穷尽两极：让我们看看天到底有多大，人到底有多小？

几百年来，人类科学发展不断地向大和小两极穷进，由此对这个世界了解得越来越深入。但了解得越多，越令人恐惧，如此偌大空旷的宇宙，地球之外竟没有找到一个人类知音！甚至没有找到一个最微小的生命，哪怕是菌类！

由此，人类文明真的是宇宙中的唯一文明吗？这个天大的问号就像一块巨大的乌云，笼罩在人类头顶，挥之不去。宇宙如果仅仅因为有了人类，才具有了存在的意义，那人类简直是太伟大了。然而，人类在宇宙中又实在太过渺小，渺小的还不如一粒尘埃。

那么，我们就先来看看人类有多渺小

目前科学界主流认为宇宙已经诞生138亿年，通过暴胀和膨胀，现在可观测宇宙半径有465亿光年，一光年约为9.46万亿公里，大家自己可以算算，这个宇宙有多大？可观测宇宙之外还有不可观测宇宙，目前没有任何数据能够表示这个不可观测宇宙有多大。

宇宙中可见物质主要由恒星、行星、星云组成，恒星占据了可见物质质量的99%以上。恒星、星云等通过引力聚集在一起，形成宇宙中的岛屿~星系，每个星系都聚集了千亿乃至万亿的恒星。可观测宇宙中约有2万亿个星系以上，我们所在的银河系就是这2万亿个星系中的普通一个，包含有1000亿到4000亿颗恒星。

我们赖以生存的太阳，只是银河系中一颗普通的黄矮星，属于低质量恒星，但却控制着包括地球在内的八大行星，若干颗矮行星，数百颗卫星，不计其数的小行星和彗星，还有尘埃渣子等，组成了半径约1光年的太阳系。

别看太阳系很庞大，天体呼啦啦一大群，但唯一的恒星太阳，质量就高达约2*10^30kg，占据了整个太阳系的99.86%。其他那些呼啦啦数不清的天体和尘埃，只占据太阳系总质量的0.14%。地球质量约为6*10^24kg，只占太阳系总质量的0.0003%。

整个宇宙有多少恒星呢？如果按照每个星系平均有1000亿颗恒星计算，2万亿个星系就有恒星2*10^23颗，也就是2000万亿亿颗。现在科学发现几乎每颗恒星都有行星相伴，比如太阳系有8颗行星，距离我们最近的恒星比邻星已经发现有3颗行星，可以推定宇宙中的行星比恒星更多。如果平均一颗恒星按两颗行星计算，宇宙中就至少有4000万亿亿颗行星。

这个量有多大呢？形象比喻一下，就是比地球上的沙粒还要多很多。根据国际标准（如 ISO 14688-1），沙粒被定义为直径在0.063 毫米至 2 毫米之间的岩石或矿物颗粒。世界上许多科学组织对地球上的沙粒做了统计，夏威夷大学2003年做过一个区域累加模型，通过对沙漠、海滩和近海沙量的建模统计，得出全球沙粒总数约为7.5*10^18粒，就是约750亿亿粒。

由此可以看出，宇宙中恒星与行星数量分别是地球上的沙粒总量约2.7万倍。

再形象比喻一下：恒星的体积和质量都比行星大出上万乃至百万倍，比如太阳质量是地球的33万倍，体积是地球的130万倍，地球在太阳面前，就如一粒芝麻与一个篮球。因此，如果将宇宙中的恒星比作地球上一粒沙子，那么诸如地球这样的行星就只能是一粒漂浮在阳光中的灰尘。

而在这粒灰尘上，却生存着80多亿人口，还有无数的从微生物到蝼蚁再到大象的芸芸众生。

地球就像一粒灰尘的实体感觉，早在上世纪就由人类飞得最远的无人探测器~旅行者一号证实了。1990年2月14日，它在距离地球64亿公里的空间照了一张地球照片，在浩瀚的太空背景中，地球就只留下0.12个像素的暗淡蓝点，如果不是放大仔细分辨，根本就看不出来。

这是当时人类最快的飞行器飞了11年才到达的地方，只是太阳系1光年半径的约0.0007尺度，地球就基本看不到了，而太阳系只是宇宙中2000万亿亿个恒星系统中的一个。

因此，在浩瀚的宇宙中，地球实在是太渺小了，渺小得完全可以忽略不计。地球的诞生和毁灭，就像我们看到黑暗隙缝漏下的阳光中，一粒漂浮的尘埃增加与消失，对于这束阳光根本没有任何影响，何况宇宙就如地球上普照的阳光，一粒灰尘的出现与消失毫无动静。

而人类相比这粒灰尘，连一个原子也不如，实在没有任何值得骄傲和妄自尊大的。生与死对每个人或某些人群有意义或意义重大，但相对宇宙而言，实在毫无意义。也由此，许多科学家们相信，宇宙中绝不只有人类一个文明存在，只不过是没有发现而已，又或者如此巨大尺度，文明根本无法相知相遇。

说了人之小，再来看看人之大。

人类虽小，但相比如今已发现的微观世界，却又是一个庞然大物，这个大又有多大呢？

人体由五脏六腑肌肉骨骼皮肤毛发等组成。所谓五脏六腑只是中国古代流传下来的传说，是传统医学的认知，与实际并不切合。建立在解剖学、细胞学、基因学上的现代医学才越来越精准的描绘出人体结构。

现代科学显示，人体由八大功能系统约70余个器官组成。其中核心器官有约30余个，主要有呼吸系统的肺、气管、鼻、咽、喉等；循环系统的心脏、血管系统等；消化系统的口腔、食道、胃肠、肝脏、胆、胰等；泌尿系统的肾、输尿管、膀胱、尿道等；神经系统的大脑、小脑、脑干、脊髓、周围神经等；内分泌系统的甲状腺、肾上腺、胰腺、垂体、性腺等；生殖系统的男女内外性器官、生殖器官等；运动系统的骨骼、骨骼肌、骨关节等等。

从总体上说，人体由头颅、四肢、躯干组成。人的躯体外有皮肤包裹，一个成年人皮肤有2平方米左右；内有骨骼支撑，全身有骨骼206块，骨骼肌600多块，各种关节包括微小关节可达360~400个。

这些组成人体的“零件”是宏观的，人眼不借助显微镜就能够看到的。而组成这些“零件”的物质则是机体的“砖瓦”~细胞。任何有机体都是由细胞组成，人体也是这样。细胞是有生命的活物，种类繁多。人体细胞有200余种，40万亿个之多，主要分为八大类，有上皮细胞、肌肉细胞、神经细胞、血细胞、结缔组织细胞、生殖细胞、内分泌细胞、干细胞等等。

人体细胞有大有小，最大的是女性卵细胞，可达200μm（微米）；一般典型细胞在10~30μm之间，如肝细胞有20~30μm、大脑皮层神经元有10~20μm等；最小的细胞只有5~8μm，如精子细胞5μ米，红细胞7~8μm。

细胞虽小，却内涵丰富复杂，由生命必须的物质组成，还含有让生物保持特性并传宗接代的基因，其主要结构由细胞膜、细胞质（含细胞器）、细胞核三大核心部分组成。

细胞膜由磷脂双分子层、蛋白质、糖类组成，起着屏障、物质交换、信息交流作用；细胞质内容复杂丰富，由水、无机盐 、 酶、营养物质、代谢中间产物、线粒体、核糖体、内质网、高尔基体、溶酶体、细胞骨架等组成，起着代谢、营养储存、制造能量、蛋白质合成、分拣转移投递能量营养等功能；细胞核则由核膜、核仁、染色质与染色体组成，遗传信息DNA有46条染色体，包含30亿个碱基。

典型细胞虽然只有10~30μm，但如果将细胞里的DNA打开拉长，却有2~3米，如果将40万亿个细胞里的DNA都打开拉长接起来，就有1000亿公里之长！这是一个什么概念？

这么说吧，人类飞行最远的无人探测器旅行者一号，以每秒17公里的速度飞了48年，才飞出250亿公里，而一个人的DNA总长就是这个距离的4倍！这个长度是地球到太阳的六七百倍，可以从地球到月球绕13万圈！

但细胞对于更微观的事物又是庞然大物，比如细菌，典型细菌只有0.5~5μm。人体身上有细菌上千种，总量可达100万亿个之多，是人体细胞数量的两倍半。

细菌与人体有着不解之缘，有共生的，世世代代依靠人体而活，也有的对人体起着“辅佐”作用，比如肠道菌群对人体健康至关重要，是维持正常生理功能的必要组成部分‌。但也有许多细菌是致病甚至致命的，瞅准人体抵抗力薄弱的机会就会发起攻击。

比细菌更小的是病毒，只有纳米级，典型的病毒大小在10~100nm（纳米）之间。病毒在人体中广泛存在，总数也在百万亿级。病毒也有好有坏，坏的可以致病致死，好的也能帮助人体健康，如噬菌体就可以帮助消灭有害细菌。

细胞、细菌和病毒是组成人体的天文巨量存在，虽然已经很小了，但组成这些东西的基石则更小，而且小很多，这就是世界上组成任何物质的基石~原子。原子是保持物质性质的最小单元，由原子核和核外电子组成，核子又以质子、中子结合而成。一个原子的大小只有10^-10m，也就是约100pm（皮米、0.1nm）。

无论是病毒、细菌还是细胞，以及机体里的各种物质，都是由原子组成。组成一个病毒的原子数量需要数百万乃至数亿个；组成一个细菌的原子数量需要100亿到1万亿个；组成一个细胞的原子数量则需要1万亿到100万亿个了。

按一个成年人约有40万亿个细胞计算，平均10万亿个原子组成一个细胞的话，一个人就是由4^26个原子组成，这还不包括组成细菌病毒的原子在内，这个数量是可观测宇宙的恒星和行星数量的1000倍！更让人震惊的是，组成人体的原子年龄远远大于地球和太阳的年龄！

由此可见，一个人虽然在宇宙中，甚至在地球上都是非常渺小的，但本身却包含着比天文数量还要大的微观世界，而且这个世界比想象得老很多。

如果还要展开说，原子本身也是一个巨大而空旷的世界。原子核体积只是原子体积的千亿分之一，形象比喻，如果一个原子有一个足球场大，原子核就是足球场中央放着的一枚玻璃弹珠，电子则像飞扬在足球场周边的灰尘。

原子核又是由中子、质子组成，比中子、质子还小的是组成它们的夸克，更小的还有中微子、光子、胶子等，就不展开说了。

以上，就是人类迄今为止认识的世界。

科学家们依然在孜孜不倦的向大小两极穷尽，每剥开一个更深更远的层面，世界文明就会迈进一大步。由此，我们想到了天文望远镜和显微镜的发明改善者伽利略·伽利雷、扎卡赖亚斯·詹森父子、安东尼·范·列文虎克、罗伯特·胡克等先驱，是他们开创性的贡献，让人类对这个世界之大和之小看得越来越清楚，也由此拯救了无数人的生命。

由此，我们应该致敬和感谢一代代科学先驱们的奉献，正是现代科学的启迪开智，先驱们擎起的科学之光，照耀着人类文明一路前行。

欢迎讨论，感谢阅读。时空通讯原创文章，请勿抄袭。