宙飞船的发现。采用摆实事、列数字的方法，证明了火星上水分少、大气稀薄、温度低、无磁场，这说明火星上生命难以生存。

作者为使读者更加心服口服，通过到火星进行实地考察，列举了两个结果：

1、土壤无有机分子，没有有机分子植物就不可能生长;2是未发现微生物存在，也就是火星连微小的生命都没有存在。这样又否定了火星上有生命的说法。

第四组：分析第

十、十一自然段。

虽然火星上没有生命，但在太阳系之外，还有许多人类不可知的星系。人们确信：在不断的探索中，一定会解开这个宇宙生命之谜。

11、学完文章后，你有什么感想?(学生畅所欲言。)

12、朗读自己喜欢的段落。