新疆域(续):关于生命、地球、空间和宇宙的更多的新发现

最早的生命是什么样子的？恐龙的体质和它们的绝灭有关系吗？行星、恒星、星系的诞生与死亡有哪些惊人景象？对殖民火星的近期新设想是什么？地球上也存在黑洞吗？有没有比夸克更小的粒子？继《新疆域》（Frontiers）之后，作者艾萨克·阿西莫夫和珍妮特·阿西莫夫在《新疆域（续）：关于生命地球空间和宇宙的更多的新发现》中继续讲述了前沿科学的研究和发现。这些短小精悍、引入入胜的故事涉及生物学、古生物学、天文学、地质学、量子物理学、宇宙学等多个学科，以及纳米技术、新兴材料、能源开发、环境保护等现代技术领域，作者不仅讲述了当时近期新的科学知识、近期新的技术应用，还大胆地设想了这些知识和技术即将开拓的新天地，以及对我们的日常生活和观念产生的重要影响。令人惊讶并敬佩的是，《新疆域（续）：关于生命地球空间和宇宙的更多的新发现》中的这些设想许多在今天已变成了现实。

生命：过去、现在、未来／1
蛋白质的作用／3
最古老的蛋白质？ ／5
生命的种类／7
腔棘鱼是我们的祖先吗／9
迁往陆地／11
陆地上的卵／13
牙齿能告诉我们什么／15
骨骼遗产／17
恐龙／19
巨兽的手臂／21
恐龙的行走／23
去了，又去了／26
有脚的鲸／29
渡渡鸟之死／31
最早的催化剂／34
第五类爬行动物／36
关于副王蛱蝶的一个错误／38
蚂蚁以及动物王国／40
鸭嘴兽／43
独角兽的真相／45
野马／48
脑／50
指猴／53
我们的近亲／55
两种古人类，两种食性／57
鸵鸟蛋与人类／59
远渡澳大利亚／6l
生死攸关的互助／63
左手，右手／65
基因在行动／67
基因、癌基因及癌症／69
美丽的微生物／71
可爱的多样性／73
我们的行星和我们的邻居／75
地幔和地核／77
最古老的岩石／80
比我们以前想的还要古老／82
水――在下面的循环／84
空气――在上面的循环／87
最深的湖泊／90
大融化／92
月球岩石／94
关于行星的新问题／96
水星的大气／98
再谈金星／100
是一颗火星型小行星吗／103
适于人类的火星／106
土星环／108
土卫六的大气／110
海王星卫星的命名／112
海卫――最后的大卫星／115
太阳系中优选的风暴／117
计算出来的一颗卫星／119
不可思议的彗星／121
再谈彗星／123
我们所拥有的私家太阳／126
在太阳外面／129
宇宙中的危险／132
是看不见的“冰行星”吗／134
围绕我们的小行星／136
孪生小行星／138
太空监视／141
再谈流星／144
彗星尘／146
空间采矿／148
科学与技术／151
谎报军情／153
三角洲正在缩小／155
垃圾／157
潜在的危险／160
怪物／163
噪声／165
正在降温／168
制造氢／170
合成生命的第一步／172
进一步复制／175
超微魔术／178
奇异的富勒烯／180
超级金刚石／183
细菌矿工／185
公园现象／187
拯救物种／189
植物的功能／191
帮助植物／194
地下发展／197
贸易开辟了前途／199
“将”得死吗／201
蟑螂与计算机／203
机器虫／206
从前与未来的机器人／208
音乐，永不休止／210
从夸克到宇宙／213
小有小的用处／215
夸克与最后的粒子／217
夸克的发现／219
夸克球／221
每次只取一个原子／223
测量电子／225
又是爱因斯坦正确／227
不相容原理／229
超重元素／232
能多冷就多冷／234
不易开采的金矿／236
为什么天空是黑暗的／238
星光和尘埃／240
光线弯曲／242
被轻微扭曲的光线／244
绘制星图／247
行星搜寻者／249
北极星的变化／251
未见到的恒星／253
天狼星的颜色／255
一颗年轻恒星／257
I型超新星和Ⅱ型超新星／259
测量距离／261
星团／263
我们的新邻居／266
对星系的近期新认识／268
建造一个宇宙／270
团块太多／272
毫秒脉冲星／274
光度／276
到处都有微型黑洞吗／278
黑洞探戈舞／280
银河系中心有什么／282
宇宙汤／284
宇宙深处的真相／286

    迁往陆地 最近，以英国贝尔法斯特市北爱尔兰博物馆的杰拉姆（Andrew J.Jeram）为首的一批古生物学家，挖掘出了最古老的陆地生物遗骸，并报道它们的年龄大约为4.14亿年。这比科学家们以前认为的要古老，但是，这并没有改变陆地生物是地球晚期生命形态的事实。 地球的年龄约为45亿年。最晚在35亿年前，地球上只有细菌之类的微小生命形态。它们全都聚集在水里。这种状况至少延续了30亿年，这期间陆地一直是不毛之地。 只是在从地球形成到现在这段时间的后九分之一，生物才采取行动，占领了陆地。 这毫不奇怪，地球上的水世界，尤其是海洋，为生命提供了一个稳定、友好的环境，而干燥的陆地则充满险恶。生物到险象环生的干燥的陆地去探险，几乎就如同今天的人类去探索外层空间。但人类可以借助自己发明的技术设备来完成太空计划，而早期的生命形态只能依靠由毫无把握的生物进化所带来的极其缓慢的变化来逐渐适应陆地的环境。 让我们比较一下海洋和陆地。海洋中，没有气候变化，生存条件稳定，温度变化不大，虽然海面会有狂风巨浪，但水下不怎么深的地方就已经是一片宁静。再看陆地，要么酷热难耐（海洋中绝不会有这样高的温度），要么冰冻三尺，还有风、雨、雪、雹，以及所有由不安分的大气层所发出的各种宣泄。 在水中，浮力实际上抵消了重力的下拉作用，这样鲸才得以生存，即使体重达150吨，也能在水中自由自在地游动。在地上，重力不依不饶地把一切东西往下拉，生物必须具有支撑组织，如木质或骨骼，以克服这种下拉作用，否则就得保持较小的体形。 在干燥的陆地上，生物必须学会储存水分，还要合理使用有限的水，以免浪费。而在海里就不存在这些问题。正因为如此，虽然陆地生命已有几亿年的历史，种类却远不及水中的丰富。 当然，陆地也有优势，比如，空气阻力比水的阻力小，地上的动物不必具备流线型的身材，它们可以长出各种附肢，如人的臂和手就是最完美的附肢。另外，陆地上有氧气，这样我们就可以使用火，这在海里是不可能的。有了火，人类就可以发明技术。尽管海豚也具有同样发达的大脑，但囿于海洋环境，因此一直无所作为。 既然陆地生存环境恶劣，那为什么生物还要往陆地迁移呢？我敢肯定，不是因为它们“想要”这样做，而是因为它们不得不这样做。海洋中充满了生命，它们遵循着“弱肉强食”的原则。在那些接近大陆边缘的浅水中，生物的种类最丰富（现在依然如此）。 这表明，那些能够爬到岸边浅水处并当退潮时能在较干的海滩上坚持一段时间的生物，被捕食者吃掉的可能性较小，因为大多数的强食者还不得不接近生活在水中。后来，一些捕食者经过进化，也能在退潮时在岸边坚持一段时间。这样，就产生了一种持续的推动作用，推动着生物向岸上更高处移动，并在缺水环境中坚持更长的时间。最后，一些生命形态便较为地留在了陆地上。 通常认为，最早爬上陆地并多少能坚持留在陆地上的是那些非常低等的植物，它们无根无叶，只有简单的叉形茎。4.5亿年前，它们小心翼翼地出现在海岸边缘地带。 只有这类植物爬上岸后，以这类植物为食的动物才能跟上来。优选上岸的动物看来是简单的节肢动物――一些像蜘蛛那样的生物。最近，人们给出的动物迁到陆地的最早年代是大约4亿年前。 杰拉姆和他的研究小组对取自英格兰萨洛普郡拉德洛城的古代岩石进行了研究。他们用氢氟酸将岩石溶解，留下一些壳状碎片。这些碎片被仔细拼起来后，看起来好像是小型的原始蜘蛛和蜈蚣的躯干和腿，它们大约只有1毫米长。用通常的地质学方法测出这些岩石的年龄为4.14亿年，因此，这些陆地生物也应该是这个年龄。 这些低等动物上岸4000万年之后，陆地上才出现了脊椎动物，即原始的两栖动物，它们是所有现代两栖动物、爬行动物、鸟类和哺乳动物（包括人类）的祖先。我们人类在陆地上的历史，则是在3.7亿年前开始的。 P11-12