这里边有一个非常棒的比喻：加拿大、美国那儿有一个落基山脉，落基山脉上面下雨，雨水从落基山脉顶上落下来，两滴一块儿落下来的雨水，一滴滴在了左边，一滴滴在了右边，初始条件看起来没多大区别，可能它们俩的距离只有几厘米，但是最后你会发现，左边的一滴进入了大西洋，右边的一滴进入了太平洋。这就是典型的蝴蝶效应，初始条件只相差几厘米，就因为落基山脉把它们隔开了，一个进了太平洋，一个进了大西洋，老死不相往来了，当然有可能在天上再见。总之，初始条件的一点点差别，会导致后期结果的极大变化。
这个事要从爱因斯坦讲起。爱因斯坦说，引力并不存在，牛顿所说的引力是一个模拟值。爱因斯坦认为引力是怎么来的呢？巨大的物质使周围的空间和时间产生扭曲，这个扭曲形成了一个场，这是引力的来源。你怎么理解这件事呢？你可以想象把一个很重的保龄球放到一个席梦思床垫上，你会发现那个席梦思床垫产生了一个扭曲，这个扭曲就形成了一个轨道。如果你把一个球扔到那个轨道里边去，它会沿这个轨道转，这就是地球绕着轨道转的一个很重要的原因，因为它形成了周围时间和空间的扭曲。但是如果你把这个保龄球突然从床垫上拿开会怎么样？当你把这个保龄球从床垫上突然拿开的时候，你会发现这个床垫会弹起来，在恢复的过程中弹起来以后会产生一个波，这个波就会产生传递，如果能量足够大的话，就会传递得很远，这就是引力波。保龄球拿走以后所产生的这个涟漪，就是引力波。
“地球上还存在另外两种细胞，它们与真核细胞不同，没有成形的细胞核。一直到20世纪70年代，生物学家才弄清楚这两种单细胞生物的区别。在那之前，所有原核生物都被归类到细菌，尽管他们发现了某些不寻常的细菌。随着细胞基因物质研究技术的进步，这些不寻常的‘细菌’后来被分了出去，独立成界。生物学家认为它们比细菌还要古老，说不定是细菌的老祖宗，便将它们命名为‘古细菌’。”后来发现“古细菌”并不贴切，就把它叫作“古菌”。所以细菌和古菌，这是两种过去不同的细胞，是跟我们人类不一样的原核细胞。
“但在几万年前，它曾是偏椭圆形的，偏心率约6%。另一个因素是地轴摆动导致的岁差，用一条线连接地球的南北极，再用一条线连接地球中心与太阳的中心，你会发现这两条线并不是垂直的，而是形成了约23.4°的夹角。……除此之外，在更长的周期上——大约4.1万年，地轴倾斜角也会变化，在21.8°~24.4°徘徊。目前的倾斜角大概在这两个极端的正中间，并在过去的1万年里逐渐缩小，意味着四季差异越来越小。”也就是越往古代，四季的差异越明显，我们现在的四季差异越来越小。
那你说像金星，它中间不也是金属的内核吗？为什么没有磁场呢？因为它内核小，而地壳厚。金星的地壳太厚、内核太小，所以外在的磁场是可以忽略不计的。这就是磁场对我们所形成的保护。但是，有一个坏消息：地球的磁场以每100年大概会减5%到每10年会减5%的速度在不断地减弱！这是我们跟原作反复确认过的数据，因为我当时看到这个数据时觉得非常吃惊——天文学的尺度里是没有这么短的年份的。但是，这本书里写：200～2000年之内，地球的磁场有可能会消失；而一旦地球磁场消失，那么地球就会有很大的危机。格里宾说这是一个坏消息，但是具体会怎么样发展，他也不敢下结论，从磁场的减缓速度来看是挺吓人的。
我们需要感激月球，如果没有月球的分离、月球把地球撞歪了，以及月球的引力保证了地球的平衡，地球上都不会存在人类。首先，地壳薄的作用是什么？地壳变薄了以后，才有可能产生板块漂移。我们知道非洲大陆、美洲大陆，这些板块是可以漂移的。而且最重要的是由于它很薄，所以地球经常会出现火山喷发，就把地下的二氧化碳和水蒸气这些东西喷到了大气中。当大气中存在二氧化碳和水蒸气以后（大家都知道，二氧化碳是温室气体），二氧化碳就使得整个地球的温度不断地升高——它会保温，使地球温度升高。但是温度高了以后，风化作用又能够降温。所以地球上二氧化碳的浓度高，使温度上升，然后（二氧化碳和其他物质反应）变成碳酸钙，使温度降低。
“负责这项任务的团队需要分析庞大的测量数据，将它们减去平均温度后，绘制出宇宙微波背景辐射全景图，体现各天区温度的微小差异。这张图于1992年完成：天空中最热的区域比平均温度高了十万分之三开氏度（K），最冷的区域比平均温度低了十万分之三开氏度。请记住平均温度只有2.725K，因此这里的‘冷’和‘热’只是相对的。”其实相差不大。“今天，天文学家已经找到了不均匀分布的物质在引力作用下聚集成星系的痕迹，这为大爆炸理论提供了更多有力的证据，但是并没有为宇宙年龄提供准确独立的测量手段。”
“如果宇宙是平坦的，重子和暗冷物质只占30%，另外70%便是来自宇宙学常数，后来又被叫作‘暗能量’（dark energy）。但这是一个深奥又极不可能的想法。”就是依然有未知的东西。“1998年，两个团队不约而同地发现，他们的测量结果暗示宇宙在遥远的过去膨胀得更慢。或者反过来说，今天的宇宙膨胀得比过去更快——宇宙正在加速膨胀！两支团队通过独立观测，得到了相同的结论。”就是它跟我们想象的地球上发生的爆炸不一样，它有着大量的暗物质和暗能量的参与，所以早期的爆炸速度可能反而比今天还更慢一点。
我们需要感激月球，如果没有月球的分离、月球把地球撞歪了，以及月球的引力保证了地球的平衡，地球上都不会存在人类。首先，地壳薄的作用是什么？地壳变薄了以后，才有可能产生板块漂移。我们知道非洲大陆、美洲大陆，这些板块是可以漂移的。而且最重要的是由于它很薄，所以地球经常会出现火山喷发，就把地下的二氧化碳和水蒸气这些东西喷到了大气中。当大气中存在二氧化碳和水蒸气以后（大家都知道，二氧化碳是温室气体），二氧化碳就使得整个地球的温度不断地升高——它会保温，使地球温度升高。但是温度高了以后，风化作用又能够降温。所以地球上二氧化碳的浓度高，使温度上升，然后（二氧化碳和其他物质反应）变成碳酸钙，使温度降低。
你想，多不容易，地球花了5亿年的时间从热变冷了，冷了以后才出现古菌和细菌，又过了20亿年它们才开始交融，然后才开始慢慢地进化，一直到我们今天。所以外星生物是不是真的有，这是很难讲的一件事。真核细胞能够有线粒体供能以后，开始疯狂地复制，它才能够脱离能量源。也就是说，我们今天不用生活在火山口，不需要在火山口吸取能量，我们有自己制造能量的能力，才能够走向五湖四海。所以人类的出现堪称奇迹，这又是一个20亿年的故事。
我刚说的所有的这些细节，都跟我们今天的生存有关系。为什么呢？首先我们讲关于地球磁场，地球的地壳很薄，你可以把它的内核理解成一个大金属球。所以，磁场笼罩在地球的外部，地球外部是有着一个巨大的磁场保护的。什么是磁场？你可以把它理解为一个力场，它就是一股力量。有这个磁场的保护，才会使得太阳风不能吹到地球上来。太阳风如果形成太阳风暴，它的速度是多高呢？差不多每秒1500公里，它是巨大的太阳风暴。而今天我们所看到太阳风暴的显现，最明显的是什么？就是极光。因为有的时候，太阳风暴会穿透地球的磁场被我们看到，那就是极光。如果太阳风暴更强烈一点儿，也许会在加拿大的很多地区造成停电，但是它没有造成更加严重的伤害，这全有赖于巨大的地球磁场的保护。
地球可以自主调节温度，这使得地球几乎是一个恒温星球，这也就能够保证液态水可以在地球上长期存在。液态水能够长期存在，我们人类将来的生存才有了保障。那有人就说，咱们现在这么担心温室气体，地球不是可以自己调节冷暖吗？地球自己调节冷暖的能力，还不能够涵盖工业革命以来人类温室气体的排放。所以控制碳排放，依然是一件非常重要的事。
英国的天文学家弗雷德·霍伊尔提出了稳恒态的理论，他说宇宙肯定是一个稳恒态（一个不变的状态）。在电视节目采访的时候，他把那些认为宇宙在不断膨胀的理论叫作“Big Bang”（大爆炸），这是一个戏谑的说法，后来“Big Bang”就成了大爆炸理论的命名。实际上，更早提出稳恒态观点的是爱因斯坦，但是爱因斯坦的广义相对论又计算出宇宙是要么膨胀，要么收缩的。1948年，拉尔夫·阿尔珀和罗伯特·赫尔曼测定出宇宙的平均温度是5K。5K是多少呢？就是-268℃。然后人们在宇宙中捕捉到了宇宙的微波辐射。如果宇宙发生过大爆炸，那么它的温度经过测算，应该是这么一个个位数的几K的温度。这里边测量的过程是非常有意思的，你需要知道这么几个数字：“星系离我们远去的速度（不难测量）、星系与我们之间的距离（很难测量）。”
如果你知道了这两个数字，你就可以像计算一个中小学生的题一样，把宇宙大爆炸的时间推算出来。那么，怎么才能知道星系与我们的距离呢？比如我们可以根据它的亮度来推算。“如果我们知道一个星系的绝对亮度，就可以根据它看上去有多亮（视亮度），算出它离我们有多远。……有一个常数可用于描述河外星系退行速度与距离之间的关系，它就是‘哈勃常数’，用‘H’表示。H值越大，宇宙膨胀得越快，离大爆炸过去的时间也越短。”这一段，我读的时候心潮澎湃！虽然你不能够完全懂这些，这对于咱们来讲有点儿难，但是你会极其钦佩这些物理学家在干的这件事。
“脉冲星是高速旋转的中子星，即某些比太阳大得多的恒星经过超新星爆发后坍缩形成的致密星体，直径往往只有10千米左右。”它的密度是极大的。“我们能够探测到脉冲星，是因为它们有着强大的磁场，并发射出无线电波，像灯塔的光束一样明亮。”所以人们把天空中的脉冲星当作灯塔，它可以稳定地定期发射信号。而如果两个脉冲星在一起高速旋转，就会产生引力波。“它们离彼此最近时，相距约1.1个太阳半径，离彼此最远时，相距约4.8个太阳半径。种种特征近乎完美，像是为生成引力波‘量身打造’的系统。”就是说，它特别适合生成引力波。
其实我们讲过《史蒂芬·霍金》那本书，霍金是爱因斯坦衣钵的继承人，他研究黑洞大爆炸理论。在霍金的理论中，就包含对引力波的捕捉和预测。霍金有生之年，人们还没有捕捉到引力波，但是有一批物理学家开始做这件事情。怎么做呢？如果两个中子星旋转，产生的引力波太微小了，我们捕捉不到，那如果是两个黑洞产生并合呢？你想黑洞的质量比太阳还要大得多，两个黑洞的质量并合起来的时候释放出来的能量，就会比中子星释放出来的大得多，那么地球上是有可能捕捉得到的。
“如果宇宙是平坦的，重子和暗冷物质只占30%，另外70%便是来自宇宙学常数，后来又被叫作‘暗能量’（dark energy）。但这是一个深奥又极不可能的想法。”就是依然有未知的东西。“1998年，两个团队不约而同地发现，他们的测量结果暗示宇宙在遥远的过去膨胀得更慢。或者反过来说，今天的宇宙膨胀得比过去更快——宇宙正在加速膨胀！两支团队通过独立观测，得到了相同的结论。”就是它跟我们想象的地球上发生的爆炸不一样，它有着大量的暗物质和暗能量的参与，所以早期的爆炸速度可能反而比今天还更慢一点。
这里边有一个非常棒的比喻：加拿大、美国那儿有一个落基山脉，落基山脉上面下雨，雨水从落基山脉顶上落下来，两滴一块儿落下来的雨水，一滴滴在了左边，一滴滴在了右边，初始条件看起来没多大区别，可能它们俩的距离只有几厘米，但是最后你会发现，左边的一滴进入了大西洋，右边的一滴进入了太平洋。这就是典型的蝴蝶效应，初始条件只相差几厘米，就因为落基山脉把它们隔开了，一个进了太平洋，一个进了大西洋，老死不相往来了，当然有可能在天上再见。总之，初始条件的一点点差别，会导致后期结果的极大变化。
1959年，洛伦茨在做天气预测的时候，发现了蝴蝶效应。他把小数点后六位省略为小数点后三位，导致预测出来的结果完全不一样。而我们整个宇宙，就是一个巨大的混沌系统。混沌系统会有吸引子，咱们在《深奥的简洁》里专门讲过吸引子这件事，大家可以把《深奥的简洁》拿出来再听一听，是同一个作者写的。比如河水从上面流下来，被岩石挡住了以后就会产生漩涡，因为水流速度变慢了就会产生漩涡。所谓的漩涡就是一个吸引子，有东西就一定会往那个漩涡底下钻，那是一个吸引子。但是随着水流慢慢地加速，漩涡消失，这个混沌体系被打破，它就会接着往前走。这和整个地球生态的形成之间有着很大的关系。
物理学家是一群什么样的人呢？有两个非常重要的特点。第一个特点就是，如果一个物理学家心爱的物理理论被推翻了，用我们俗人的话讲叫被“打脸”了，这个人会怎么做呢？高兴都来不及！因为他知道，如果有一个非常确凿的证据能够证明他的理论是错的，那这就证明物理学也许又将迈进一大步。第二个特点就是理查德·费曼讲的，他说如果一个理论与实验相悖，那么它就是错的，无论这个理论是谁提出来的。哪怕是爱因斯坦提出来的理论，只要与实验和观测的结果相悖，那它就一定是错的。这就是物理学家的特征之一。
地球的磁场曾经消失过，并不是没有消失过，我们从地质学的证据上能够看得到。当地球磁场消失的时候，陆地生物就会灭绝，所以有很多陆地生物灭绝的证据。最近有一个研究说：人类是从鱼进化过来的。这个研究是很靠谱的，因为陆地生物灭绝以后，海洋生物还存在，所以大量的海洋生物逐渐地演化成了我们今天的这些陆地生物。
那么接下来第二个谜题，就是宇宙之始。宇宙到底是怎么开始的？这个要从谁开始说呢？爱因斯坦。当年爱因斯坦发表了广义相对论以后，他通过对广义相对论的测算，算出来宇宙不可能静止：宇宙要么膨胀，要么收缩。但是他认为宇宙既没有膨胀，也没有收缩，所以爱因斯坦就加了一个宇宙学常数。这个宇宙学常数是为了平衡广义相对论的方程，但实际上，后来研究证明这个常数其实不一定对。后来乔治·勒梅特发现星系团正在远离彼此，他观测天上的星系团正在彼此远离。埃德温·哈勃通过红移现象，发现宇宙在不断地膨胀。