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银河系沙漠中的一粒沙,当我们谈论渺小时,到底在说什么

昨晚我在阳台晾衣服,抬头看了一眼天,城市光污染严重,能看到的星星一只手数得过来,我忽然想到一个事——就我们这颗星球,这上面所有的山、海、所有人、所有我们吵过的架、赚过的钱、写过的诗,放在银河系里,大概连一粒沙都算不上。

这个比喻不是诗意的夸张,是真有这么回事,咱们来算算。

沙漠里到底有多少粒沙

这个问题看着无聊,但真有人正儿八经算过,科学家估算的法子是先算一粒沙的平均体积——大概是一立方毫米——然后估算地球上所有沙漠和海滩的沙子的总体积,地球上沙漠和海滩的面积加起来大约是地表面积的20%,平均深度按几米来算,总体积大概在7000到8000立方公里的量级,拿这个数除以一粒沙的体积,得出来的数字大概是10的18次方到19次方,也就是10亿亿到100亿亿粒沙之间。

这个数大得已经没法直观感受了,地球上人口是80亿,也就是8乘以10的9次方,沙子的数量大概是人口的10亿倍,你想象一下,地球上每一个人,对应着10亿粒沙——这已经超出日常经验的范围了。

那银河系里有多少颗恒星

天文学家对这个数字争了很多年,现在的共识是大概1000亿到4000亿颗恒星,早期估计偏低,大概在1000亿左右,后来随着观测技术进步,发现有大量暗淡的红矮星之前被漏掉了,数字就往高处修正,主流估计落在2000亿到2500亿这个范围。

所以事情是这样的:地球上沙漠里的沙子,数量级在10的18次方,银河系的恒星,数量级在10的11次方,差了整整7个数量级,也就是一千万倍。

我原来那个说法其实说反了,不是地球像银河系里的一粒沙,而是反过来——如果把银河系的每一颗恒星比作一粒沙,那整个银河系的“沙”倒进地球的沙漠里,根本找不着,地球沙漠里的沙子总量,是银河系恒星数量的一千万倍。

这个事让我愣了好一会儿,我一直以为“沙漠中的一粒沙”是在形容渺小,结果发现宇宙的“沙子”还没我们地球的沙子多,这里只是拿可见的恒星来比,银河系还有大量看不见的暗物质、气体尘埃、行星等等,那些加进来又是另一个数量级了,但单就恒星来说,就是这个数。

那我们的位置到底在哪

太阳在银河系里的位置,大概在距离银河中心6万光年的地方,银河系的直径是10万光年左右,太阳算是住在“郊区”,不是市中心,也不是最边缘,这个位置有个好处——不那么拥挤,不会被中心黑洞的辐射烤着,也不至于太冷清,算是银河系里的宜居带。

我在NASA的档案里翻到一张老照片,旅行者一号在1990年拍的,那时候它已经飞过了海王星轨道,离地球60亿公里,卡尔·萨根提议让它回头拍一张太阳系的“全家福”,拍回来的照片里,地球只是一个12像素的淡蓝色小点,萨根后来写了那段很著名的话,大意是说,所有你爱的人、你认识的人、你听说过的人,所有人类的历史,都发生在这粒悬浮在阳光中的微尘上。

那还只是在太阳系尺度上,太阳系在银河系里又算什么?太阳带着八大行星绕银河中心转一圈要3亿年,恐龙的整个统治时期——大概1.6亿年——连一圈都没转到,如果把银河系的历史压缩成一年,人类文明的出现大概在12月31号晚上11点58分。

那“渺小”这件事到底意味着什么

我觉得“一粒沙”这个比喻,其实有两个完全相反的解读方向。

解读方向 核心逻辑 感受
虚无主义方向 反正这么渺小,做什么都没意义 丧、无力感
踏实方向 正因为渺小,那些破事不值得纠结 释然、轻松

有个天文学家叫奈尔·德葛拉斯·泰森,他说过一个观点挺有意思:构成我们身体的原子——碳、氧、铁——这些东西不是地球自己产出来的,是远古恒星爆炸之后抛洒到宇宙里的物质,铁元素主要来自一种叫Ia型超新星的爆发,碳和氧来自大质量恒星晚期的核聚变和爆炸,所以从物质层面上说,我们不是地球上的生物在仰望星空,我们是星星的碎片在看自己的故乡

这其实比单纯的“我们是宇宙的一粒沙”更有意思,我们确实渺小,尺度上、时间上都渺小得离谱,但我们同时也是宇宙演化的产物,我们的存在本身就是宇宙历史的一部分。

一粒沙”这个比喻的来源

我查了一下,“恒河沙数”这个说法在佛教经典里就有,《金刚经》和《华严经》里都用过,大概在公元前几世纪就已经出现了,威廉·布莱克那首诗“一沙一世界”是十九世纪初的事,卡尔·萨根在《宇宙》这本书和同名纪录片里也反复用过类似的表达,那是1980年,所以这个比喻,东西方都在用,古人和今人都在用,说明人在面对宏大尺度的时候,感受是相通的。

最近看到一个天文学的专业说法,讲的是“哥白尼原理”——这个原理说我们在宇宙中并不占据特殊的位置,我们所在的时空点就是普普通通的一个点,这其实也是“一粒沙”的科学版本。

图1,我找到一张银河系的示意图,标注了太阳的大概位置,那个黄点不是太阳本身,是太阳所在的旋臂上大概的区域,真正的太阳在这个尺度上根本显示不出来,太小了,但这张图能让人看清楚,我们在银河系里到底是在什么位置——猎户座旋臂内侧,离中心大概三分之二半径的地方。

图2是旅行者一号拍的那张“暗淡蓝点”,那个照片里地球就是中间那个淡蓝色的小光点,右边那条彩色的纹是太阳光在镜头里散射形成的,不是极光也不是什么天体,就是个光学效应,这大概是人类拥有的最让人沉默的照片之一——“我们的一切,就在这个点上”。

所以回到最开始我在阳台想的事,我们确实是银河系沙漠中的一粒沙,这没错,但一粒沙就一粒沙吧,这粒沙上有人类,有蚂蚁,有海洋和山脉,有我们那些没来由的焦虑和没道理的希望,沙子不在乎自己在宇宙中的位置,人会在乎,这大概就是人和沙子最大的区别。

写到这想起今天还没取快递,先出门了。

银河系沙漠中的一粒沙,当我们谈论渺小时,到底在说什么

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