附录一 断代技术、编年史和年表

现代宇宙创造的神话故事，就像任何故事一样，其核心内容就是有一个年表。现代年表是怎样编制的呢？我们怎样开始理解它的各种不同的时间尺度呢？

编制一份现代年表

现代宇宙创造故事的最惊人特征就是它充满信心地描述了人类存在以前数十亿年发生的事件。许多编年史的细节只是在过去数十年间进行了集中的讨论，因此本书所讲述故事的背后的年表，有很多部分是新出现的。如何编制呢？

凡有文字记载的地方，断代就不是一个难题，现代史学家主要是依靠文字记载来叙述过去的。但是当我们处理文字历史所不能涵盖的更大的历史跨度时，情况就有所不同了。甚至在50年之前，要编制这样一份年表也比现在更为困难。在20世纪中叶以前，关于遥远过去的确切知识似乎是不可能的。我们也许能够确定事件的相对顺序（如特定的岩石层叠的先后顺序），但是似乎没有办法确定绝对时间。

在基督教世界，直到19世纪《圣经》一直被视为确定远古时间的重要资源。推算宇宙创造的时间就是将所有《圣经》中一代又一代人的年份相加。这种计算方法表明，上帝创造地球是在大约6000年前。在17世纪，正如本书第1章所言，有位英国学者得出结论，认为人类是在公元前4004年10月23日上午9：00整被创造出来的。但是即使在17世纪，对地质学稍有兴趣的学者也认识到，地球肯定要比这个年龄更古老。例如，他们在高山地区发现的化石似乎是古代鱼类的遗存，这表明他们所处的高山是从海平面抬升上来的。学者们认为，沧海桑田的变化肯定超过了6000年。到19世纪，地质学家已经习惯了更大的时间尺度的想法，他们非常熟练地确定相对时间。他们说得出哪一层岩石是最早层积下来的，他们拥有的知识能够将化石按照时间先后序列排列，从而描述进化历史的几个大致阶段。但还是没有确切的方法精确地断代。威廉·汤普森［William Tompson，即开尔文勋爵（Lord Kelvin）］试图确定地球的年龄，此举影响深远。他在19世纪60年代论证到，地球存在不到一亿年，至少也有2000万年，他假定地球和太阳曾经是熔融物质的球体，逐渐冷却达到现在这个温度。为了推算它们的年龄，开尔文勋爵计算这个冷却过程到底要花多少时间。他这样做是错误的，因为他还不能理解放射现象，这种现象能够维持这两个星体内部的热量（尽管各自的方式有所不同）。实际上，正是通过对放射现象的认识最终才有可能确定现代宇宙创造过程的准确时间。[1]

放射性断代技术运用各种放射性物质，包括许多通常比较稳定的化学元素如碳的一个特点。[2]许多放射性元素的原子核包含大量质子和中子。由于质子具有正电荷，在电学上相互排斥；在一个原子核内挤进的质子越多，则排斥力越大。最后，这些排斥力能削弱将核子聚合在一起的强大力量；因为这个原因，大原子核就比小原子核更脆弱。但是即使再小的原子核在某些组态下也是不稳定的。放射性元素的原子核会周期性分离。它们排斥数量小的质子和中子，有时排斥一个电子或者正电子，于是就形成不同的元素。这个过程就称为放射性衰变，它会一直继续下去直到原来的物质经过一步步的放射过程而发生嬗变，最后成为稳定的如铅等元素。这种衰变的发生具有统计学规律，虽然我们不能预测一个特定的原子核会在什么时候分裂（正如我们不能预测抛硬币的某个特定的结果一样），但是我们能够精确地了解许多放射性事件的特性。因此我们能够测算大量物质是如何衰变的。这个衰变的速率一般以半衰期计算。例如U238（最常见的铀同位素）的半衰期约为45亿年，略少于地球的年龄。这就意味着如果我们从（也许在超新星上）一块新组成的U238开始计算，那么到45. 6亿年以后就会有一半的铀衰变为其他元素。（地球上如此之多的铀似乎已经有45.6亿岁，这个事实使我们有理由认为，就在我们太阳系形成之际，在银河系里曾经爆发过一颗超新星）放射性元素的半衰期各不相同。例如，C14（一种稀有的碳同位素）的半衰期为5715年，因此考古学家用它断定发生在最多为4万年以前的事件。[3]对于更早事件的断代，就很少有天然的C14遗留下来供我们进行精确的分析，因此需要使用其他的办法。

放射性衰变的统计规律使我们能够计算某个包含有放射性物质的东西是在什么时候形成的。通过这种办法，我们就能够说，例如地球是在45.6亿年前形成的，或者说寒武纪在距今5.7亿到5.1亿年之间。技术上的细节虽然复杂，但是原理却是简单的。如果你拿到一块放射性物质，你就能够测量它分裂为其他元素的比例有多少，根据这个数字你还能推算这块物质存在有多久。在这种计算方法中总有一些不可靠性存在，但是甚至可靠性的程度也能够精确地计算出来。放射性断代法的原理首先是美国人维拉德·李比（Willlard Libby）在20世纪50年代提出的。从那时起，此项技术有了极大发展。因而从20世纪中叶开始，考古学家、地质学家、古生物学家以及天文学家都能够精确计算我们星球和太阳系在遥远的过去所发生的许多重要事件的绝对准确时间。放射性断代技术为我们现代年表提供了重要的年代。

分子断代法是一种较新的技术，首创于20世纪80年代，主要用于确定两个相关物种之间的进化距离（参见第6章）。通过比较两个有机体相似的基因物质（如DNA），然后测算两个样本之间的差异。许多这类测算表明基因变化在统计学上都是随机的，因此，就像放射性物质的分裂一样，此种方法可以用作某种时钟。科学家首次使用分子钟来决定人猿何时相揖别的，他们得出的结论令人震惊，居然是在短短700万年之前。这个时间迅速被古生物学家所接受，大大加强了这种技术的可信度，现在已经用于其他重要过程的研究，如断定人类向世界不同地区迁移的时间。

大爆炸提出了自身的编年史问题。埃德温·哈勃证明宇宙正在膨胀，他还证明，计算膨胀的时间在原则上是有可能的。为了进行这种计算，他首先必须确定星系之间的距离以及它们分离的速度。这两项任务都十分艰巨，而且由于在时间过程中膨胀速度在引力和（最近研究所表明的）某种“真空能量”的影响之下会发生变化从而使问题变得更加复杂。哈勃最早尝试计算的膨胀速度（哈勃常数）表明宇宙只有20亿年——显然这个数字是不可能的，因为地球本身被认为有45亿年。现代测算将宇宙的起源定于130亿年以前。这个日子（正好）与已知最古老的恒星（大约120亿年）的年龄相近，与任何较古老的放射性年代相一致。最近研究表明，威尔金森微波各向异性探测器（WMAP）给出了宇宙大爆炸的精确时间是在137亿年以前。同样的研究还表明，最古老的恒星在此后2亿年就开始发光了，因此，最古老的恒星年龄与宇宙年龄本身非常接近也就不足为惊奇的。

理解大时间尺度

把握现代宇宙诞生神话的时间尺度对于那些不习惯使用大时间尺度的人而言是极其困难的。但是这种困难并非为现代宇宙诞生故事所独有。某些印度教和佛教的编年史家谈论宇宙历史甚至比现代科学还要夸张。

世尊曰：……比丘！譬如有纵一由旬，广一由旬，高一由旬，而无空隙、无龟裂，坚困之大岩山。［若］有人每终百岁，以迦尸衣一拂之，比丘！其大岩山，依此方法而灭尽至终，劫犹未尽。比丘！劫乃如是长久。比丘！如是长久之劫，轮回多劫，轮回比百劫多，轮回比千劫多，轮回更比百千劫多。[4]

要真正理解现代宇宙创造神话的时间尺度，我们需要努力发挥类似的想象。本附录包含若干年表，可以帮助读者更加熟悉现代宇宙创造神话的时间尺度。

本书前几部表示的时间都与当今有联系。例如，宇宙也许是在130亿年之前创造的，而地球是在46亿之前创造的，而最早的多细胞或有机体的证据出现在6亿年前，最早的人亚科原人（双足灵长目动物，现代人就是由其传下来的）的骨骼的证据出现在400万年前（不过最近的发现又将其前推到了大约600万年前）。随着我们接近人类的历史时代，我们就更加正式地使用这个体系了，采用了考古学家的断代术语BP（距今）。严格说来，这样的断代法，如果按照放射性断代法，应计算作“1950年前”。对于所有大约5000年前以来的断代（一般而言，自第9章以后），我就用比较熟悉的体系公元前（BCE）以及公元（CE），亦即传统的基督教断代体系（BC和AD）。将“距今”的年代转化为公元前，只要减去2000年。如距今5000年就是公元前3000年。

下面我们将概述创造现代宇宙诞生的故事，有三种不同的编年史可以帮助读者不断追踪本书所涉及庞大的编年时间尺度。有8份散见于本书的年表也可以帮助使读者熟悉这个故事的不同时间尺度。

核心故事

下文所述概括了本书所讲述的故事。

130亿（13 000 000 000）年前什么也没有。甚至连虚空也没有。时间不存在，空间不存在。在这虚无中，发生了一次爆炸，在一刹那间，某种事物存在了。早期宇宙极热——一团灼热的能量和物质之云，比太阳的核心还要热。在万亿分之一秒的时间内，它膨胀得比光速还快，从一个原子变为银河系。然后宇宙膨胀的速度减慢，但是仍继续膨胀直到今天。随着宇宙的膨胀，其温度也逐渐下降。大约在30万年后，它已足够冷，形成氢原子和氦原子。在大约10亿年内，巨大的氢原子和氦原子云团开始聚集，然后在引力作用下塌陷。接着，这些云团中心温度上升，原子融合在一起就像一颗巨大的氢弹，最早的恒星开始发光。数千亿颗恒星聚集成一个我们称之为银河系的共同体。早期宇宙几乎就是由氢、氦元素组成，但是在恒星内部以及巨大恒星的残酷的死亡痛苦中，新的元素诞生了。经过一段时间，更加复杂的元素出现在了星际空间。我们的太阳大约在45亿年前从包含许多新元素的气体和物质中形成。几乎与太阳同时形成的还有太阳系，它是由太阳遗留下来的残余物质形成的。

早期地球险象环生，陨星轰炸，温度奇高，大多处于熔融状态。然而经过10亿年，地球开始冷却，雨水降落到地表，形成早期海洋。到35亿年前，发生了复杂的化学反应，也许在深海的火山口附近，创造了简单的生命形式。在接下去的35亿年时间里，这些简单的、单细胞有机物逐渐分化，通过自然选择而进化。很早的时候，有些学会了通过光合作用而从太阳那里吸收能量。随着其他有机物开始通过光合作用摄取养料，阳光就成了地球生命的主要“电池”。由于太阳提供能量，生命有机物在海洋中传播，并最终延伸到了陆地上，形成相互联系的生命网，深深地影响到了大气层、陆地和海洋。从大约6亿年前开始出现更大的有机物，每个都是由数十亿单个细胞组成。只是在25万年前，人类这个物种从猿猴的共同祖先经过同样不可预测的自然选择过程进化而来。

虽然其他动物也同时在进化，但是人类似乎通常善于从周围环境获取资源。这个优势使他们具备了精确地分享信息和观念的能力，其精确性之高其他动物无法望其项背。经过一段时间，他们的知识逐渐积累，每一代人都能够在前一代人基础上构建自己的知识体系。由于学会在不同环境里生活，起先在非洲，接着在欧亚大陆、澳大利亚，最后在太平洋上的无数岛屿，人类的数量增长了。这些全球性的迁移花费了数万年。终于从一万年前开始，世界上一部分地区的人类非常成功地控制了他们的环境以至于他们能从一定的土地上生产更多产品。利用我们现在所称的农业技术，他们开始居住在小型村社里。随着人口的增加，村社的数量和规模也随之增加，大约到5000年前，最早的城市出现了。这些庞大的、稠密的居住区需要建构新的、复杂的规范，以便避免争端，协调许多居住在相邻区域中的人们的行为。由此出现了最早的国家，一些有权有势的个体抱团规范整个社群的行为。为了争夺资源和权力，社群内部以及社群之间会发生冲突。但是社群之间也交流信息，因而整个人类所掌握的技术继续保持增长。经过数千年的发展，人类社会的规模、范围以及人口数量都有所扩展，终于大多数人生活在建立于国家基础之上的社会里，有城市也有某种形式的农业。在人口和技能增加的同时，他们对生物圈——亦即地球上其他有机体社群——的影响也增加了。在有些地区，人类行为的影响，例如灌溉或者毁林证明具有极大的毁灭性，以至于当地环境再也无法养活大量人类，整个文明就崩溃了。

随着交通运输技术的进步，越来越多的社群相互之间建立了联系。大约500年前，这些变迁首次将所有地区的人类连接起来了。对于许多社群而言，走到一起来是灾难性的；它带来征服、疾病和掠夺，有时甚至极其残酷无情。但是区域社群的融合有助于新技术的突破为全世界所共享。在过去两个世纪里，从掌握蒸汽动力开始的新技术已经使人类社会能够获取储藏在矿物燃料如煤和石油中的大量能源。人口以前所未有的速度增加，管理巨大的社群，处置相互间冲突的问题则要求创造更强大、更复杂的国家体系。如今，人口的数量极大，人类对生物圈的影响极大，以至于我们真正面临破坏我们的环境和家园的危险。这种破坏会导致人类文明的崩溃，也会给其他有机体带来灾难性后果。与此同时，人类分享知识的能力如今也比从前更大了，从而可能由于我们对生态的爱好而创造出新技术和新方法来组织人类社会，使我们逢凶化吉。

整个时间的编年史

第一份编年史列出了一些（近似的）日期。它们涵盖了文中讨论过的重大变迁和转型。

我们太阳出现以前的宇宙历史（从130亿年到45亿年前）

·大约130亿年前：大爆炸、宇宙诞生；宇宙膨胀到银河系的规模；在以后数秒内发生的许多重大事件；在第一秒内出现质子和电子。

·大约30万年后：宇宙冷却近数千摄氏度，电子为质子所捕获，形成最早（电荷为中性）的原子，即氢原子和氦原子；宇宙背景射线（CBR）随着在电荷呈中性的宇宙而释放出来（1964年检测到CBR导致人们普遍接受宇宙起源的大爆炸理论）。

·大约在大爆炸后10亿年后：在引力作用下，氢原子与氦原子结合，在巨大的气体星团中心，最早的恒星开始发光；数十亿颗恒星聚集成为银河系；形成新元素，或者在恒星内部（所有的元素到有26颗质子的铁元素为止）或者在无数将要消失的超新星（所有元素到有92颗质子的铀为止）的爆炸。

·大约在46亿年前：从包含有其他恒星的残余物的星尘云中形成太阳、地球以及太阳系。

地球和地球生命的历史（从45亿年前）

·大约35亿年前：地球上最早的生命有机体出现；DNA成为复制的基础，并依然存在于每一种生物的每一个细胞里（通过近乎完美的自我复制而繁殖；变化和进化之所以可能是因为复制并不绝对完美，当不完美的复制设法存在下去的时候，它们的后代最终就会成为一个新物种）；早期生命包括原核生物，差不多就是几条DNA漂浮在一个受到保护的容器又称细胞里面；光合作用的细胞利用太阳能并产生氧气。

·大约25亿年前：从光合作用的有机体产生的自由氧气开始与大气层交换。

·大约15亿年前：最早的复杂细胞生物或者真核生物出现，其细胞核包含有DNA和复杂内在细胞器（所有复杂的生命形式都是从真核细胞进化而来）；多组细胞开始聚集成大型群体，而形成最早的多细胞生物；通过交配而繁殖，两个不完全相同的有机体交换DNA，形成与其父母不同的新生物，于是变化的速度渐次加快。

·大约6亿年前：最早的大型、多细胞生物化石出现于寒武纪；在大气层上方的氧气里形成臭氧层，使陆地上的生命更容易进化，因为它保护地表不受太阳紫外线伤害，但是不会阻挡太阳的热和光；生命传播到陆地和空中，同时大海里的生命也得以增殖和多样化。

·大约6500万年前：恐龙灭绝，也许是小行星的影响，其后果就像一场核战争；哺乳动物取代恐龙成为陆地大型动物；最早的灵长目似乎住在树上，哺乳，脑容量更大，双足行走，直立。

人类历史的旧石器时代（从700万——大约10000年前）

·大约700万年前：最早的人亚科原人从猿进化而来，特点是双足行走。

·大约400万年前：南方古猿出现。

·大约200万——150万年前：能人，我们人类的成员出现。

·大约180万年前：直立人开始发展。

·大约100万年前：直立人的成员迁移到欧亚大陆南部。

·大约25万年前：最早的现代人——智人出现，可能发展出完整的语言。

·大约10万年前：现代人移入中东，可能在那里他们遇到了尼安德特人。

·大约6万年前：现代人最早在萨胡尔／澳大利亚殖民。

·大约2.5万年前：现代人移入西伯利亚；尼安德特人——唯一遗存下来的非人亚科原人灭绝。

·大约1.3万年前：最早的人类横渡白令海峡在美洲大陆殖民。

人类历史的全新世时代（过去的1万年）

·大约1万——5000年前：最后的冰川期结束；食物采集技术广泛使用，某些定居社会出现，早期农业形式出现；人口开始迅速增长；早期复合型社会和等级化的迹象出现，因为大型社群需要新的、更为复杂的组织形式。

·大约5000年前：最早的城市、国家和农耕文明出现；强大的社会精英通过收取贡赋而控制资源；这些精英策划战争，建造大型崇拜性、纪念性建筑；文字发明；农耕文明传播，成为人口众多、权力巨大的人类共同体。

近代（过去的500年到未来）

·大约500年前：非洲—欧亚大陆和美洲连为一体，形成地球上最大的“世界区”；最早的全球交换体系诞生。

·大约200年前：西方出现最早的资本主义社会；工业革命开发矿物燃料；欧洲国家拥有巨大的权力、财富以及影响力；欧洲帝国主义占领全世界。

·大约100年前：工业革命开始更广泛传播；主要资本主义国家爆发冲突；共产主义奋起反击。

·大约50年前：第一次使用核武器（人类学会了使用在宇宙起源时的爆炸力，陷于毁灭自身以及整个生物圈的危险之中）。

·大约在未来40亿——50亿以后：太阳开始死亡。

·未来数十亿年以后：宇宙将毁灭并进入一种毫无特征的平衡状态。

以13年衡量130亿年

第二份编年史还是涵盖了130亿年。然而，它打破了现代宇宙学的时间尺度，以10年为一个系数，将130亿年缩短为13年。这样就容易把握在不同类型的时间尺度的重要差异。

我们太阳系之前的历史：从13年到大约4.5年以前

·大爆炸发生于13年以前。

·最早的恒星和银河系出现在大约12年以前。

·太阳和太阳系出现在4.5年以前。

地球和地球生命的历史：从4年到大约3星期之前

·最早的生命有机体出现在4年前。

·最早的多细胞有机体出现在大约7个月之前。

·泛古陆大约形成于3个月前。

·恐龙受到陨星影响而灭绝大约在3星期之前；哺乳动物兴起。

旧石器时代人类历史：从3天前到6分钟以前

·最早的人亚科原人在非洲进化，大约在3天前。

·最早的智人在非洲进化，大约在50分钟以前。

·人类最早到达巴布亚新几内亚／澳大利亚，大约在26分钟以前。

·人类最早到达美洲，大约在6分钟以前。

全新世的人类历史：从6分钟以前到15秒以前

·最早的农业共同体繁荣，大约在5分钟以前。

·最早的有文字记载的城市出现在大约3分钟以前。

·中国、波斯、印度和地中海古典文明，以及最早的美洲农耕文明出现在大约1分钟以前。

·蒙古帝国短期统一欧亚大陆，大约在24秒以前。

现代：过去的15秒

·人类共同体连接成为一个“世界体系”，大约在15秒以前。

·工业革命在欧洲传播，大约在6秒以前。

·第一次世界大战爆发，大约在2秒以前。

·人口达到50亿，然后60亿；首次使用原子武器；人类登月；电子革命发生，所有这一切都发生在最后一秒之内。

因此，在13年结束的时候，宇宙存在了13年，而地球还不到5年。复杂的、多细胞有机体存在7个月，人亚科原人存在仅3天，而我们智人只存在了50分钟。农业社会只存在5分钟，而整个有文字记载的文明存在了3分钟。而在今日主导世界的现代工业革命只存在了6秒。

地质学时间尺度

第三份年表地质学家是熟悉的。它就是地质学年表。你无疑偶尔会接触到它，因此值得掌握它的主要特点。表1A就是一份这样的年表，只是比较简单的版本。各种版本的日期略有不同，毋庸为此担心；关键是要把握大场景。

表1A 地质学时间尺度

[1] 关于现代断代技术的全面考察，参见阿尔曼·戴尔塞姆：《我们的宇宙起源：从大爆炸到生命和智慧的出现》（剑桥：剑桥大学出版社，1998年），第285页；尼尔·罗伯茨：《全新世环境史》第2版，（牛津：布莱克韦尔，1998年），第2章；以及尼格尔·考尔德（Nigel Calder）：《时间尺度：第四维的地图》（伦敦：查托和温达斯，1983年）。

[2] 同位素具有相同数量的质子但是中子数量不同。例如，C14是不稳定的，而C13和C12则是稳定的，但是都有6个质子（这个事实就将它们都定义为碳原子）；C12和C13分别占所有碳原子的98.9%和1.1%，而C14仅有微量存在。

[3] 关于C14断代法发展全面考察，参见罗伯特：《全新世环境史》，第11—25页。

[4] 三界智长老（Nyantiloka）：《佛教词典：佛教术语和教义手册》第3版（斯里兰卡，科伦坡：弗里文，1972年），“劫波”条。岩石磨损的比喻似乎广为流传，因为在同样的标题下，格林兄弟讲述了一个日耳曼故事，包含以下文字：“在遥远的波美尔拉尼亚，有一座金刚山，一小时长，一小时宽，一小时高。每过一百年就有一只小鸟飞到山上磨它的喙。当整座山被磨掉之后，永恒的第一秒就过去了。”（译文从元亨寺版南传《相应部》——译者注）