Born as a Human - CN

二、物种起源之“进化论” 从15世纪后半叶的文艺复兴到18世纪，是近代自然科学形成和发展的时期。这个时期在科学界占统治地位的观点是“生物不变论”。正如牛顿所述：地球由于所谓“第一推动力”而运转起来，以后就永远不变地运动下去，生物物种本来是这样，以后也是这样。 上文提到的法国生物学家拉马克，是最早提出“生物进化学说”的科学家。拉马克在1809年出版的《动物哲学》一书中详细阐述了他的生物转变论观点，为后来查尔斯·达尔文（Charles Darwin）提出的“进化论”（Theory of evolution）提供了理论基础。 拉马克学说的核心观点是“用进废退”论，指的是生物体的器官和功能，如果经常使用就会变得发达；反之，如果不经常使用就会逐渐退化。 举个例子，长颈鹿的脖子为什么这么长呢？以“用进废退”的观点来看：长颈鹿祖先生活的地区，因自然条件变化而成为干早地带，牧草稀少；长颈鹿为了生存，必须取食于高大树木上的叶子充饥；为达此目的，长颈鹿就特别努力伸长脖子；由于经常使用的器官愈用愈发达，不使用的器官就退化。生物具有“获得性遗传”的本领，更为优秀的基因被一代一代地延续下去，千载万代，长颈鹿的脖子就逐渐变长了。（图5.4左） 图5.4：拉马克的“用进废退”与达尔文的“适者生存” 这种观点在当时看起来很超前，不过今天的小伙伴们肯定不能同意。照这么说，如果你的爸爸智商很高，理所当然会把高智商的基因遗传给你；如果你的爸爸通过后天训练，成为拥有发达肌肉的健身达人，那么你一出生就应该也拥有发达的肌肉。 尽管如此，拉马克这一“猜想”启蒙并触动了少年达尔文。正所谓“读万卷书不如行万里路”，1831年，年仅22岁的达尔文乘坐“贝格尔号”从英国出发，开始了长达5年的随船航行，在旅行中收集生物素材。1859年，达尔文发表了《物种起源》（Origin of Species），在这期间，他一共思考了28年。他发现很多物种都有着相似甚至相同的身体结构，与曾经灭绝的物种也有一定的相似度；他坚信地球上不同的物种之间一定是连贯的，是一步步慢慢进化到今天的；生物的变异、遗传和自然选择作用能导致生物的适应性改变。随后，他提出了著名的“进化论”，核心观点与“用进废退”截然不同：物竞天择，适者生存。 还拿长颈鹿的进化为例。达尔文认为：在古代的长颈鹿中，由于个体不同，它们的颈有长有短；在气候干旱，地面青草干枯，灌木死亡的自然条件下，那些拥有长脖子基因的长颈鹿，能吃到更高的树叶，选择范围更大，因此在生存竞争中就更具优势，这样的个体就更容易保留下来，而短脖子基因的长颈鹿就没有了优势，逐渐被淘汰。这就是大自然选择的过程（图5.4右）。 达尔文的观点，随着生物分子学、基因学、胚胎学、考古学等科学体系的不断发展，有了大量的具有说服力的证据，让生物进化论发展成了一门严谨的科学理论，写进了全世界各国的教科书。 有趣的是，生物学家将哺乳动物的胚胎与人类胚胎发育过程进行比较后发现：在胚胎发育前期，根本无法区分哪个胚胎是人类胚胎，因为人类胚胎与猪牛羊等哺乳动物的胚胎太像了（图5.5）。只有到了胚胎发育中后期，才能辨别出哪个是人类胚胎。 图5.5：动物胚胎发育（鱼、蝾螈、龟、鸡、猪、牛、兔、人） 这个事实可能说明了人类与猪牛羊等哺乳动物拥有共同的祖先，或者是几乎同时出现的？不过，生物学家认为，相对来讲，人类与黑猩猩的“亲戚”关系最近，大约在600万年前，人类才与大猩猩分道扬镳，走向了不同的进化道路（图5.6）。这一观点，都出现在中学生物和历史教科书中。 图5.6：人科的进化过程 不过，达尔文对“进化论”的描述远比后人想象得要“老谋深算”得多。世人都觉得人类与类人猿有着共同的祖先，是从“进化论”考证而来的，而《物种起源》通篇洋洋洒洒12万单词，从遗传变异讲到自然选择，讲的全是动物，没有一句话说过：人类是由猿猴变的！或许，人类起源在当时实在过于敏感，在没有经过严密论证之前，达尔文当时的想法只是：“进化论”的“坑”我来挖，但是关于人类的“锅”，我肯定不背。 话说回来，地球上的碳基生命体，在生命进化过程中，生物基因差距都不是太大。科学家研究发现，人类和黑猩猩的基因相似度大约是96%，似乎间接证明了人类和黑猩猩的近代祖先是同一个物种。不仅如此，猫和人类的基因相似度高达90%；在蛋白质方面，老鼠和人类的基因相似度高达85%，所以生物药物实验多用小鼠；人类和香蕉的基因相似度高达60%！？如此看来，相似度也说明不了太多问题！  达尔文的“进化论”也并非毫无破绽。进化论认为：生物的进化一定是从简单到复杂、从低级到高级、连续而又缓慢的变化过程。当时的工业革命时期，其他生物学家也普遍认为，细胞就是生命最简单的结构，故事通常是这样开头的：很久很久以前，大海里先是出现了一个单细胞动物，然后慢慢演化为多细胞动物，之后爬上大陆…… 直到100年后，电子显微镜被发明出来，科学家才发现，原来，细胞可一点也不“简单”，每个细胞里有细胞核、细胞质、DNA、RNA等，它们有的负责运输、有的负责转化能量，好像全自动工厂一般。从这里看，生命的演化，根本不是从简单到复杂，而是从极端复杂到无法解释的复杂。 鞭毛虫就是典型的单细胞生物，可以用鞭毛游泳。2015年的一篇科学论文中，研究团队指出，鞭毛虫的鞭毛就好似一个生物马达，由开关、齿轮、传动轴、推进器、发动机组成，每分钟可达10万转，只要1/4秒就可以改变方向，而这种生物马达已经简化到了极致，上述零部件一个都不能少。按照达尔文的理论，这一套巅峰级的生物马达应该是一个零件一个零件，由简单到复杂地演化而来的，但事实上，鞭毛虫就是一个最简单的单细胞生物，它如何能一次性突变出这种技术的巅峰。说好的“从低级到高级”呢？ “老谋深算”而又“滴水不漏”的达尔文也想到了这一点，他在《物种起源》中写到：“如果可以证实，确有某种复杂器官，是不可能由无数渐进而微小的变异产生，那我的理论就彻底崩溃了。” 此外，按照达尔文所说：生命的进化是连续而又缓慢，看起来是匀速的（又称“均变论”）。可是，却有两个显而易见的“地质断层”，让“进化论”无法自圆其说：一个是寒武纪，一个是白垩纪。 面对5亿年前“寒武纪生命大爆炸”的事实，生物学界争议纷纷，出现了“百年未有之大混乱”。按照生物学家的说法，在寒武纪之前地球上仅存在数量贫乏而结构简单的生物，它们没有资格作为“寒武纪生命大爆炸”中的众多生物种类的前辈。仅在寒武纪区区不到4000万年里，一下子就出现了已知的海陆空所有动植门类，有的甚至一上来就是超级庞然大物（如恐龙、猛犸象）。“奇怪的是，我们在早期的化石中至今还无法找到它们的发展痕迹。它们好像是突然间一齐冒出来的，而且都已经完全成熟，彻底地进化了，并具备了所有的功能，有着尖利的牙齿和闪闪发光的鳞片。没有人知道是什么力量造就了它们，或者为什么造就它们。 ”—《文明的疑踪》 这就好比上一秒才知道有矿石，下一秒就造出了航空母舰，“进化论”根本无法解释，简直就像“见鬼”了差不多。 这边寒武纪还只能视作“超自然现象”，白垩纪就以“大灭绝”的姿态摆在眼前，包括恐龙在内的95%的物种又瞬间消失了。说好的“物竞天择”、“缓慢进化”呢？ 按说，在此后的的千万年间，完全可以“重演历史”，再次发生“生命大爆炸”，产生更多的生物门类。事实上并没有，寒武纪动物比现今的动物表现出更大的差异性，寒武纪的动物门类比现今还要多得多，不仅如此，包括恐龙在内的很多门类就这么彻底消失了。说好的“连续进化”呢？ “过渡物种极其稀少”这一事实，一直是化石学和考古学界难以启齿的“秘密”。生物学家们于是“大胆地”猜想：有没有可能，所有的动物种类都是突然出现的，不存在演替过程？而一类动物是另一类动物的祖先的说法则完全是主观臆断，没有任何事实根据。这样一来，需要回答的是：谁让这些动物种类们突然出现在地球上的呢？ 实际上，最早怀疑“进化论”的人是达尔文自己，以至于他在《物种起源》中用一整章的篇幅来讨论“地质记录的不完整”，并加上了一句“将来，这些处于过渡环节的化石一定会被人们发现的”。正如大部分伟大科学家的人生轨迹一样，达尔文在其生命的晚期似乎重归“神创论”，并对他的朋友说：“我那时是个思想尚不成熟的年轻人，对许多事都感到好奇，发出了一些疑问，又提出了一些解释建议。可是使我吃惊的是，这些不成熟的想法后来竟然像野火一样蔓延开来，人们竟然把它变成了一种信仰。” 《文明的疑踪》写到：1978年，尼尔斯·爱尔德瑞基教授在采访时说：“没有找到过‘过渡生物’，现在越来越多的科学家们相信这些所谓的过渡生物根本就没有存在过。”史蒂夫·辛德勒教授说：“事实上，在化石记录中，我们无法令人信服地找到从一个物种向另一个物种演变过程中所出现的某个过渡形式，一个也没有……例如，从来没有人发现过一个长着中等长度脖子的长颈鹿化石。如果这些化石记录未能显示出人们所料想的过渡环节，那么它们显示出了什么，又证明了什么呢？”  

 给小孩讲故事是为了让他睡着，  给大人讲故事是为了让他醒来。  一、碳基生命 了解地球，要从碳基生命说起。 碳基生命（Carbon-based life）是指以碳元素为基础构建的生命形式。不光是人类，地球上的所有生命体都是碳基生命体。所有生命的演化，都基于一个共同点，就是碳元素。 图5.1：化学元素周期表 回顾初中化学课本后面的元素周期表（见图5.1），地球上有这么多元素，生命为什么要以碳元素为基础进化而来呢？ 我们知道，化学反应的核心是“平衡”，化合物的形成过程就是化学反应的“配平”过程。元素周期表最右侧深绿色的一列，称为惰性气体。惰性气体之所以有“惰性”，原因是稳定，不会与其他元素发生反应，并总是以原子态的形式存在。惰性气体原子最外层的电子层完全充满了电子，既不会释放价电子，也不会吸收其他原子的价电子，形成一种超稳定的结构。 元素周期表中其他的元素就与惰性气体很不同了。以氧原子为例。氧原子外层电子层上只有6个电子，还缺少2个电子，才能形成稳定的结构。因此，一旦氧原子遇到了氢原子，就会结合起来。对于氧原子来说，加入两个氢电子，就形成了外壳8个电子的稳定结构，而两个氢原子，也都获得了氧原子中的一个电子（只有一层电子壳时，有两个电子就会形成稳定结构），所以氢也稳定了。（图5.2） 图5.2：水（H2O）分子中氢（H）原子与氧（O）原子的电子图 再看元素周期表的第14列（碳所在列），这一列的元素有一个共同点，就是最外层的电子壳都只有4个电子。碳（C）原子共有6个电子，2个在内层，4个在外层，因此，最多可以形成4个共价键。 虽然碳原子只占了元素周期表中不起眼的“一席之地”，却是整个元素周期表中最厉害的“百变魔术师”。它自身可以形成非常复杂的结构，常见的碳单质有多种，比如，钻石、金刚石、石墨烯（Graphene）、富勒烯C60、碳纳米管等。它们都是碳的同素异形体，结构不同，物理性质也大相径庭。石墨非常软，金刚石却是自然界中最坚硬的矿物质，更不用说具有超强性能的石墨烯了。 碳原子的独特性质是其成为生命基础的关键因素。碳原子能与其他原子形成4个共价键，从而构成各种稳定的有机分子，还可以与其他元素共同组成链状、环状和支链结构等数百万种碳基结构，参与大量的化学反应，从而形成复杂的有机化合物。这些有机化合物是构成生命的基础，在生物体内发挥着至关重要的作用，如蛋白质、核酸、嘌呤、嘧啶、糖类等关键元素。有机分子又可以相互结合，形成更大的分子，如多肽、多糖和核苷酸。大分子再通过特定的方式折叠和排列，形成具有特定功能的生物大分子或多种形态的聚合物链，如酶、抗体和DNA。这些生物大分子又可以通过特定的方式相互作用，形成具有特定结构的生物单元，如细胞膜、细胞核和线粒体，从而支持生命的多样性和复杂性。 说到DNA，它是脱氧核糖核酸（Deoxyribonucleic Acid）的英文缩写。1953年，英国剑桥大学的詹姆斯·沃森（James D.Watson）和弗朗西斯·克里克（Francis Crick）发现了DNA的双螺旋结构，这是人类历史上最伟大的发现之一。他们不仅找到了遗传基因的密码，也让人类洞悉了生命的本质：遗传的目的就是传递信息。DNA是由核苷酸（Nucleotide）构成的，其中最主要的成分叫做五碳糖（Five-carbon sugar），顾名思义，是由5个碳原子通过共价键连接的，形成一个环状结构，在其中，起决定作用的就是碳元素。正是因为人类DNA携带着大量的信息，我们才成为地球上最高等的碳基生命。 在元素周期表（图5.1第14列）上，能够形成4价键的，不仅仅是碳原子，还有其他几种原子。碳原子下面的硅原子，能够形成硅基生命么？ 图5.3：碳（C）与硅（Si）的电子层 硅与碳原子的最外层都有4个电子，也能形成4个共价键，说明这两种元素有着相似的化学能力。区别在哪儿呢？从电子层的分布上看（图5.3）：碳（C）只有6个电子，而硅（Si）有14个电子，碳只有2层电子壳，而硅有3层，意味着硅的最外层电子离原子核要远一点，硅最外层电子形成的共价键远弱于碳的共价键。相比较来看，碳基分子比硅基分子的稳定性要强得多。 碳基分子能够形成生命，还有一个极其重要的原因，就是地球上无处不在的水（H2O）。因为碳基分子能够在水中溶解，所以生物体内的化学物质，就可以在水中进行运输、代谢和反应。比如，成年人身体内水的含量约占体重的60%～65%，水是人体内各种液体，如血液、淋巴液、细胞液的主要组成部分。水可以把营养物质，如葡萄糖、氨基酸、氧气等送达到身体的各个部位，为细胞提供能量和营养。因此，科学家一般认为：生命离不开水。 生命为什么离不开水呢？ 原核生命起源假说（RNA World Hypothesis）认为：地球上生命的起源可以追溯到约45～38亿年前，原始地球是一个被水包裹的星球，早期的生命形式是在水中出现的。这就是说，在相当长的一段时间里，地球表面最多的就是水。 那么，到底是水孕育了生命，还是生命因为环境而适应了水呢？ 科学家还无法做出解释。但是，从生命的历程上来看，水为碳基生命提供了稳定的化学环境，生命依靠水得以繁衍。水分子起到了催化、溶解、传递、稀释等多种作用。由于水在地球上随处可得，使生命根本没有准备好没有水的生存，在进化过程中，也就根本没有发展出自行合成水的功能。所以，今天人类和地球上的所有生物，都必须通过喝水或补充水分赖以生存。到目前为止，科学家还没有发现不需要水的碳基生命形式。虽然有极个别微生物，在极端干燥的条件下，也能生存很长的时间，但这些微生物仍然需要水来维持生命。 硅基与碳基的最大不同，就是硅基化合物对水的化学活性较低，在一般情况下，不会与水发生反应。尽管硅原子也能形成4个共价键，硅基却不能很好地利用水，无法自然产生硅基生命。 综合来看，生命的产生和进化，在偶然中一定存在着必然，归根到底，还是当时的环境决定的。碳基生命的产生与发展，与地球的环境是密不可分的，也最终成为了地球生命的唯一选择。 试想，人类是否能够创造出硅基生命，或者半硅半碳的生命呢？ 这似乎并非完全不可能。 1813年，法国生物学家让·拉马克（Jean-Baptiste Lamarck）在他的生物学巨著《法国植物志》（Flore françoise）中，描述了一种叫硅藻（Diatoms）的小生物，它的细胞外面居然有一层二氧化硅（SiO2）组成的细胞壁，而二氧化硅就是石英、沙子、玻璃之类的主要成分。硅藻居然住在由它自身塑造的玻璃房子里，这真是太奇妙了！有一种解释认为，当岩石和土地被风化、侵蚀之后，二氧化硅就进入到水里，被溶解为硅酸。硅藻体内有一种“硅转运蛋白”，可以搜集水中的硅酸，进入到一个叫“沉积囊泡”的组织里，在这里重新转化成二氧化硅。二氧化硅越积越多，就会形成大面积的“硅壁”。至于到底如何发生化学反应，才能使自身的细胞壁与硅结合在一起，科学家还弄不明白。不过，虽然硅藻奇迹般地穿上了玻璃衣服，但它仍然是地球上的碳基生命。 2016年，加州理工大学教授，诺贝尔化学奖得主弗兰西斯·阿诺德（Frances Arnold）使用冰岛温泉中采集的细菌部分蛋白质的DNA重新编码，促成了DNA突变，发现突变的酶居然产生了合成有机硅化合物的能力，形成了硅和碳元素之间的共价键：硅碳键。这是人类首次让生物体自发形成硅碳键。 更为深入和有趣的问题是：地球上真的只有碳基生命体么？ 科学家在研究外星生命的过程中，早就提出了生命存在多种形态的可能性，除了我们自己和身边所见碳基生命体，可能还存在硅基生命体，或以能量形式（如电磁波）存在的生命体。 硅基生命最明显的特点就是由硅元素构成DNA，这使得硅基生命具有更强的化学稳定性和抗辐射能力，在恶劣的环境中仍能存活，可以近似地想象成电影《蜘蛛侠》里的“沙人”。人工智能高速发展下，如果让机器人拥有了情感和主观意识，就会发展为可能的硅基生命体。或者如果真的有硅基生命，这个新物种很可能会比人类寿命长得多，且消耗的能量也小得惊人。 还有一种说法认为，地球上不仅仅只有碳基生命体，我们和其他形式的生命体共同生存在地球上，只是普通人类接触或感受不到而已。1988年，国际知名飞碟专家、台湾飞碟研究会会长、核物理专家吕应钟先生在《星空谍影——外星人访问地球的蛛丝马迹》中，引证了中外古籍和近代人类考古史上的诸多外星人造访地球“疑案”，提出了文明根源于外星的假说，向传统进化论和人类文明史发起挑战。据英国《每日邮报》2008年的报导，第6位在月球上行走的美国宇航员埃德加·米切尔表示，外星人与人类已经有过多次接触，只不过被XX将真相隐藏了60年而已。 “Discovery探索频道”曾经做了几期节目，探讨美国北纬37度线可能正在发生的人类与更高等文明的合作。之后，本·梅兹里奇（Ben Mezrich）出版了《北纬37度线：美国UFO公路背后的秘密真相》（The 37th Parallel: The Secret Truth Behind America’s UFO Highway）。俄罗斯“火星男孩”波力斯卡曾经在采访中描述了他从火星来到地球驾驶的太空船：“太空船从火星起飞到登陆地球几乎在瞬间完成…… 我们的太空船由6层构成，外层占25%，由坚固的金属构成；第二层占30%，由类似于橡胶的物质构成；第三层占30%，也是金属…… 最后一层只有4%，是由特殊的磁材料制成的。如果我们给这个磁层充满能量，那么太空船可以飞往宇宙任何地方…… 依据地球现代科学物理学定义，密度越大应该其空间时空越大，小粒子空间的密度一定大于普通分子密度，那就是一个更广阔的空间。飞碟是否能够反重力、反引力并不重要，利用突破空间维度与时间相对较快的场，飞碟可以穿梭其间…… ” 斯坦·罗曼尼克（美）著有《我被外星人绑架过11次！》，他用录像带拍下了清晰的飞碟照片和外星人，讲述了自己从2001到2008年的11次惊险遭遇，其中包括一夜治病，与陌生女人配种，教授星际旅行秘密方程式等。 2022年有美国某协会出了一本《外星生物年鉴》，详细记录了82个外星种族，包含起源地、身体特征、现居地等。 当然，这些由普通人发现的超自然事件，也许是“神秘的阴谋”，又或许只是“冰山一角”。我们轻易能看到的，都是别人想让我们看到的。我们知道的未必是发生的，真正发生的可能不能让我们知道。借用福尔摩斯的一句名言：当你排除一切不可能的情况，剩下的再不可思议，那也是事实。  

熵（Entropy）起初是一个描述热力学状态的函数，后发展为系统混乱程度的度量。系统越无序，熵就越大；系统越有序，熵就越小。1850年，德国数学家鲁道夫·克劳修斯（Rudolf Clausius）对热功转换问题进行了深入研究，总结为热力学第二定律，并于1856年在《热学之第二定律的修正形式》(“On a modified form of the second fundamental theorem in the mechanical theory of heat”)一文中引入了“熵”的概念，用于表述这种不可逆的过程，并用反证法证明了熵增定律的存在。熵增定律（Principle of entropy increase）指在孤立且封闭的系统内，任何变化不可能导致熵的总值减少。换句话说：任何一个系统，只要是封闭的，且无外力赋能做功，它就会不断趋于混乱，直至该系统崩溃。 走出物理和化学实验，熵增定律亦无处不在。 1998年，企业家贝佐斯（Jeff Bezos）在致亚马逊的股东信里说：“我们要反抗熵增（We want to fight entropy）。”管理学大师彼得·德鲁克（Peter Drucker）也说过：“管理就是要做一件事情，如何对抗熵增。” 一家公司，创业之初，精兵简政，目标高度一致，执行力和效率都很高，但随着公司发展，人员越来越多，流程和规定也越来越多，资源内耗，效率降低，所以百年公司真要实现，何其之难？一个房子，刚刚搬进去的时候，窗明几净，整洁有序，可是住着住着，东西越堆越多，放置越来越随意，混乱到经常找东西。万物亦是如此。开水放着会变凉，衣服会越来越旧，手机是越用越卡…… 人，又何尝不是？ 世间的爱情犹如一场历“心”的游戏，不管当初是如何情投意合、你侬我侬，但是这任何关系，走到最后，总是归于平淡，或阴差阳错、一声叹息，能相伴到老的，又能有多少？绝大多数，不过是“相识一场”。有多少人能悟到：有心者，必有所累；无心者，亦无所谓；相识是缘，缘尽则散；情出自愿，何来亏欠，放下便好。 疫情封闭的时候，被关在家里，一开始似乎很美好，再后来就垃圾增多、空气混浊、蓬头垢面、无所事事、寝食难安，认知不够的人发现活着没意义，认知稍高的人重新思考活着的意义…… “熵增定律”，也解答了“众生恒定向下”的轮回法则（详见第八章）。如果我们有能力看到自己累世轮回的一幕幕人生，福报的消耗比累积往往快得多得多，可能费尽几世积攒的功德在一辈子就消耗殆尽。这样看来，与其在人生里迎接错乱和混乱，在打怪升级中丢了能量，还不如找到自己最舒服的姿势和状态，多做善事，积累功德，就是和谐和熵减。 不管是人类、地球还是宇宙，从宏观角度来看，熵增皆是一个不可逆的过程。那么如何才能对抗熵增？从定义上来看，熵增的条件有二：封闭系统和无外力做功。只要打破以上两个条件，就可以实现熵减。简言之，让系统开放，并注入新的能量，或让原本内部的生命提升能量。 举个例子，超大型企业管理往往目标是要努力保证企业的活力和效率，很可能就需要采取“扁平化”结构。马斯克同时管理数十家公司，极力推崇“扁平化”管理架构，以克服机构臃肿产生的熵增。英伟达CEO黄仁勋说，公司里有50多个人可以向他直接汇报,他非常讨厌管理的层级和利用信息的不对称来给自己在公司中制造权威。 中国有句话叫：家和万事兴。以和为贵，一个家庭和睦的时候就是 “熵”最小的时候，“天时、地利、人和”也是这个道理。一个成功的企业家，其身后一定有一个井井有条、气场和睦的家庭；反之，一个连“小家”都一地鸡毛的生意人，看似短期有些财运，终将耗尽福报、一事无成。

四、能量守恒定律 能量这个词仿佛谁都懂，但却很值得从科学的角度来说一说。 能量（Energy）是质量的时空分布可能变化程度的度量，用来表示物理系统做功的本领。我们在日常经常听到这个词汇，泛指物体做功的能力或比喻人在某一方面的活动能力，比如政治能量、精神能量等。 能量是怎么形成的呢？是由物质内部的运动或振动产生的。小到原子、分子，大到天体运行，都在不断的运动和振动。爱因斯坦的老师——量子物理学家普朗克（Max Planck）有一个著名的能量公式：E=hf（能量=量子常数×振动频率），即能量E等于普朗克常数乘以频率。带入前一节我们提到的波长公式，λ=v/f（波长=波速/频率）,则每一个光子的能量为E=hf=hv/λ。电磁波（光波）是能量的一种，各种光子的能量是不同的，波长越短、频率越高的光子能量就越强，反之则越弱。 光子是宇宙中数量最多的存在，无论是白天还是黑夜，在我们周围都充满了光子，随便手一拍，就有无数的光子打在我们的手心手背上。凡是高于绝对零度（-273.15℃）的物体，凡是能够释放出能量的物体,都会释放出电磁波，且温度越高，电磁波频率就越高，波长就越短。由此可见，世间一切有形、无形的物质皆是不同的运动周期和不同的振动频率形成的能量，只是周期和频率各不相同，因而产生不同的表现形式。 我们再来看初中物理的入门定律：“能量守恒定律”，百度百科在介绍能量守恒定律的时候的第一条注释就是“适用于一切领域”。 能量守恒定律(Law of conservation of energy)是自然界普遍存在的基本定律之一。一般表述为：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一个物体转移到另一个物体，或者从一种形式转化为另一种形式，而在转化或转移的过程中，能量总量保持不变。也可以表述为：一个系统的总能量的改变只能等于传入或者传出该系统的能量的多少。能量守恒定律发现于19世纪40年代，值得感叹的是，它是由来自5个国家、各种不同职业的10余位科学家从不同领域各自独立发现的。 科学界对能量守恒定理的进一步认识，是爱因斯坦狭义相对论中的质能方程式：E=mc2（其中m为质量，c为光速），这个公式告诉我们，由于光速不变，质量和能量是可以相互转化的。物体的能量每增加△E，相应的惯性质量也必定增加一定比例的△m；反之，每减少△m的质量，就意味着释放出△E的巨大能量。这一公式被后人誉为“改变世界的方程”，它不仅意味着一个相对“静止”的物体仍然有能量，还意味着少量的质量能够转换为十分惊人的能量，为原子能的利用和宇宙学的发展奠定了理论基础。（图4.10） 图4.10：爱因斯坦与质能方程式 爱因斯坦告诉我们：世界上的一切存在都可以用能量去换算，同样，我们就可以把一切物质当成能量去看待，包括意识和思想。不同行业、不同职业、不同学历、不同性别、不同年龄的人都有相对应的能量（或频率）。人们很多时候感受不到能量，但它却一直存在，正像人们一直生活在空气中，而眼睛却看不见空气一样。 如果人的精神（或意识、魂）有能量，那么它也一定有质量。 灵魂21克的最初来历，源于美国麻省的马萨诸塞州医学博士邓肯·麦克杜格尔（Duncan MacDougall）基于3年中数十位志愿者的实验结果，《关于灵魂是物质的假说并用实验证明灵魂物质的存在》一文1907年被发表在《美国医学》杂志上，震惊世界。1987年，墨西哥心灵学家胡力安·马尔撒斯公布了一张病人死亡瞬间疑似灵魂出壳的照片，在科学界引起一阵骚动与热烈讨论。照片中，在病人死亡的瞬间，有一道白色的东西从身体内离开。心灵学家解释说，这是“灵魂素粒子”离开躯壳，之后人体只剩下一具没有灵魂的躯壳，不久就会腐坏。美国北卡罗莱纳州维克森林医学院大学教授兰萨（Robert Lanza）也声称，从量子物理学角度出发，有足够证据证明当人的肉体停止活动之后，意识讯息却仍会以量子的形式存在。2005年，英国心理学家大卫·丰塔纳（David Fontana）出版了一本名为《是否有来世》（Is There An Afterlife）的书，回顾了过去150年里累积的一些死后世界证据的系统研究。2020年，诺贝尔物理学奖颁发给了提出人死后灵魂以“量子形态”继续延续的英国物理学家罗杰·彭罗斯（Roger Penrose），这位科学家将“人死不灭”的观点坚守了20载。之后这几年的诺贝尔物理学奖，每年皆与“量子纠缠”领域的突破密不可分。（图4.11） 图4.11：灵魂出壳模拟图与《是否有来世》 这里提一下，科学家们认为：离开人体的“灵魂素粒子”通常如水中浮萍般，漂浮在空中，没有附着点，呈现微粒子状态（量子态），有时候，这些微粒子会集合成肉眼可看见的物体，这就是人们眼中的“幽灵”，只有极少的时候幽灵在拍照过程中会出现。因此，互联网照片或视频中呈现的“灵魂照片”或“磁场”图片，大概率都是“后期合成”之作，可信度微乎其微。因为灵魂的量子态不足以吸收和反射光线，非人类肉眼可见，正如我们看不见磁场，也看不见大自然万物的“魂”（阴性态），摄像机或照相设备的工作原理更无法捕捉呈像。 但是，摄像机拍摄不到的东西，人眼未必不可见。《金刚经》中，世尊与须菩提等弟子讨论了佛陀具备的“五眼（肉眼、天眼、慧眼、法眼和佛眼）六通”能力。从凡夫至佛位，“五眼”代表了修行的次第，对于事物现象终始本末的考察功能。寻常人没有这样的能力，不过，幼儿或某些特异功能人士有可能可以捕捉到事物的阴性态。 再记住，同维为真，高维为假。 看过一则视频，一禅小和尚问师父，人生的意义是什么？师父说：“清泉流过时，不错过甘甜；花光灿烂时，有人陪伴；风雨飘摇时，有所守护。”这一切都是处于三维时空的你最真实的体验。我们以肉体凡胎，身在人间的时时刻刻都是千真万确的，所有的伤害、侮辱都是锥心的疼，所有的疾病、割舍都是刺骨的痛，喜怒哀乐、悲欢离合、酸甜苦辣、五官六感、七觉八识、爱恨情仇，都是切身体会，不能再真实！只是佛菩萨站在高维，看到众生从“投影源”中受因果业力牵引的累世轮回，开示人们跳出角色的“像”，放下“贪嗔痴慢疑”的执念，关注此一世的真实意义，累积自身升级的能量。 同样，当我们离开这个世界的时候，灵魂离开三维空间，我们也会看到自己和万事万物呈现出的阴性态，有山有水、有路有桥，活着的人没有切身体会而判定为“假”，但只有在另一个维度空间，才知灵体也会悲伤、疼痛、饥饿、满足……《玉历宝钞》、《阴律无情》等古籍记载着冥府和地狱对罪灵进行审判后用刑，疼痛到灵体昏厥后反复行刑已作惩戒，都是真真实实的痛苦。所以，不要以为自己感受不到灵魂之苦就在现世胡作非为，不要以为作恶的时候天地不知，只是还身处三维空间的你当下暂时感受不到而已。

三、光波的应用 人类能够直观地感知世界，除了声波外，最重要的便是光波。 物理学上，常把声波称为力学波（机械波），光波称为电磁波（Electromagnetic wave）。前者的传播需要媒介（比如空气、水、固体），后者可以在真空中传播。因为电磁波都是由光子组成的，它们在空间中传播直到与物质相互作用。一些波被吸收，另一些波被反射。电磁波在这个世界上无处不在，它们以不同的形式，让你看到、感觉到，或看不到、也感觉不到。 通常电磁波被分为7种类型：分别是无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线（见图4.5）。 图4.5：电磁波谱 无线电波 无线电波（Radio）是频率最低，波长最长的电磁波，与声波相似，具备极强的穿透力，传输过程中能量损失较小。无线电波的波长很长，每秒可以达到数百，甚至数千米。不光是手机、电视发射塔等会产生无线电波，许多天然石材也会发出无线电波,比如水晶、玛瑙、翡翠等，这些天然玉石常被人佩戴，用于安神或护身，也有更为稀有的品类，常被皇室或宗教作为法器，或镶嵌在权力的象征物上。 无线电波可以用来传递信息。利用共振原理，无线电波可以用天线发射或接收，将相关信号传输到接收器，这些接收器随后将这些信号转换为可用信息。我们生活中的电视、移动电话、无线网络、对讲机、遥控玩具等，都使用无线电波来传递信息。通过调变，可将信息加载于无线电波之上，常见的调变方式有收音机里常用的调幅AM、调频FM之类。 著名的“旅行者1号”探测器1977年出发，飞行近50年，还不停地用无线电波与NASA保持联络。旅行者1号探测器目前距离地球大约为200～250亿公里,传送回地球的无线电信号大约需要18～22个小时，其信号的传输速度等同于光速。此外，恒星，行星和其他宇宙物体也会发出无线电波，正是由于人类多次收到宇宙神秘信号，才更加相信外星人的存在。   微波 微波（Microwave）是频谱中第二低的频率波。无线电波的波长可长达数公里，而微波的波长仅有1毫米至1米之间。由于频率较高，微波可以穿透会干扰无线电波的障碍物，例如云、烟和雨。 家家户户的微波炉是微波最普遍的应用场景。常规加热（如火焰、蒸汽等）都是利用热传导、热辐射将热量首先传递给被加热物表面，再通过热传导逐步使中心温度升高，即常称的外部加热。它要使中心部位达到所需的温度，需要一定的热传导时间，而对热传导率差的物体所需的时间就更长。而微波加热则属于内部加热方式，电磁能直接作用于介质分子转换成热，且透射性能使物料内外介质同时受热，不需要热传导。由于内部缺乏散热条件，内部温度很容易高于外部温度，加速了水分的迁移蒸发，所以微波炉加热鸡蛋等食品很容易“爆炸”（一般建议日常菜品在放入微波炉时加盖，以防过分干燥）。家用微波炉主要用于加热饭菜、解冻食品、烹饪美食，工业微波炉可用于消毒杀菌、脱水干燥、熟化保鲜等。 微波在通信领域的应用极为广泛，微波通信（Microwave communication）是直接使用微波作为介质进行的通信，当两点间直线距离内无障碍时就可以使用微波传送。利用微波进行通信具有超大带宽容量、高精度、低时延、建设速度快、通信过程稳定、维护便捷等特点，因此是国家通信网的一种重要通信手段。我们日常手机用到的移动、联通、广电网络，都是使用微波通信。 由于微波在空中的传播特性与光波相近，也就是直线前进，遇到阻挡就被反射或被阻断，因此数字微波通信的主要方式是视距通信。受地球曲面和空间传输衰减的影响，要进行远距离的通信，需要接力传输，即利用基站对信号进行多次中继转发，可以经过几十次中继而传至数千公里仍可保持很高的传输质量，这就是民族企业华为公司的主营业务。 另外，无线网络通信技术WiFi使用低强度微波来传递信息。由于其无法绕过障碍物的特点，不同房间信号衰减很快。家庭一般会采取安装多个WiFi路由器或增加信号放大器的方式，来维持信号稳定。   红外线 红外线（Infrared）是波长在0.76～1000微米（1微米=10-6米）的电磁波，是频率比红光低的不可见光。在物理学中，凡是高于绝对零度（即-273.15℃）的物质都可以产生红外线（以及其他类型的电磁波），因此也称作红外辐射或热辐射。红外线具有热效应，能够与大多数分子发生共振现象，将光能（电磁波的能量）转化为分子内能（热能），太阳的热量主要就是通过红外线传到地球上的。 红外线的显著特征是热效应。跟微波不同，因为微波的波长是红外波长的近千倍，因此微波是深入内部加热，红外加热只是表面加热。较长波长的红外线（远红外线）产生热量较多，如火、太阳、白炽灯等发热物体发出的辐射；较短波长的红外线（近红外或短波红外）不会产生太多热量，可用于远程控制和成像技术。 红外线在日常生活中的应用无处不在。例如，将物体的红外辐射图像转换为可视化图像的高精度检测和疾病诊断，用于测量温度的“额温枪”，用于安防领域的夜视设备（监控摄像头），用于遥控电视机、空调的家用红外遥控器…… 远红外线具有深入皮肤和皮下组织、与人体内细胞分子的振动频率接近等特点,被广泛应用于医疗领域，能够使皮下深层温度上升,微血管扩张,有利于清除血管囤积物及体内有害物质,也能够辅助治疗肌肉酸痛、褥疮烫伤及伤口不易愈合等疾病。 红外夜视器材在现代战争中也发挥着重要作用。从1991年的海湾战争，到最近的俄乌战争，美军支援的枪支和火炮上都配备了红外夜视仪，能够通过接收各种物质发出的红外线，再把它们呈现出来。因此，即使在夜晚或硝烟弥漫的战场上，也能率先发现敌方，并开炮射击，抢占战场先机。   可见光线 可见光波（Visible light）让我们可以看到周围的世界，它是电磁波谱中能够作用于人的眼睛引起视觉的一个很窄的波段。频率在380～750太赫兹（1THz=1012Hz），波长在400～780纳米（1nm=10-9m米）。 我们见到的太阳光通常被描述为白色（或“无色”，所以佛家常言“色即是空”），实际上是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光混合而成的复色光（或聚合光）。1666 年，英国科学家牛顿第一个揭示了光的色学性质和颜色的秘密。他用三棱镜分光实验说明太阳光是各种颜色的混合光，并发现光的颜色决定于光的频率。其中频率最低、波长最长的是红色，频率最高，波长最短的为紫色，不同频率表现为不同的颜色。在牛顿色环上（图4.6），如果将圆环进行六等分，每一份里分别填入红、橙、黄、绿、蓝、紫六个色相，那么他们之间表示着三原色、三间色、邻近色、对比色、互补色等相互关系。其中，红绿蓝三色是不能再分解的三种基本颜色，简称色光三基色，由任意两基色混合就得到了混合色，三基色相混合就得到了白色。牛顿色环为后来的表色体系的建立奠定了一定的理论基础，在此基础上又发展成12色相环、24色相环、100色相环等。 图4.6：牛顿色环 可见光最自然的来源是太阳。雨后常见的彩虹，是太阳光入射于大气层后，被水滴折射与反射的结果，可以看到组成太阳光的七种频率（颜色）光。根据物体吸收和反射的光的波长，人类的眼睛将物体感知为不同的颜色。也就是说，当太阳光照射到物体上时，物体吸收了一部分颜色，剩下的颜色就是人眼看到的颜色。比如，我们看见绿色的树叶，是由于树叶的物理特性使它吸收了其他颜色的光，只反射绿色的光，这些光射入视网膜后形成有颜色的图像，我们就看见了绿色的树叶。 不同颜色对光的吸收和反射各不相同，红色对光线反射是67%，黄色是65% ，绿色则是47%，青色只反射36%。由于红色和黄色对光线反射较强，容易产生耀光和刺眼，所以警示用的标识一般是红灯或红色；绿色和青色对光线的吸收和反射比较适中，人体的神经系统、大脑皮质及视网膜组织更加适应。例如青草和绿树，不仅能吸收强光中对眼睛有害的紫外线，同时还能显著降低强光产生的耀眼对视网膜的刺激。因此，建议青少年和上班族在学习和工作之余，倚在窗口眺望远处的树木，紧张的神经就会顿时放松，眼睛的疲劳也会很快消失。不过，如果看33厘米以内的东西，即使是绿色的，对眼睛的益处也很有限，所以要经常远眺。 科学的进步和电力的普及，使人类发明制造出了很多可见电光源，常见灯具有白炽灯、荧光灯、LED灯、霓虹灯等。白炽灯曾经是产量最大，中国老百姓应用最广的电光源，但其灯丝温度高，大部分的能量以红外辐射的形式消耗，使用寿命短，一般不超过1000小时。近年取而代之的是LED灯，它可以利用固态半导体元器件（即发光二极管），直接将电能转化为光能，其特点是构造简单、成本低、使用寿命长、发光效率高、不易破碎，成了千家万户夜晚照明的不二选择。   紫外线     紫外线（Ultraviolet，UV）是波长在5～400纳米的电磁波，是频率比蓝紫光更高的不可见光。1801年，德国物理学家里特（Johann Wilhelm Ritter）发现：在日光光谱的紫端外侧一段光谱能够使含有溴化银的照相底片感光，从而发现了紫外线的存在。从紫外线的发现开始，就与我们的生活息息相关。 自然界的主要紫外线光源是太阳。紫外光又可以分为UVA（紫外线A，波长320～400nm，低频长波）、UVB（波长280～320nm，中频中波）、UVC（波长100～280nm，高频短波）、EUV（10～100nm，超高频）4种。其中，UVA射线会导致皮肤色素沉着，导致黑斑或晒黑，如果进一步破坏生物体化学键DNA，则可能产生癌变；但也因其可以强烈地刺激皮肤，使皮肤新陈代谢加快、皮肤生长力加强、增厚，也成为了临床治疗皮肤病（如牛皮癣、白癜风等）的重要波段。中波紫外线UVB波长较短，此类紫外线的极大部分被皮肤表皮所吸收，不会渗入皮肤内部，但长久照射易灼伤皮肤，出现红斑、炎症或皮肤老化。虽然太阳光冬季更加温和，但紫外线仅仅比夏天弱约20%，即使在阴天紫外线的含量也高达晴天时的90%，因此，紫外线仍然会对人体皮肤和眼睛等部位造成危害，冬季户外活动也应涂抹一些隔离霜或防晒霜，避免长时间紫外线照射。 还好地球上空的臭氧层吸收了大部分的紫外线。在大气平流层中，一部分氧气分子可以吸收小于290纳米波长的太阳光中的紫外线，并分解形成氧原子，这些氧原子与氧分子相结合生成臭氧（Ozone，O3），这就是臭氧层。臭氧可以吸收太阳光后被分解，也可与氧原子相结合，再度变成氧分子。紫外线中的大部分UVC和EUV被臭氧层吸收，不能到达地球表面。 紫外线对人眼有强烈的刺激作用，因其波长短，频率高，能量高，对眼睛视网膜穿透力强，长时间照射会使视网膜发生病变。紫外线还是“雪盲症”的罪魁祸首，在雪地、高山等强烈反射阳光的地方，人的眼睛会感到刺痛，所以在攀登雪山或极地探险时，往往需要戴护目镜来防止紫外线对眼睛的伤害。在焊接过程中产生的紫外线会使焊工患上电光性眼炎。 电子产品中往往也会有少量的紫外线和大量接近于紫外线频段的紫光和蓝光。长时间使用电子产品，这些高能紫外线和蓝紫光对人眼也会造成不可逆的伤害，进而产生视力下降、视线模糊、发黄、昏暗等现象，可能会造成视网膜黄斑性病变。所以，连续使用电子产品的时间尽量不要超过3个小时，建议不定时休息一下眼睛，远眺绿植或到户外走走，避免视疲劳。在晚上关灯的时候使用手机，应降低屏幕亮度，开启护眼模式（防蓝光模式）或夜间模式，也能有效防止紫外线和蓝紫光对人眼的伤害。 紫外线在生活中的运用很多。除了化学作用能使照相底片感光，它的荧光作用很强，日光灯、荧光灯和农业上用来诱杀害虫的黑光灯都是用紫外线激发荧光物质发光的。大部分昆虫的复眼对365nm紫外线特别敏感，在晚上，点亮一只紫外线灯，对昆虫来说犹如光明世界一样，从而达到诱捕的功效。紫外线可以防伪，用于验钞。紫外线还有生理作用，青少年每天户外活动，接受10分钟自然紫外线，即可促进人体合成所需维生素D，防止佝偻病。在家用、医疗领域，紫外线常用作杀菌、消毒、除臭等。 紫外线的粒子性较强，能使各种金属产生光电效应。超高频紫外线EUV，又称极紫外线，频率极高、波长极短、能量和分辨率极强，可以用于光刻机，生产精密制程的CPU和各种电子芯片。紫外光刻机就是芯片制造的尖端设备，也是我国的“卡脖子”技术之一。全球芯片制造巨头荷兰 ASML公司2024年推出的新款极紫外 (EUV) 光刻机，售价3.5亿欧元，重达150,000 公斤，相当于两台A320空客飞机，当然，在重量背后，是其不可替代的极紫光刻前沿技术。  X射线 我们知道，在光波频谱中，频率越高的光波，波长越短，光子能量越大。X射线（X-ray），就是一种频率极高，波长极短（波长为0.01～10nm）、能量很大的电磁波。 1895年，德国物理学家伦琴（Wilhelm Conrad Röntgen）在从事阴极射线的研究时，发现了X射线（又称伦琴射线，“伦琴”后来也被用作辐射的计量单位）。由于人体组织间有密度和厚度的差异，当X射线透过人体不同组织时，被吸收的程度不同，经过显像处理后即可得到不同的影像。伦琴发现：X射线可穿透千页书、2～3厘米厚的木板、几厘米厚的硬橡皮、15毫米厚的铝板等，但却能被1.5毫米厚的铅板几乎完全遮挡。他还偶然发现：X射线可以穿透肌肉照出手骨轮廓，于是就请夫人把手放在用黑纸包严的照相底片上，然后用X射线对准手掌照射15分钟，胶片上随即清晰地呈现出夫人戴着结婚戒指的手骨像（图4.7）。这是一张具有历史意义的照片，它表明了人类可借助X射线，隔着皮肉去透视骨骼。伦琴也因这一发现获得了第一届诺贝尔物理学奖。 图4.7：物理学家伦琴与夫人的手骨像 科技与时尚的结合，永远引领着时代。X射线是看不见、感觉不到的射线，但是又充满了科技感，给人们带来了无限的想象空间。当人处于X射线光束中时，短时间也不会有不适的感觉，因此，围绕X射线的高科技产品，一度风靡欧美。回顾X射线的历史，我们不得不承认它是一把双刃剑，可以为人类带来福祉，又存在着潜在的危险性。 来看第一批“吃螃蟹”的经典场景（图4.8）： 由于种族和饮食的差异，脱毛是欧美人永恒的话题。在X射线被发现之前，欧美女性普遍采用蜜蜡的黏性将毛发连根拔出，过程比较痛苦。当科学家用了12天共计20个小时的X射线照射，成功将一位大汉背部浓密的毛发尽数除尽之后，无数的爱美女士加入了这一看似“安全无害”的脱毛大军队伍。 更为“老少咸宜”的是X射线试鞋机。这种机器结构非常简单：木质外壳中置入X射线管，顾客只要将脚放进箱子里，通过箱子上方的透镜就能够清楚地看到这双鞋子的合脚程度。很明显，所谓“试鞋”只是商家吸引顾客的噱头。由于效果出奇得好，X光试鞋机几乎成为当时的鞋店必备。1950年代最巅峰的时期，X光试鞋机在美国的短期销量一度上万台，英国也达到3000台。 欧美国家皇室贵族争相拍摄X光肖像照和结婚照，使X光照片之风迅速席卷了上流社会和时尚前沿。为了赶时髦，人们结婚前除了要拍一张婚纱照以外，还会拍一张人体的骨骼照，显示自己的“内在美”。 上世纪50年代的选美比赛中，参赛者不仅要有美丽的容颜，还需要有美丽的站姿，而评价站姿就是通过X射线来体现选美小姐的脊背，用脊椎骨的弧度来评价美人站姿的完美程度。 图4.8：X射线试鞋机（上），婚纱摄影与选美大赛（下）...

二、声波的威力 能量的传输和共振影响离不开媒介，下面要多花一些篇幅介绍无处不在的声波和光波。与我们的肉体不同，声光具有超强的传输能力和穿越功能，可以携带信息和能量，是人类与高维连接的重要纽带。同理，如果高维要想影响人类，也必须通过这些媒介。 我们能感受到声与光，是通过声波与光波。 所有的声波均是机械波，它必须依靠介质进行传播，无法存在于真空（如太空）中。声波的频率范围很宽，人和动物的发声和听觉的频率范围不同。正常人耳听觉频率范围为20Hz—20000Hz，发声频率在85Hz—1100Hz（尽管如此，男女老少，先天和后天的个体差异很大）。科学家把频率低于20Hz的声波称为次声波（Infrasound），把频率高于20000Hz的声波称为超声波（Ultrasound）（图4.3）。 图4.3：次声与超声 我们把波在一个振动周期内的传播距离叫做波长（Wavelength），波长的基本测量单位是米（m）。根据波长公式：λ=v/f（λ-波长，v-波速，f-频率）,其中v是声波，波速为340米/秒,所以λ＞17m 是次声波的波长，λ＜0.017m是超声波的波长。频率越低，波长越长；频率越高，波长越短。所有的物体都有“固有频率”，一般来讲，单位质量越大的物体固有频率越小,共振频率越低。比如：石头＜骨骼＜肌肉＜血液。   次声波 次声波的频率很低。别看次声波每秒的振动次数不超过20次，它的波长却很长，可以几乎无损地传递很远的距离。大气对次声波的吸收很小，因而其穿透力极强，可传播极远而能量衰减极小，具有超强的破坏力。10Hz以下的次声波可以跨山越洋，传播至数千千米以外。通常的隔音吸音方法对次声波的特强穿透力作用极微，7Hz的次声波就可以穿透十几米厚的钢筋混凝土。 地震海啸、火山风暴、电闪雷鸣、漩涡湍流、磁暴极光、龙卷风等都会激起强大的次声波。人类活动中的火箭发射、导弹飞行、核爆炸、轮船航行、汽车急驰、高楼和大桥摇晃，甚至像鼓风机、搅拌机、扩音喇叭、有些器物引起的尖锐的摩擦声，都能产生次声波。1883年，印尼的克拉托火山大爆发，巨大的喷发激起强大的次声波，环绕地球3周，在远离火山几万千米的观测站测到了该次声波，这也是人类首次记录的次声波。1986年，美国航天飞机“挑战者”号升空爆炸，产生了历时12小时53分钟的次声波。 虽然人耳大多听不到次声波，它却对人体的影响却很大。人类各器官都存在细微而有节奏的脉动，这种脉动频率一般为2～16Hz范围内，质量越大，固有频率越小，如：脑部为8～12Hz，腹部内脏为6～9Hz，人体骨骼可能更低。当次声波正好作用于人体固有频率范围内时，身体器官容易发生共振，引起功能失调损坏、血压升高等全身不适。一旦次声波的强度很高，大功率的次声波会引起人体强烈的共振，从而造成呕吐不止、呼吸困难、肌肉痉挛、神经错乱、失去知觉、内脏变形、血管破裂等无法逆转的伤害。 次声波用于军事上，被誉为“无声杀手”，无论敌方躲在几十米厚的钢筋混凝土后面，还是乘坐在坦克中，或藏在深海的潜艇里，次声波武器均能轻而易举“一招致命”。上世纪60年代中期开始，法国国防部指令后来被誉为“声波武器之父”的加夫雷奥等人秘密研制这一全新“大规模杀伤性武器”。该研究的曝光源自1986年的一次声波武器测试实验，由于技术疏忽，致使次声波冲出实验室，导致距离实验室16公里远的30民居民莫名其妙死亡（“几秒钟后均变成了血肉模糊的尸块”）。2001年，加夫雷奥“次声波智能战士”军用机器人面世，它可以“瞬间杀死方圆十公里范围内的所有敌人”，一旦运用，海陆空均难逃一劫。目前，次声波武器还发展出“器官型”次声武器和“神经型”次声武器，分别与人体内脏和人脑阿尔法节律相同，两种武器均可以致人体严重不适，甚至死亡。网传美国在科索沃战争中曾使用次声波武器袭击敌方阵地，使敌人全部丧失战斗力；英国、以色列也均有使用声波武器解决地区骚乱的疑似案例。（以上案例均来自“度娘”，真实性无法确证。）由于次声波定向传播和强度调节等问题尚未解决，目前尚未公开实战运用。我们希望永远也不要试验成功，因为一旦大范围用于战争，将会给人类带来比核打击更为恐怖的灾难。 知道了硬度（质量）越高的物体，固有频率越低，某种程度上越“容易”产生共振，就明白了为什么有时候跌打损伤，肌肉并未明显损坏，却已经发生了骨折或骨裂。同理，由于共振发生的桥梁倒塌，也屡见不鲜，不是因为物体自身重量超过了桥梁承载，而是因为车辆以队列的方式通过桥梁时，其产生的次声波与桥梁主体产生了共振，对钢筋混凝土造成了“致命打击”。 次声波很可能可以解释很多编进青少年读本里的“未解之谜”，比如神秘莫测的世界十大禁地，“百慕大三角”、“日本龙三角”等。举几个真实的案例。1890年，一艘名叫“马尔波罗号”帆船在从新西兰驶往英国的途中，突然神秘地失踪了，20年后，人们在火地岛海岸边发现了它，诡异的是，船上上的东西完好如初，就连死去多年的船员也都保持着当年的“姿势”（尸体骨骼并未粉碎，但内脏可能先受损）。1948年，一艘名为“乌兰格梅奇号”的荷兰货船在通过马六甲海峡时，突遇海上风暴，救援人员及时赶到，却发现所有船员均已莫名其妙地遇难，调查人员把这场海难的罪魁指向风暴与海面惊涛引起的次声波。无独有偶，第一次世界大战期间，德军一艘军舰莫名失联，救援抵达的时候，发现海员们的尸体上没有任何伤痕，但将尸体带回解剖后，发现海员们体内内脏全部破裂；原来事发时海底发声强烈地震，虽然海员们听不到地震产生的次声波，但其破坏力却足以瞬间震碎人类内脏。 还记得20年前的美国纽约“911”恐怖袭击事件么？“双子楼”被恐怖分子劫持的飞机以790公里/小时的时速袭击后均没有当场爆炸，而是先分别燃烧了几十分钟，随后在数秒之内轰然倒塌。很多人研究这是一场高难度的“精确撞击”，因为北楼被撞为94-98层之间，南楼被撞为78-84层之间，相隔18分钟，但无法想象为什么爆炸起火却能导致两幢楼均“化为灰烬”。不妨猜测，不论恐怖飞机撞在具体哪一层，由于双子楼是钢结构框架（78000吨密置钢柱，墙面由铝板和玻璃组成），很可能是由于飞机猛烈撞击建筑产生的超强次声波，与整体建筑产生了强烈共振，这种共振在建筑的钢结构内迅速传导并经久不散，最终导致超越建筑承载力极限，两幢超级大厦顷刻坍塌为“灰尘”。 说到这里，生物学家普遍认为，极有可能是6500万年前的“小行星撞击地球”导致地球上恐龙瞬间灭绝。恐龙可是大型动物，无论是撞击引起的爆炸，还是火山喷发、海平面上升都会有一个求生反应的时间，但是化石给我们的证据是很多恐龙暴毙的时候均保持了觅食和行走的姿势，也就是说，灾难来临的时候恐龙都来不及完成吞咽或者意识到危险，就已经遭遇了“灭顶之灾”。有没有可能是小行星撞击地球产生了超强的次声波，次声波在极短的时间内将地球笼罩，并毁灭性地瞬间“击穿”了恐龙的内脏器官，但，由于有些恐龙的骨骼硬度很高，固有频率很低，就被原地“保留”了下来。 按照这个思路，如果有“远古人类文明”或其他相似生命体存在，其“血肉之躯”也不能幸免。除了他们的石头雕塑或石头房子、青铜或金银器皿，恐怕包含他们的骨骼（人体的骨骼硬度低于恐龙骨骼）在内的所有“存在”都会瞬间销声匿迹，多少年后在后人看来就是“神秘失踪”了，仿佛他们从未来过一样。 而与恐龙同时代幸存至今的生物，比如蜥蜴、鲎、三叶虫、蜜蜂、棘螈、海龟、鸭嘴兽、部分海洋生物等，其实并不比恐龙有更强的生命力或更高的耐热生存能力，很可能只是因为这些动物在进化的当时内脏的共振频率比灾难产生的次声波还要低，才以小小的身躯轻而易举地躲过了“万劫不复”的史前灾难。   超声波 超声波的“超”字因其频段下限超过人的听觉而来。我们人类耳朵能听到的机械波波长为2厘米～20米，因此，科学家将波长短于2厘米（一说1.7厘米，对应听觉频率20000Hz）的机械波称为“超声波”。超声波在水中传播距离比空气中远，但因其波长短，在空气中极易损耗，容易散射，不如可听声和次声波传得远。在实际应用中，波长短于3.4厘米(对应10000hz)的机械波都可以视作超声波研究，在医学、工业上广泛用于清洗、碎石、杀菌消毒、切削、焊接、钻孔等。 超声波的波长很短，只有几厘米，甚至千分之几毫米。与其他波比较，超声波具有许多特性，如散射严重，穿透力不佳，但其作用于液体介质时，能够改变液体介质原来的密度，使其增大，产生小空洞。这些小空洞迅速胀大和闭合，会使液体微粒间发生猛烈的撞击作用，起到了很好的“搅拌”作用，从而使两种不相容的液体（如水和油）发生乳化，加速溶质的溶解。这就是我们日常中可以用来清洗首饰、眼镜、钟表零部件的“超声波清洗”。在干燥的冬季，如果把超声波通入盛水的罐中，机械波会使罐中的水破碎成许多小雾滴，再用小风扇把雾滴吹入室内，就可以增加室内空气湿度，这就是“加湿器”的原理。医院治疗中，咽喉炎、气管炎等疾病，很难利用打点滴使药物到达患病的部位，此时利用加湿器的原理，把药液雾化，让病人吸入，能够提高疗效，这就是“医用雾化器”。 超声在介质中前进时所产生的效应，可以激起人体的若干反应。超声波的机械作用可软化组织、增强渗透、提高代谢、促进血液循环、刺激神经系统、缓解炎症、激活细胞等，因此具有超声波独特的治疗意义。组织细胞内的一些物质，通过超声的细微按摩，可以使细胞旋转和摩擦，促进新陈代谢、加速血液和淋巴循环，松软坚硬的结缔组织。 超声治疗应用于医院仅仅起步于上世纪40年代，后被广泛应用于美容祛斑除皱、改善肤质。超声手术已经可以实现不开刀、不留疤，在体外进行体内手术，这就是赫赫有名的“聚焦超声手术”，它通过低能超声波穿过身体聚焦到体内患处，当超声波聚焦成一个点时，身体中的病灶组织会发生凝固性坏死或直接消融，从而达到消灭肿瘤细胞的治疗效果。 我们平常体检中的B超就是典型的超声波检查，类似的超声波检查还有彩色多普勒超声（彩超）、M型超声、超声造影、弹性成像等。B超检查可以获得被检查器官的多个断层图像，从而便于医生直观地观察形态。多年来，超声外科在结石症治疗上应用广泛，超声波不仅可以准确检测出患者内脏结石，还可以用“超声波碎石”的方式不开刀“震碎”体内结石，减轻了病人手术痛苦。 自然界中，很多动物天然就是使用超声波的高手，能够利用超声波来定位猎物和障碍物。小小蝙蝠的视力非常差，还多在晚上活动，它们可以用口、鼻，甚至扇动翅膀来制造超声波，这些超声波的信号若在飞行路线上碰到其他物体，就会立刻反射回来，在接收到返回信息之后，蝙蝠就能顺利且迅速地完成听、看、计算与绕开障碍物的全过程。蝙蝠还可以利用敏锐的超声波侦测到水下鱼儿活动所产生的水波纹，捕食时贴近水面飞行，伺机猎捕。更令人惊奇的是，蝙蝠的超声波还能够探测到静止不动的飞蛾和在睡眠中的蜻蜓，不得不说是大自然极其高效的捕食者。（图4.4） 图4.4：人和动物的发声和听觉频率 海豚是生活在海洋中的胎生哺乳动物，享有“超声波猎手”的美誉，十分聪明可爱。每只海豚都有自己独特的语言，它们运用不同频率的超声波语言来互相交流。小海豚出生后会一直呆在母亲身边,直到6岁才离开。有研究表明，一只长大了的海豚智力发育刚好相当于6岁的人类幼儿，所以它们经常出现在海洋馆，与人类进行友好互动。海豚用下颚骨可以发出高达150000Hz的超声波，这些脉冲在水中传播达数百米，然后反射回海豚的耳朵，通过分析回声来确定目标物体的位置和形状，“感知”不同物品的材质，比如石头和海星。这种超声感应的方式被称为回声定位，也被称为“声纳”。这种“声纳”当然可以感知人体的骨骼结构，有记载海豚曾为救溺水的人类而与鲨鱼搏斗。它们的领导者还会带领海豚群体有规划地集体活动，甚至协作捕食。