窮盡兩極：讓我們看看天到底有多大，人到底有多小？

幾百年來，人類科學(xué)發(fā)展不斷地向大和小兩極窮進(jìn)，由此對這個世界了解得越來越深入。但了解得越多，越令人恐懼，如此偌大空曠的宇宙，地球之外竟沒有找到一個人類知音！甚至沒有找到一個最微小的生命，哪怕是菌類！

由此，人類文明真的是宇宙中的唯一文明嗎？這個天大的問號就像一塊巨大的烏云，籠罩在人類頭頂，揮之不去。宇宙如果僅僅因?yàn)橛辛巳祟悾啪哂辛舜嬖诘囊饬x，那人類簡直是太偉大了。然而，人類在宇宙中又實(shí)在太過渺小，渺小的還不如一粒塵埃。

那么，我們就先來看看人類有多渺小

目前科學(xué)界主流認(rèn)為宇宙已經(jīng)誕生138億年，通過暴脹和膨脹，現(xiàn)在可觀測宇宙半徑有465億光年，一光年約為9.46萬億公里，大家自己可以算算，這個宇宙有多大？可觀測宇宙之外還有不可觀測宇宙，目前沒有任何數(shù)據(jù)能夠表示這個不可觀測宇宙有多大。

宇宙中可見物質(zhì)主要由恒星、行星、星云組成，恒星占據(jù)了可見物質(zhì)質(zhì)量的99%以上。恒星、星云等通過引力聚集在一起，形成宇宙中的島嶼~星系，每個星系都聚集了千億乃至萬億的恒星。可觀測宇宙中約有2萬億個星系以上，我們所在的銀河系就是這2萬億個星系中的普通一個，包含有1000億到4000億顆恒星。

我們賴以生存的太陽，只是銀河系中一顆普通的黃矮星，屬于低質(zhì)量恒星，但卻控制著包括地球在內(nèi)的八大行星，若干顆矮行星，數(shù)百顆衛(wèi)星，不計其數(shù)的小行星和彗星，還有塵埃渣子等，組成了半徑約1光年的太陽系。

別看太陽系很龐大，天體呼啦啦一大群，但唯一的恒星太陽，質(zhì)量就高達(dá)約2*10^30kg，占據(jù)了整個太陽系的99.86%。其他那些呼啦啦數(shù)不清的天體和塵埃，只占據(jù)太陽系總質(zhì)量的0.14%。地球質(zhì)量約為6*10^24kg，只占太陽系總質(zhì)量的0.0003%。

整個宇宙有多少恒星呢？如果按照每個星系平均有1000億顆恒星計算，2萬億個星系就有恒星2*10^23顆，也就是2000萬億億顆。現(xiàn)在科學(xué)發(fā)現(xiàn)幾乎每顆恒星都有行星相伴，比如太陽系有8顆行星，距離我們最近的恒星比鄰星已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有3顆行星，可以推定宇宙中的行星比恒星更多。如果平均一顆恒星按兩顆行星計算，宇宙中就至少有4000萬億億顆行星。

這個量有多大呢？形象比喻一下，就是比地球上的沙粒還要多很多。根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)（如 ISO 14688-1），沙粒被定義為直徑在0.063 毫米至 2 毫米之間的巖石或礦物顆粒。世界上許多科學(xué)組織對地球上的沙粒做了統(tǒng)計，夏威夷大學(xué)2003年做過一個區(qū)域累加模型，通過對沙漠、海灘和近海沙量的建模統(tǒng)計，得出全球沙粒總數(shù)約為7.5*10^18粒，就是約750億億粒。

由此可以看出，宇宙中恒星與行星數(shù)量分別是地球上的沙粒總量約2.7萬倍。

再形象比喻一下：恒星的體積和質(zhì)量都比行星大出上萬乃至百萬倍，比如太陽質(zhì)量是地球的33萬倍，體積是地球的130萬倍，地球在太陽面前，就如一粒芝麻與一個籃球。因此，如果將宇宙中的恒星比作地球上一粒沙子，那么諸如地球這樣的行星就只能是一粒漂浮在陽光中的灰塵。

而在這粒灰塵上，卻生存著80多億人口，還有無數(shù)的從微生物到螻蟻再到大象的蕓蕓眾生。

地球就像一粒灰塵的實(shí)體感覺，早在上世紀(jì)就由人類飛得最遠(yuǎn)的無人探測器~旅行者一號證實(shí)了。1990年2月14日，它在距離地球64億公里的空間照了一張地球照片，在浩瀚的太空背景中，地球就只留下0.12個像素的暗淡藍(lán)點(diǎn)，如果不是放大仔細(xì)分辨，根本就看不出來。

這是當(dāng)時人類最快的飛行器飛了11年才到達(dá)的地方，只是太陽系1光年半徑的約0.0007尺度，地球就基本看不到了，而太陽系只是宇宙中2000萬億億個恒星系統(tǒng)中的一個。

因此，在浩瀚的宇宙中，地球?qū)嵲谑翘煨×耍煨〉猛耆梢院雎圆挥嫛５厍虻恼Q生和毀滅，就像我們看到黑暗隙縫漏下的陽光中，一粒漂浮的塵埃增加與消失，對于這束陽光根本沒有任何影響，何況宇宙就如地球上普照的陽光，一粒灰塵的出現(xiàn)與消失毫無動靜。

而人類相比這粒灰塵，連一個原子也不如，實(shí)在沒有任何值得驕傲和妄自尊大的。生與死對每個人或某些人群有意義或意義重大，但相對宇宙而言，實(shí)在毫無意義。也由此，許多科學(xué)家們相信，宇宙中絕不只有人類一個文明存在，只不過是沒有發(fā)現(xiàn)而已，又或者如此巨大尺度，文明根本無法相知相遇。

說了人之小，再來看看人之大。

人類雖小，但相比如今已發(fā)現(xiàn)的微觀世界，卻又是一個龐然大物，這個大又有多大呢？

人體由五臟六腑肌肉骨骼皮膚毛發(fā)等組成。所謂五臟六腑只是中國古代流傳下來的傳說，是傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)的認(rèn)知，與實(shí)際并不切合。建立在解剖學(xué)、細(xì)胞學(xué)、基因?qū)W上的現(xiàn)代醫(yī)學(xué)才越來越精準(zhǔn)的描繪出人體結(jié)構(gòu)。

現(xiàn)代科學(xué)顯示，人體由八大功能系統(tǒng)約70余個器官組成。其中核心器官有約30余個，主要有呼吸系統(tǒng)的肺、氣管、鼻、咽、喉等；循環(huán)系統(tǒng)的心臟、血管系統(tǒng)等；消化系統(tǒng)的口腔、食道、胃腸、肝臟、膽、胰等；泌尿系統(tǒng)的腎、輸尿管、膀胱、尿道等；神經(jīng)系統(tǒng)的大腦、小腦、腦干、脊髓、周圍神經(jīng)等；內(nèi)分泌系統(tǒng)的甲狀腺、腎上腺、胰腺、垂體、性腺等；生殖系統(tǒng)的男女內(nèi)外性器官、生殖器官等；運(yùn)動系統(tǒng)的骨骼、骨骼肌、骨關(guān)節(jié)等等。

從總體上說，人體由頭顱、四肢、軀干組成。人的軀體外有皮膚包裹，一個成年人皮膚有2平方米左右；內(nèi)有骨骼支撐，全身有骨骼206塊，骨骼肌600多塊，各種關(guān)節(jié)包括微小關(guān)節(jié)可達(dá)360~400個。

這些組成人體的“零件”是宏觀的，人眼不借助顯微鏡就能夠看到的。而組成這些“零件”的物質(zhì)則是機(jī)體的“磚瓦”~細(xì)胞。任何有機(jī)體都是由細(xì)胞組成，人體也是這樣。細(xì)胞是有生命的活物，種類繁多。人體細(xì)胞有200余種，40萬億個之多，主要分為八大類，有上皮細(xì)胞、肌肉細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞、血細(xì)胞、結(jié)締組織細(xì)胞、生殖細(xì)胞、內(nèi)分泌細(xì)胞、干細(xì)胞等等。

人體細(xì)胞有大有小，最大的是女性卵細(xì)胞，可達(dá)200μm（微米）；一般典型細(xì)胞在10~30μm之間，如肝細(xì)胞有20~30μm、大腦皮層神經(jīng)元有10~20μm等；最小的細(xì)胞只有5~8μm，如精子細(xì)胞5μ米，紅細(xì)胞7~8μm。

細(xì)胞雖小，卻內(nèi)涵豐富復(fù)雜，由生命必須的物質(zhì)組成，還含有讓生物保持特性并傳宗接代的基因，其主要結(jié)構(gòu)由細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)（含細(xì)胞器）、細(xì)胞核三大核心部分組成。

細(xì)胞膜由磷脂雙分子層、蛋白質(zhì)、糖類組成，起著屏障、物質(zhì)交換、信息交流作用；細(xì)胞質(zhì)內(nèi)容復(fù)雜豐富，由水、無機(jī)鹽 、 酶、營養(yǎng)物質(zhì)、代謝中間產(chǎn)物、線粒體、核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體、細(xì)胞骨架等組成，起著代謝、營養(yǎng)儲存、制造能量、蛋白質(zhì)合成、分揀轉(zhuǎn)移投遞能量營養(yǎng)等功能；細(xì)胞核則由核膜、核仁、染色質(zhì)與染色體組成，遺傳信息DNA有46條染色體，包含30億個堿基。

典型細(xì)胞雖然只有10~30μm，但如果將細(xì)胞里的DNA打開拉長，卻有2~3米，如果將40萬億個細(xì)胞里的DNA都打開拉長接起來，就有1000億公里之長！這是一個什么概念？

這么說吧，人類飛行最遠(yuǎn)的無人探測器旅行者一號，以每秒17公里的速度飛了48年，才飛出250億公里，而一個人的DNA總長就是這個距離的4倍！這個長度是地球到太陽的六七百倍，可以從地球到月球繞13萬圈！

但細(xì)胞對于更微觀的事物又是龐然大物，比如細(xì)菌，典型細(xì)菌只有0.5~5μm。人體身上有細(xì)菌上千種，總量可達(dá)100萬億個之多，是人體細(xì)胞數(shù)量的兩倍半。

細(xì)菌與人體有著不解之緣，有共生的，世世代代依靠人體而活，也有的對人體起著“輔佐”作用，比如腸道菌群對人體健康至關(guān)重要，是維持正常生理功能的必要組成部分?。但也有許多細(xì)菌是致病甚至致命的，瞅準(zhǔn)人體抵抗力薄弱的機(jī)會就會發(fā)起攻擊。

比細(xì)菌更小的是病毒，只有納米級，典型的病毒大小在10~100nm（納米）之間。病毒在人體中廣泛存在，總數(shù)也在百萬億級。病毒也有好有壞，壞的可以致病致死，好的也能幫助人體健康，如噬菌體就可以幫助消滅有害細(xì)菌。

細(xì)胞、細(xì)菌和病毒是組成人體的天文巨量存在，雖然已經(jīng)很小了，但組成這些東西的基石則更小，而且小很多，這就是世界上組成任何物質(zhì)的基石~原子。原子是保持物質(zhì)性質(zhì)的最小單元，由原子核和核外電子組成，核子又以質(zhì)子、中子結(jié)合而成。一個原子的大小只有10^-10m，也就是約100pm（皮米、0.1nm）。

無論是病毒、細(xì)菌還是細(xì)胞，以及機(jī)體里的各種物質(zhì)，都是由原子組成。組成一個病毒的原子數(shù)量需要數(shù)百萬乃至數(shù)億個；組成一個細(xì)菌的原子數(shù)量需要100億到1萬億個；組成一個細(xì)胞的原子數(shù)量則需要1萬億到100萬億個了。

按一個成年人約有40萬億個細(xì)胞計算，平均10萬億個原子組成一個細(xì)胞的話，一個人就是由4^26個原子組成，這還不包括組成細(xì)菌病毒的原子在內(nèi)，這個數(shù)量是可觀測宇宙的恒星和行星數(shù)量的1000倍！更讓人震驚的是，組成人體的原子年齡遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于地球和太陽的年齡！

由此可見，一個人雖然在宇宙中，甚至在地球上都是非常渺小的，但本身卻包含著比天文數(shù)量還要大的微觀世界，而且這個世界比想象得老很多。

如果還要展開說，原子本身也是一個巨大而空曠的世界。原子核體積只是原子體積的千億分之一，形象比喻，如果一個原子有一個足球場大，原子核就是足球場中央放著的一枚玻璃彈珠，電子則像飛揚(yáng)在足球場周邊的灰塵。

原子核又是由中子、質(zhì)子組成，比中子、質(zhì)子還小的是組成它們的夸克，更小的還有中微子、光子、膠子等，就不展開說了。

以上，就是人類迄今為止認(rèn)識的世界。

科學(xué)家們依然在孜孜不倦的向大小兩極窮盡，每剝開一個更深更遠(yuǎn)的層面，世界文明就會邁進(jìn)一大步。由此，我們想到了天文望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡的發(fā)明改善者伽利略·伽利雷、扎卡賴亞斯·詹森父子、安東尼·范·列文虎克、羅伯特·胡克等先驅(qū)，是他們開創(chuàng)性的貢獻(xiàn)，讓人類對這個世界之大和之小看得越來越清楚，也由此拯救了無數(shù)人的生命。

由此，我們應(yīng)該致敬和感謝一代代科學(xué)先驅(qū)們的奉獻(xiàn)，正是現(xiàn)代科學(xué)的啟迪開智，先驅(qū)們擎起的科學(xué)之光，照耀著人類文明一路前行。

歡迎討論，感謝閱讀。時空通訊原創(chuàng)文章，請勿抄襲。