描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装-胶订是否套装: 是国际标准书号ISBN: 9787121299032
这个被我们称作“家园”的地方,为什么就如此适合人类居住呢?这是一个未解之谜。
龙卷风,台风,干旱,沙尘暴,热浪,火灾和冰冻……这些事件无一不在考验人类的适应能力。
“我们正在迈入这样一个时代,小尺度预测前途一片光明”,美国国家海洋和大气管理局国家风暴服务实验室的气候学家兰斯•罗斯弗斯这样说道,“老实说,天空才是我们的极限。”
研究者们不懈地努力以期理解全球变暖带来的后果,但要改变这一现状,不仅需要科学知识,也需要同样多的社会和政治意愿。
这是一本探索地球与环境前沿科学的书,通过阅读,审视我们脚底下的神秘莫测和躁动不安,探寻地球生命之初的精彩绝伦。
1.回望过去,探寻地球生命之初的精彩绝伦
(Looking Back to Explore Fantastic Stories of the Early
Earth)
古老生命的新故事
幼年地球的脉搏——长达20亿年的爆炸
澳大利亚古化石:“水生”还是“陆生”?
二叠纪的堪萨斯——74摄氏度的炼狱
北美西部地貌演化“两步曲”
年幼的地球,如何俘获你温暖的心?
漫长而蜿蜒的科罗拉多大峡谷
水系的进化
“小”矿物塑造“大”板块
被扼杀在摇篮之中的早期生命
消逝的古海,年迈的撒哈拉
探索地球和宇宙中的“水世界”
消逝的海洋——盘古大陆的覆灭之谜
南北美洲何时“牵手”
水,无处不在
2.那些我们脚底之下的神秘莫测和躁动不安
(The Mystery and Restlessness Beneath Our Feet)
地下水“隐退”,灌溉是“元凶”
日本3·11海啸的怒吼
圣安德烈亚斯断层“拧麻花”,地壳也会“抖三抖”
回望板块运动最初的“那些年”
地下水“入不敷出”
地震——令板块为之颤抖
地震的“后遗症”——板块错动“经久不衰”
地下水开采引发地震——地质界的“蝴蝶效应”
过度开采让地下水“岌岌可危”
科罗拉多大峡谷的“生日”
板块——沉睡的雄狮
地震——滑坡的“先知”
快速“愈合”的地震“伤口”
请勿随随便便给地球“打气”
板块边界——钻石的摇篮
与时间抢速,同地震抗争
地球内部“不为人知”的水——蓝色矿物质为窥见地幔内部状态提供线索
给地球“注水”可引发地震
震区上演现实版“为有源头活水来”
美国东海岸的地层“跷跷板”
消亡板块给太平洋海岭“打了个结”
尼泊尔地震远没有结束
3.地球深处的滚烫热血
(The Hot Blood Deep Inside the Earth )
大型火山可以快速苏醒
超级火山进化神速
神秘火山浮出水面
火山岩中的溴破坏了臭氧层
火山守望者
厄瑞玻斯呼吸的声音
浆糊状的岩浆
火山大爆发说来就来!
预报:火山灰袭来,无处可藏!
神秘火山被锁定在热带地区
战争地带里的火山
4.褪下冰冷的外壳,它们已成为人类关注的热点
(Spotlight, Though in a Cold
Coat)
砰!小冰河期来了
海冰和降雪此消彼长
南极冰架在升温中陷入危机
走走停停的格陵兰岛海冰
热浪席卷北极,造成格陵兰岛冰架破纪录地消融
喜马拉雅冰川奔流
极地冰盖萎缩
极地冰川钻孔,科学家们的努力付诸东流
冰川自我铺路
南极冰川深处的生命
格陵兰岛冰川消融速度或趋于稳定
为南极洲量量体温
南极冰架崩塌,海绵动物总动员
冰川下的生物世界
全球变暖导致冰架崩解
加拿大冰川大危机
5.气候变化——不想面对,却又无可奈何
(Climate Change, an Inevitable and
Irreversible Process to Which Human Beings are Reluctant)
干旱之中的亚马逊“复仇”
快速修复气候的措施
海水盐度自50 年代起发生变化
海平面上升,气候变化“难辞其咎”
极端天气——人类“咎由自取”
极端高温席卷全球
极端天气
气候变化走向极端
西南极洲加速变暖
废热与气候变暖
告别严寒,拥抱温暖!
气候变暖,北极“碳堡垒”仍未“失守”
到2038 年,热带气温将进入难以预知的范围
南极的火山活动助推了海平面的上升
强风或许阻挡了全球变暖的步伐
极端高温仍在上升
海洋细菌或许阻止了远古时代的全球气候变暖
风力减弱阻滞了2014 年的厄尔尼诺现象
气候变化会加剧雷击事件
全球变暖会带来一个湿润的非洲
干旱与变暖的暂停有关?
科学家证实了二氧化碳的积聚“加热”了地球表面
北极的飞速变暖加剧了夏季的高温热浪
6.浩瀚的海洋,你了解多少?
(How Much do You Know About the Vast Oceans? )
螃蟹横行南极洲,大虾强占加勒比
再循环模式降解墨西哥湾漏油
生命之“深”
二氧化碳“侵犯”海洋生态系统
温暖海水助力珊瑚繁殖
北极冰川下的微生物世界
冰雪消融,藻类激增
冰盖“此”消“彼”长
海洋深处顽强生长的微生物
鲨鱼,海洋监管员
病毒是深海热液喷口处生命体的保障
海中失踪的塑料
两片大洋似乎与全球变暖的停滞有关
人类活动造成海洋汞量增长三倍
海洋垃圾的世界自助游
海洋或许是土卫二上的间歇泉的来源
冰期——洋壳的缔造者
大堡礁禁渔令给珍贵鱼群带来了幸福生活
7.多样的环境,共同的未来
(Diversiform Environment, Common Future! )
阳光与石油,幼鲱的天敌
埋藏在土壤中的秘密
被蒸干的东非大地
古洪水的新通道
加利福尼亚农夫——当之无愧的“雨神”
回望北极绿树葱茏的时代
蓝天呼唤风暴
非洲沙尘滋养了佛罗里达大沼泽
寒冷纪录再被打破
佛罗里达州红树林北移
云——气候变化的预报员
袋鼠排放的“尾气”似乎不那么清洁
巴哈马群岛——一段风与尘的传说
重力,为洪水“代言” / 374
回收废水或成公园“灭顶之灾”
风神“开恩”,死亡区收缩
彩虹也有“阴晴圆缺”
墨西哥湾漏油事件五周年——比答案更多的是疑惑
天气预报的将来时
第一章:宇宙的基石:基本粒子
(Building Blocks of The Universe: Fundamental
Particles)
首次发现四夸克粒子
四夸克粒子
关于一种新型粒子的证据消失了
质子的半径重新修正为更小值
光子可以选择迂回的传播路径
星际尘埃粒子
神出鬼没的太阳中微子
中微子的母粒子设定速度限制
仪器问题导致了中微子超光速现象
空间中微子并非只有一个单一来源
锂平台之谜
锂谜团将更深
锂元素缺失问题延伸到银河系之外
在中子星的碎片中检测到金元素
就地取材构建生命
宇宙中复杂的分子是如何形成的
恒星诞生时喷发大量分子
气体云中发现了有分支结构的分子
氰化物标志着复杂的化学
在大尺度上的不确定性理论
实验发现相互作用大质量粒子的线索
暗物质候选体大败
共同关注暗物质
第二章:寻找生命:水和生命
(Extraterrestrial Life Exploration: Water
and Life)
水星上有冰
火星上曾经可能有水
火星上是安全的,探测车开始搜寻其宜居的迹象
在火星土壤中深挖
好奇号探测器采集到火星泥土样本
火星好奇号探测器没有找到甲烷
火星探测车发现了甲烷的迹象
土星的一颗卫星上隐藏着惊喜
土卫二的冰层下隐藏着一片海洋
土卫二上的海洋是高碱性的
土卫二上的热液活动
土卫二上的间歇泉
一颗遥远的卫星上的冰
木卫二上发现了羽流
木卫二的间歇泉很难被看到
木卫二上发现了板块构造活动
木卫三拥有地下海洋
黎明号宇宙飞船到达了目的地
海水可能不是来自于彗星
水,水无处不在
月球上的水具有地球上水的特征
首次发现地球大小的行星
开普勒找到了715 个新的世界
重生的开普勒发现了系外行星
开普勒找到了554 颗可能的行星
大的岩质行星擅长建造海洋
寻找另一个地球
处于适当位置的行星能孕育生命
生命可能喜欢冷星附近的岩质行星
系外行星大气中的氧未必是生命的标志
系外行星地球二号位于宜居带中
系外行星开普勒-186f
超级地球位于“最好的位置”
测量系外行星质量的新方法
宜居行星的真实性有待商榷
对于生命来说,伽马射线暴是坏消息
超低温液态水打破了纪录
第三章:行星和卫星等
(The Major Planets and Moons)
最小的行星依然在给我们带来惊喜
你在这里:从远处看地球
地球周围的临时环带
地球早期经历了长期的撞击
火星极光
火星黏土曾经可能经历过火山活动
土星上的六边形云团
新行星的轨道半径可能是冥王星的两倍
月球尘埃堆积速度极快
关于月球内部的重力地图揭示了动荡的历史
中国的探测车揭示了月球的岩层
月面特征终获解释
月面闪光来自熔滴
岩石的化学揭示了月球起源的细节
土卫六朦胧的“面纱”在下落
地质构造及落水洞可能塑造了土卫六的地形
土卫八上的山脊可能来自太空
哈勃找到了第五颗冥王星卫星
灶神星:比起小行星,更像行星
小行星挤进有环天体行列
小行星产生了长期的磁性
在线追逐彗星
具有古怪轨道的天体回到了家乡
奥尔特云给天文学家抛了一个彗星弧线球
“罗塞塔”揭露了一颗复杂的彗星
彗星暴露了它的基础材料
科学家们探测新的陨石
自成一类的火星陨石
第四章:人类探索的足迹
(Human Explorations)
哈勃年
展望哈勃的未来
天文学的艺术
小望远镜,大行星
旅行者1 号仍未飞出太阳系
旅行者号进入神秘未知的领域
“旅行者1 号”可能还在太阳气泡中
光荣的开普勒望远镜并未终结
开普勒太空望远镜重获新生
罗塞塔宇宙飞船到达彗星67P 附近
“菲莱”着陆
“菲莱”的探索中止
火星探测器的日记
前往火星的崎岖道路
火星旅行可能意味着大量辐射
宇航员的安全问题
第五章:恒星和系外行星
(Stars and Exoplanets)
太阳风可能穿透了火星的大气
太阳的激波消失了
太阳的短周期记忆
太阳喷射出的气体包层相互碰撞反弹大质量气体球所显示的超弹性行为
庞大的等离子体回路推动了太阳的自转
日冕物质抛射活动的前兆
250 光年以外存在着太阳的未来
太阳的兄弟姐妹
离太阳最近的恒星
围绕银河系系中心运动的超高速恒星
恒星婴儿图
自引力透镜双星
三合星系统提供了检验引力理论的新方法
年老的太阳系统
闪光揭示了恒星的属性
年老的恒星偷取邻近天体的气体
早期恒星的光仍未被看到
捕获到来自早期恒星的光
最早期的恒星没有我们预期的那样年老
在半人马座阿尔法星周围发现了地球大小的行星
超重的行星动摇了行星理论
怪异且遥远的行星
行星被“烧烤”后存活下来了
一对系外行星环绕着双星作轨道运动
行星的“躲猫猫”游戏
系外行星的巨型环
古怪的行星轨道
流浪行星漂浮在星团之中
漫游的世界
超级地球可能是通过两种方式形成的
搜寻行星的新方向
通过微引力透镜效应寻找行星
系外行星北落师门b 的新消息
研究发现新的系外行星常常是冒充者
满天繁星都有自己的行星
恒星周围没有空房
对行星来说,拥挤的环境不安全
行星没有必要在恒星的环中
巨大的难以解释的天体盘
新生行星向恒星提供“养料”
第六章:高能天体:黑洞与超新星
(Objects with High Energy: Black
Holes and Supernovae)
巨大的黑洞
早期宇宙中质量最大的黑洞
伪双黑洞
稀有的三黑洞系统
黑洞的饕餮大餐
黑洞强烈喷流的根源
黑洞叫停恒星工厂
逃离的黑洞找到新家
小型星系是巨大的黑洞的家
一对黑洞已经准备好决战了
进入黑洞时,请系好安全带
原子测量使中子星被充分理解
最远的超新星
巡天捕获到即将爆发的超新星
行星搜寻者还发现了超新星
超新星是一个巨大的尘埃工厂
超新星遗迹中存在尘埃
引力透镜效应使遥远的超新星变得醒目
超新星诞生之谜
小行星可能会引发超新星爆发
Ⅰa 型超新星的两种产生机制
新的伽马射线源
恒星爆发中的伽马射线的产生机制
第七章:银河与星系
(The Milky Way and Galaxies)
宇宙中我们自己的家
银河系在宇宙中的位置
丢失的质量藏在银晕中
银河系中尘埃云的3D 图像
“回光”返照揭示恒星历史
缺失的卫星星系之谜被解决了
银河系的新邻居
银河系将被迎面撞上
一个氢云正向银河系高速前进
一些星系中只含有少量的恒星
星光的影响会减少下一代恒星的生成
大爆炸之后,小型星系可能引发了再电离
第八章:宇宙深处
(The Deep Universe)
早期宇宙的遗迹
宇宙大尺度结构的形成机制
宇宙纤维
星系团异常高产
搜寻遥远的信号
探测到来自远方的射电脉冲
宇宙中一次神秘的爆发
星系的伽马射线光晕暴露了暗物质
追踪宇宙能量
宇宙射线工厂
宇宙射线暗示了暗物质的存在
暗物质,你在哪?
暗物质纤维被照亮
用DNA 捕捉暗物质
分裂的星系为暗物质提供了线索
暴胀理论追踪
早期宇宙的增长速度
哈勃常数值之争
宇宙的精确图像
普朗克检验之前的研究结果:宇宙学家得到的结论大部分是正确的
原初引力波被发现
原初引力波,还是尘埃?
尘埃获胜
BICEP2 低估了尘埃的影响
虚拟的宇宙重现了130 多亿年的历史
一、化石与石器背后的故事
Stories Behind the Fossils and Stone Artifacts
最古老的人属化石
小脚化石
200万年前的古人类化石
地猿始祖种具有和人类相似的头盖骨
最早的灵长类动物
众所周知的骨头
阿拉伯半岛与非洲的纽带
石器时代的小屋
长途跋涉的石器时代
古代石器讲述的故事
非洲文明的孕育
使用工具的开端
长矛是谁发明的
最早的陶器使用
原始人类对草的依赖
古人非同寻常的饮食习惯
人类祖先菜单中的肉食
二、走在进化道路上的人类
Humans on the Evolutionary Path
寻根
人类祖先的关系
最古老的DNA分析
DNA与人类近亲
Y染色体亚当和线粒体夏娃
适者生存
远古的攀树人
古人的行走方式
直立人的身高
尼安德特人与现代人类的关系
尼安德特人的消亡
古人类定居美洲
最早的美洲人
智人先到欧洲还是亚洲?
冰河期产生的新人种
时断时续的进化过程
新修改的人类家庭树
三、那些我们不知道的历史和故事
The Unknown History and Stories
原始人抵达希腊
克洛维斯文明的起源
维京人与伊斯兰文明
农业文明的起源地向东方蔓延
早期的农业人口
犹太人的移民史
西伯利亚移民
美洲的移民浪潮
水路航行到美洲
所谓的末日传闻
玛雅的外来国王
玛雅文明滥觞于仪式
与雨水息息相关的命运
金羊毛不只是传说
沙漠中的迷宫
最古老的裤子
都铎王朝的钱币之谜
复原古罗马角斗士学校
四、早期的艺术世界
The Early Days of Art
石器时代的动画片
最古老的陶器
欧洲最早的洞穴艺术
印度的洞穴艺术
尼安德特人的艺术
壁画艺术揭开文学的序幕
古时的铁珠来自哪里
古埃及的蓝色玻璃珠
贝壳上的雕刻
用鹰爪做成的首饰
五、有趣的心理和行为现象
Interesting Psychological and Behavioral Phenomena
启动效应:冰火两重天
悲伤情绪的积极面
极限团队
是什么导致了谈话失败
信任影响孩子的耐心
为什么别人的东西总是最好的
贫穷会影响思考能力
手臂会出卖扑克选手
越抵抗,意志力越低
排球场上的热手效应
好心情做出坏决定
冷漠或许有益于民主
经济衰退与人的自恋程度
六、探求社会问题的答案
Keys to Social Issues
家庭变迁
成瘾的谬论
治愈你的邻居
如何促进种族融合
寿命延长的原因
社交媒体的力量
光说不做的点赞党
脸谱网的投票实验
脸谱网能反映什么
学术不端行为
公司的招聘倾向
罪犯的通话模式
如何发现选举舞弊
七、儿童、语言与教育
Children, Language and Education
印欧语系的起源
词汇的诞生与灭亡
会读唇语的婴儿
婴儿最先学会的是哪些词?
宝宝的情绪与发声
DNA早期干预计划显成效
儿童的心理旋转
早教的健康影响
让婴儿放松的最佳方法
婴幼儿辨别危险的能力
幼儿的谈判能力
八、探索与发现
Exploration and Discovery
探寻事物的起源
探索古罗马帝国的地图
农作物在亚洲的传播
战争的出现
中东暴乱历史悠久
法老也有心脏病的困扰
2014诺贝尔奖
遭禁的禽流感论文
H5N1流感病毒研究解禁
由匮乏心态导致的
谷歌搜索能预测市场走势
黑皮肤的进化
数万年前,人类踏上了史上最伟大的征程。现代人可能从东非的某一地域出发,最终将足迹留在了世界的各个角落。有些现代人迁徙至东亚,然后到达印度尼西亚以及更南端的澳大利亚;而另一些现代人则踏遍了欧洲。后来,居住在亚洲的一部分现代人可能通过陆路或水路到达北美。他们也许是航海能手,并且以出人意料的速度到达了南美洲的最南端。在迁徙过程中,智人猎杀过猛犸象以及其他野兽,与其他类人物种建立了关系,并且开始举行仪式埋葬死者。洞穴中的壁画、远古的乐器和珠宝都是他们成熟思维方式的具体表现。
这些人是谁呢?他们何时何地遇到了丹尼索瓦人和尼安德特人等近代类人物种?为什么生存下来的是智人而非其他种群?智人又是在何种进化力量的推动下发展成了我们现在所说的人类?这些问题不仅萦绕在人类学家、考古学家、遗传学家的脑际,而且吸引着任何一位对人类的存在感兴趣的人。考古学家发现的每一块骨化石、每一件石器都在为人类的故事增砖添瓦,可是这个故事仍不完整。单就过去的5年而言,这也是本书所涉研究的时间跨度,研究者们就有很多惊人的发现:科学家针对西伯利亚4.5万年前的一块人类遗骨进行DNA研究,将智人与尼安德特人交配的时间范围缩小至6万至5万年前;中国一处洞穴发现的古人类化石证明,这些长相奇特的人类物种选择居住在适宜的生态地区,躲过了冰河期。研究还发现,最早制作石器的并不是人类,而最早投掷飞矛打猎的也并非智人。
在智人征服世界之后的一千年里,有些种族仍过着游牧生活。迄今为止最古老的裤子可以追溯到3000年前,属于中亚游牧民族的一位骑士,穿裤子的目的可能是在骑马旅行和打仗时保护腿部。不过,很多民族都开始定居下来,农业、国家、贸易往来以及文字随之出现。比如,瑞典维京遗址出土的一枚9世纪戒指上刻着“真主”的铭文。专家分析表示,这枚戒指可能直接源自与伊斯兰国家的贸易往来。慢慢地,古迹和寺庙渐次退场,取而代之的是工业发展和大城市的建立。互联网建立以后,我们以更便捷的方式研究历史、记录历史。无论身在何处,只要愿意, 我们都可以研究并思索暴乱历史或某一疾病的根源。
通过研究过去,我们可以更清晰地剖析人们的思维和行为方式,更深入地了解我们与所处世界的联系。正如书中的一篇文章所示,蛇的嘶嘶声和雷鸣声会尤其吸引婴幼儿的注意,而这些声音自古以来就是危险的信号。儿童的意志力和分享意愿是否可以从进化上做出解释?从人类历史上看,坏心情是否更有益,因为悲观会让人们注重细节,提高逻辑思维能力。当今的社会结构与古代的贸易要道有何关系?我们如何理解生活的意义?如何应对贫穷、疾病、政治动荡等当今社会最大的挑战?这些问题都可以在本书中找到答案。此外,心理学家和数学家甚至都携起手来研究和平谈判的失败。无论作为人还是整个国际社会,这些知识都会引导我们未来的前进方向。
现在,地球的任何角落,包括南极洲的科考站,都有我们人类的身影,但是太阳系还有很多并未探知的空间。为了准备下一次大迁徙,科学家和企业家正研究如何组建高效的太空旅行团队,以及如何在火星上生存。由此可见,人类发展的历史长河将继续流淌下去。
美国《科学新闻》杂志社(Science News)
2016
年1 月
“无论作为人还是整个国际社会,这些知识都会引导我们未来的前进方向。”
——美国《科学新闻》杂志社(Science News)
众所周知的骨头
南非的考古发现引起人类起源的争论
布鲁斯·鲍尔
200 万年前,在现今的南非地区,一个男孩和一个女人从地面掉入地下洞穴,翻滚50 米后死亡。
然后事情开始变得有趣了。暴风雨将一部分分解开来的身体,冲到几米开外的地下湖泊或池塘。湿润的土壤像混凝土般,将两具尸体快速硬化,使两人的骨头得以保存。
几千年之后,在他们栖息的地方,研究人员发现了9 岁男孩和30 岁女性的部分骨架。南非金山大学人类学家李·伯杰在浏览谷歌地图上的卫星照片时,发现了处于南非马拉帕遗址的洞穴。2008 年年底,考古学家开始挖掘两具骨架和其他古代人类的骨骼。
现在这具石器时代的孩子和他长辈的骨架,再次引发人们对人属的进化根源的争论,这是一项长期的科学研究命题。人属是直立行走、有大脑的物种,直接进化成今天的人。研究者普遍认为,人类进化家庭的成员头部较小,第一次从更新纪灵长动物古猿向人类进化,大约发生在200 万至300 万年前。
目前出土的化石很少可以追溯到早期人类进化的时代,这一时期是原始人类家族中一个混乱的时代。
马拉帕骨架是那段令人困惑时期,迄今为止最完整的考古发现。2010 年,伯杰的研究团队发现,这些化石属于一种未知的南方古猿物种,即南方古猿源泉种。2013 年4 月,《科学》杂志刊发六篇相关论文,科学家对这具骨架进行了从头至脚的完整分析。
伯杰需要从马拉帕化石的分析来思考人类进化。
首先,他提出南方古猿源泉种最有可能是第一次进化的人类物种的祖先。伯杰称,忽略人类出现在东非的流行观点不谈,南非是人类进化开始的地方。
第二,他拒绝认同先前的研究,即凭一些零碎的东非头骨和下颌骨化石,追溯至240 万年前的人属。伯杰称,只考虑头骨、手和臀部化石,就会很容易将马拉帕古人类分类为一种人类物种。在他看来,这种情况很可能也会发生在东非。
第三,伯杰认为,南方古猿源泉种具备古人类和类人猿的骨骼特征,南方古猿源泉种应该和其他化石标本一样,是人属祖先可能的候选人,也许是最好的候选人。
人类学家并不支持南方古猿源泉种是人类进化过程中的主要成员。但南非的种种发现,使得研究人员开始产生新的兴趣。
美国纽约大学的人类学家苏珊·安东称,下个十年里,人属的起源问题将成为原始人类研究中的前沿问题。
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