1. 生命

自文艺复兴至今、人们被有生命的动物和无生命的植物之间隔着一道不可逾越的鸿沟这样一种思想支配着，而且有“灵魂”的人类与无“灵魂”的动物也是势不两立的。然而，分子生物学取得的辉煌成果证明，从病毒直至人类，在一切生命中共同具备的遗传路径都可以用单纯的物理和化学法则加以说明。人类与其他生物一样也只是一种被偶然和必然支配着的物质进化的历史产物。地球上DNA类型的生命不过是产生于宇宙的各种各样生命形态中的一种类型罢了。它打破了“人是不可侵犯”的神话。

人类和其他生物一样都不能违背遗传规律，但是只有人类才是开拓遗传学问，使之向高度和广度发展的主力军。人类和其他生物的根本区别就在于此。这就是所谓的自主性。

人类特有的这一自主性的基础也可能同知能一样，受遗传的支配。但人类一旦丧失自主性就会否定个人的基本人权进而导致人类社会的崩溃。因此，人类如何维护本能的自主性是关系到加速现代科学技术发展的一个重大的课题。

宇宙诞生初期的物质只有氢和氦。作为生命基础的基因是由四种化学物质组成的，这些化学物质又是由氢、碳、氮、氧和磷五种原子构成的，地球上所有生命都具有同一祖先的亲缘关系。

生命由物质进化而成，并非是神圣不可侵犯的。然而产生基因的DNA碱配置各人均不相同，是绝对不能替换的。

2. 奇异的地球大气

行星的引力与中心距离的平方成反比，如果在无限遥远的空间空气密度分布为零，那么气体就不可能稳定在行星周围。幸而距今约50亿年的太阳系充满着密密层层的气体，使气体稳定在行星上。

可是现在不同。由于行星间的空间近似于真空，行星大气不断地向行星空间逸散，这就好像从地球内部迸发的气体和大气上端逸散的气体互相竞争一样。但从太阳迸发出来的原子运动在行星空间中，阻止了行星大气向行星空间逸散，因而行星大气量和质的变化是以几十亿年的时间尺度进行的。

在地球的空气成分中氧气独占鳌头达到五分之一。那么现在为什么分子状氧只存在于地球上而不存在于火星、金星以及其他行星上呢？

假定现在动物生存不可欠缺的氧也曾妨碍过生命诞生的话，那么与被称之为水行星到处是水的情况一样令人不可思议。而且火星和金星上大量的二氧化碳大概都逸到某一空间去了。如果疏忽了海洋的作用，对此都不能得到令人信服的解答。

地球诞生时生成的一次大气被太阳风或由其他什么原因全部掠走，由地球内部的脱气现象产生的二次大气形成了大气和海洋，生命也由此诞生。

人类在考察地球大气和悠久的生物史中认识到，水蒸气和二氧化碳十分重要，在离地球几十公里的高空有一层厚厚的臭氧层保护着地球上的生命，在这100年间，空气中分子状的氮、氧和氩基本上没有什么变化，而二氧化碳略有变化，水蒸汽根据太阳、高度的不同而发生大幅度变化。占据地球面积70%的海洋担负着调节水蒸汽量的重要任务，但是为什么会发生水蒸汽浓度的巨大变化呢？

海洋一天中的蒸发量和降水量都极大（除去大气形成的雨雪），大气中的水蒸气平均十天交换一次，水蒸汽在大气中的平均滞留时间是十天。反之，由于分子状氧等物质没有海洋，没有像水那样在一般状态中的相互变化，因而在大气中平均滞留时间长。N₂、O₂、Ar、C O₂在大气中的滞留时间分别为10⁶、10⁴、10⁹、15年。然而，从长远来看，由于海洋的调节作用，不会发生大气中的水蒸气消失殆尽或无限增加的极端偏差，但分子状氧等物质不可能使大气中的支收保持平衡，有发生极端偏差的危险性。

二氧化碳在地球大气中的作用十分独特，由于不存在二氧化碳的海洋，日变化极微，但具有长期飘移的倾向。而另一方面，二氧化碳很易溶解于海洋，海洋中的二氧化碳量是大气中的六十倍之多！海洋有效地控制了二氧化碳的飘移倾向。

假定二氧化碳量为现在的两倍，地面平均温度就会增加2.3°C，平均气温上升2℃，地球上的冰河和常年积雪就会融化，海面显著升高，日本等陆岛大部被海洋淹没；相反，如果全球被冰雪覆盖，初期的气温只要下降1.7°C.高等动物和植物就会遭到毁灭性打击。不管是升温还是降温，当今的地球处在绝妙的平衡木上。

纵观气温变化实况，地球上不是呈清一色的升温或降温而是极端的酷暑与极端的严寒相互交替出现的。

从四十五亿年前地球形成之后，地球上的环境发生过频繁的巨大变迁。从地球化学角度看到的海水量和海水成分基本上和现在的情况相同。那么为什么与稳定的海洋的关系这样密切而且又是海洋生成之母的大气会发生巨大的变化呢？

现在很多人都认为，首先，火山运动迫使地下的二氧化碳、水分子等离开地面形成二次大气，经过漫长的岁月以后形成了海洋，生命随着海洋的出现而诞生。其次，大海通过一定程度的光吸收紫外线这样的“消毒”光线，而且尽管空中的水可通过紫外线制出氧气，但其效能极其低下，只是现在量（200 mb）的千分之一，最多也不足千分之四。

地球诞生初期极微量的氧分子达到现在的数量必须经过漫长的历史长河，要考虑到海洋生物的诞生及其以后的进化、动植物之间的相辅关系。

3. 意想不到的事情

如果地球稍稍靠近太阳，地球上的人类就会忍受不了太阳的灼热；稍稍离开太阳又忍受不了冰冻世界；如果星球大一些重一些，星球大气中就会充满轻飘飘的氢；太轻太小又什么都不存在。

小的——小的概率正是地球诞生的概率。十亿分之一也好，一百亿分之一也行。其数值为10^-9 ~ 10^-10。可是宇宙中的星球不下10¹⁰个！或许存在着与地球人截然不同的宇宙人！

距今一百五十亿年至二百五十亿年前的大爆发产生了以两亿年为 ~ 周期自转的银河系。其以后到处聚集着宇宙尘，在五十亿年前诞生了太阳系，四十五亿年前又产生了地球、火星、金星等行星。其中地球又在自己的“躯体”上造就了人类。这是多么奇妙啊，多么令人意想不到的事情啊！

4. 到处都存在着变化

即使人类的出现极其珍奇，地球诞生的概率极其微小，而星到处都存在着。并且有开始也有结束。就是我们的太阳在经过一百亿年以后也许只剩下氢、氦。这些物质又会聚集在一起产生新的什么东西。无论什么都有头有尾，宇宙、星、行星、无机物有机物、生物乃至分子到原子，一切的一切都在变化着。

在世上无时不在运动、变化着的万物中，人类的出现是划时代的。

5. 生物进化的主要因素

生物进化最重要也是最基本的因素有三个：突然变异、淘汰和由有限集团（群）造成的基因频率的偶然变动。

突然变异是所有遗传性变异的源泉。其中于生存和繁殖不利的东西被自然淘汰除去，有利的东西被选拔出来传到下一代基因组里。产生于自然的大多数突然变异都是对健康有害的，这些有害的东西被集团（群）除去。这就是说，原则上自然淘汰净化集团（群）基因组并使其组合按现状一直维持下去。但是也有偶然的情况：当环境发生巨大变化时，至今不利的基因相反变为有利的了。

在人类进化的历史中，从树上生活到直立行走生活、工具的使用，由冰河造成气温的剧烈变化、火的使用开始了人类的文明生活等等大大改变了自然淘汰的选拔标准。

无论什么现实的生物集团（群）都是有限的。孩子的集团（群）对立基因频率在偶然的机遇中偏离父亲的集团（群）基因组的组合，从基因组取出的配偶子数越少这种偏离就越大，即繁殖集团（群）的个体数量越少偏离就越大。

6. 提议

在历史长河中，根据大气的历史和生物的进化，可以客观地预测地球的命运。

我们科学工作者的责任是预测自然界中发生的各种各样的变化并将结果提供给人类。

为此，我们应该密切注意宇宙的演变，以敏锐的眼力找出宇宙中内在的规律。并且彻底认识我们的地球、包括火山运动、地壳变动、各种堆积物、大气和海水的成分和污染物质的量，太阳常数值、地球表面的被覆状况等等，以促使地球更好地向人类提供财富为人类服务。

[《气象（日）》，1981年9月号]