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按照宇宙大爆炸理论,整个宇宙是从一个异常高温度的奇点开始快速的膨胀。随着整个宇宙的体积不断变大,宇宙的温度也开始迅速降低。这当然是符合热力学规律的,这对应了热力学当中的绝热膨胀。当宇宙温度降低到20℃左右的时候,整个宇宙已经开始适合于有机体的生存。相信宇宙处于20℃左右的时间也是非常长的,可能长达十几亿年时间。在这么长的时间跨度当中,那时候宇宙可能到处都是生命。当然这一点要成立的话,首先宇宙大爆炸理论必须是正确的。这个作者不做任何评论。
目前我们宇宙的温度是大约3k,也就是相当于零下270℃左右。这么低的温度所导致的一个结果就是大量的重型原子核元素的存在。而这些重原子核一般都是属于金属。这可以从元素周期表当中看出来。当然这些非常重原子核的金属元素都是非常不稳定的,会产生严重的辐射。比如铀、钚等元素。这可能跟目前的宇宙的温度还不够低有关系。
这就给了我们一个启示,就是说整个宇宙演化到一定的背景温度的情况下,能够稳定存在的元素是不一样的。宇宙背景温度越高,能够稳定存在的元素就会在元素周期表当中排在比较前的位置。按照目前的元素周期表来看,比较稳定的元素主要集中在贵金属这一个位置,比如说铜、铅、黄金等等,这也是为什么在目前人类文明社会当中,生产生活所使用的主要工具都是以铜、钢材,黄金等等这些金属作为基础材料的。随着工业技术的发展,各种稀有金属也开始逐渐获得应用。
所以人类文明的发展是直接跟生产生活工具使用的元素材料有着密切的关系。人类出现的早期主要使用的是木材等等碳基有机物,其中构成的主要元素是碳。比如说用木材生火、用木材制造家具、建造房屋、用树叶和兽皮这些碳基有机物来制作衣服等等。碳的原子量只有12,在元素周期表当中排在非常前面,比较容易获得,因此人类使用碳元素作为生产生活工具的材料存在了大约几百万年的时间。当然在这一时期人类也使用的石器这样的硅基材料作为生产生活的工具,不过这些石器的制作相对来说还是比较简单的。首先它依赖的是自然界自然形成的石头,然后稍微进行加工。这种对石头的利用,从我们目前对动物界的观察来看,像猴子这样智商不高的社会性动物都已经会使用了,更不用说智商比较高的远古人类。所以在人类文明出现之前,用碳这种元素来制作自己的生产生活工具是主流。而到了2万年前,人类发明了陶罐,这也就意味着人类制作工具的元素材料已经正式从碳跨越到了硅和铝这样的一个全新的阶段。因为陶罐的制作材料当中包含的主要的元素就是硅和铝这些元素。硅的原子量达到28,是碳的两倍多。在使用了硅和铝等等这些元素之后,人类制作工具的可塑性变得非常强,硅更是现代半导体工业的使用的最基本的元素。从这里也可以看出人类制作陶罐技术确确实实标志着人类工业化的真正开始。或者说人类的工业历史实际上远比我们想象的要早。在2万年前的石器时代,人类已经开始了工业化的进程。
有了以硅和铝这种元素制作出来的陶罐之后,人类就可以进一步的制作出更丰富的生产生活工具。利用这些工具人类发明了纺织技术,制作出更柔软的衣服。当然陶罐生产的这种工业特性也可以从中国各地在1万到2万年之间,中国各地发掘出来的遗址当中发现的大量陶罐碎片得到证实。而能够得以工业化生产,则可以归功于标准化的制作工艺的出现,陶罐这种工业产品就可以按照工业化的要求被大量制作出来,并以商品的形式传播到全国各地。这跟我们现代的工业生产是完全一致的。当然这种标准化的制作工艺的存在,还可以在河姆渡出土的7000年前的独木舟模型中得到证实。
当然在硅和铝这些元素被充分使用之后,人类就开始了原子量更大的铜和铁这些金属元素的利用,这样也就进入了所谓人类文明的青铜器和铁器时代。这种人类文明的金属时代当然带来了更先进的工业生产技术,毕竟这些金属的可塑性更强,能够制作出来的工具自然也更先进灵活。现代工业生产所使用的工具和材料大部分都是以这些金属作为基础的。当然随着科学技术的发展,更多的稀有的金属也被应用到了现在的工业生产当中,制作出了更强大的金属产品。比如磁场更强的永磁体、更耐腐蚀的材料、超导体等等。这也就标志着人类的工业化进程又进入了一个新的阶段。
所以从上面的分析我们可以看出人类工业的发展是一个非常漫长的几百万年时间。第一个阶段就是从以碳元素作为基础制作出来的木质工具,这是一个人类工业发展的萌芽阶段。第二阶段就是在2万年前跨越到了使用硅和铝这些元素来制作生产生活工具。这是一个非常有创造性的、伟大的跨越过程。而这一过程需要几百万年的时间才能完成,也可以看出这样的一个跨越的难度有多大!第三个阶段,就是到了大约三四千年的时候,青铜器、铁器的出现。这意味着人类的工业生产又跨入到一个新的阶段。这一过程花了大概1万6千年的时间。第四阶段然后就是现代100年之内,大量的稀有金属的应用。这又花了大约三四千年的时间。从这样的一个发展过程当中,我们可以将使用碳元素为主的阶段看作是原始的萌芽阶段,因为它标志着人类开始从动物世界中分化出来。而真正开始人类文明的独立发展,则是在使用硅等元素制作陶罐开始,这是人类巨大的创造能力开始释放的一个过程。因此我们说,陶罐的发明是人类文明进入文明阶段的最重要的标志。从中也不难看出陶罐的发明难度和在整个人类工业生产当中的极其重要的地位。所以说陶罐是人类最伟大的发明是一点都不为过的。
当然我们也注意到在欧洲一些区域,有些文明可能直接跨越了陶器的发明这一个阶段。比如美索不达米亚平原上的一些遗址虽然也发掘出了陶罐,但是当时据说已经广泛使用了楔形文字,然而在他们发掘出来的陶罐上面居然没有发现有任何楔形文字的痕迹,这可能说明了这一地区陶罐的使用至少是非常不普遍的。至于古罗马在跨越了陶罐之后,使用了一种可塑性比较强的铅这种重金属元素。铅的使用确实让各种工业产品制作过程变得非常容易。比如古罗马就有大量的铅自来水管。铅粉也成为古罗马贵妇的化妆品材料。然而铅对有机体的毒性是非常大的,这也导致在古罗马社会存在大量的铅中毒现象。这说明金属元素的不正确使用,会反噬了人类文明的发展,导致人类的健康受到严重的伤害。从这里又可以看出陶罐还是一种非常环保、跟人体非常亲近友好的一种工业产品。
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