200多年前,柏林大学著名的自然科学家亚历山大·洪堡从那时还未进入欧洲人民视野的美洲旅行回来后做了很多演讲,希望能够向听众描绘与众不同的宇宙图画。随后,他在一部名叫《宇宙》的集子中将这些演讲里的思想记录进去。他用作书名的这个字源自希腊文,原意不仅表示宇宙,还表示秩序和美丽。
洪堡认为宇宙是各种事物的总和。他本来想根据19世纪的科学成就,用自然界的规律统一性来说明宇宙秩序,并且想从他的旅行事实中找出宇宙发展过程中的特别因素,可惜他没有做到。最后,他还是把宇宙分成了单独的王国,每个王国都有代表,并且彼此间毫无联系。
那时候世界是固定不变,在神的意志下由大量互无联系的“王国”组成的旧观点还在流行,并且当时还没有出现事实和证据,也没有共同单位来当作关系之间互有联系的基础。所以,尽管洪堡想指出自然现象之间的联系,终究还是未能做到。
这个共同单位是什么呢?其实是原子。物理学和化学规律控制着自然界中各种原子的旅行和历史,知道在天体中心原子是怎样失去电子,也知道原子是如何变成复杂结构以及每个原子核外那些像行星似的绕着原子核旋转的电子。
我们知道,这些电子的环状轨道是怎样交错,然后在冷却星体中结合成分子的,这便是化学结合态。接着,越来越复杂的结构产生;分子、原子和离子生成晶体,构成世界的新因素,这个因素在数学和物理角度来看是非常完美的。比如石英,它是透明纯净的晶体,古希腊人称其为“化石冰”。我们还知道,美丽的晶体在地面上是如何长出和消失的,晶体碎片又是怎样生成新系统——胶体的,它其实就是生命的基础——活细胞,在活细胞胶体中的新型分子是稳定的,这类分子都含有碳。
生命物质的发展规律使原子的命运越来越复杂,这些有机物先凝成菌丝体,得用超显微镜才能看出,再然后便结成了最初的单细胞生物,比如细菌和纤毛虫类,这种生物在普通显微镜下便很清晰了。
我们周围所有原子都经历过这样的历史阶段,每种原子都有一部生命史——从最初地球冷却到出现在活细胞中。
就像有些传说所描述的,最初的宇宙是一片混沌,从那里原子旋涡出现了,它们还发射出电磁波;之后,像天文学家所说,热运动慢慢停止了,系统开始冷却。许多人想解释这个过程,但对我们来说,这个过程并不重要,我们只想知道是什么导致了这些旋涡,各种原子又是在哪里结合起来的。导致这一切的宇宙的成分是什么呢?根据科学家的研究,我们得出了答案:40%的铁,30%的氧,15%的硅,10%的镁,2%~3%的镍、钙、硫、铝,以及少量的钠、钴、铬、钾、磷、锰、碳和一些其他元素。
这100种原子旋涡搅成一团,其中几种原子含量很高,又有几种原子含量很低,低到只占千亿分之几。游离的气体原子渐渐冷却变成液体;这些火热的熔融液滴彼此靠近,它们之后发生的作用就像是鼓风炉里熔融矿石所经历的过程。
没想到吧,关于地球构造的答案,不是理论家和物理学家找到的,而是冶金学家找到的,他们擅长金属提炼和矿渣处理,知道如何在灼热的鼓风炉里掌握各种原子的命运。这些原子在物理和化学定律的作用下分离开,这时候元素们排着队,轻的部分漂到上面,重的部分沉到下面。就这样形成了一个金属核,挨着核的是一层金属硫化物,再向外是一层硅化物。地球物理学家说,构成地球的地圈,正好像鼓风炉里的各层熔融物。