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CCTV-百家讲坛(全)上

_17 CCTV10(现代)
关于人文观念,如果我们说得非常通俗和简单的话,那就是以人为中心,关心人,爱护人。所以现在大家比较普遍说的一句话,叫人类关怀、生命关怀,这应该说是人文观念的一个核心问题。
关于人文观念的诞生我们可以从两个方面。一个方面呢,就是文艺复兴。正如恩格斯讲的,就是欧洲的中世纪,黑暗的中世纪,它压抑人性,那么其中一个很重要的就是禁欲主义,那么压抑了几个世纪,所以到了15世纪,16世纪,人类受不了了,所以就爆发出一场文艺复兴运动。实际上文艺复兴运动在某种意义上来讲就是人性的一次解放运动。那么从此以后呢,就是承认人,关心人,尊重人,人是衡量一切的尺度,就成为一种新的观念。那么文艺复兴呢,它更多的是通过文学和艺术、小说、诗歌、美术、音乐来表达,这个对人、对人的情感的一种抒发。那么人文观念的产生的另外一个角度呢,这是我今天要重点介绍的。
刚才我谈到了,就是从哥白尼到牛顿,把颠倒的地心说颠倒过来,建立了日心说,就理顺了宇宙的次序,就是表现出一个井井有条的自然规律,给人类提供了一个崭新的观念。那么这个观念呢,我们刚才已经谈到了就是规律意识。而这样一种观念,给同时代的知识分子一深刻的影响,震撼了同时代的知识分子,那么其中一个比较有代表性的人物呢就是约翰洛克。他呢是牛顿的好朋友,他比牛顿大十岁,但是是牛顿的莫逆之交,深受从哥白尼到牛顿所产生的这个规律意识的影响。他就想自然界如此有规律,如此井井有条,为什么人类社会如此混乱,人类社会是不是也有规律。那么他思考的结果,他认为,人类社会之所以混乱不堪,不是因为没有规律,而是因为规律没有被遵循。人类社会的规律之所以没有被遵循,是长期以来,仍然建立在一个传统观念基础之上。那么这个传统观念呢,就是我刚才说的君本位的观念。以君王为中心,所有的人都是来赎罪的,既然是罪犯,赎罪的,当然就不能够有自己的欲望,那么他的个人的利益,他的积极性他的创造性都被压抑。这个约翰洛克其实很有意思。我们现在可以说这么一个理性的思维,那么君权是从哪儿来的呢?君权神授。那么既然日心说表明神不存在,授予君权的神不存在,所以君权也不存在,所以他就提出了人类社会的中心是人。所以他就如同哥白尼牛顿把颠倒的地心说颠倒过来,建立了日心说,他再把颠倒的君本位颠倒过来,建立了人本位的伟大学说。那么我认为约翰洛克在用理性创建了人文观念这方面,应该说是一个伟大的思想家。所以他就提出了人是社会的中心,个人利益是治理社会的基础。任何政府唯一的宗旨是保护人,创造财富和享受自由,享受幸福的自由。那么他这样一个观念呢,实际上为英国的光荣革命、为后来欧洲的启蒙运动、也为美国独立宣言、美国的宪法和法国大革命奠定了理论基础,这样的人本位的观念,就导致了民主政治体制的诞生,那么是他的最伟大的发现。我们既然说科学就是发现事物的真相和原理,那么人类社会最大的真相是什么呢?就是人是社会的中心,人人都有自己的个人利益,所以要尊重人的利益,而任何政府它唯一的宗旨就是保护人,创造财富和享受幸福的自由,这是17世纪。
那么到了18世纪又出现一位伟大的思想家,当然我们一般把他叫做经济学家,或者是市场经济理论的鼻祖、创始人,叫亚当斯密。那么亚当斯密继约翰洛克之后,他又有一个伟大的发现。发现什么呢?发现个人利益是每一个人的个人利益。我们知道亚当斯密之前,经济上面是重商主义,那么亚当斯密就提出自由经济。就是说政府你不要直接去搞经济,让每个人根据他们自己的利益,去决定生产什么、怎么生产、为谁生产,反而有利于资源的配置。那么这样一来就会出现一个问题,人人都为自己的利益,岂不天下大乱吗?亚当斯密在这个地方有一个非常伟大的发现,就是正因为个人利益是每个人的,不是某一个的,所以任何一个人都只有去满足他人的个人利益,才能获得自己的个人利益。你越想获得自己的个人利益,你就越必须去满足他人的个人利益,同时你越能满足他人的个人利益,你就可能越获得自己的个人利益。所以他就发现这个个人利益的良性循环的制约,所以就提出了市场机制的这样一个思想。所以当时不是有这么一句话吗,诚然每个人都是为自己利益而生产的,但是社会上有一只看不见的手,指导他必须去满足社会的利益,这种虽然并非出于本意给社会所做的贡献,比那些口口声声说为公众谋幸福的人,更能促进社会的发展。那么这是18世纪他在《国富论》里边的一句话。就是他的伟大发现,就是个人利益相互制约,能够形成良好的经济秩序,个人利益相互制约,能够有效地配置资源。
当然到了20世纪的五六十年代,又出现了一个马斯洛。那么他是属于心理学的第三思潮,进一步发现人的个人利益是多层次的,除了经济的利益物质的利益,或者生存的利益,那么还有得到安全、得到爱、得到尊重、归属感乃至于自我价值的实现。我认为,这是一个又一个伟大的发现。所有的人跟动物不一样,人为什么一日千里的发展,那么动物界它还是始终停留在原来的样子呢?就是人有一个精神,有一个精神的世界。人本身除了物质的需求以外,有了一个精神的需求。而且对一人来讲他的幸福,物质是基础,而精神才是幸福的源泉,这就叫人的本性、人的规律。过去我们说为富不仁,当然少数人是有的,但是更多的人他往往物质得到一定满足以后,他就要考虑到生不带来,死不带去,怎么样能够使自己这一生过得更有意义。那么最高层次的需求呢,就是自我价值的实现。你比方过去我们年轻的时候,我做团员的时候,做团队干部的时候,那个时候我们学雷锋,看到街上有一个老太太,走路有困难我们去搀扶她一下,这就说明我对这个老太太有价值,叫自我价值的实现。我搀扶了以后,晚上回去睡起来就很舒服。所以这样一种价值观,这样一种就是我说的价值意识,是市场经济逐渐逐渐产生的一种,导致市场经济走向成熟和完善。那么应该说我们社会呢,这一点往往,当然这样一种价值观要建立在什么上呢?人人都是平等的基础,在这个地方我为你服务,在另外一个地方你又在为我服务,所以这样彼此,所以它是一个社会机制,叫懂得承认这个人的个人利益。
科学思想对人类社会的伟大意义在于它并没有停留在自然科学或者少数科学家的范围,而是一种文化的形式,注入整个社会,成为人类文化的重要组成部分。所以从此以后呢,我们可以说现代文化,就是包括两个组成部分:科学文化和人文文化。而且呢,科学从理性的角度创立了人文观念,文学和艺术这种情感方面,把人文观念渗透到人类的灵魂之中。所以应该说科学、艺术、人文比翼双飞,那么人类才能够永远向着正确的方向。所以最后呢,我说两句话:科学思想像一盏明灯,照亮了整个人类社会,科学给人以力量;而人文思想呢,像一颗明星指引人类前进的方向。如果说科学给人以力量,人文就给人以方向。本来在我们人类精神世界当中,科学、艺术、人文,它是一个整体。那么随着人类的发展,科学专业化了,艺术专业化了,人文专业化了,有时候往往反而把它割裂开来了。所以现在呢,我们就要提倡科学和人文的结合,科学艺术和人文的结合。这样呢,使我们的精神世界更加完整,既有理性,又有感性。科学它往往给人就是追求的一种真,人文给人是追求一种爱,就是我们能够懂得按规律办事,又懂得规律核心的问题,就是要使人类得到很好的发展,那么这样一来呢,我们的社会就会走向美好的未来。
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科学史的历史 (袁江洋).txt
2002年7月22日 科学史的历史 (袁江洋)
主讲人简介袁江洋,湖北人,1983年考入华中理工大学化学系,1987年本科毕业,获得学士学位,后考入本校研究生,获硕士学位,毕业后留校任教。1995年考入北京大学攻读科学史方向博士研究生,1998年获博士学位,毕业后分配至中国科学院自然科学史研究所工作,主要从事科学史研究工作。
科学史的历史科学史的历史是一门比较专业化的学科,它的主要体系可以分为五个部分来讲,第一部分是前史,第二部分是科学史的学科化与职业化,那么第三部分是科学史的主要研究领域,第四部分是科学史的异样化发展,也就是科学史至20世纪60年代以来的发展情况,第五部分是21世纪的科学史。
科学史成为一门独立的学科,是在20世纪60年代的事情,但是科学史作为一门学问,具有非常久远的历史,最早的科学史是由科学家纂写的,他们的著作主要是在探讨他们所在研究领域的研究沿革,以及他们所在的科学学科的学科史,在具体的历史研究中,科学史的研究必须和各种历史成就结合在一起,才能发展新型的综合科学史,这门新型的综合科学史,区别于19世纪的科学史的特征主要在于,19世纪的科学史是以逻辑实证主义的科学观为基础来够撰写的,比如说科学是实证的知识,那么在逻辑实证主义科学哲学的背景下来撰写的科学综合科学史,这样一种理解,在今天看来,就说带有一定的片面性,所以今天的科学史研究,就需要从新的视觉来理解科学及其历史,真正的科学史家应该把握住科学历史进程,并且要的揭示科学真实的历史进程,既不要将科学的历史描绘为一番纯粹的100%的理性的进步史,或者理性的史诗,也不能将科学丑化,和现代在社会里面流行的各种神秘主义思想,没有任何区别。因为在科学史的研究当中,科学中的理性精神确实是存在的,而且是非常强的,那么通过这种理性的传播,通过科学史的研究,通过这门学科的发展,通过对科学历史的了解,可以提升我们的社会的这种发展状况。
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科学文化漫谈 王直华.txt
5月12日 科学文化漫谈 王直华
主讲人简介
王直华,60年代从清华大学电子专业毕业,毕业后从事科学研究工作多年,后调至科学时报从事科技新闻报道工作。曾任科学时报副总编。现任中国科普作协副理事长。出版过《小行星撞地球》等多篇科普著作,发表《论新闻科普》、《论素质教育》等多篇论文。
内容简介
科学和文化应该有一个很好的融合。但是科学和文化的融合需要转变观念,真正的科学大师们一般都有独特的视角。在这里我想举一个物理学家的例子。这个物理学家是狄拉克,他在三十年代前后,提出来反物质的概念,他的观念也是非常的超前的。突破了当时人们的日常思维。现在大家再看一幅科学图像,在这儿我们真的欣赏到科学之美,在这里我们也看到科学的线条美。实际上科学既有它的线条美,也有它的色彩美,还有它的动态美,我们看科学它有美感,科学是完全可以欣赏的,而科学体现出来的美,有的时候是需要转换我们的视角,才能发现科学的真理之美。著名的科学家汤姆生,他说,在对科学发现做出贡献的诸多因素当中,观念的转变是最伟大的。所以我们要注意在做研究的时候,在我们做艺术创造的时候,要注意观念的转变。
另外我们也需要丰富想像,转换视野。比如著名的物理学家爱因斯坦,他总结他的经验,就认为研究科学,也需要在艺术上有所涉猎。爱好非常广泛才能开拓思路,敏锐直觉,启发思维。所以他做出了物理学史上的第四次大综合,并不是偶然的。爱因斯坦总结他的经验,他说:“如果没有我少年时代音乐方面所受到的教育,我以后的各方面的成功,就是不可能的。”我们要把理性和感性、认知和情感、知识和文化很好地融合起来,实现互融互补和互动。
全文
今天我们讲的题目是《科学文化漫谈》,我先从语言文字说起。比如说我们经常见到这样的表述:说香蕉可以防止便秘,说石榴可以防止衰老。我就讲这个事情恐怕是有条件的,香蕉能够防止便秘,你把香蕉放在桌子上放两个月,它也不会防止你便秘。你把石榴放在那儿不吃它,也不会使任何人防止衰老。所以这样的语言表述它本身就不够准确,它就需要有一个条件在那儿管着这几句话。所以语言文字的事情是跟我们生活密切相关,又非常重要的一个文化的载体。
这个时候我就想到我一个朋友翻译的一本书,我这个朋友是文化功底非常深的,整个书翻译得非常漂亮。我就给他提了一个意见,我说你这个佼佼者不能这样用,他讲一个诺贝尔奖金获得者是佼佼者里的佼佼者,在咱们日常生活中,大家都认为佼佼者是非常水平高,非常优秀的人。实际上在咱们的汉语里佼佼者并不是这样的人,中国的古人说叫做“庸中佼佼”,就是平庸之上的人这是佼佼者。所以你说一个人是佼佼者里的佼佼者,那就是说他在中等以上的这种人里头还不是水平不是很高的,还是一个中等的人。所以这样的表述就等于不是在表扬一个人,而是在批评一个人。所以对于语言文字的了解呢,需要我们下功夫来做。即使是水平相当好的人,也有进一步提高自己的语言艺术这样的问题。这个时候我就想起北大的一位教授,实际上他是系主任了,在每年开学的时候他就会给同学们讲:你们来学文学这个专业,首先要敬畏文学,要敬畏它,对文学要有一种敬畏之感。所以我们的语言文字一定要用得非常规范,一定要以敬畏之心来珍惜祖国的语言文字,像严复他就说过,叫做“一名之立”,确立一个名词,一名之立,他要辗转反侧,要犹豫不决,十天半个月,所以用这种精神来做我们的事业,所以我就讲我们人人要渴求知识,人人要积淀文化。
这里我向大家推荐美国著名的天文学家,也是美国著名的科学作家叫卡尔萨根的一句话,他说“我们探索宇宙,一要勇于怀疑,二要富于幻想”。所以咱们就从这个话题开始,下面讲我们需要转变观念,科学大师的视角。现在大家看到的呢,就是世界上第一块集成电路芯片的样子。大家都经常说,最初的科学发现,最初的技术发明,很可能就是一个丑小鸭,现在大家经常用到芯片,我们经常用到计算机。大家都知道,现在计算机的芯片非常小巧,它的样子做得也非常美,是一件非常成熟的工业产品,但是第一个集成电路芯片就是这个样子,在这个芯片上,一共集成了几个东西呢?只有一个晶体管,里边有四个电阻和三个电容,一共就这么八件东西。然后它们当中的连线当然也都集中在这个电路里边,这个集成电路最早是由美国的一个工程师叫做基尔比,在1958年做出来的。因为我们要讲到科学家的视角,我们就要看一看,他做集成电路,他是怎么看这个问题的。
当时科学家把电子的元件尽量做小,因为把这些元件做小了,损耗的功率可以减小。但是当时基尔比是1958年刚进入美国得克萨斯仪器公司,当时他就对这个减小元件尺寸这个做法,并不感到满意,他就要闯一条另外一条路,用一种新的视野,新的视角来看这个问题。他就想,我能不能把这些元件都用一个新的工艺做在一个芯片上,这样就可以大大地降低它的尺寸和重量。这个时候正好老板带着员工到外地去出差了,去休息去了。那么他就没有去,他就在他的实验室里边设计他这个第一个集成电路的图纸,等这些人休息回来以后,他的方案也出来了,又经过两个月的努力,世界上第一个集成电路就做出来了。
大家知道,在集成电路之前,我们使用的都是电子管,电子管就是这个东西,一个玻璃管,像拇指这么大的玻璃管。现在最新的集成电路,大家经常用的计算机里边的奔腾4,一个集成电路里边有多少个晶体管?一个集成电路里边现在有五千万个晶体管,就相当于在这样一个芯片上面,有五千万个这样的电子器件。就是我手里拿的,如果用电子管来做这些设备的话,有五千万个这个东西,有的人计算了一下,如果现在的手机用电子管来做,用电子管来做现在的手机,它那个大小就相当于一个160米高的一个巨大的纪念塔。而我们知道,最近几年大家也经历了电子器件的变化,也经历了我们所使用的,比如说移动电话的变化。我这里带来一个八十年代末的手机,大家看看这个手机,现在如果谁再打这个手机,大家一定感觉到他是老古董。这个是2000年左右出现的手机,然后大家再想像,如果是1958年他发明集成电路的时候,用电子管做的手机,将是一个160米高的一个纪念塔。所以这个基尔比集成的概念,给我们人类生活带来多大的变化,我们能够深深感受到。
而且现在一个芯片上有五千万个晶体管,而当时在二十世纪五、六十年代,全世界一年的电子管的总产量是十亿个。大家可以比较出来,现在的20个芯片里边,含有的晶体管就相当于四五十年前全世界所有的厂家的电子管的产量。所以就看到,一个观念上的变革,由单个到集成的这样一个观念上的突破,就给科学和技术、给人类的生活,给我们经济和社会带来了多么翻天覆地的变化,这是我想讲的一个问题。
另外我想向大家介绍一位著名的生物学家,她叫麦克林托克,她是美国的一个女科学家。她在二十世纪五十年代初就提出来,就是基因在染色体里边不是完全固定不动的,人们的观念就是基因就像一串珠子,串到这一串珠子里边来的珠子,它就不可能跳来跳去。但是她在研究这个玉米籽粒的基因突变的时候,她就提出来,老玉米的颜色发生了变化。它这里边就是因为它的基因发生了突变,她就提出来可以移动的遗传因子。所以在美国冷泉港一次学术交流会上,她就提出了这个观点。有的遗传学家就嗤之以鼻,说不要理她,她这个人简直是个疯子。过了几年,还是在冷泉港又开这个学术交流会,那么麦克林托克就把这几年的研究成果,又继续地向大家来报告。就是这样一个超前人们三十年,超前人们思想三十年的一个理论,在1983年获得了诺贝尔生物学奖。所以我们就看到,一个全新的,一个超前人们原来的观念的一个新的理论,往往跟人们的看法是完全相反的。一个说基因是不能动的,她自己的理论认为基因是可移动的,所以也是一个180度的转弯。
在这儿我又想起一个物理学家——狄拉克,他在三十年代前后提出来反物质的概念。这个现在屏幕里演示的大家看的是非常美的一幅科学图像,从下边打进来的是一个伽玛射线,产生了一个带负电的电子,做螺旋运动。另外一个方向上又产生了一个带正电的电子在螺旋运动,这样正反电子或者叫正负电子它们在磁场里边划出了完全相反的两个轨迹,在这儿我们真的欣赏到科学之美,在这里我们看到科学的线条美。实际上科学既有它的线条美,也有它的色彩美,还有它的动态美。我们看科学它有美感,科学是完全可以欣赏的,那么狄拉克在1933年获得诺贝尔物理学奖的时候,他有一番讲话,这番讲话在我们今天的人们听来,可能都像是天方夜谭。我们就可以看到这个科学家的思想,他的想像是多么超前,跟我们原来的想法是多么地相反。他讲在我们地球上或者在我们太阳系里边,所有的物质都是由带负电的电子和带正电的质子组成的原子来构成的,这种很可能是宇宙里的一个特例。
他说如果我们相信正负电荷具有完全对称性,宇宙里的物质具有完全对称性,那么就会想像还有星球是由带负电的质子,以及带正电的电子这样的原子来组成的。就跟地球上的物质完全相反,就是有的星球是完全是由反物质组成的,很多物质他说在宇宙里,有由反物质组成的星球。他说很可能这样的星球,正好是各一半。由物质组成的星球,由反物质组成的星球,在宇宙间可能是各一半。这样一种推测,这样一种科学的假设呢,实际上几十年来,人们都在进一步地做实验来研究。在今天几乎所有的粒子都找到了它的反粒子,科学家都找到了这一粒子的反粒子,未来的国际空间站,阿尔法磁谱仪升空以后,其中一个重要的任务,就是探测太空里的反物质。所以我们看到呢,这些科学家们的思维多么超前。
这时候我就想起丁肇中先生有一句话,他说非常天才的科学家,他们跟疯子的距离可能是很小的。有一位著名的画家叫做达利,他跟马蒂斯和毕加索,在西方是齐名的。这样三个著名的画家,达利被曾经被人们说成是一个疯子,大家看一看达利的一个作品。达利是一个怪诞的一个艺术家,他曾经做一个雕塑作品,这个雕塑作品叫做太空象。他为了展示太空象之高大伟岸,你看这个太空象的腿,比一般的象多了一节腿骨,他就是这样来做自己的想像。所以有的人把他说是疯子,达利就说:“我跟疯子的惟一区别就是我还没疯。”所以就是说科学家和大的艺术家,他们的想法往往是跟常人有一个相反视角。
实际上我们在欣赏作品的时候,也发现,就是欣赏艺术作品的时候也发现,很多艺术作品它也跟我们常人的想法不一样。比如说画家画一幅画,书法家写一幅字。他往往趋向于空灵,叫做疏可走马,密不透风,一幅书法它本身也是疏可走马,密不透风,让我们感到它的节奏和韵律美。大家看到这幅照片是黄山的一幅照片,徐霞客到了黄山。他说:“登黄山天下无山,观止矣!”已经到了顶了,所以黄山之美就在于它的怪石嶙峋,怪峰突兀。所以大家看到黄山非常美。写文章也一样,就是文如观山不喜平。写的文章如果平淡了,没有冲突了,没有上下跌宕起伏了,它也不好看。所以实际上做科学研究,和我们欣赏艺术作品这个道理也是一样的。
这个时候,我要强调一点,就是我们在对原来的观念进行转变的时候,要注意避免无知的怀疑。我想起一个美国著名的物理学家拉比,他在二十世纪四十年代的时候,1944年获得诺贝尔物理学奖,他就提出来能够探测原子磁矩的这种共振的方法,叫磁共振的方法。实际上二十世纪七十年代出现的磁共振、断层扫描仪,就是由这个理论发展起来的。别人问他,你获得诺贝尔奖最主要的经验是什么?拉比回答说,他说我的最重要的经验就是每天我回到家里边,我的妈妈都问我,你给老师提了什么有用的问题没有?这就是他一生治学和研究的经验。
另外,我们也有这样一个故事跟大家介绍,就是著名的物理学家刚才咱们讲到狄拉克,就是提出来反物质那个狄拉克。有一次他做报告,做报告下边一个学生向他提了问题,提了问题他就没有理会。跟他一起坐在台上的另一位先生就提醒他,狄拉克先生,下边有人向你提问呢。他就非常幽默地说,他提问题了吗?他没有提问题,为什么?下边那个青年人提的问题是:“老师你这个公式由第三步到第四步是怎么推导出来的?”这样的问题在科学家眼里不是问题。所以我们在做科学研究的时候,要提出有价值的和有意义的问题。所以这一段呢,我们可以用汤姆生一句话来总结。著名的科学家汤姆生,就是发现电子的汤姆生,他讲在对科学发现做出贡献的诸多因素当中,观念的转变是最伟大的。所以我们要注意在做研究的时候,在我们做艺术创造的时候,要注意观念的转变。
下面我们讲我们需要丰富想像,科学大师的视野。在这儿我们展示了一幅非常美的图像,虽然是一副黑白照片,但是我相信大家看到它一定觉得非常美,这是一个晶体衍射的照片。自从伦琴发现X射线以后,利用X射线进行晶体衍射来研究物质的结构取得了很大的成绩。在上个世纪初一个著名的物理学家劳厄,他曾经用X射线做晶体衍射实验,被爱因斯坦称为最美的实验。所以科学也是非常美,科学很美,科学有它的理论美,有它的实验美,现在又出现科学的第三个支柱叫做计算科学,所以科学也有它的计算美,科学有它的数学美。所以在这儿,我们既看到了科学的实验美,也看到了科学本身它的形象美。
在这里我想在这儿介绍麦克斯韦,麦克斯韦是实现了物理学第三次大的综合的这样一个科学家。他在1864年发表的《电磁场理论》,把电学和磁学以前所有的规律都用一组方程式,把它表达出来,所以他是完成了物理学史上第三次大综合。能够做到这个工作的,跟他自己的全面素养是分不开的。那么麦克斯韦,他有非常好的家庭教育,他的母亲在他小时候,8岁他的母亲去世了,也是患癌症去世的。他的父亲把他送到了学校,从那个时候开始,他就对数学,对英语都非常感兴趣,对科学也非常感兴趣,他对拉丁文也很感兴趣。甚至在上学的时候,他对诗歌也有很浓厚的兴趣,所以麦克斯韦是一个爱好非常广泛的一个人。
他在14岁的时候就研究了画椭圆的方法,实际上当时能够研究画椭圆的方法的人呢都是像牛顿和笛卡儿这样大牌的学者,所以当他的论文交给的当时的学校的一个科学哲学老师以后呢,老师都感到非常惊讶。这个老师叫做福布斯,然后福布斯很快就把他的作品提交给了爱丁堡的皇家学会,爱丁堡皇家学会的会报,很快就发表了他这个论文。当时的麦克斯韦只有14岁,所以他的数学功底,他对数学的爱好,跟他以后的成功都有非常大地关系。后来他就上了爱丁堡大学,这个时候呢,他就不仅是研究科学,和研究数学,他自己呢,还研究美学,还研究哲学,他对历史也非常感兴趣。后来他就讲了一句话,他说做一个科学家,不能只研究自己的具体的专门学问,还要对哲学、对历史、对美学感兴趣,这是他的一个非常鲜明的观点。所以麦克斯韦能做出物理学上的一个综合性的工作,跟他自己的全面的爱好,跟他自己广泛的视野,是有关的。这个图上有两位伟大的科学家,后面那位是牛顿,前面这位是爱因斯坦。爱因斯坦呢,他也是做出了物理学史上第四次伟大的综合,第四次大综合。他从小学的时候,6岁的时候就在母亲的引导下,他就学小提琴,到13岁的时候,他又对几何学和哲学感兴趣,所以爱因斯坦他的爱好非常广泛。那么他呢,就是在1905年提出狭义相对论,1913年做出广义相对论,做出了物理学史上的第四次大综合,也不是偶然的。
所以爱因斯坦总结他的经验,他说:“如果没有我少年时代音乐方面所受到的教育,我以后的各方面的成功,就是不可能的。”所以爱因斯坦自己有非常深刻的体会和感受。下边这幅图呢,就是一幅关于质量和能量关系式,爱因斯坦著名的质能关系式的一幅宣传画,在这儿我们真的欣赏到科学之美。我们看科学它有美感,科学是完全可以欣赏的。
实际上艺术作品也同科学发现一样,人们也要有不同的视野。要比常人有更宽广的视野,比如这一幅照片,大家看很像中国的一幅山水画。但实际上呢,它拍的是石林,大家一想到石林的照片,就是那一根一根的石头柱子。但是这个地方,我们看到从局部一个很小的范围来拍石林,也是非常美,给我们一种中国的国画的感觉。这是颐和园里石舫的一个夜景,我们古人曾经有个说法,凝视月亮就会产生诗一般的灵感。我们的古人呢,在几千年的文化里边,留下了很多的咏月的诗篇,屈原的《天问》、张若虚的《春江花月夜》、李白的《把酒问月》和苏轼的《水调歌头》,都是咏月的,非常好的作品。
在屈原的《天问》里边他提出这样的问题:“日月安属,列星安陈。”太阳和月亮是怎么样挂在天上的呢?天上那么多的星星,它是怎么排布在天上的呢?这是对大自然奥秘的一种探索,张若虚他留下来的诗,我们只知道他有两首诗,但是就有一首成了千古的佳作。所以有人曾经评论过他,叫做:“孤篇横绝 竟成大家。”他只有一篇作品流传到后世,但是他却是唐代诗人里边一个大家,有的人评论他的《春江花月夜》是诗中之诗,是峰上之峰,是峰顶上的峰顶。张若虚这样的诗句真是脍炙人口:“江畔何人初见月,江月何年初照人。”李白的《把酒问月》:“今人不见古时月,今月曾经照古人。”我们看到这幅作品的时候就会有这样的感觉,看到今天的月亮,实际上我们就想到在这个月下曾经照过很多很多的古人。有一次我同一个天文学家在谈论苏轼的《水调歌头》:“明月几时有,把酒问青天,不知天上宫阙,今昔是何年。”他就讲这个苏轼能够知道天上的星体上的记时系统跟咱们是不一样的。我们知道月球上面,如果我们把月球当作琼楼玉宇的话,它那上边背太阳的一面,月球背太阳的一面最低的温度是零下180度,所以真是高处不胜寒。这些诗句既是对人生哲理的探索,也是对宇宙奥秘的探索,所以我们古代的诗人们,他们的想像是非常宏伟,是非常浩大的。拥有科学和人文的综合素质,拥有很宽广的视野,可以使我们有更宽广的思路,可以有更敏锐的直觉,可以有更活跃的灵感,和更丰富的想像,在发展科学和发展艺术当中能够发挥更大的作用。
下面我们讲我们需要科学文化,科学大师的理念,在我们回顾科学和艺术的发展历史的时候,就有一个感觉,近代科学发展到一定程度之后,那么科学和艺术的分离,科学文化和人文文化的分裂,就越来越严重了。在二十世纪四十年代,梁思成曾经做过一次报道,题目就叫做《半个人的时代》,在1959年斯诺发表了《两种文化与科学革命》,到1965年又出了一本书,是马尔库塞写的《单维人》,这都是在探索科学文化和人文文化的分离。
爱因斯坦在他的一篇名作叫做《论教育》里边提出,学校应该永远以此为目标,就是从学校出来的人,不只是个专家,应该是个和谐的人。中国的著名的美学家蔡仪呢,他提出来你要研究美学,必须有三门基本功:一个叫做美学的历史,一个叫做美学的哲学,再一个就是要研究一门艺术。朱光潜先生曾经说过:“不通一艺莫谈艺。”如果你对一门艺术没有加以研究,没有深入进去,你就很难去研究美学。所以我们提倡把科学和人文融合起来,我们研究科学,第一要钻进一门科学。同时呢,也要研究科学史,也要研究科学的哲学。所以呢,这三个方面是对于成就一个人的事业是非常重要的。
在我们谈论科学和艺术之间的关系的时候,在我们提倡科学与艺术融合的时候,也要注意避免把科学和艺术直接对号。我们很难说爱因斯坦喜欢的哪一个曲子使他发现了相对论,这是不可能的。所以呢,我们要把理性和感性、认知和情感、知识和文化很好地融合起来,实现互融互补互动。所有的科学大师、艺术大师都是如此。我们在做科学教育,在研究科学,在进行科学传播的时候,也要这样来做。
最近我写了一篇散文,今天我把它朗读给大家,与大家分享,与大家共勉。题目是《让我们到山顶上会合》。仿佛听见那位科学大师在太阳系的边缘向我们大声说话,那是科学哲人的语言,我们探索宇宙,既要勇于怀疑,又要富于想像;仿佛看见那位文学大师,在高山上向我们招手,文豪的话语如诗似歌,让人难忘。科学与艺术,山脚下分手,山顶上会合。向着那科学与艺术相拥的山顶,让我们一起攀登。凝神静思,那魂牵梦萦的山顶很高很远,昂首远望,那心仪已久的目标却越来越近。向着那科学与艺术相拥的山顶让我们一起攀登,征途中,知识共文化一色,直觉与灵感齐飞,专注携想像同行,激情源天地之美,水远山高,达万物之理,天荒地老。我们播撒着快乐,我们收获着幸福。在富于想像的攀登与创造之中,向着那科学与艺术相拥的山顶,让我们一起攀登,一起创造一起快乐,我们谁也不掉队,让我们山顶上会合,山顶上再见,谢谢大家。
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科学与社会 曾志.txt
1月27日 科学与社会 曾志
主讲人简介
曾志,1989年毕业于中国人民大学哲学系,获硕士学位,同年到北京大学哲学系任教,现为北京大学哲学系副教授。1995年获北京大学哲学系博士学位,导师为我国著名哲学家黄楠森教授。
1997年曾志在比利时卢文天主教大学做访问研究,1998年在加拿大多伦多大学作访问学者。2001年至今为美国伊利诺大学博士后。曾志的研究领域主要是中西哲学比较,社会与政治哲学、元伦理学、形而上学以及哲学原理。其代表性著作为四十万字的《西方哲学导论》。
内容简介
关于《科学与社会》,曾志主要谈了五个部分。
第一个部分,就是怎样处理好科学和社会的关系;第二个问题,为什么我们今天会面临着科学带来的种种问题;第三个问题,在不同的时代,科学和社会的关系表现出怎样的面貌,人们是怎样来认识这个问题,怎样来处理这个问题的;第四个方面,关于科学乐观主义的哲学基础问题;最后一个问题,当代世界那么各国不同的政治家,不同的学者,社会各方面的人,他们所做出的平衡科学主义和人文主义之间的关系的各种努力。
在第一个问题中,处理科学与社会关系主要有四种基本观点,分别是科学主义的,伦理主义的,商业主义的,实用主义的观点。
第二个问题就是20世纪后半叶技术生活的标志及其影响,第一,植根于工业化时代的生活方式的瓦解。第二,就是技术进一步导致了我们日常生活的简单化和复杂化,所谓简单化,就是我们越来越接受某些单一的标准;复杂化就是我们的要求越来越复杂。第三,就是传统伦理判断和伦理标准的不确定性,那么我们似乎想不起来,历史上的哪一个时期,那么有哪一个问题引起的伦理学的争论,会像我们今天那么遇到的克隆技术的问题引起的争论这么激烈;第四,就是知识和语言的混乱,不同的人之间沟通起来呢,变得非常之困难,但是有时候,又特别容易。
第三个问题,就是科学社会关系的时代特点,我把它划分为四个不同的时期,第一个时期,是古希腊,伦理标准和技术标准, 科学标准呢,本来就是一个标准。第二个阶段就是文艺复兴,艺术和科学是统一的,这个时期的文学家、艺术家、思想家,他总是试图用一种和谐和比例的原则,去探索科学和艺术。第三个阶段是19世纪,就是艺术和科学它是分离。第四个阶段就是20世纪的后半叶,科学乐观主义成为一个主导的潮流,用技术来改造世界的机会似乎是无限的。
第四个问题,科学乐观主义的哲学基础,第一个基础,就是功利主义;第二个就是实用主义;还有一个就是唯物主义。
最后一个问题,在当代世界上人们做出的平衡唯科学主义的努力主要有哪些。
它主要有以尼采为代表的人本主义哲学,他认为,人是在不断的选择自己的命运的,宗教的和科学的必然性是不存在的。另外一个部分是宗教,宗教思想家们,总是告诫人们,不要陷入到那种物质主义的漩涡当中去。从这个角度来讲,宗教也是现代世界人们用来平衡物质主义,技术主义、唯科学主义的一个重要的选择。还有一种方向就是技术的全面人文化,我们必须把人文性质的考虑,纳入到对技术的追求当中去。
全文
我今天要作的这个报告,它的题目叫做《科学与社会》。我们知道,我们现代的社会,其实是一个科学非常发达的社会,而且这个科学的发展,它已经成为了一种意识形态,我们生活的每个方面,我们整个的关于这个现实世界的观念,基本上都被科学主导了。但是另外一个方面,我们也知道,科学是技术性的,纯理性的东西,那如果我们生活的一切方面都被科学的这种技术性和逻辑性主导的话,可能我们生活当中还有一些非技术性的、艺术性的、非逻辑性的部分,会被忽视掉,而且这种现象在当代我们已经看得越来越清楚了,科学给我们这个社会看来,也带来了一些我们原来没有预料到的方面,但我们不能够笼统地讲,这是一种负面的影响,但至少可以说,科学给我们带来的不完全是我们原来预想的每一个方面,都向我们展示了一个灿烂的前景。
所以这样一来,对科学和社会的关系进行一种人文角度的反思,其实现在是个世界性的课题,这个课题,如果换一个角度来看,按照我的观点,或许我们也可以把它称作一个全球化的问题,所以这是我在讲这个问题的时候,作为一个开场白,我希望这样来表达我对这个问题的思考。
关于这个问题的思考,我主要谈五个部分。这五个部分,大概第一个部分我想引出一个问题,就是现时代对我们人类面临的一个重大的挑战,就是怎样处理好科学和社会的关系,这是一个问题。第二个问题,就是我想谈一下为什么我们今天会面临着科学带来的种种问题,其实对这个问题的分析,我们会涉及到我们怎样来看待20世纪后半叶技术生活的标志及其社会影响,这是第二个问题。第三个问题,我还想帮助大家回溯一下科学和社会关系的时代特点。在不同的时代,科学和社会的关系表现出怎样的面貌,人们是怎样来认识这个问题,怎样来处理这个问题,每一个时代的学者对这个问题他是怎样思考的,所以这是第三个方面。
第四个方面,我想谈一谈关于科学乐观主义的哲学基础问题,因为我们谈到科学观,它实际上是个哲学观的问题,对科学的前提,对科学的基本性质进行批评性的讨论,这是哲学的一项基本的任务,那如果从哲学的角度来看待科学的性质及其社会影响问题,实际上它就涉及到,关于现在我们流行的科学乐观主义的哲学基础究竟是哪些问题。最后一个问题,我想给大家介绍一下,当代世界各国不同的政治家,不同的学者,社会各方面的人,他们所做出的平衡科学主义和人文主义之间的关系的各种努力。所以,关于科学与社会的关系,大概我讲的主要是这五个问题,下面我把它分开来谈。
第一个问题我刚才已经谈到了,那就是说,我要谈的就是科学和社会的关系,是现时代我们人类面临的一个重大的挑战,怎样处理好这个关系,对于每一个人来说,特别是对现代世界的政治家和那些精英人士来说是一个非常重要的问题,必须面对这个问题,那我为什么把科学和社会的关系,这个问题把它当做现代世界整个人类面临的一个重大的挑战,一个必须要处理好的关系?我不想抽象地来谈论这个问题,我在这里想给大家引一些国际上的一些著名的学者,著名的政治家,他们对这个问题的一些评论或者说他们的意见。
我这里谈到的我想集中说一下,就是现在世界上非常热门的,关于克隆技术的前景问题,其中非常重要的一个方面,现在主要是集中于克隆技术的前景它是不是最终会克隆出一个人,就是说,假如是你,是不是有一天,我们可以通过克隆的技术,克隆出另外一个你,站在这里的时候,丝毫分辨不出来,哪一个是原来的你,而哪一个是复制的你,但是谈到克隆这样问题的时候,特别涉及到,如果克隆的前景是一个可能克隆出另外一个和你一样的人的时候,这个问题就变得非常之复杂了,而且这个问题,对于许多人来说,实际上它的前景并不是那么美妙。
我在这里,引几句话大家来看看。第一句话,是美国斯坦福大学一个非常有名的社会科学教授,叫哈维尔,这个哈维尔讲了一句话,他说“太恐怖了,我为什么没有在听到这个消息以前就死去呢?”,这是哈维尔讲的,他认为,克隆人这种前景太恐怖了。第二种观点,跟它正好相反,麻省理工学院有一个非常著名的教授,叫约翰。布洛克,这个约翰。布洛克,他讲了一句话,“克隆人绝对是科学上了不起的进步,克隆技术必将创造21世纪的辉煌”。
同是一个学者,他从另外的方向,对克隆技术做了非常高的评价,认为整个20世纪的进步,都维系于这个技术,英国的著名的《经济学家》杂志,它曾经在一片文章中,谈到这样一段话就是“人体的商业化,是人类经济活动中无与伦比的成就,毫无疑问,克隆技术的出现,将为世人创造一个最为广泛和深远的市场”这又是一种观点。最后一个,是美国著名的经济学家诺贝尔奖的获得者弗里德曼的观点,他讲了一句话,他说“不要钻牛角尖,管它,干起来再说”。
我在这里引的这五段话,其实都是有代表性的,因为它代表了当今世界上对于克隆技术尤其是我们可能出现的克隆人的技术前景,不同的人表现出来的不同的态度,但是这里的态度应该来说,我们不把它归纳的话,它好像显得比较零散,那我把他们划分为了四种基本观点。
第一种观点,我把它称之为是科学主义的,比如我们上面谈到的第二种的观点,这是一种。第二种,我把它称之为伦理主义的,主要从道德方面来思考的,那比如我上面谈到的,第一种观点。第三种,我把它称之为商业主义的,它认为,克隆技术会带来一个新的商业市场,而且它潜在的商业的利益和商业的利润,是不可限量的,这是商业主义的观点。第四种我把它称之为实用主义的观点,这是弗里德曼的观点,但是实际上我们注意一下的时候,我们还会发现,其实实用主义的观点,它间接地支持的是科学主义的观点,如果我们更仔细地来分析一下上面谈到这些观点的话,我们还可以进一步把这些问题把它们分离为两种基本观点的对立,就不单单是上面我们谈到的技术主义的,伦理主义的,商业主义的,实用主义的。其实它就变成两种,一种是伦理性的,对克隆问题的思考;另外一种,就是非伦理性的观点,它主要从技术的角度来看待这个问题。
伦理主义者的观点,主要集中于克隆技术可能对我们人类长期形成并且深为依赖的生活习惯和伦理传统造成的冲击,但是问题的复杂在这里,从伦理主义的角度来说,许多人,对克隆人,对克隆技术的前景,持一种警惕,甚至抱有一种反感的态度。但是也不是所有的伦理主义者都反对这个问题,非常有趣的就是有一些非常著名的伦理主义者他支持克隆人。比如说美国纽约的哈斯汀研究中心,有一个非常著名的伦理学家叫丹尼尔卡拉汉,这个丹尼尔卡拉汉,他就说,“在我们社会上,有两种价值观,允许人们在人类复制这件事上随心所欲,一个是绝对的个人主义,另一个是对完善生命的追求”,他的这一段话,使很多人感到惊愕,他的惊愕主要表现在什么地方,就表现在他认为对完善生命的追求,是伦理学当中一个最基本的方面,而这个方面是支持克隆人的,是支持克隆技术的,当然,绝对的个人权利这一点,成为克隆技术的存在的理由基础或者根据,这对大多数人都是可以接受的。但是,从伦理学的角度,它也能够接受一种克隆人的前景,也能够接受一种未来,可能让我们感到惊愕的克隆技术的前景,生物技术的前景。
而从科学主义者的角度来看,当代有一些激进的科学主义者,他甚至也认为,伦理主义者对克隆技术的反对和担忧,也不是全无道理的。他认为,从伦理的角度来谈论一个克隆人的问题,当然是有一些他可以接受的理由的,但是反过来他们大多数人都认为,伦理标准和道德判断,应该是随着历史的发展,和技术的进步,而不断调整的,这是一个看法,就是说你用来反对克隆技术的那些伦理标准或者道德判断,在这一些科学主义者看来,其实伦理标准是传统社会的产物,必须要随着这个技术的发展和时代的变化,而做出相应的调整,你不能用过去的道德标准,伦理标准来判断今天的新技术,新技术应该,引出我们的一些新判断,所以这是一种观点。
另外一种观点,他们认为,技术就是我们的生存方式,我们,如果没有技术,我就无法生存,而且一种技术,一旦产生以后,我们实际上是没有办法完全控制它们的。还有一些技术主义者认为,对克隆技术的这种担忧,其实有一点大惊小怪。因为,与历史上那些重大的技术变革给我们的社会带来的影响相比较,克隆技术并不见得,就比历史上某些技术变革的出现,给我们人类生活带来的影响更大,只不过是因为我们身处在这个时代,我们的感受更强烈一些罢了,你如果回溯历史,回到历史上某些重大的技术变革产生的那个年代,可能那个时期的人,很多也惶惶不可终日,只不过我们今天为什么在这个问题上,反映会这么强烈,因为我们身处在这个时代当中,我们直接地感受到这个东西,这个东西带来的变革和影响,和我们本身的存在,我们的生活环境息息相关。
科学,它是一种技术的形式,但是反过来,我们知道,技术只是实现我们人类目标的一种方式,一种手段,比这个手段,这个方式,更根本的有一些,我们人自身的东西,所以从这个角度来看,我们接下来把科学的人文性质,把它概括为这样三层意思。第一个意思就是科学就它的本性来说,是我们人类自我完善化的工具,因此,它不能和我们人类自我完善化的目标,发生冲突,这是一个我们谈到科学的人文性质的时候。第二个自我完善化本身,它是一个技术、美学和伦理三位一体的概念,我们如果在实现这个技术目标的同时,消解了美学和伦理,这个技术目标,实际上就是不助于被接受的,所以这是它的第二点。第三点,人主要是由于他的社会性而面临伦理问题,科学能够告诉我们,怎样最有效地去达到某些目的,但是,它不能够告诉我们,应该追求哪一种目的,或者说是这一种目的,其实在这个问题上面,古希腊的哲学家柏拉图说,科学探讨和伦理的探讨它总是合而为一的,其实如果用今天的观点来看,柏拉图的观点他就过于乐观,我们看到科学的探讨和伦理的探讨,在很多方面已经表现出分离了,而科学和伦理方面的分离其实就是我们看到的今天科学和社会关系,发生了一些变化,彼此之间,并不是和谐地同时存在于我们这个现实世界当中,上面这样一些问题,它究竟是怎样产生的?
所以接下来第二个问题就是20世纪后半叶技术生活的标志及其影响,那我把20世纪后半叶技术生活的标志及其影响,我也把它归纳成为四个方面。第一点,那我把它称之为叫做“植根于工业化时代的生活方式的瓦解”,什么叫“植根于工业化时代的生活方式的瓦解”,换一句话说来说,我们现在谈到我们今天的社会叫做知识化社会,叫做信息化社会,这个知识化社会和信息化社会最大的一个特征就是全球化,换一个角度来说,广泛深刻的社会化,整个社会 整个世界越来越融为一体,它急剧地改变着我们的日常生活,和我们的日常习惯,从根本上改变了我们的生活性质,和我们的日常生活的面貌。所以这是第一个特点。 第二个特点,就是技术进一步导致了我们日常生活的简单化和复杂化,其实这是从不同的角度来看。所谓简单化,就是我们比如从全球化的角度来看,我们越来越接受某些单一的标准,比如美国人在技术方面,在商业方面很多的标准,它被全球化推动以后,就变成了普遍的标准,原来的很多的不同的标准,非常丰富的色彩,都被整齐划一地简单化了,另外一个方面它的复杂化就是实际上我们这个世界,我们人的要求,越来越多样,而且我们的要求越来越复杂,不管技术怎样进步,似乎都难以满足我们对现实生活的要求,所以它既简单又复杂。第三点,就是传统伦理判断和伦理标准的不确定性,我们似乎想不起来,历史上的哪一个时期,有哪一个问题引起的伦理学的争论,会像我们今天遇到的克隆技术的问题引起的争论,这么激烈。第四个,我把它归纳为就是知识和语言的混乱,什么叫做“知识和语言的混乱”,它主要就是指现代知识已经高度专门化了,而且技术语言和价值语言,越来越互相隔离,这样一来,使得不同的人之间沟通起来,变得非常之困难,但是有意思的是,有时候又特别容易。一方面,人们之间要交流,似乎隔着一道鸿沟,但是在另外一个方面,我们似乎都有一些共同的倾向,一种共同的喜好,所以这是我们看到的20世纪后半叶技术进步给我们的生活,带来的一种广泛深刻的影响。
我们在这里谈到20世纪后半叶技术生活的进步,给我们的生活带来的影响,随之带来的一个问题,就是我们现在谈到的,或者我们面临的这种科学和社会的关系,和历史上不同的时期,它们所表现出来的科学和社会的关系相比较,有些什么不同的特点。换一句话来说,就是从古代到近代,到现代,科学和社会的关系的一般面貌是怎样的。
那这就转入了我要讨论的第三个问题,就是科学社会关系的时代特点,那我们把它放到一个历史的流程当中来讨论,看它在不同的时期,关于科学和社会的关系,呈现出了一种怎样的基本面貌,那我把它划分为四个不同的时期。
第一个时期,是古希腊,古希腊哲学的一个非常核心的概念叫Logos,这个概念用我们今天的理解来说就是相当于规律性的这样一个概念,数理化的这样一个概念。按照柏拉图的观点,我们人类生活就是要追求知识,而最高的知识就是一种善的知识,所以知识就等于善,伦理标准和技术标准、科学标准,本来就是一个标准,所以古希腊的思想家,他们坚持认为,当我们在追求一种技术的时候,我们必须把一种人文的价值赋予它,技术本身是从属于一种善的结构的,等级越高的知识就代表了更大程度上的善。
第二个阶段就是文艺复兴,我们谈到文艺复兴的时候,科学和社会的一般关系是怎样的。我把它归纳成为艺术和科学是统一的,所谓艺术和科学是统一的,就是我们看待文艺复兴这个时期的,文学家、艺术家、思想家,他表达他关于我们这个社会的理念,并且努力要把这种理念转化成为他的创造作品的时候,我们看到,他总是试图用一种和谐和比例的原则,去探索科学和艺术,正是在这样一个角度上,他带来了文艺的复兴,所以这是它的第二个阶段的特点。
第三个阶段我认为是19世纪,19世纪的一个特点,就是艺术和科学它是分离的,艺术和科学的分离,成为19世纪知识分子生活的一大特点。这个时期,知识分子努力地想用浪漫主义来抵制科学的进步,他认为,科学进步似乎损害了我们人的精神自由。
第四个阶段就是20世纪的后半叶,20世纪后半叶科学和社会的关系总体的面貌,我想把它概括成为“科学乐观主义成为一个主导的潮流”,科学和技术的巨大的进步,在20世纪的后半叶使得人们一切问题的解决似乎指日可待,用技术来改造世界的机会,似乎是无限的。
第四个问题我想要进一步分析一下,科学乐观主义的哲学基础。第一个基础,就是功利主义。功利主义,它实际上是一种影响非常深远的,或者换一个角度来说,可以说它是跟我们人的生存状态紧密联系的一种,思想方式。第二个就是实用主义。实用主义,它的最高的标准,就是能够满足我的需要的东西,它就是真理。还有一个就是唯物主义。唯物主义可以说和科学主义其实是一个问题的两个侧面,因为我们知道,科学的对象就是实际的物质存在,承认这个世界本身是物质构成的就意味着,我们要追求一种操作这种物质的技术方式,所以这样一来唯物主义也成为了推动或者,导致这个唯科学主义盛行的一个重要的方面,科学乐观主义的哲学基础,我们如果要分析起来,大概主要是这三种。
最后一个问题,我想谈一下,当代人们对科学乐观主义对唯科学主义,实际上已经开始抱持一种警惕的态度,希望能够把人文的方面更好地结合进技术的进步和技术的发展过程当中,使得科学也能够在很大程度上容纳我们人文的方面,能够使得科学的要求和价值的要求,表现得尽可能统一,在当代世界上人们做出的平衡唯科学主义的努力主要有哪些。
那从哲学的角度来讲,我要谈到的第一个问题就是康德的哲学,一直到现在为止,康德的哲学都是现代思想界用来讨论科学和社会关系,平衡科学的那种过度影响的一种非常有效的思想资源。
康德的理论当中,非常重要的一个部分,就是康德认为,我们的知识是经验,我们的人的认识,实际上他的手段,在技术的这个方面,只能够满足我们技术的需要,他认为超出我们经验的方式,去探讨那些伦理的美学的宗教的问题,超越了我们人的认识能力。所以从这个角度来看,20世纪的科学主义者,主要是沿着康德的这个思路来进行科学研究的,认为知识性的研究,不能够讨论价值的问题、宗教的问题、美学的问题。
但是20世纪的哲学家,主要是指那些科学主义的哲学家,在这样做的时候,他们其实往往表现得过于激进,他认为,经验性的知识,技术的知识就是我们生活的全部目标。在他们看来,那些非经验的,那些超越我们经验范围的那些价值性的知识实际上就是没有意义的。我们现在已经知道了,其实价值性的知识,伦理的,美学的,宗教的知识,是我们人的生存的另外一个非常重要的方面,这个方面和我们的经验的技术的知识,是互为补充的,所以我们现在看到,康德的这个努力,就引出我这里要讲的另外的一种平衡唯科学主义的文化形态,这就是西方的人本主义哲学。
科学主义的哲学基础它主要是一种必然性的观念,但是人本主义的哲学基础,它主要是一种非理性的,偶然性的观念,按照尼采存在主义的观点,他认为我们人的存在,就是不断地在那里选择命运,而这个观点直接冲击了传统的科学观念和宗教观念,因为宗教它也是谈论必然性,我们的存在服从一个必然的上帝观念。而科学的认为,我们服从一个必然性的物理定律。尼采的存在主义关于人是完全自由的,人的存在是全面的、开放的,从这个角度来讲,它实际上就意味着,他认为世界不像科学展示的那样,也不像宗教展示的那样。对于尼采的哲学来说,科学是错误的,而上帝早就死了。所以他认为,我们每一个现实生活当中的人,都应该自己来面对自己的生存境遇,自己来塑造自己的生存状态,所以这就是我们谈到的,西方的人本主义,它对科学主义做出的一种反驳,它希望能够适当地校正科学主义的那些绝对性的东西,当然,反过来我们也知道,就像科学主义不完全是绝对真理一样,科学主义谈到的那些东西并不是绝对真理。那人本主义,它谈到的很多东西也不完全都是正确的,但是反过来,它有很多东西是发人深省的。
第三个部分,就是宗教,对精神价值和未来生活的追求,我们知道,是宗教的最大特点,因为宗教总是在倡导某种精神价值,总是给我们提供一种未来世界未来生活的幻形,由于宗教的这个特点,其实在历史上宗教一直是平衡科学和物质主义影响的最重要的人类精神文化形态之一。我们知道,在技术非常鼎盛的时期,宗教思想家们,总是告诫人们,不要陷入到那种物质主义的漩涡当中去,不要忘记,在物质的追求后面,还有一些非常美好的东西。所以从这个角度来讲,宗教,也是现代世界人们用来平衡物质主义、技术主义、唯科学主义的一个重要的选择,当然在历史上它一直都是一个重要的选择。在当代,我们看到的它的作用,还是有增无减。
但是也有一个问题就是,也有许多人认为,宗教在当代的作用,虽然可以平衡物质主义,平衡技术主义,但是从某种的角度来讲,宗教在当代,也开始势微。因为人们现在,在当代世界当中,已经越来越少有虔诚的宗教主义者,所以从这个角度来讲,宗教也处在衰落当中。但是反过来在另外一个方面,由于它的衰落,我们不能够认为它毫无社会影响力。整个世界当中,我们可以看到,宗教的影响力是巨大的,我们如果身处到那种环境当中,我们就会感受到这一点。
第四个平衡唯科学主义的可能选择,我认为,就是技术的全面人文化。换一个角度来说,就是我们在进行一种技术操作的时候,我们面对一种技术发现或者技术发明的时候,我们一定要思考,市场神圣还是生命神圣,利益原则优先,还是道德原则优先这样一些问题。因为你不解决这个技术的价值基础的问题,你甚至不知道我需要这个技术是为了什么,因为我们完全可以把一个非常有用的技术,把它推向和我们的有用性完全相反的方向,或者说满足了某些人畸形的有用性。所以技术的人文化,可以说是我们要谈到的,平衡唯科学主义的另外一个方面。而且这个方面我们看到,就是现代的这种跨国公司,现代的全球性的大企业,都非常注意这个部分,以生产技术作为它的主要特点的这样一些企业,现在越来越多地要把自己的价值目标,一开始就告诉人们。而你如果不这样做的时候,人们对你这样企业,对你这个技术,本身就是心存疑虑的,或者说在某种程度上是有保留的。
我想关于科学和社会关系的人文主义的讨论或者思考,它所要包含的内容,在我思考的这个范围当中,大概就是这些内容,我这里想借用一个非常有名的未来学家、社会学家,美国的丹尼尔。贝尔的一句话来做为结尾,就是“假如道德被搁置起来了,欲望也就没有任何限制了,而在这种探索自我和感知关系的活动当中,任何事情都成为可能”。
丹尼尔。贝尔在这里要讲什么。他实际上就是谈到,技术是有它的伦理基础的,我们谈论一种技术的时候,我们是要考虑它的文化属性的,我们必须把人文性质的考虑,纳入到对技术的追求当中去。
这就是我讲的全部内容,谢谢。
提问: 科学当初是作为帮助人类摆脱宗教那种造成的愚昧状态的一种方法,使人类进入了文明科学时代的,你现在反过来用宗教再来平衡现在科学的一些反面作用,我想您是怎么来把握这个平衡的,你觉得它也是作为一种跟科学相提并论的文明吗?
答: 我想这样子说吧,我们的物质的方面,并不能够完全获得满足,当我们不能够获得这种满足的时候,我们一定会产生一种不满足感,我们怎样填补这个东西?我们需要这个东西,信仰其实是我们人的生存当中非常重要的一个部分,我们不能够把它当作是一个完全消极的东西,因为如果完全把它当做一个消极的东西,我们就很难想象,为什么从古到今,有这么多人需要这个东西。
提问: 支持科学乐观主义三个主要的哲学基础,一个是实用主义,一个是功利主义,一个是唯物主义,我的问题是这样,就是在支撑科学乐观主义这三种观点中,它有没有一个统一性。
答: 如果涉及到关于科学和社会关系的时候,其实这三者都是同一个东西,同一个东西就是说,功利主义,其实我们知道,历史上的,如果从纯粹哲学形态的功利主义,它其实是一种唯心主义的理论,一种经验主义的理论,但是我们这里谈到的这个功利主义,其实是个广义的功利主义。它是指人们在选择和作出决定的时候,以利益作为一种优先的考虑。所以从这个角度来讲,利益的考虑,进入现实生活当中,它首先呈现给我们的通常就是一个物质的选择问题,这三者如果进入日常生活的层面,从广义的角度来看,它其实是同一个东西,但是表达出来的是三个不同的哲学倾向,它从不同的角度来看待这个问题,来设定它的一种生活态度,或者表现出,它一般的生活追求。
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空间环境及其保护 (都亨).txt
10月29日 空间环境及其保护 (都亨)
主讲人简介
都亨,中国科学院空间中心研究员,早年毕业于北京大学,后继续读研究生班,毕业后分配至中国科学院工作,从事空间环境及其防护的研究。都亨是我国早一代杰出的空间专家。
内容简介
空间环境的影响及其防护,讨论五个方面的内容,一个是人类是怎么样走向空间的历程,第二是空间环境到底是怎么构成的,第三是空间环境对人类到底有什么影响,第四是研究和防护空间环境的问题,第五是保护空间环境。
首先我们先看看环境,所谓环境在《词海》里面有个定义,指围绕着人类的外部世界,是人类赖以生存和发展的社会和物质条件的综合体,可以分为自然环境和社会环境。自然环境中,按其组成要素又可分为大气环境,水环境,土壤环境和生物环境,从这个定义我们可以看出来,在不久以前,人们对空间环境还是没有重视的,但事实上人类在最近几年,对空间环境已经是非常重视了,那么我们可以回顾一下它的历史,在最早人类是在陆地上生存的,在陆地上生活和生产发展,一直到15世纪末,1492年以哥伦布发现新大陆,和我们国家郑和下西洋为标志,人类就扩展到了海洋上,人类开始了征服海洋的历程。海洋在地球表面占了很大的面积,所以,一旦人能够到海洋生活,就把人类活动的区域扩大了很多,那么又经过了几百年,一直到1900年前后,以莱特兄弟驾飞机起飞开始,标志着我们人类进入了大气层,进入了天空,那么经过了,又经过了50年左右,人类在1957年发射了第一颗的人造卫星,从此,就进入了太空,进入了空间。
空间是人类活动的最后的疆域,我们需要认识空间环境,开发空间环境,利用空间环境为人类造福,同时我们也需要为后代子孙保护好空间的环境,给他们留下一个洁净的空间。
全文
大家好,今天我们讨论的问题,是空间环境的影响及其防护,我们今天想讨论这么几个方面的事情,一个是人类是怎么样走向空间的历程,第二是空间环境到底是怎么构成的,第三是空间环境对人类到底有什么影响,第四是研究和防护空间环境的问题,第五是保护空间环境。
首先我们先看看环境,所谓环境在《词海》里面有个定义,指围绕着人类的外部世界,是人类赖以生存和发展的社会和物质条件的综合体,可以分为自然环境和社会环境,自然环境中,按其组成要素又可分为大气环境,水环境,土壤环境和生物环境,从这个定义我们可以看出来,在不久以前,人们对空间环境还是没有重视的,但事实上人类在最近几年,对空间环境已经是非常重视了,那么我们可以回顾一下它的历史,在最早人类是在陆地上生存的,在陆地上生活和生产发展,一直到15世纪末,1492年以哥伦布发现新大陆,和我们国家郑和下西洋为标志,人类就扩展到了海洋上,人类开始了征服海洋的历程,海洋我们知道,在地球表面是占了很大的面积,所以,一旦人能够到海洋生活,就把人类活动的区域就扩大了很多,那么又经过了几百年,一直到1900年前后,以莱特兄弟驾飞机起飞开始,标志着我们人类进入了大气层,进入了天空,那么经过了,又经过了50年左右,人类,在1957年发射了第一颗的人造卫星,从此,就进入了太空,进入了空间,那么我们可以回顾一下,在1900年到1957年50几年之间,人们所能达到的高度,也仅仅是10几公里,但是从1957年开始,人类进入空间以后,我们就大大地扩大了我们的活动领域。
那么我们活动领域到底是什么,可以看出来,在地球以外的整个空间都是我们所指的空间环境,但是 如果说我们从地面上开始,来认识这个问题的话,我们可以知道,从地面到一二十公里,我们还是属于大气环境,也就是说,我们属于飞机能够飞行的环境,只有在几十公里以上,我们才进入我们所谓的空间环境,这张图就可以看出来,在五六十公里以上,我们可以有火箭,有飞机,有航天飞机,有卫星在活动了,这就是我们讲的空间环境,这是过去的历史,我们可以看到人类是从陆地到海洋,到天空再到空间整个过程,再往后我们可以看到,空间是很宽的,是非常非常广袤的,那么这张图上,中间红的是太阳,地球是绕太阳的轨道上运行,那么我们现在所能够达到的空间,还仅仅局限在地球周围一个很小的区域里面,所以我们现在目前讲空间环境,还仅仅是讲近地空间的很小区域,以及影响这个近地空间的整个从太阳到地球之间的日地空间,在这个空间以外,我们可以看到,我们还有太阳系,很大一个太阳系,再往后还有银河系,银河系再外面还有整个宇宙,还有很宽很宽的空间,还有很多很多问题要等待我们去认识,那么我们今天讨论的问题,仅仅是我们地球周围的空间环境,以及它们对人类的影响。
第二问题我们看看我们空间环境是怎么构成的,因为空间环境跟地面环境有很大的差别,我们还是从地面开始,往上来认识这个问题,从地面往上,我们知道,平常有刮风下雨,打雷闪电,都是在对流层里面,就是地球表面以上,10几公里以下的范围里面,在这个范围里面我们都是属于大气环境,再往上我们就有中层大气,还有热层大气等等,这个往上大气是越来越稀薄的,我们平常都有感觉,当我们爬到高山的时候,就感到呼吸很困难,那就大气空气的密度已经很低了,那么气压也很低,所以我们到高山上需要吸氧,需要戴氧气,这个规律一直到高空都是这样,我们可以看到,随着高度的增加,大气的密度是非常快地急剧地减弱,一直到很高很高的空间,那么我们可以看几个例子,如果以地面上大气密度是一的话,那么到18公里高的地方,大气密度将在地面的十分之一左右,到33公里的高度它只有地面气压的百分之一,到49公里它就只有千分之一了,如果到110公里,那里的大气密度只有地面的千万分之一了,越往上,再往高它的密度就更低了,这是我们得到的一个,从日常生活就可以得到一个,大气密度随高度(增加),越来越低的这样一个概念,而且在高空,在空间大气密度是非常非常低的。
另外我们还有一个概念,就是说,我们越往高山爬,就觉得大气温度越来越低,就越来越冷,那这个概念,跟大气密度的概念有点不一样,刚才但是看到大气密度是越往高越稀薄,越少,但是温度可不是这样,我们知道大气越往上,靠近地面的时候,确实随着高度增加,它的温度是直线下降的,我们所谓高处不胜寒,就这个道理,但是到了一定高度以后,再往上去的话,大气温度又开始回升,升到一个,到达一个极大值以后,它又会再度下降,然后再上升,是一个很复杂的一个过程,这个过程,我们根据温度的分布,又可以把属于空间环境这部分大气,又可以把它分成中层和热层,中层大概在80公里以下,再往上就是热层,再更高到300公里以上,那里的气体呢,分子已经很少很少了,再往外面分子气体有可能逃离开地球的引力场,我们就称之为逃逸层,这是我们从熟悉的地球大气往上来了解空间环境。
那么另一方面我们知道地球是受太阳影响的,太阳是给我们提供了光和热,是我们地球生命的源泉,这是没有问题的,但是,太阳影响地球,有三个形式,一个是电磁辐射的形式,一个是太阳风的形式,一个是宇宙射线的形式,这三种形式对地球的近地空间都有很严重的影响。
我们先看太阳电磁辐射,太阳电磁辐射的频谱是很宽的,从能量很高的伽马(射线),一直到波长很长的长波无线电,所以伽马射线是在原子弹爆炸的时候,可以辐射的很强的一种电磁辐射,X射线就是我们日常生活里面做X射线透视所用的波长的范围的电磁辐射,还有,紫外辐射,还有,可见光在电磁辐射里面只占很小一部分,波长更长的还有红外(辐射),我们叫红外的热像,再长就是微波和无线电波,是整个波长范围,那么在这个波长范围里面,其中高能的X射线和紫外辐射对地球的高层大气有非常强的影响,宇宙射线是能量非常非常高的带电粒子,我们可以看到每一个粒子的能量,是从10个兆电子伏到10万兆电子伏,所谓一个电子伏就是说,在电场电位价是一伏的过程中,对一个电子所增加的能量,那就是说要在一个兆电子伏,就是说要在一百万个电位价的电场作用下,电子所获得的能量,这个能量是非常高的,比地面上现有的加速器所能产生的粒子能量都要高得多,它的主要的成分是氢 氦 碳 氮 氧的离子,那么太阳宇宙线在平时是很少的,但是在太阳活动的时候它可以产生很强的高能粒子流,每一次太阳爆发的时候,所喷出的太阳粒子流在地球附近每一个平方厘米上,可以有10亿个高能粒子的照射,对我们在天空运行的卫星会造成很大的影响,太阳宇宙线每一年可以发生10几次之多,这些太阳粒子往往也受到地球磁场的影响,到地球附近,它就进入了北极或者南极,跟高层大气相互作用,就产生了我们现在看到的非常漂亮的北极光,除了太阳影响之外,地球空间还受到一个叫流星体的影响,最近几年狮子座流星雨大家都已经很熟悉了,所谓流星雨,就是很高速的流星体进入大气和大气相互作用所发出来的光叫流星,那么我们看见的流星体已经进入到高层大气了,但事实上,在进入大气之前,它是在围绕太阳的非常扁的这样轨道上运行的,这样一些很小的颗粒,那么这些颗粒速度非常高,它最高可以达到70公里,每一秒钟70公里,那么这些颗粒即使是很小很小,就是说,小(到)像芝麻大的一个流星体打到卫星表面上,都会(给)卫星造成极大的灾难,所以这些流星体,也是我们空间环境里面很重要的,也是很危险的一个成分。
那么总体来讲,我们空间环境的组成,大概可以有这样几种,一个是中性气体,也就是高层大气一个剩余部分,第二是电离气体,也就是等离子体,那么在电离层里面在太阳风里面我们可以看到很多,第三个成分是高能带电粒子,这个粒子包括太阳宇宙线、银河宇宙线和辐射带,它的能量是比地面上加速器的能量要高得多,还有地球磁场以及高速运动的颗粒,也就是流星体,这些就组成我们的空间环境,刚才我们讨论的是空间环境的构成,这样第二个问题。
第三,我们想讨论一下空间环境到底对我们人类有些什么影响,那么我们首先看看高层大气,刚才我们讲了,在100公里以上的高层大气是非常非常稀薄的,但是即使是这样稀薄的大气,对卫星还是有不可忽视的影响,那么当一个卫星在沿椭圆轨道运行的时候,它为什么会一点点往下掉,最后陨落了,主要就是由于高层大气的影响,我们知道,卫星在绕地球运动的时候,它开始可能是个椭圆轨道,椭圆轨道它一个远地点,一个近地点,就说它很大部分在比较高的地方运动,但是到近地点附近,它就到达比较低的高度,我们刚才也知道,大气的密度高度越高,它的密度越低,所以卫星在绕地球一圈的过程中所受到的阻力最大的地方是哪儿呢,就在近地点附近,那么近地点,附近受到的力,它是和高层大气的密度是成比例的,和卫星的截面积是成比例的,这跟我们地面上是一样的,那么在近地点受了力之后,也就是它的速度降低了以后,它的结果是什么,是它的远地点往下降低了,因为在近地点速度降低以后,它的能量降低了,那么它降到远地点的时候,它的位能就降低了,所以它的高度就必然降低,那么它每一次经过近地点的时候都要受一次大气的阻力,那么远地点就要往下降一点,最后一点一点陨落到大气层里面,返回地球,就烧掉了,所以高层大气对卫星的轨道有很重要的影响,这是我们在卫星设计里面所不可缺少的一个因素。
另外我们又知道,在高层大气里面有很多氧,这个氧原子,它腐蚀性很强,当卫星在原子氧的环境里面运动的时候,它要受到剥蚀,那么根据我们的估算,因为航天器运动的速度很高,它每秒钟将近8公里的速度在原子氧的气体里面运动,就相当于把卫星泡在温度非常高的原子氧的气体环境里面,所以它剥蚀是很快的,它剥蚀的厚度每一年可以剥蚀到一毫米,就是根据物质抗原子氧的剥蚀的程度不一样,它是不一样的,最多 受原子氧影响最大的,它一年可以剥蚀到一个毫米,对卫星表面来讲,这个是非常严重的问题。
刚才我们还讲到,由于太阳电磁辐射使高层大气电离以后,它会形成电离层,那么这个电离层对人类有什么影响,我们看看这张图,我们平常知道的,发射无线电波以后,一个电台发射电波以后,它都是沿直线走的,如果说我们在地球背面一个接受站,它就接受不到这个广播信号,也接受不到电磁信号,所以它就没有办法来收听广播,没有办法来收看电视,那么现在有了电离层以后,因为电离层它里面是电子和离子组成的,它对电磁波有折射和反射作用,那么电离层是包围在地球外面,那么我们可以看到,当发射一个短波出去的时候,碰到电离层它就会反射,这样的话我就有可能在地球背面的接收站来接收到无线电台所发出来的电磁波,因此我就可以在地球的背面来收听无线电波,这个仅局限于短波有这个功能,对于电视信号来讲还不行,电视信号,电离层虽然对它有影响,使它的传播路径有点歪曲,但是它可以透过去,所以我还是在地球背面还是看不到电视信号,这个时候,我们就要借助于卫星的帮助,如果我发射一个卫星,(然后)发射电视信号,到卫星上,卫星接收以后,再发射回来,那么我们就可以在地球的背面接受到这个电视信号,这就是现在我们电视转播的一个概念,无论是短波也好,或者电视信号也好,或者其他频率的电磁波也好,我们可以看到它都会受到电离层的影响,那么也就是说,如果说我电离层受到扰动以后,我所有的短波信号电视信号都会受到干扰,那么这张图就表明,如果说我这个电离层受到影响了,或者密度增加了,或者高度降低了,我都会受到通过扰动区的广播信号或者电视信号都会受到干扰,这张图表明,因为电离层在赤道区和在极区都有很大的扰动,这些扰动都会影响(电波传播),除了这些信号以外,包括我们现在的所谓的GPS,就是全球定位系统,通信系统,都是要借助于无线电波在空间的传播,也避免不了这些无线电波通过电离层,因此一旦电离层发生扰动的话,这些定位系统也都会受到影响,除了这个之外,我们刚才讲到,地磁场和太阳风的作用会形成一个磁层,那么太阳风扰动的时候,就会引起磁场的变化,那么磁场的变化我们就知道,就会在一般我们供电线路的变压器里面,感应出来非常强的电流,那么,有一个例子我们可以看到,1989年8月13号早晨,加拿大的一个电力公司,它的北端的供电网发生了事故,一系列断电事故相继发生,不到90秒钟,整个电网就瘫痪了,电力公司损失一千万美元,用户损失几个亿个美元,部分地区停电了几天以上,这个在一个高度发达的国家里面,停电几天,影响是非常大的,那么它的原因,既不是供电系统设计的问题,也不是操作员的失误,而是由于空间环境所造成的地球磁场的迅速变化,它的变化在变压器里面感应的电流使它烧毁了,那么这里可以看出,这张图就是原来变压器的外形,这个是烧毁以后变压器的线圈,所以空间环境的影响对我们的供电系统也有很多的影响。
那么下面我们再集中讨论一下,空间环境对航天器的影响,因为现在自从我们进入太空以后,航天器在我们人类生活里面的作用是越来越重要,一个通信卫星的影响,一个通信卫星的失效,它不但会使通信中断,像1997年美国的一个通信卫星失败以后,不但影响到打电话,看电视,而且,由于通信的中断,造成股市的中断,影响了整个的经济生活,所以航天器的安全是非常重要的,那么空间环境对航天器的影响刚才我们也看到了,也是非常严重的,归纳起来,大概有这样几种影响,我们刚才讲到了地球高层大气,有原子氧,有地球磁场,有银河宇宙线,有太阳宇宙线,有地球辐射带,有地球电离层,还有磁层里面等离子体,还有流星体,还有太阳电磁辐射,等等这些天然的因素,那么这些因素可能造成(对)卫星轨道的影响,刚才我们讲了,地球高层大气可以使卫星的轨道降低,使卫星陨落,它还会造成卫星辐射损伤,还会造成卫星机械损伤,还会造成化学损伤,等等,我们下面再来看一下,到底空间环境对卫星有哪几(种)具体的影响。
有一个事情,是卫星充电,是过去在上个世纪70年代,人们在很多卫星的故障原因的分析出才逐渐发现的,就是说,一开始的时候,工程师并没有注意到这样一个问题,后来在(20世纪)70年代,美国很多通信卫星相继的出现故障,分析原因找不到设计上的问题,后来,就根据空间环境当时的状态,人们才发现,原来造成这一卫星的损失,就是空间的等离子体,那我们看到,如果说在一个卫星表面,它的周围有很多电子和离子,由于电子的质量比离子的(质量)要小得多,所以电子运动速度要比离子的速度要快得多,也就是说,电子落在航天器表面上的速度要比离子或者质子要快得多,这样的话,在(航天器)表面上就积累一种负电荷,一直达到平衡电位,这个电位是排斥了一些电子,使得最后落到航天器表面的电子和质子的数量,就达到一个很高的电位,那么在没有太阳照射的情况下是这样。
这时候,卫星表面上就会积累很多的负电荷,那么在阳光照射的区域情况就有点不一样,它一方面有电子打上去,另一方面也有质子打上去,这是跟夜晚和阴雨区一样的,但同时在太阳光照射下,我们知道太阳光可以在卫星表面上打出很多光电子,也就是很多电子是会离开航天器表面往外跑,这时候,它的作用也就可以完全把电子的作用抵消掉,而形成一种,在表面积累一些正的电荷,于是,在太阳光照射的区域,卫星表面是带正电的,这样的话,如果说一个卫星表面它有一部分是照射到太阳光,有一部分是照射不到太阳光,而且它表面不是导体,是个介质,我们可以很自然的想到,在太阳光照射的部分它可以带正电,没有照射部分它是带负电,而且它的电位,据实测的电位可以达到一万多伏,那么在很小一个航天器的表面,它电位差到一万多伏是非常危险的,它可以放电,放电可以使表面材料烧毁,它发出电磁脉冲,可以把整个卫星都打坏,在上个世纪70年代在地球同步轨道上的通信卫星屡屡发生故障最后分析的原因就是空间环境造成的,刚才我们讲到,太阳宇宙线辐射带里面都有很多高能的粒子,高能的粒子,加速器里面造成的粒子有很强的辐射效应,物体照射会受到损害,人照射也会受到损害,那么这是一种剂量效应。
另外,在空间随着我们在卫星上用到的集成电路越来越多,它的集成度越来越高的话,就是一个高能的粒子就可以造成整个卫星的失败,这种事件我们叫单粒子事件,就是一个粒子就可以造成的事件,这个图上给出一个最基本的一个集成电路的一个单元,我们叫PMG,所有的逻辑线路,所有的储存器都是由这种基本(单元)构成的,如果说在空间我们刚才知道有很高能量的太阳宇宙线,和辐射带的粒子,有个粒子打上去的话,我们可以发现在通过的PMG的周围就会打出很多等离子体,形成很多电子和离子,那么电子和离子在PMG的电场作用下,它就会形成一个电脉冲,这个电脉冲进入了电路以后,它就会造成逻辑状态的翻转,就是说,如果我储存器里面原来存着0,那么由于高能粒子通过,所造成的影响它变成1了,或者1就变成了0了,这样一个结果,可想而知,如果仅仅是数据上一个错,问题不大,如果是在控制系统里面,0变成1,或者1变成0的话,那整个控制逻辑就完全紊乱,它就完全可以导致卫星的失败,总结起来,我们空间环境对人类生活有那些影响,我们可以看到,刚才讲到的卫星充电是一个,卫星可以达到很高的电位,还有流星体,很高的速度可以打坏卫星的表面,还有太阳电池的损坏,在高能粒子的轰击下,太阳电池的功率会越来越小,航天员的安全也是我们要考虑的,还有大气阻力是卫星要陨落的主要的因素,还有电离层那些不规则体,它可以影响到卫星和地面的通信,造成信号闪烁,无线电波的扰动,还有供电网的中断,这都是空间环境引起的,这里还有飞机乘客辐射的安全,这个在国外的,通过极区的航线上,已经在开始考虑这样一些问题了,同样原因,由于通信电缆,就是说,很长的电缆,由于供电网,是很长的电缆,通信电缆里面,如果(受到)地磁场的扰动,也会感生很多电流,也会产生扰乱,所以刚才我们讨论的,就是空间环境,对我们现在人类生活的影响,是非常大的,特别对航天的影响,对我们人类的发展有很重要的影响。
第四个问题我们就要讨论研究和防护空间环境,就是说,空间环境对人类在空间生存是很不利的,那么我们怎么办,我们首先看一下我们的任务,首先我们的任务要认识空间环境的规律,到底空间环境怎么变化的,我们首先要掌握它的变化规律,要测绘空间环境的分布,到底空间环境有些什么东西,比如它大气是怎么分布的,太阳宇宙线它是怎么分布的,辐射带它是怎么分布的,这些都是我们要去测量和描绘的,另外我们还需要预报空间环境的变化,特别像太阳活动它不是说始终是那么(频繁),有的时候还是很平静的,那么我们就要挑选太阳活动比较平静的时候来进行我们的空间环境(测量),预报空间环境的变化,还有就是要减缓空间环境的影响,就是我们知道空间环境对航天员对卫星有这个影响,我们怎么来防护它,我们是给卫星穿个盔甲呢,还是采取别的办法来防护,最后当然还有一个利用和开发空间环境(的问题),就是说,我们积极主动的要应用这个空间环境来为人们造福,要利用和开发空间环境,最后一个问题是防止空间环境的污染,因为我们也看到了,人类从陆地到海洋,到大气不断地经历了水污染,空气污染的过程,然后,我们人类的历史是先污染后治理这样一个过程,空间环境我们希望能够改变这个状态,不要先污染再去治理它。
那么空间环境研究主要内容大概是这样一些,一个是探测,首先是探测,因为没有探测我们没法认识空间,这个就跟大气一样的,我们要做气象预报,要认识天气的话,首先也要探测,但是有一个很不一样的地方,空间环境探测手段比较多,它可以(有)地基探测,就是放在地面上来对空间环境进行观测,也可以放在天上,在卫星上来进行观测,也可以在卫星上直接进行探测,也可以通过远程的探测或者用遥感的办法来进行探测,就是方法和手段是比较丰富。
第二个要做的工作就是要建立模式,因为我们要描绘一个空间的分布的话,需要建立一个模型,就是根据这个模型我可以知道,在任何时刻,在任何地点我的空间环境参数是什么样的,还有,我们要进行预报,就跟天气预报一样,要研究预报方法,要进行预报监测,要建立预报站来实施,然后还有对效益进行研究,因为这些效应都是地面上所没有的,是特殊的,比如说高速的碰撞,每秒钟几十公里的一个速度撞击的话,在地面上是不可实现的,所以是人类过去知识里面所没有的,那么我们要做的呢,我们必须要研究它的过程,来研究(防护)它的方法和对策,另外,还要应用,包括军事应用,也是很重要的方面,另外还有微重力的应用都是空间环境很重要的方面。
所谓建立模型就是说我们可以看几张比较好看的图,来描绘我们周围的空间是什么样的,那么这张就是,中间是地球,我们可以看出来这是真正地描绘出来的地球磁场的分布,地球磁力线的分布,以及太阳宇宙线是怎么沿着磁力线到达北极产生这样北极光的,这张图就可以使我们联想到在陆地上我们实际上也做过很多这样的图,就是所谓等高图,因为我们在陆地上要认识陆地的话很重要的就是要对陆地进行描绘,要测绘,要做大地测量,要做地形图,那么这张图就很像我们的地形图,只是它所标出来的不是高度,而是说质子的数量,也就是说在红的地方,质子数量很高很高,在别的地方它是比较低,这样,所以我们对空间环境也需要全面的来对它进行测量和描述,当然跟地面上不一样的,它描述的参数比较多,既要描述它的等离子体,又要描述高层大气,又要描述质子,高能带电离子等等,很多的参数要进行描述,这张图也是一个描绘的结果,除了这个之外,我们刚才讲了还要对空间环境的扰动进行预报,预报 大家都很熟悉天气预报,天气预报首先是好多气象台去监测,去探测,那么空间环境预报也是一样,需要很多地基探测,这里就画了五个天文台,是专门对太阳活动进行监测的,根据这些监测的结果来进行预报,这是从地面上的一个监测,另外,空间环境的特点,就是在空间进行监测,这张图,把刚才我们讲的,从太阳到地球的整个空间,就压缩在这样一张小的图里面,这张图就想显示一下,就是说我们现在对整个空间环境监测的能力已经到什么程度,以及我们还需要做什么努力,这也是一张X射线的图,可以看到这里有一个太阳耀斑在爆发,顺便说一下,这是1997年1月7号太阳表面的一个爆发,它爆发的时候我们有一个卫星是直接通过X光看见太阳表面的爆发,而且,欧洲有一个卫星就测量到,在这个时候X射线流量,就是X射线强度就急剧增加,同时有一个搜索的卫星,看到了太阳表面有一团物质在抛射出来,就是这团白的物质,向地球来了,于是这个时候,正好在做空间环境预报的科学家,就预报了再过两三天,可能会引起地球空间环境的激烈扰动,但是,当时因为还没正式的空间环境预报,只是在内部通报了一下,所以很多工业部门都不知道,但是过了几天以后,这一团太阳风就逐渐到达地球了,那么这张图上可以看出来,在1月10号的时候,美国有一个卫星叫ITNT401号的卫星就失效,正是由于太阳扰动所造成的卫星失败,也就是说空间环境科学家预报的非常准确的,如果当时的工业界采纳了这个预报,采取了措施,就可以避免这个卫星的失败,这是后话。
也就是说,现在人们已经有能力,来监测从太阳到地(球)整个过程的扰动的传播过程,那么也就是说,我们具备了监测扰动的能力,具备了预报的最基本的要素,这个高能的高速飞行的流星体和空间碎片,也会造成很多的,造成卫星的损伤,我们举一个例子,就是说1995年7月7号法国一个电子侦查卫星,就在运动的时候,就给一个碎片撞坏了,那么空间碎片来源,就是有那么几个,只有百分之六十还在工作的有效载荷,就是现在天上还在工作,只有(百分之六是)还有用的,其他(百分之九十四)都是没有用的,大部分是(卫星)在空间爆炸以后,解体以后形成的碎片,还有一部分是火箭的箭体,就是火箭把卫星送入轨道以后,它本身留在轨道上,这部分是停止工作的有效载荷,还有一部分是在航天活动过程中,所丢出来的一些物体,那么我们从1957年开始,空间碎片是不断地积累,到现在已经达到九千多个了,总数,主要的空间解体的碎片,那么现在空间碎片高度分布大概是这样,在靠近地球的地方,在八百公里地方,和一千四百公里地方,是两个比较密集的区域,然后呢,放大来看,在地球同步轨道上也有很多密集的区域。
如果说我们(对)现在空间碎片的趋势不加以遏制,还是不加以控制的话,也就是说我们(对)环境还不进行保护的话,预计以后的增长率也是会很高的,就到一百年以后,碎片要增加好几倍,那时候对航天的影响就会更严重,我们现在所采取保护环境的措施就针对它的来源,因为它来的最多的是爆炸,解体,那么为什么会爆炸,因为很多火箭是在完成工作以后燃料并没有烧光,所以废弃火箭里边还有很多的燃料,这些燃料由于某种偶然的原因,它就会混合以后爆炸,爆炸以后就会产生很多很多碎片,这是一个重要的来源,最后积极的办法就把它清除,当然清除是非常困难的,现在讨论的办法就是说,就是一个卫星能不能最后采取一些把它降轨的措施,就是你放出一个金属绳来,通过这个金属的绳子跟地球磁场的相互作用,来增加阻力,使(卫星)很快地陨落下来,或者用地面上激光炮去打,把大碎片打碎了,让它更快地下来,这些当然是以后的要清除的一个办法,但是这个清除起来非常困难,所以现在国际上建立了很多标准,要准备来限制空间碎片的产生,要保护空间环境,不要再受污染。
最后我们有个结束语,空间是人类活动的最后的疆域,我们需要认识空间环境,开发空间环境,利用空间环境为人类造福,同时我们也需要为后代子孙保护好空间的环境,给他们留下一个洁净的空间,我的报告完了,谢谢大家。
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空中霸主—翼龙 汪筱林.txt
9月9日 空中霸主—翼龙 汪筱林
主讲人简介
汪筱林:毕业于吉林大学地球科学学院地质系。1999年获中国科学院地层学博士学位。主要从事辽西热河生物群中的恐龙、翼龙以及地层、时代和环境背景研究,参加了所有的辽西野外考察与化石发掘工作。
在Nature、《科学通报》等国内外重要学术刊物上发表近40篇论文。
内容简介
我们大家知道,恐龙是很有名的,但是对翼龙大家了解可能不多。那么什么是翼龙呢?很多人认为翼龙就是会飞的恐龙,其实翼龙不是恐龙,它是生存在恐龙时代的一种动物,是一种会飞的爬行动物,当时恐龙控制着整个陆地,翼龙就控制着整个空中,是当时的空中霸主。
翼龙最主要的一个特征,就是它的第四指加长,加长以后变成一个翅膀,翅膀下面有一个翼膜,第四指支撑翼膜进行飞翔。还有一个,它有很多类似于鸟类的一些行为特征,比如说骨骼都是中空的,就是很轻巧,这有利于它飞翔到天空当中去。人们在地球上发现的翼龙大约有二百个属种,它大致可以分成两大类型;一个类型就是喙嘴龙亚目的,这种翼龙从头骨来看,它嘴里边全部有牙齿,另一个类型就是翼手龙亚目,翼手龙类它满嘴是没有牙齿的。所以根据这几个特征就可以分出它属于哪个大类的。
那么对翼龙是不是热血的,历来有争议的。其实很早就有人提出来,翼龙是不是热血的,他为什么提出这个观点呢?因为翼龙作为它自出现以来,克服地球的一些阻力飞到天空当中去,它应该是一种能量代谢非常高的热血动物。从很多的翼龙复原图上,可以看到它身上是长有毛的,毛的作用就是保温,保温就是温血动物的特征。我们国家从1997年开始在辽西热河生物群进行十次大型的发掘,发现了很多鸟类、带毛的恐龙、翼龙或者是鱼,然后是哺乳动物等非常多的标本,保存非常好。
那么这些翼龙是怎样灭绝的呢?现在大家公认的是说在六千五百万年,晚白垩世的晚期,外星球撞击地球以后造成的。那么外星球撞击地球它可以造成很多的效应,比如说可以造成温室效应,也可以造成一种叫阳伞效应,阳伞效应就是说外星球碰撞地球以后,灰尘把太阳的光遮住以后,地球的温度降低了,就像打一把伞似的,这是一种效应,有人认为类似于核冬天似的。那么另外一种效应就是温室效应,就是说外星球撞击地球以后,地球内部的结构发生变化,大量的火山喷发等等,造成一些全球性的大火,然后温度升高,导致恐龙和翼龙的绝灭。
《空中霸主-翼龙》 (全文)
大家好,今天我讲的题目是《空中霸主——翼龙》。我们大家都知道,恐龙是很有名的,但是对翼龙大家了解可能不是太多。其实翼龙应该是生存在恐龙同一时代的一种动物,当时恐龙控制着整个陆地,那么翼龙就是控制着整个空中。那么什么是翼龙呢?很多人认为翼龙就是会飞的恐龙,其实翼龙并不是恐龙,它是恐龙的一个近亲,是一种会飞的爬行动物。翼龙最主要的一个特征,就是说它很奇怪,它的第四指加长,它的第五指,就是前肢的第五指退化没有了,第四指加长以后变成它的一个翅膀,翅膀它下面有一个翼膜,第四指支撑它这个翼膜进行飞翔。那么它还有一个比较奇特的就是说在其他的爬行动物里面没有的一个骨头,我们叫它翅骨,就是说从它的这个翅骨分出来以后,向它的肩带的方向伸展,那么它起一个什么作用呢?就是翼龙飞翔的时候起一种翼膜支撑它前膜的作用。还有一个就是说翼龙是很奇特的,它的飞行能力非常强,就是前肢和胸部比较发达,它是为了什么,为了支撑它整个飞翔的肌肉, 附着肌肉的,所以说它这个前肢非常发达,而且它的后肢相对来说弱小,所以说很多翼龙现在地面的行走能力都很弱的,它的飞翔能力非常强。还有一个就是说它有很多类似于这个鸟类的一些行为的特征,它的骨骼特征上也一样的,比如说骨骼都是中间空的,就是很轻巧,有利于它飞翔到天空当中去。
人们在地球上发现的翼龙大约差不多有二百个属种,就是描述的有二百个左右,那么它大致可以分成两个大的类型。那么一个类型就是喙嘴龙亚目的,这一类东西它有一些比较特殊的特征,比如说,首先我们看它的头骨,因为这一类翼龙是相对原始的,就是在晚三叠纪世开始的到侏罗纪这一段时间的,那么原始的翼龙从头骨来看的话,它整个嘴里边是全部有牙齿的,就是从它的吻端一直到它的后部全部有牙齿,这是它头骨的一个特征。那么第二个特征就是它的脖子比较短。那么第三个特征就是说它的这个手掌的掌骨是非常短。还有一个就是两个长的,一个是尾巴长,我们从这个图上可以看到它的尾巴特别长,后边还有尾部的一个这样扇形的一个膜。那么还有一个长的就是脚趾的第五趾,它为什么长呢?它要支撑脚趾的第五趾,它要连接这个翼膜,尾部的这个尾膜,它飞翔的时候它调控这个尾膜的方向。下面一个就是翼手龙亚目。翼手龙类我们可以看到,它就是牙齿呢,一般分布在它的头骨的前部,那么还有一个就是有些翼手龙类它是没有牙齿的,到白垩纪的晚期,基本上它满嘴是没有牙齿的。第二个它的脖子特别长,正好和这个喙嘴龙是相反的。还有一个就是它这个掌骨特别长,要比喙嘴龙长得多,所以一般鉴定翼龙根据这几个特征就可以分出来它属于哪个大类的,尽管保存不完整,但是如果说你有部分的这些特征,你发现的话,就可以大致把它分类,就是把它位置大致定得出来。还有一个翼龙形态就是说非常奇怪,它的头部有形形色色的脊,就是形状非常不同的脊。那么我们从这儿就可以看出来,它头部有一些除了正常的特征之外呢,头部有很多脊,就像我们现在的一些鸟类,头上长脊,但是它这个脊都是一些骨质化的,是骨骼的。那么下边有一些脊也是非常非常奇怪的,尤其这个是巴西发现的一种,你看它那个脊要比它整个头要大的多,这个脊的功能就是这样的。当然有些翼龙它是没有脊的,那么脊的功能,它一般人认为就是有这样几种,一个就是两性展示的,就是说雄性的它往往有,为了求偶,为了显示两性来展示,这是一个功能。那么另外一个呢,就是在飞翔当中使空气动力平衡这方面,就是保持它平衡这方面。还有一个就是在飞行的过程当中捕食,就是很多翼龙,它有的是食鱼的,或食昆虫的,比如说它要在飞行过程中,要往水里边抓鱼的时候,它往往这个脊可能会减轻和水的冲击力,就是说它的稳定性都起一定作用。再一个还有最近在巴西发现的一种脊,头脊上有很多很细的这种沟槽的印痕,这个就代表了现在他们一般认为就是说它是一种热量调控的一个证据,就是血管压出的一些印痕。
那么另外一个就是这个翼膜,因为它要保存化石非常非常不容易。比如说像翼龙,它本身保存化石要比其他比如说恐龙其他动物要很难,为什么?因为它的骨骼是中空的,它很轻巧,所以这样的话,要把化石保存起来是很困难的。那么另外一个,如果要保持存它飞翔的翼膜的话更困难了,那么这几张图可以看出来就是目前在国外发现的比较好的几个保存翼膜的一个证据,那么翼膜它有些翼膜的纤维在里头。关于飞翔翼膜的形状,当时大家争议还是很大的,一般来说它现在分成这样几个类型,一个就是从手这样的前膜,就是前肢的前头,有一个前膜,另外飞翔翅膀的下面它叫胸膜,那么尾巴后边到两个后腿之间,它有一个膜,它叫尾膜,但其实对这个尾膜有没有还是有争议的,另外对这个它的胸膜,翅膀的膜究竟和哪一个下肢的哪个部位连接也是有争议的。一种观点认为它和它的膝盖,膝关节连在一起的,那么一种观点认为它和踝关节连接在一起的,还有一种观点认为和它第五趾,脚趾的第五趾连在一起的,大概现在有这三种观点,那么一会儿我们要看到我们国家发现的翼龙,就是来证明它这个翼膜其实和第五趾是联系在一起的。
其实大家知道翼龙主要是以飞翔为主,到后期呢,飞翔能力非常强,它进化的晚期,就是白垩纪的时候,它的飞翔能力就非常非常强。那么翼龙一般来说,大家以前都认为,这种翼龙可能只有滑翔的功能,就是飞翔能力比较弱,但现在看来它的飞翔能力是很强的,因为它的前肢和胸骨,它的肩带非常地发达。那还有一个,翼龙究竟是 在地面行走能力尽管很弱,那么地面上它是两个脚行走呢?还是四个脚行走的,四足行走的,对这个有争议。当然两种观点都是并存的,有一些可能是以两足行走为主的,比如说早期的翼龙,早期的翼龙它飞翔能力相对弱一点,那么它行走能力相当强,到后期,它后肢相对来说比较弱化了,前肢比较发达,就是它往往后肢支撑不起它身体来行走,往往它可能是四足来行走的。那么这上面一个图就代表了早期的喙嘴龙类,它就是两个脚行走的,它很大的第五趾翘起来了,下面的一个就是翼手龙,翼手龙往往它是四足行走的。那么还有一个就是说这个翼龙它往往是除了飞翔之外,另外就是休息,休息往往就是倒挂,有后肢倒挂的,也有前肢倒挂的,就像现在的蝙蝠一样的。还有一个就是它的食性,就是翼龙究竟是吃什么的,其中很多翼龙它是食鱼的,因为现在目前发现的翼龙大部分,分布在海相的地层里面,就是海相沉积的岩石里面发现的,比如欧洲的一些翼龙,比如说南美的一些翼龙,甚至北美的一些翼龙,那么还有一部分在亚洲发现的一些翼龙,很多都是陆地的这样一个湖里边沉积的,埋藏在湖里边的。那么在发现翼龙的同时,也发现了很多鱼类的化石,所以说从它这个头骨的结构,牙齿的结构,这些来看,它食性是吃鱼的,那么另外一种就是说它还要食那个虫子,就是昆虫,因为它会飞翔,飞翔的话,昆虫这一类东西作为它的食物,食昆虫这一类的翼龙,它嘴往往是非常扁的,就不是很长的,翼龙的头嘴往往都很长的。还有一类就是说它食种子的,食种子的,那么食种子往往就是它没有牙齿,没有牙齿的一种翼龙,小型的翼龙,它那个嘴像剪刀一样的,它那个吻端长有角质的喙,就像鸟的嘴一样的,它有一些角质的喙,那么一会儿我们要讲到我们国家发现的翼龙,叫中国翼龙,它是可以食这个种子的。
那么对这个翼龙是不是热血的,当然历来有争议的,其实很早就有人提出来,翼龙是不是热血的,他为什么提出这个观点呢?就是说翼龙自它出现以来,就能飞到天空当中去,那么飞到天空当中去,它应该有非常高的新陈代谢的能力。所以说这样的话,一般的爬行动物,就是靠这个外界的热量来控制它,这个行为的这种爬行动物,它肯定达不到这种程度,比如说会飞的东西,现在目前会飞的脊椎动物,这些鸟类、蝙蝠这些都是热血的,那么翼龙要作为它自出现以来,克服地球的一些阻力飞到天空当中去,它应该是一种能量代谢非常高的一种热血的动物。那么很多的翼龙复原图上,它身上长有毛的,你看比如这一个是三叠纪最早期,意大利发现的这个翼龙身上也是长毛的,那么毛的作用就是保温,保温就是温血动物的特征。那么另外一个比如说这个无齿的翼龙,就是上边这个翼龙,这个是美国堪萨斯发现的,这个翼龙呢,当然个体非常非常大,个体 两个翅膀展开可能有七、八米这样长,那么这种最晚期的翼龙,它身上也是长毛的,说到这个热血的翼龙,为什么提出来呢?它还有这样几个原因,一个原因就是说它和鸟类有非常类似的这样一些结构特征和它骨骼的结构特征和行为特征,比如说上边这两个,一个是翼龙,一个是鸟,它们的骨骼非常的纤细,中间是空的,那个骨骼非常的薄,它有利于飞到天空当中去,那么这儿就可以显示,这是一个孔子鸟的化石,旁边的这个复原图,这是最早的始祖鸟,所以它的很多特征就是骨骼特征,就和鸟的有点类似的,那么这是一个证据。那么另外一个证据呢,就是说既然是热血的翼龙,就是说明它身体有保温的这种毛存在的,尽管复原图上有,但是它有没有化石的证据呢?现在有一些很好的化石证据。其中有一件标本,就是说在这个哈萨克斯坦发现了的,喀拉套,就是晚侏罗世发现的,大约是一亿六千万左右在这儿发现的这个翼龙,这个翼龙你看其实它是一个完整的骨架,中间是它的一个骨骼的毛或者翼膜的一个线条图,那么从这个图上可以看出来它的身体上覆盖有毛的,覆盖有毛的。那么这个毛 它没有分叉,也类似于这个哺乳动物、人类头发的这样的毛,黑白的这个照片的低下可以看到一些很细,柔软的这些毛的结构,这个标本是比较有名的,那么很多人,比如说英国一个古生物学家昂温,包括很多搞翼龙的,他们就是把这个翼龙作为一个热血翼龙的一个主要的证据。那么另外一个证据就是我们最近在辽西的热河生物群发现的,这个叫热河翼龙,这块儿标本是目前为止,世界上保存这个翼膜,还有保存这个毛最好的一块标本,那么这个标本它全身头部、肩带,全身腹部、尾巴,它全身都是覆盖有毛的,很柔软的毛,那么这个标本就说明了,进一步支持了这个翼龙是热血动物这样一种观点。还有一种,也是今年刚刚发表了,在美国的Science《科学》杂志上刚刚发表的巴西的翼龙,巴西的翼龙很奇怪,就是说它的这个头嘴没有牙齿,它头后边的脊非常非常的大,这个标本叫掠海翼龙,这个脊可能占了头骨的一半以上,那么脊的上面有很多印痕,就是沟和槽的印痕。那么研究人员就认为它是一种什么东西呢,它就是一种血管调节体温的一种证据,从这个来看的话,就是说作为热血翼龙它又增加了一个新的证据,除了它的骨骼结构和鸟类相似之外,另外还有毛,另外它有一个血管的一些证据,等等吧,这些方面证据就认为翼龙是一种热血的翼龙。
下面简单说一下就是翼龙的发现与研究历史。其实这个翼龙的发现要比恐龙早得多,它是在1784年被意大利的一个自然学家科利尼这个人描述的,当时他并不知道这是什么东西,觉得很奇怪,他们当时就认为是不是一种介于鸟和哺乳动物之间的非常奇怪的一个类型,并不知道它是什么东西,直到1801年,法国的这个解剖学家居维叶才认为它可能是一种会飞行的爬行动物。另外他发现它这个翅膀第四指加长,有一些类似于飞行的翅膀,觉得它就是一种飞行的爬行动物了。那么居维叶在1801年认为它是飞行的爬行动物以后,又过了半个世纪,又过了50年左右,在索伦霍芬,就是在这个地方附近,又发现了一些比较完整的翼龙,这些翼龙明显的就是有一些翅膀上的膜,翅膀膜发现以后,就认为它是飞行的一个动物了。
在国际上,其实从一七几几年发现的这个翼龙以后,陆陆续续发现了很多很多翼龙的化石,那么我们国家的翼龙化石的发现,其实在1963年,当时1963年新疆克拉玛依附近就是有一个叫乌尔禾的地方,在乌尔禾的地方,当时石油地质工作者在这个地点就发现了一些翼龙的这个骨骼,这个骨骼送到我们所,就是经这个当时的杨钟健,杨钟健院士当然是我们国家的,就是中国的古脊椎动物学之父了,他研究恐龙,研究翼龙,研究了很多很多的脊椎动物,他鉴定完以后,他认为它就是一种翼龙,这就是我们国家1963年发现的最早的这个翼龙化石, 在1964年他发表了一篇文章,就是准噶尔翼龙,就是把这个翼龙化石命名为魏氏准噶尔翼龙。这是1964年的,那么从1964年以后,我们国家就组织了一个比较大型的这个新疆考察,新疆的发掘。那么在准噶尔盆地发现了很多这个翼龙化石的地点,也发现了很多保存比较好的标本。那么在1973年杨钟健又研究了另外一个翼龙,就是复齿湖翼龙。所以说从新疆开始,我们国家翼龙化石,从1963年开始就是陆陆续续有一些重要的发现。这就是准噶尔翼龙,基本上一个完整骨架,准噶尔翼龙相对来说是比较大型的翼龙,它两个翅膀展开差不多有三米左右,这就是目前国际上在全球分布的一些主要的翼龙化石的地点,当然还有其他的一些重要的地点,比如说美国的德得克萨斯,他们发现的一种翼龙是目前世界上最大的一种翼龙,它两个翅膀展开可以达到12米,12米这样长,甚至还有更大的。那么在意大利、在欧洲的一些地方,法国也发现很多很多,包括澳大利亚,包括非洲的一些地方,都发现了很多比较重要的一些翼龙化石地点。
下边重点的讲一下,热河生物群的翼龙化石的发现以及它的意义。这个村子叫四合屯,现在目前为止是古生物研究的圣地了,我们的化石主要在山的这边,远处的两座山叫尖山沟,那两座山的两侧,都有很多很多化石,从1997年开始,我们在这个地方已经进行了将近十次大型的发掘,每年我们要进行一到两次比较大型的发掘,发现了很多很多的包括鸟类、带毛的恐龙、然后翼龙或者是鱼,然后哺乳动物等等非常多的标本,保存非常好。
下面就说一说热河生物群的翼龙化石,其实热河生物群的翼龙化石,从我们目前的发现,它有两个组合,它的下部就是义县组,刚才我们谈的义县组,义县组有一套组合。那么上边的九佛堂组,相对年轻的一个,九佛堂组是另外一个组合。那么义县组的组合,它大致有这样两类,一个就是说它出现了一种比较原始的喙嘴龙类,喙嘴龙类代表分子就是蛙嘴龙,刚才我提到德国索伦霍芬有,哈萨克斯坦喀拉套有,那么我们辽宁,我们辽宁的义县组有。一个是热河翼龙,一个是树翼龙。那么另外一类就是翼手龙类的,就是比较进步的短尾的翼手龙类的。一个就是郝氏翼龙,一个叫东方翼龙。那么我今天带来一块郝氏翼龙的标本,大家可以看一下就是正型标本,大家看看化石是什么东西。其实郝氏翼龙它命名的话,当时把这个郝氏命名给我们国家一个非常有名的著名古生物学家,就是郝诒纯院士,就是中国地质大学郝诒纯院士,为什么这个名字给她呢?因为她对热河生物学的研究做出一个非常重要的贡献,就是说我刚才谈到的时代问题, 就是说在葛利普当时提出这个热河动物群的时候,当时他认为这个时代是早白垩世的,但是后期三 四十年代,六 、七十年代,七、八十年代,那么我们国家的一系列,就是很多很多的古生物学家和地质学家在辽宁地区进行工作的时候,当时绝大部分的观点认为它这个时代是晚侏罗世的,认为是晚侏罗世的。
那么在这个时候,在1982年,那么郝诒纯院士就根据他们进行的微体古生物的研究,就提出来这一套地层的时代是早白垩世的。那么通过我们现在的这个研究或者同位素年龄,通过我们对这化石的研究,就认为这一类东西应该是早白垩世的。所以说为了纪念她对这个热河生物群研究的一些贡献,那我们把这个标本就命名为秀丽郝氏翼龙,是这样的。那么在这里头其中最早发现的就这样两类翼龙,一个叫树翼龙,一个叫这个东方翼龙,树翼龙和东方翼龙其实标本保存得都不太好,大家看的话都不是太清楚。这个树翼龙现在把它认为,它是属于一种蛙嘴龙科的,它的嘴很大的,很宽,很短,东方翼龙就认为是翼手龙这个科里边的。1997年刚开始研究的时候,它的科并没有定下来,后来呢,他们把它归到一种翼手龙这个科里边,这是1997年和1998年研究的两块标本。那么另外一块标本就是比较重要的标本,就是热河翼龙,这个标本是在宁城发现的。其实宁城就是内蒙古的东南部,它紧靠到这个辽西地区的辽宁的凌源,紧靠着凌源,但一套地层是一样的。那么这个标本现在看来,是目前蛙嘴龙这一科里边最完整的骨架,其实蛙嘴龙是个比较奇特的,我刚才讲的比较奇特的一类翼龙,因为它所有的特征都是喙嘴龙这个亚目的,但是唯独它的尾巴又很短,尾巴又很短,所以说这是一个非常奇特的一类翼龙。它发现的标本也很少,原来的标本发现很少,而且不完整,对它整个骨骼的形态,形态学的东西,解剖学的东西我们了解地并不多,这个翼龙目前为止发现的地点也就是德国的索伦霍芬和哈萨克斯坦的喀拉套。那么我们这个辽宁就是热河生物群里边这是它的第三个比较重要的地点了应该说。那么还有一个,就是热河翼龙是目前世界上保存翼膜和毛一个最好的标本,这是这个化石的正副面,正副面把它拼起来劈开,把它劈开以后,从这儿可以看到它身上有很多保存的翼膜,另外还有一些就是毛的结构。这是它毛的一个分布,这是它的复原图。这一类翼龙它是食昆虫的翼龙,从复原图可以看到它的尾巴比较短,它尾巴的末端,它有扇形的这个毛,而且它的腹部、它的肩部、然后它的脖子上到处全身,应该说全身都有这个毛的存在,而且从这个翼龙的翼膜来看的话,我们发现了它的这个翼膜其实就和那个第五趾,就它脚趾的第五趾,伸长的第五趾连在一起。那么从这个翼龙也可以明显的看出来,它这个前面有前膜,就是前面的前膜,肩膀的那个爪子和肩膀之间的前膜,那么两个翼展开的胸膜和它的后边尾巴两腿之间的这个尾膜很清楚的。这是热河翼龙的局部了,这是这个毛和翼膜和蹼的局部。那么从这个标本来看,那个右下角那是个脚趾,那个地方发现它是带蹼的,它有很多蹼的纤维,就是翼龙它可以像现在的鸭子一样它是带蹼的,它可以在水里边游泳,它脚上是带蹼的,带蹼的翼龙在以前也发现过,在索伦霍芬也发现过,德国也发现过,咱们这儿由于它保存条件非常好,所以它的一些毛的结构,翼膜的结构都保存得非常好。
这张图显示它什么呢?显示它的尾巴后边的扇形末端的一些毛,尽管它尾巴的脊椎骨骼没有保存下来,但是从这个毛的形态可以看出来它是一个短尾的,另外那个是它的一个翼膜,翼膜可以看到里面有好多这种非常细、非常长的纤维,它这个纤维就和旁边这个柔软的毛明显不一样的。对这个毛以前曾经有一种观点认为,它是不是一种肌肉的纤维附着在上边,肌肉纤维的东西。但现在从这两个来看,那种皮膜的纤维和身上长的这个毛是完全不一样的,一个是它形态上不一样,再一个它柔软程度、长短、粗细完全不一样的,所以从这个标本可以完全排除,就是说以前把一些毛状的结构,认为是纤维的一种看法。另外就是说从这个标本,你看,翼膜外边有层黑色的那个东西,那个东西其实它是为了一种消音,就是翼龙在飞行过程当中,它往往捕捉食物的时候它要消音的,这个结构非常类似于现在的猫头鹰,猫头鹰的翅膀上也有这种东西。那么从这儿来看,就是说这个标本发现以后,说实在的,还是轰动比较大的,因为它比较重要,那么发现以后,我们发现这个翼龙身上这种毛,这个毛当时我们打的是双引号,就是这个毛到现在为止,它究竟是什么成因的,它尽管和哺乳动物的这个头发,这些东西和这个毛都很相似,但它完全又有不太一样的东西,所以说对它怎么认识,当时我们就和辽宁发现的长毛的恐龙进行一些对比。那么辽宁早期发现的就是1997年、1998年这时候发现的北票龙,这是一个北票龙,还有中华龙鸟,这些身上有一些毛状的皮肤衍生物,毛状的结构,这些结构当时就认为是一种,当时认为是毛状的皮肤衍生物。现在很多人就直接叫做原始的羽毛,就认为羽毛演化的初级阶段是原始的羽毛,它是没有分叉的,没有羽轴的,但我们发现这个热河翼龙身上这种毛状结构和它比较一样的,比较相似的,这是一个中华龙鸟身上的这个毛的,尾巴上的,这是毛的一些结构,很相似的。根据这样些我们就提出来一种观点,就认为翼龙的这个毛可能与这个中华龙鸟,这些小型兽脚类恐龙身上原始的羽毛可能是同源的,如果这个观点成立的话,如果它这个羽毛和它是同源的话,就是说羽毛的起源是个非常复杂的过程,并不是那样简单的,就是说羽毛起源和鸟类起源有关的,一些小型的这些和鸟类关系比较近的这些恐龙身上有,也许在很多爬行动物的身上,也许包括翼龙,包括其他的爬行动物也许都有,都普遍存在的。但是只不过保存不完整的原因,并没有保存下来,这是一种观点。
那么另外一个观点,这个标本发现更进一步支持这个翼龙是个热血动物,这样一种观点。再有一个,我们古生物学地质学要做的,就是动物的古地理研究在那儿,在德国有,在哈萨克斯坦有,在我们中国有,那么另外一个它两个的时代是晚侏罗世,那我们是早白垩世,这些东西在翼龙整个演化方面,翼龙的迁移、扩散,这方面可能都有一些比较重要的意义。这就是另外一个,就是秀丽郝氏翼龙,就是刚才大家看到的这块标本的正型标本,这个翼龙应该说是我们亚洲大陆第一个比较可靠的翼手龙这一科的代表,那么翼手龙这个科当时分布的当然也比较广泛,主要在德国,在欧洲分布非常非常多了,在欧洲,但它的时代都是没有超过晚侏罗世,没有进入白垩纪,但是我们这一块标本发现,就是说这一类翼龙已经是越过这个白垩纪和侏罗纪的界限,已经进入到白垩纪这个地层里边来了,这是一个。
再一个,除了欧洲、非洲之外,在亚洲大陆一个首次发现,当然它有一些特殊的意义。那么这块标本的发现,是在哪儿发现的呢?就是在这个地层的上面,我们测年龄的那一层火山灰的上边发现的,我们测年龄的那一层火山灰是这个地区比较重要的对生物有重大影响的一次火山爆发,从它的上边发现化石很少,但它的下边是化石的富集层,就是说这一次火山爆发,就一亿两千五万年的这一次火山爆发,对这个地区的生物是有一次毁灭性的打击,但是也有一些化石生存下来了,比如说翼龙,也许它会飞翔的能力比较强等等原因,它保存下来了。
这就是讲到几个义县组的一些翼龙。下面简单说一下九佛堂组的翼龙,九佛堂组就是热河生物群上部的一部分,上部的,这一时期应该说它的火山爆发相对来说较弱了一点,它湖的面积扩展得非常大,就是九佛堂组这个时期,这个时期就是一亿一千万年到一亿两千万年这个时期,它湖的面积非常非常大,火山爆发了相对来说比较弱小了,这一时期是一个热河生物群发展的一个非常重要的时期,那么这一时期也发现了一个非常重要的鸟的类群,就是华夏鸟的类群,这里边的翼龙其实很有意思,它现在已经发现了这样三个科的东西,就是翼手龙亚目里面三个科的东西。一个是古神翼龙科,这是古神翼龙科,就是刚才我提到的在南美的巴西,巴西有的,没有牙齿的那一类。
另外还有一种古魔翼龙科,古魔翼龙科就是在巴西那个地点,有牙齿的那个,很大牙齿的那一类,还有一个夜翼龙科,夜翼龙科刚才我讲到的浙江翼龙,刚开始把它归在这个科里边,它也是没有牙齿的,归到这个里边,现在把它归到另外一个科里边。那么夜翼龙其实它主要分布在哪儿呢?主要分布在美洲,北美有,南美也有,但它的时代非常非常的晚,它一般是晚白垩世出现的,很晚的,那么这就是一个中国翼龙,这个翼龙应该说是古神翼龙这个科里边最完整的个体,因为在巴西以前除了这一块标本之外,在全世界任何地方,除了巴西之外任何地方都没有发现过,巴西的标本都不是太完整,保存得不是太完整,有时候就是局部的一个头骨,那么这块儿标本,你看,从头到尾基本上非常完整的,除了那个地方的前面,那一只前肢去掉一部分之外,保存得非常非常完整。另外一个就是说这应该是一个北方的大陆,就是当时的白垩纪时期,劳亚大陆的一个首次发现,那冈瓦纳大陆就是巴西发现的,那劳亚大陆就是首次发现。那么这是国外一个学者根据我们资料,他做了一个复原图,这一类刚才大家也看到了巴西的标本,它跟巴西的这个头骨结构非常非常相似,因为这个翼龙除了它身体的骨骼轻巧之外,纤细轻巧之外,它的翼龙往往头很大,头很大的话,一般来说它飞翔的话,它往往支持不了它那样重的头,怎么办呢?就是头上的孔非常大,你看 这个头的孔,基本占了头骨的二分之一左右,这个头骨,就是它孔大,头骨的孔大是翼龙一个特征,它为了减轻它头骨的重量,减轻它的重量,易于它飞翔。
那么这儿就讲到一个比较有意思的问题,就是义县组和九佛堂组的标本,那么义县组的时代,现在我们认为它大约在一亿两千万年到一亿三千五百万年之间,那么九佛堂组时代从一亿两千万年到一亿一千万年左右,这两个组合是很有意思,下部的组合,其实和德国索伦霍芬这个组合比较像,但是我们的标本明显有些进步的特征。另外我们发现了进步的翼手龙,这一类的标本要比原始的喙嘴龙要多得多,而在德国正好这一类东西大致是相等的。在巴西发现的标本就是和我们辽宁发现的标本,就是在九佛堂组发现的标本非常类似,在巴西发现四个科的成员,其实在我们辽西已经发现了差不多有两到三个科的成员了,那么其中两个科已经发表了。这就说明了这三个大陆,就是当时在这样一个冈瓦纳,劳亚,劳亚大陆当然就是德国和我们亚洲当时连在一起,不太远。那冈瓦纳大陆当时其实是相距非常遥远,相距非常遥远着就说明了,这就是一个非常有意思的问题。就是说这个翼龙究竟是一种什么样的形式,就是说迁移或者是扩散,或者是它们之间肯定有一个演化的联系,而且我们热河生物群正好把这两个联系在一起来了。那么这是它生物古地理方面的一个意义了。另外一个就是我们地层对比方面。那么地层对比方面呢?这是我们地质学或者古生物学要做的一个非常重要的工作。就是我们热河生物群这套地层,以前他们曾经和德国的进行对比,德国的索伦霍芬的火山灰进行对比。但对比的时候,其实我们的标本,比如说孔子鸟要比始祖鸟进步的多。我们发现的很多标本要比那进步。它俩尽管有相似的地方,但我们生物的组合明显的要进步于德国。另外我们现在要做的同位素年龄是一亿两千五百万年,要比他们现在世界上公认的是一亿四千五百万年或者是一亿五千万年要年轻两千五百万年。这个图显示了就是从下面的德国,到我们的义县组,九佛堂组,到巴西的桑塔那组,这几个组里边从翼龙化石来看,它这个时代排列就是这样一个,早期是德国的,然后是义县组要比德国的年轻,九佛堂组和义县组是个连续的东西,它和热河生物群是连续的,那么九佛堂组比巴西的要稍微古老一点。所以我今天的报告就到这儿,谢谢大家。
问:我想问一个关于翼龙灭亡的那个问题,就是翼龙跟恐龙是同一时期灭亡的,那么灭亡恐龙的原因也就是翼龙灭亡的原因,而恐龙灭亡的原因现在也有一致的意见,但是我觉得翼龙和恐龙相比,至少有三点不同,第一个它个头比较小,再一个它的集中性比较强,第三个它的食物比方说是鱼或者是果实还是昆虫也好,它比较稳定,所以通过这三个原因我觉得翼龙中至少应该有某一些部分应该能够生存下来,而不是应该同恐龙那种巨大的动物相比,在一些环境突变面前,就是适应环境能力比较差,所以就全部灭亡了。所以我对翼龙的灭亡感觉有点不理解。还有一个问题就是为什么这个鸟类不是由跟它比较相似的这个翼龙进化而来的,而是由跟它相差比较远的恐龙进化来的,也就是说翼龙为什么它没有再进一步进化呢?好谢谢。
答:这个问题还是比较有意思的,就是说关于恐龙的这个绝灭,其实现在大家公认的就是说在六千五百万年,就是晚白垩世的晚期,现在观点当然很多的,其实现在大家认可的主要一个观点,就是外星球撞击地球以后,撞击地球造成的。那么外星球撞击地球它可以造成很多很多的效应,比如说它可以造成这个温室效应,也可以造成一种叫阳伞效应,阳伞效应就是说外星球碰撞地球以后,灰尘把太阳的光遮住以后,地球的温度降低了,就像打一把伞似的,这是一种效应,有人认为类似于核冬天似的。那么另外一种效应就是温室效应,就是说外星球撞击地球以后,地球内部的结构发生变化,大量的火山喷发等等,造成一些全球性的大火,然后这个温度升高,导致这个恐龙的绝灭。其实你提到这个翼龙它个体大小,是不是可以生存下来,其实翼龙的个体大小差异特别特别大,那么小的可以像一个鸟这样大小的,大的可以相对于F-16战斗机这样大。其实翼龙生存到晚期,就是白垩纪的晚期,我刚才讲到,美国发现了那个无齿的翼龙,那个个体非常大了,无齿的翼龙,个体比较大,另外还有一类翼龙那就是十几米,两个翅膀展开十几米。其实如果说大家现在认可就是说地球恐龙的绝灭是和外星撞击有关的话,那么我想的话,这个翼龙也逃不过去的,因为海洋里边生物也绝灭了很多,当时我好像记得地球上百分之七 八十的属种都绝灭了,都没留下来。那么另外一个是提到它的起源问题,进化问题。其实翼龙的起源到现在还是一个谜,它的起源到现在解释不清楚,它一出现就非常奇怪,爬行动物大家都认为那就是地上爬的,但翼龙一出现它就在天上飞的。另外一个至于它和鸟的关系,其实很早就有人提出这个观点,就是认为鸟就是从翼龙起源的。但是很多人不承认它,因为翼龙很多骨骼,骨骼的形态方面和这个鸟的差别比较大,但是现在鸟的一些骨骼很多和一些比如说驰龙类这一类或者是伤齿龙这一类小型的兽脚型类恐龙骨骼比较像,有很多比较类似的东西,尽管它们都是会飞,从表面形态上来看,它俩比较接近,但其实它俩在骨骼的形态学方面差别比较大的。
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恐龙大地 徐星.txt
9月15日 恐龙大地 徐星
主讲人简介
徐星,毕业于北京大学地质学系。1997年以来,单独或合著在英国、美国、德国、加拿大等国著名学术刊物及国内核心刊物上发表近40篇学术论文。
所发表的成果连续两年被评为中国基础科学研究10大新闻。2001年入选美国国家地理学会“丰田计划”,成为全球11位入选科学家之一,也是亚洲的唯一代表。
其在恐龙研究领域的贡献引起了国际古生物学界的高度评价和世界各地媒体的广泛关注。
内容提要
恐龙最早大概是一六几几年被人们发现的,最早发现的是一个大骨头,因为当时人们对于生物进化了解的知识非常少,就把它说成是一个古代巨大猿人的腿骨化石,当然现在看来很荒唐可笑,显然不可能有这么大的猿人。不管怎么样,从这块化石开始,陆陆续续人们又开始发现了很多很多其他的恐龙化石。那么最早研究恐龙的人叫欧文,他是英国一个自然学家,也是第一个命名恐龙的人,因为大家发现了很多恐龙化石,但是当时不知道它属于哪个类群,后来欧文给所有的恐龙化石归到一个类群,他说这些动物叫做恐龙。从他命名恐龙到现在为止,应该说恐龙发现非常非常的多。现在据不完全统计,现在大概有1100个属,这1100多个属分布在我们已知的所有大陆上,所以从现在看来,就是说恐龙它这个分布范围和分布时间都是非常广泛的。
和恐龙关系最近的是关于鸟类起源的问题,也是最混淆的一个问题。鸟类起源大家知道,现在鸟类世界有很多不同的鸟,如果你追根溯源的话,这所有的鸟都是在很久以前,有一种恐龙进化出来的。这个假说是根据发现的化石得到的。关于鸟类的恐龙起源有两种假说,一种是地栖说,就是恐龙最先在地上奔跑,后来它跑着跑着就飞到天上去。另一种假说就是树栖说,就是说恐龙它是先爬到树上,然后在树丛之中生活的时候,比如说它在树上往另外一棵树跳的时候有一个跳跃,或者是从树上往地上跳的时候,它在跳跃的过程,它有一个降落的过程,在这降落的过程中,变成了滑翔,然后在这个缓慢的过程当中,它学会了飞行。现在很多古生物学者根据化石的研究都支持树栖说。
《恐龙大地》(全文)
大家好,非常荣幸也非常高兴,今天有机会到化工大学跟同学们讲讲,我们怎么样找恐龙,怎么样研究恐龙。大家都是做化学的,做工程的,怎么会跟恐龙沾边呢?其实要说起来有时候研究恐龙还真能跟化学联系起来,比如说我们在研究古代恐龙的时候,有的时候希望了解这个恐龙当时它的生活环境,那么我们有一个研究做的方向,就是比如说做这个地球化学这些东西,测一些稀土元素或者微量元素,通过这些元素来恢复当时的环境,了解当时恐龙生存的这个时代是什么样的,是不是很热,还是很冷,是很干旱,还是很湿润,这些东西很多都可以依靠这个化学的方法来复原。其他方面还有一些比如说我们在研究恐龙蛋,还有研究其他一些方面的时候,有时候也可以用到化学的方法。当然今天我在这里不会讲这个化学方法,因为我本人也不做这个,我做什么呢?我就是做,用个通俗的话来说,就是我希望找到越来越多的恐龙,然后理清这些恐龙之间什么关系,比如说谁和谁是哥俩,或者是父子关系,通过了解这种关系,我们可以恢复生命的这个演化树,换句话就是说,恐龙在它生存的大概一亿七千万年这么长的时间内,它的这个生命演化树,而通过恢复这个演化树,我们能够了解一系列很多很多很重要的生命学命题,比如说这个鸟类起源的问题,大家知道,这个鸟类现在是咱们已知的最大脊椎动物类群之一,了解的属种大概有一万种左右,但是这些一万种美丽的鸟类,非常可爱的形态各异的鸟类最初是怎么起源的,怎么演化的,那么我们要从恐龙化石当中去探寻,当然恐龙除了鸟类起源这个问题以外,还有很多很多其他的问题,下面我就简单的介绍一下恐龙,然后讲一下我们这些年研究一些工作。
恐龙最早大概是一六几几年被人们发现的,大家看见上面这个大骨头棒子,就是报道的最早的一块恐龙化石,开始这块儿恐龙化石发现的时候。因为当时人们对于生物进化了解的知识非常少,开始把它只是说成一个古代巨大猿人的腿骨化石,当然现在看来很荒唐可笑是吧,显然不可能有这么大的猿人。不管怎么样,从这块儿化石开始,陆陆续续人们又开始发现了很多很多其他的恐龙化石。比如说下面这块儿恐龙化石,大家看看长牙齿的这块儿恐龙化石,是世界上命名的第一种恐龙,叫做巨齿龙。牙齿旁边的这位先生呢,他叫欧文,他是英国一个自然学家,他是第一个系统地研究恐龙的人,也是第一个命名恐龙的人,就是大家发现了很多恐龙化石,但是当时不知道它属于哪个类群,后来欧文给所有的恐龙化石归到一个类群,他说这些动物叫做恐龙。从他命名恐龙到现在为止,应该说恐龙发现非常非常的多。现在据不完全统计,现在大概有1100个属,这1100多个属分布在我们已知的所有大陆上。所以从现在看来就是说恐龙它这个分布范围和分布时间都是非常广泛的。大家看看这张图是生命演化的一个螺旋状的一个复原图,恐龙的生活时代,就是大概在中三叠纪世到白垩纪晚期,大概是1.7亿年这个长的时间间断内生存的这一类动物。这是一个脊椎动物的生命演化图,大家可以看见各种不同类型的生物,有这个鱼呀、什么蛇呀、有鳄鱼各种各样的东西,在最下面大家可见有一个尾巴很直的,这是一种恐龙,就是说恐龙在现在我们知道的动物当中,它跟鸟类的关系很近,它跟鸟类是一个支系上的。上面是我们对恐龙是怎么认识的,比如说它是生活在这个三叠纪到白垩纪1.7亿年前生活的一类动物,它的亲缘关系跟鸟类最近,这是它生物学界的位置。那么这些知识我们是怎么了解的,那是通过研究恐龙化石来得到的。在这些不同类型岩石当中,我们去寻找恐龙化石,发掘恐龙化石,然后通过这个恐龙化石来复原。我刚才讲的就是说恐龙它在生命演化当中,是处在什么地位,我们可以通过恐龙了解古代的世界。
这是一块解放初期,在云南发现咱们国家第一个装架的恐龙叫禄丰龙,大家看看这个图上面是个骨架,下面是一个在岩石当中原样的一个恐龙化石,当时它埋藏的情况,大家看看这个化石是很漂亮的。这个恐龙叫做马门溪龙,这个龙非常长,大约有23米左右,它的脖子大家看见应该说是超乎想像的长,所以有的时候大家觉得,这么长的脖子它怎么会把这个脖子立起来,会不会把脖子折断了或者怎么,但是我们有很多化石证明,就是说这种动物生存得很好。这是一个化石的复原图,这是发现在新疆的一种恐龙化石。大家看这个恐龙化石有点儿像狗一样,不过它跟狗可没关系。确实有些恐龙的化石是形形色色的,就是形态大小、模样、差异非常大。这说明了恐龙是个非常庞大的家族。就像我刚才最开始给大家讲的,目前为止已经报道了1100个属,当然应该确切地说成立的只有300多个属,但是每个属里又包含很多的种,就是说恐龙的家族是非常庞大的。那么我们做这个工作,第一个我们要了解我们发现新的化石,了解它有多少种恐龙,再下来我们要做一个很重要的工作,就是把这些不同种的恐龙联系起来,就是说把它分类,看看它们之间是什么关系,比如说是哥俩的关系呢,还是叔侄的关系,也许就是理顺它们这种关系。这里是不同种的恐龙复原的一个小生命演化树,叫分支树,表明这个恐龙有不同的两大类,就是上面有个蜥臀类,下面有个鸟臀类,这两大类又包含着不同的小类。其中大家看见就是第三个,这一类恐龙是非常非常有意思的一类恐龙,为什么这么说呢?这一类恐龙它们当中的一种变成了鸟类,而这种鸟类,后来再演化、辐射变成我们今天看见这个庞大的鸟类家族,就是一万多个种。我刚才讲恢复它的亲缘关系,也就是系统学的工作,我们还可以做其他很多工作,比如说古生物学的工作,比如说研究恐龙,它是不是温血动物,比如说大家知道鳄鱼、蜥蜴这些动物都是冷血动物,它们很懒洋洋的,每天都是。但是恐龙呢?大家发现就是有些证据发现它不一样,它跟典型的爬行动物不一样,而它跟这个鸟类、哺乳动物很接近。所以它的新陈代谢率很高,它活动很快。
下面我就举几个例子,说明恐龙研究当中,它是怎么丰富我们对古代世界,这个生命世界的了解,它是怎么促进我们对进化问题的了解的。大家看这是一张图,大家看这个动物长的很奇怪,长个大肚皮,但是它嘴又像鸟一样有些尖,身上还长着羽毛,这种恐龙叫做镰刀龙,大家看到它的爪子非常非常的尖,像个匕首一样表明是一种肉食动物,但是如果你看这个龙的其他特征,比如说它这个嘴上的牙齿,还有嘴的一些具体的构造,这种龙呢,它不像一个很凶猛的动物,而像一个很温顺的食植物的动物,就说明这种动物是个矛盾的结合体,正因为它有这种矛盾的特征,所以大家说这个镰刀龙到底是哪家的?是鸟臀类它们家的,还是蜥臀类它们家的。最近通过研究咱们中国的化石,大家把这个问题搞清楚了,就是说这种恐龙它虽然长的非常奇特,但是我们有很好的证据表明,它跟鸟类关系比较近,就是跟鸟类还有很近的亲缘关系。这是另外一种恐龙,叫做辽宁龙,这个恐龙很小,只有五十厘米,很小很小,但是它跟二十多米长的恐龙不同之处是,二十多米长的恐龙它是一个成年个体,这个恐龙是个幼年个体,它一出生不久就遭遇了不幸,然后也死了,形成化石。这个恐龙有什么意义呢?原来研究,大家都觉得恐龙是直立行走的,就是恐龙跟其他爬行动物不一样,比如蜥蜴、鳄鱼,大家看它的这个手是个匍匐前进的。但是恐龙它不一样,恐龙它跟鸟类、跟哺乳动物更像,它的四肢是在身体的下面,是直立行走的。这旁边蜥蜴大家看它是爬行的,它俩两种姿态是彻底不一样,而且一般认为所有恐龙都是直立行走的。但是我们发现这个辽宁龙的有些化石证据,好像看起来它像其他爬行动物,比如说刚才看的蜥蜴,或者是鳄鱼一样,它是爬行的,为什么我说它是爬行动物? 这个大甲片保存的位置在它的腹部,而且从这个恐龙保存的状态来看,它是一个原地埋藏的,就是说它的甲片很大,使它的腿无法伸直,它只能侧着伸,所以它是个爬行的动物,这是个很直观的现象。这个动物大家看着是不有点滑稽,这边是个恐龙,这边是个兔子,大家一下看见它们两个有相似的地方,相似的地方在哪儿,就是大门齿,是挺难看的,不过也挺可爱的。确实在这恐龙世界当中,它有很多很多很奇特的东西,就是说恐龙家族是个千奇百怪的家族,它很多形态是我们常常没有想到的,在发现这块化石之前呢,我自己确实说我作为研究恐龙那么长时间,我绝对也想像不出来,它会长成这样,甚至我看到化石以后,觉得化石是不是会有什么毛病,什么原因造成的。但是确实在古代的时候,就生存着这么一种恐龙。我为什么把这个图放在这儿呢?它给我们讲了另外一个问题,就是说通过研究这种恐龙,你会发现一些证据,比如说它的牙齿上有很好的磨食面,说明这种恐龙是植食性的动物,就是吃植物的动物,但是如果从刚才这个生命演化树上讲,这种恐龙它的祖先是一种肉食性的动物,就是它从一种肉食性的恐龙变成一种植食性的恐龙,就像我们现在了解的大熊猫,它是吃竹子,但是大熊猫的祖先也是吃肉的,所以在不同的脊椎动物支系当中,比如说在哺乳动物中,在恐龙当中,大家会发现一种惊人的趋同演化的现象。
下面我再讲一个科研当中的例子,叫鸟类起源,这也是最有意思的一个,其实也是最混淆的一个问题。鸟类起源大家知道,我刚才提到现在鸟类世界有很多很多不同的鸟,那么你如果追根溯源的话,这所有鸟都是在很久以前,现在如果预计的话,大概是1.5亿,或者1.6亿,甚至是1.7亿,大概在这个时间范围内,有一种恐龙进化出来的,这个假说最早是由左边的这位长胡子的先生提出来的,这个人叫做赫胥黎,他是英国的一个自然学家,他在19世纪时候就是发现了鸟类和恐龙长得比较像,他说这两类动物是不是有什么关系,然后右下角这个戴眼镜的同志,他是耶鲁大学的教授,他叫奥斯特罗姆,他研究了世界上最早的鸟叫做始祖鸟,也研究了北美的一些吃肉的小型恐龙,后来他就得出一个结论,就是说鸟是从恐龙演化而来的,但是确实我如果把这两张图放在一起,大家怎么也不愿意接受这个现象说法,这么丑陋的恐龙怎么会变成这么漂亮的鸟呢?但是确实从科学的角度这是个非常好的一个假说,而且得到了很多科学家的证实。我们研究鸟类起源,不是从这个很漂亮的小鸟研究的,而是从古代最早的鸟的化石研究的。大家看到左下角的这个化石叫做始祖鸟化石,它是发现在德国的一种最古老的鸟类化石,右上角的化石复原图,是发现在美国的一种恐龙,叫做恐爪龙。如果你比较这两种动物的骨骼形态的话,你发现这两种动物是惊人的相似,就是你无法否认它们有亲缘关系。左边的这张图,大家看见是一个恐龙和一个鸟的骨骼对比图,如果你一点一点数的话,你会发现恐龙和鸟类的相似性是非常多的,至少有一百多种,而且它们当中的很多种,都是鸟类和恐龙独有的,在别的动物当中发现不了的,所以说这种骨骼形态就为鸟类和恐龙有很近的亲缘关系提供了很好的证据。上面这个化石,大家看见有些白色的化石,再下面是圆的东西,是一个恐龙的骨架趴在一窝恐龙蛋上,这个化石有什么意义呢?就是说科学家们通过研究这个恐龙骨架和蛋的化石,发现这种恐龙当时在死的时候它是孵卵。大家我不知道有没有从农村来的,看见过老母(又鸟)孵卵,就是如果你再对比一下其他动物,会发现这个孵卵行为是鸟类一个很好的特征,就是鸟它会孵卵,像其他动物,比如说乌龟,大家可能没机会看乌龟产卵,但是你如果看到科普书,你会知道,比如海龟产卵,它会游啊游,游到一个岛上,挖一个小坑,下一些蛋埋起来,它就跑了,不管了,爱怎么着就怎么着,但是鸟不一样,它会孵卵,孵卵一段时间,小鸟出来以后它会育雏,来抚养它。这块化石发现表明恐龙也像鸟一样,它也会孵卵,就是说鸟类这种孵卵的行为是从它的恐龙祖先中继承过来。还有下面这块儿化石,圆圆的这个恐龙蛋,大家也可能听说过这个恐龙蛋。通过研究恐龙蛋,比如说研究它,把恐龙蛋切开,看它的结构,会发现恐龙蛋的结构跟鸟蛋的结构非常相像,就是说在过去,应该说三十年中,很多科学家从美国,比如北美、从阿根廷、比如说南美很多地方,从非洲像马达加斯加,从亚洲像蒙古,包括我们中国发现了非常非常多的很好化石证据。从这个骨骼上、从这个行为上、从这个微观结构上,都证明了恐龙和鸟有很近的亲缘关系,换句话说,就是证明了鸟类起源于恐龙的假说,在上个世纪应该说到1990年代中期以前,已经得到了很好的证明。大家通过研究这些化石,有足够的理由相信,就是说在,也许是1.6亿年前有一种恐龙变成了第一只鸟类,然后由这第一只鸟类形成现在的这个庞大的鸟类家族。
这好像看起来鸟类起源研究就完了,就结束了,其实不是这样,其实从科普的角度讲,我给大家讲这个假说在上个世纪1990年代以后以前,已经得到了很好的论证,那我们现在做什么呢?我们现在是不是失业了呢?不是的。实际上在这个演化的过程中有很多很多的事要做,我们要做哪些事情呢?比如说,虽然我们知道恐龙变成了鸟类,但是我们不知道这个过程,这个过程涉及什么呢?第一个问题,比如说哪种恐龙变成了鸟类,我们在了解了哪种恐龙变成鸟类以后,我们会把这段历史精确地复原出来,再看一看鸟类它的主要特征是怎么演化的。比如说我们知道了,这个恐龙变成了鸟类,那么我们如果有一个精确复原它的演化历史的话,我们就会发现,比如说鸟是怎么会飞的?它的飞是什么时候产生的?什么时候学会的?它是怎么学会的?比如说还有像鸟类的羽毛,大家知道羽毛是鸟类特有的,如果现在随便逮个动物,就算是你,怎么说呢,闭着眼睛,你一摸有羽毛,是鸟没问题,你不会说它是耗子。因为它和羽毛是不一样的,你也不会说它是乌龟,因为它这个羽毛是很独特的一种东西,那么这个羽毛很独特的东西,它是怎么演化出来的,这就是我们这些年轻人,还有世界上其他很多科学家,也正在做的工作。这是一个简易的图,大家看一下很多很多不同的恐龙,这也只是恐龙当中的一小部分。就是说大家发现这些恐龙都有可能跟鸟类的关系比较近,但是到底是哪类最近呢?我们不知道。这是我们对于恐龙变鸟类,这个过程做的一个分支图,换句话说就是生命演化树,我们试图发现比如说哪种恐龙变成了鸟类。大家看见这只鸟类的位置在这儿,跟两种恐龙关系最近,一种叫做伤齿龙,一种叫奔龙,就是下面这两种,这两种合在一起叫做恐爪龙。就是说鸟类是跟这两种恐龙关系最近。我们国家上个世纪1990年代开始发现了很多很多很重要的化石,这些化石就是为刚才我讲的飞行和羽毛,这两个大问题的研究提供了很好的化石证据。在我们发现这个化石证据之前,人们对这两个问题了解的还非常少。比如说在这个集合点上,鸟类的羽毛和飞行肯定是在这以前形成的,那么到底是在哪个点上?在这个树的哪个位置上形成的?是怎么形成的?我们就需要化石证据来解答这个问题。
这是咱们国家辽宁发现的第一种就是很重要的恐龙化石,大家猛一看,我不告诉你这是化石,你以为是一幅国画,或者什么很漂亮的艺术品,但是它确实是一个化石,是保存得非常精美,你看从头到尾都有,最有意思的就是大家看见它背上有很多这种黑色的东西,这黑色的东西从形态上看来跟我们这个毛发有点像,就是这个头发,当时一发现,大家就觉得是不是一种原始的羽毛呢?大家猜是原始的羽毛。但是很多人也反对,不久呢又发现另外很有意思一个化石,大家看到这个化石叫尾羽龙,这个姿态就是鸟类一个叫做求偶的姿态,表达爱意吧。但是这个化石为什么有意思呢?大家看到它的尾巴上,它叫尾羽龙,尾羽龙,为什么叫尾羽龙?大家看它的尾巴上像一把扇子一样,它就像跟现在这个鸟的羽毛是一模一样的,虽然跟现在鸟的羽毛一模一样,大家甚至还看见它的这个前肢上也长着羽毛,但是它是一个恐龙,它不是鸟类。这是另外一块化石,这化石就没有刚才前面两个化石漂亮了,但是它也长了羽毛,这是它的复原图。这个就没刚才那个温情脉脉了,这个龙很凶狠,张着很大的嘴,牙齿很尖锐,这种恐龙叫做中国鸟龙,大家看见它这个前肢就跟鸟的翅膀一样,是会拍打的,它虽然长着羽毛,又会拍打翅膀,但是它依然是恐龙。这是另外一种恐龙,它不像刚才那些恐龙站在地上,或者是跳起来,它是跑到树上去了,这种恐龙叫做小盗龙,远处是另外一个小盗龙。大家看见它好像是张开了翅膀往下在学飞行。
这个小盗龙在图上看不出来多大多小,实际上这种恐龙是很小的一种恐龙,小盗龙的大小,就是整个体长从头到尾只有五十厘米,是目前已知世界上发现最小的恐龙。过去也发现了一些小个体的恐龙,但是没有一种恐龙像它一样小,它甚至突破了一个临界点,什么临界点呢?就是说过去所有发现的恐龙都比最早的鸟类始祖鸟要大,但是小盗龙是第一种恐龙,比始祖鸟个体还要小,这种个体很小有一个很重要的意义,什么意义呢?就是鸟要学会飞行,它必须体重很轻,否则的话,你说大象它要学飞,我想它是很难,它必须体重轻到一定程度以后,它才能飞向蓝天,小盗龙算是达标了,在这个方面满足了这种要求,小盗龙 我们在研究过程当中发现它不仅有这个意义,它个体很小,对飞行起源研究有价值,我们还发现另外一些其他很有趣的现象,比如说小盗龙它的这个后足,它的一些结构、一些形态跟一些树栖的鸟,就是生活在树上的鸟是挺像的,不说特别像吧,就是说比较接近的。当时我们就根据这个证据推断,这种恐龙它身体很小,很轻,而且它这个腿,后足的结构又跟树栖的鸟很像,那么它是不是也是生活在树上的恐龙呢?如果是这样的话,就是它是第一种已知的,就是有化石证据支持的,生活在树上的这种恐龙。那么如果这个推断正确的话,就为鸟类飞行起源提供了一个很好很好的证据。当时我们发表这篇文章的时候,也把这个观点写进去了,也进行了一些论证。当然了文章发表了以后,应该说影响不是特别大,为什么呢?因为这个我们的证据还不是很强,还有其他很多的科学家,他们有其他的证据。说,你这个证据不够强烈到能够改变这个小盗龙它是个树栖动物,能够得到这种结论,你只是提了这种可能性,但是还不足以让我们相信,这就是科学的过程。但是我们还是非常高兴,它毕竟是一个开始,应该说为这个问题解决提供了一个良好的开始。而且就是在这里私下里给大家讲,非常重要的是我们最近又发现了很好的证据,这次我们的证据就是很厉害的证据了,就是比刚才我讲的小盗龙的证据强烈多了, 就是为这种恐龙是树栖的提供了非常非常好的证据。所以小盗龙还有类似小盗龙这种恐龙的研究,为飞行起源提供了证据,应该说把飞行起源推进了一大步。
实际上小盗龙的研究,还有另外一个应该说很有意思,也是很尴尬的,怎么说呢,一个事情,就是说小盗龙的研究跟有一个叫“古盗鸟”事件是紧密相关的,它是世界上很有名的事件,当时这个事件怎么发生的?就是在1999年的时候,有一本叫《国家地理》杂志,我不知道大家有没有看过这个杂志,这个是世界上很有名的一个杂志,是个科普杂志,应该说是世界上最大的一个科普杂志,也是办得最成功的杂志,这个杂志呢,有人说它是美国人精神的一部分,确实美国人能把科普杂志办到这个份上是很不容易的,它的杂志影响很大。它在1999年它犯了一个很大的错误,这在它一百多年的历史上应该说是最严重的错误,什么错误呢?
那是在1999年10月,著名的美国《国家地理》杂志刊登了一篇文章,报道了一种叫“古盗鸟”的早期鸟类化石。非常有趣的是,这种鸟类长着一条恐龙的尾巴。当时“古盗鸟”被称为连接恐龙和鸟类中间一个“缺失的环节”。该报道称“古盗鸟”前边部分是很进步的鸟,它有很强地飞行能力。但是它身体的后半部是个典型的恐龙尾巴。所以恐龙变成了鸟类并学会了飞翔。这是鸟类起源于恐龙的最好证据。一时间,世界各地的许多媒体争相报道。
我在1999年11月的时候,去辽西出差,非常幸运地发现了小盗龙的标本,当时确实没想到小盗龙跟“古盗鸟”有什么关系,但是我们拿回来这个标本以后进行观察对比,突然发现一个小概率事件发生了,我想大家是学理工的,知道什么叫小概率事件,什么小概率事件呢?就是我们发现的小盗龙标本的一部分,实际上就是放在美国那“古盗鸟”标本的另外一半。就是大家知道这辽宁产很多很多的化石,这些化石在我们国家很多地方也有,还有很多的化石因为各种各样的原因,很多都走私到国外,或者流失到国外了。但是居然这两件标本,一个在地球的那端,一个在地球的这端,被我很碰巧的发现。刚刚看完那个,然后回到辽宁转一圈,很碰巧发现了这块,而且它们俩就是一块标本掰成两半的。然后通过对比这两块儿标本,我们发现“古盗鸟”的尾巴不是它自己的尾巴,是小盗龙的尾巴,是安错了,当然这种安是故意有些人作假安的,至于他什么想法,什么目的我们不说,确实我就讲这个过程,这个小概率事件发生了,我发现了化石的另外一半。后来就告诉了《国家地理》杂志社,就是说你们“古盗鸟”的宣传不用再进行了,因为我现在发现化石证据,表明那个“古盗鸟”是假的,再宣传下去可能犯的错误就更大了。
“辽宁古盗鸟”事件披露之后,在国际上引起轩然大波。《国家地理》杂志社立即派人调查整个事件发生的过程。并于2000年10月在一期文章中报道这次错误是怎么发生的,然后是如何纠正的。美方把这件“辽宁古盗鸟”标本无偿归还中国,现被保存在中科院古脊椎所的标本馆内。
为什么讲这个事情呢?我今天没有足够的时间讲,但是大家有兴趣的话,会看看这个报道,这个事情的过程,大家会看见在整个的事件过程当中,科学和人性,还有普通人和科学家这些之间的关系,这种感受是什么样一个联系,就是说大家会发现科学是一个很人性化的过程,普通人有的缺点科学家们也有,但是在这个过程中,作为科学家最重要的一点是一方面你是个普通人,但是另外一方面,你时时刻刻你要记住你是个科学家,作为科学家最重要的一点是正视证据,勇于从科学的角度来审视这些证据。
通过研究我刚才讲的那些很漂亮的化石,我们也可以研究另外一个问题,就是飞行起源的问题。大家看见这两张图讲的就是飞行起源的两种假说。恐龙变成了鸟,我们现在没有疑问了,大家都承认了这点,但是人们对另外一个问题有争论,就是恐龙变成鸟的时候,它是怎么会飞的。大多数人认为,因为恐龙是生活在地面上的动物,它跑得很快。那么显而易见,那肯定是它跑着跑着就飞到天上去,很多人从这个直观上很难接受这种假说,就是跑着跑着就飞上天上去了,这个约翰逊百米跑八秒几几也没见他上天呀,他不是还在地面上跑吗?确实这个假说从直观上讲是很难让人接受的,就是跑着跑着上天了,当然它这个是个简化的话了,实际上它有很多的过程,虽然这个直观上很难接受,但是如果作为一个科研工作者,你要研究这个证据,我们最讲的是化石证据,以后研究它结构的变化,你会发现确实好像这个化石的证据支持这种假说,就是它跑着跑着就可能就变成了会飞的动物,为什么这么说呢?就是从恐龙化石得出的结论,大家研究很多恐龙的姿态,研究它。
比如说它的后肢,它的行走速度,它的前肢的变化,会发现就是从恐龙演化成鸟类这个过程当中,确实它只是一种很好的奔跑动物,它的很多解剖结构也支持它在变成鸟之前,也是很好的奔跑动物,甚至包括最原始的鸟,始祖鸟,也是个比较好的奔跑动物,所以从化石很多的证据来看,确实大多数化石是支持这种假说,就是恐龙是在跑着跑着就飞上了天,支持这个过程。但是还是有人相信,就是说我难接受这个跑着跑着上天了,我还是愿意接受另外一种观点,什么观点呢?就是树栖说,就是说恐龙它是先爬到树上,然后在树丛之中生活的时候,比如说它在树上往另外一棵树跳的时候,有一个跳跃或者是从树上往地上跳的时候,有个跳跃,它在跳跃的过程,它有一个,比如说降落,降落的过程,在这降落的过程中,慢慢它能力越来越高,它拍拍前肢,它把这个降落的过程延长一下,变成了滑翔,然后在这个缓慢的过程当中,它学会了飞行。就是说它这个假说有什么好处呢?就是恐龙学会飞行它是借助了重力,因为上了树了,有重力,然后往下再有个降落过程,那么这种再有个滑翔过程,这种从直觉上很容易让大家接受的,这叫树栖说。但是这种假说,化石证据确实很少,为什么这么说呢?就是说我们说恐龙是地栖的动物,你如果是树栖说的话,那么变成鸟的恐龙应该是树栖的动物,但是现在恐龙是地栖的,所以你这个假说跟化石不符合。确实就是说这两个问题,一是没有发现树栖的恐龙,还有一个,原始的鸟类确实很多特征也是地栖的,这两个问题把这个树栖说就给掐死了,就是树栖说在没有这两点证据支持下是很难生存的。咱们国家是个聚宝盆,古生物的聚宝盆,就是你想发现什么,就能发现什么,真是这样。我们在辽宁发现了很多很好的化石证据,确实把这两个问题,就是我刚才讲的这两个问题,应该说得到了很大的改善,得到了很多促进,而且我们也发明了,不叫发明,我们也想了一些新的方法,用一些新的方法来解释这个问题。所以在做一些工作以后,我们发现确实可能存在这么个环节,就是有些恐龙是树栖的,它是生活在树上的,然后慢慢地变成了鸟类,所以这个问题应该说在很大程度上得到解决,就是说换句话说,关于飞行起源我们比原来就是了解更近了一步,我们就知道飞行是怎么起源?是恐龙在演化过程当中,有一只恐龙它由于我们不知道的原因,也许是比如说是捕食,因为树上,比如说昆虫很多,昆虫很多,也许是为了躲避敌害,因为有些很小的恐龙,它只有比如说七 八十厘米,五 六十厘米,它生活在地面上是很危险的,在树上相对比较安全,不管什么原因,它迁移到树上生活,在树上生活的过程当中,它完善了它的这种各种结构,包括它的羽毛,包括它的这个翅膀,然后它在树上生活当中它这种跳跃、这种滑翔、这种降落、这种滑翔慢慢的就把这个飞行演化出来了,就变成了我们了解的鸟类。
上面就是我讲的就是说鸟类起源于恐龙的假说,而且我刚才讲了这种假说得到了很好的化石证据的支持,也得到了很多很多很好工作的支持。但是并不是说没有人反对它,这种假说到现在为止,还在科学界受到一些反对,也有反驳恐龙假说的人。另外一些科学家他们还是说,你说的不对,鸟类不是从恐龙起源的,他说鸟类是从别的动物起源的,那么这些科学家呢,有些科学家相信鸟类是从一种更原始的爬行动物起源的,还有一些人说鸟类是起源一种鳄形动物,就是咱们现在看见的鳄鱼它的远祖。当然还有其他形形色色的假说,有很多很多的假说。这些假说我把它归结为非恐龙起源假说。这两种假说有些人支持非恐龙起源学说,有些人支持我刚才介绍的那种演化过程,那种假说。非恐龙起源说,它是靠攻击恐龙学说生存的,为什么这么说呢?就是说鳄鱼起源说也好,原始的爬行动物起源说也好,持这些假说的学者他们有个共同的特点,就是说他提不出自己的证据,但是他们联合在一起,就是说我反对你,我给你恐龙起源说找茬,我找出你的毛病来,那你的假说不成立了,是不是我的假说就有可能成立了,他在做这么一个事情。他们反对恐龙起源说,他们找到两个问题,就是说你说恐龙变成了鸟类,那么我现在发现你这个假说有问题,有什么问题呢?第一个时代问题,第二个同源性的问题,什么叫时代问题呢?就是说我刚才给大家展现很多很精美的化石,也有很好的这种生命演化树,但是有一个问题确实存在,就是说我刚才讲的,我说可能是这种恐龙你看,这种恐龙长着羽毛,还会拍翅膀的恐龙,我说可能是这种恐龙变成鸟的,或者另外一种恐龙变成鸟的,但所有像鸟的恐龙我们发现从时代上讲都比较晚,都是晚于1.2亿年,就是都是发现在1.2亿年以后的,但是最早的鸟类是什么时候?是1.4亿到1.5亿年间,就是说现在的化石表明了最早的鸟类是生活在很像鸟的这批恐龙以前的,这样的话就出现了矛盾,就是说你变成我,你比我还年轻,你怎么变成我。
确实这好像猛一听是个问题,虽然恐龙我刚才讲的变成鸟的这种恐龙发现的化石年代比较晚,但是不代表它最初出现的时候就比较晚,实际上从理论上推测,就是说我讲的长羽毛的、拍翅膀的这种恐龙从理论上讲应该比始祖鸟,就是最早的鸟,出现的要早,也许它肯定在1.5亿年前就出现了,但是因为我们化石不是很完全的,这个化石比如说在这一段,保存了这么长一段时间,但是我们只是在上端发现了,在下端应该还有,但是我们没发现,这种现象在古生物当中很常见。一个例子就是说,比如说现在大家知道鸭嘴兽叫单孔类,这只是现生哺乳动物当中最原始的一种哺乳动物,从理论上来讲,鸭嘴兽它应该是从哺乳动物演化历史当中先分出来的,它的祖先应该先分出来,比其他哺乳动物要先分出来的,但是鸭嘴兽,最早发现的鸭嘴化石只有两千万年前,但是其他哺乳动物化石生存于一亿二千万年前发现了,就是说,如果从这个角度上来讲,鸭嘴兽就不是先分出来了,但是其他证据很好地说明,鸭嘴兽确实是先分异出来的,在哺乳动物的演化历史当中。所以依此类推,就是说恐龙也一样,就是说像鸟的这些恐龙它是很早就出现了,但是我们没有发现证据,所以这不是个理由。上头就是我今天做的报告吧,谢谢大家!
问:徐博士刚才您说那个鸟类是从恐龙演变过来的,然后这显然是鸟类经过演变以后它形成一种新的种类。那么您刚才说,鸟类应该是恐龙的一种,应该是一种会飞翔的恐龙,那么我想到这样一个问题,人类是从古猿发展演变过来的,但是从来没有观念说人类应该是称为古猿。
答:前不久在另外一个大学也讲过一次,也有人这么认为,人是猴子变的,那你不能说人就是猴子。实际上这是两个概念,就是说人是猴子变的,它只是一个通俗化的说法,确切地说人是灵长类的一种,人是由一种灵长类变过来的,然后这个灵长类包括什么呢?里面包括一些像我们知道的这样的猴子,我们知道猿、猩猩这些东西还包括我们人类,它是一个逐渐演化的过程,就是说猴子最原始,再下来就是猩猩这种猿的这些东西,然后是人,这是一个过程,如果你再看恐龙,为什么说鸟是恐龙,它是这个概念说,恐龙是个大的概念,恐龙从科学定义上讲,就相当于我讲的灵长类,而在这个恐龙当中呢,它有很多不同种的恐龙,比如说霸王龙,刚才我讲的中国鸟龙,什么尾羽龙这些恐龙,就是说鸟类是从恐龙当中的一种变来的,但是我绝对不会说恐龙是从尾羽龙变来的,或者是从中国鸟龙变来的, 这等于是这样一个概念,所以说我也不会说人是从猴子变来的,这肯定也是从严格角度讲也是不对的。
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11月20日 老舍的爱好 舒乙
主讲人简介
舒乙,著名作家、文学评论家、中国现代文学馆馆长。1935年8月生于青岛,毕业于苏联列宁格勒基洛夫林业大学林产化学系,回国后从事科研工作多年。1978年开始从事老舍研究,并由此走上文坛。主要著作有《我的第一只眼》、《梦和泪》、《老舍的最后两天》、《老舍的关坎与爱好》。
主要内容
老舍,巴金称他为“中国知识分子最好的典型”,曹禺说他是“中国当代的人杰”,政府授予他“人民艺术家”称好,《骆驼祥子》畅销美国,《茶馆》震动欧洲,老舍在世界文学中自有他的地位,人们了解老舍也是从他的作品中。在日常生活中,老舍先生有很多爱好,如打拳、养花、唱戏、说相声、玩骨牌等等。
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