我們怎麼算出地球有多大年紀了

如果你讀不懂霍金版的《時間簡史》，卻又不想放棄，那麼愛爾蘭作家莉茲·埃弗斯的這本同樣名為《時間簡史》的科普書便很適合你。

我們時時刻刻都在體驗著時間，但關於時間，我們卻知之甚少：為什麼古人選擇用12進位和60進位來計算時間？中世紀時期如何計時？標準時間是怎麼確定的？時間是不是可以扭曲？平行時空真的存在嗎？

《時間簡史》這本小書，將為你提供關於這些問題的有趣又有用的答案。這趟時間之旅，我們將走過地質時代，探究恐龍和人類的遠親，利用太陽和月亮辨別時間，了解掌控我們日常生活節奏的體內生物鐘；我們還會介紹有關時間科技的演化，從早期刻在鷹翼骨上的日曆，到後來的量子鍾；我們將研究時間如何加速、如何減速；我們將穿過蟲洞和黑洞進入未來、跨過光年、窺探平行時空。

摘選

地球生日快樂

目前大家普遍認為地球已存在約45.4億年之久，即4 540 000 000歲。地球真的已經非常非常老了。45.4億這個數值是經由複雜數學計算和放射性定年法推算而來的，後者包括放射性碳定年法、鉀氬定年法和鈾鉛定年法。

本質上講，放射性定年法是基於放射性衰變，利用自然發生的放射性化學成分（同位素）與其衰變產物的比率來推算時間的。例如，我們知道放射性化學成分鈾衰變會形成鉛，看一塊石頭的鉛含量就能計算出最初有多少鈾，共花費多長時間才衰變出這麼多鉛。

科學家將此技術應用於非常古老的石頭和礦物質的檢測中，包括隕石和從月球採集的礦物樣本，於是得出了45.4億年這個神奇的數值。至少從目前看來，這個結論得到了多數人的認可。

目前所知的最古老的地球物質是在西澳大利亞找到的鋯石晶體。經測定，它們已有44億年歷史。同時，目前所知的最古老的隕石物質有45.67億年歷史。普遍認為，太陽系的出現不會比這些物質早太久。

追根溯源，讓我們返回地球或太陽系出現之前—宇宙誕生之時。最有影響力的一種學說是大爆炸宇宙論，認為宇宙是由一個緻密熾熱的奇點於一次大爆炸後膨脹形成的，並且不斷向太空膨脹，這表示宇宙本身也在不斷膨脹中。

地質時間表

讓我們再回到對地球的探討。地球科學家、地質學家和古生物學家常用一種叫「地質時間表」的東西來描述有關地球歷史的時間和事件。它將時間與地層學聯繫起來，後者是研究地殼表層成層岩石的學科。

有很多絕好的成層樣本可以證明地球的歷史很悠久。在塞普勒斯的白堊層、美國猶他州令人驚艷的科羅拉多高原、法國阿爾卑斯山正面的裸露地層，以及墨西哥拉巴斯附近神奇的成層島等地，我們都能找到例證。

描述地質時間的地質年代單位都相當長，例如宙、代、紀、世和期。

普遍認為地球有45.4億年歷史，我們的老朋友鋯石是已知的最古老的礦物質，研究人員於冥古宙隱生代地層發現了它。冥古宙隱生代是月亮和地球形成的時期。5億至6億年之後，地球進入始太古代，簡單的單細胞生物開始出現，我們在微體化石中找到了其出現的證據。微體化石是小於4毫米的化石，通常小於1毫米，只能在光學或電子顯微鏡下進行研究。

繼續向前跳轉至元古宙，地質跡象表明地球大氣開始含氧（尤其是在古元古代，約20.5億年前），第一個複雜單細胞生物—原生生物於18億年前誕生。

又過了12億年，第一批多細胞動物（蠕蟲、海綿、軟體膠狀生物）化石於新元古代（約6.35億年前）出現，這些動物又在漫長的古生代（距今2.55億到5.41億年前）進化成更複雜的魚類生物。古生代末期，包括北美洲、歐洲、亞洲、南美洲、非洲、南極洲和澳大利亞在內的盤古大陸形成。各種爬行動物和兩棲動物開始四處漫遊，基本植物群、苔蘚和裸子植物已經進化，大批海洋生物也逐漸在淺礁湧現。

自此進入中生代。中生代的三疊紀、侏羅紀和白堊紀時期（距今2.52億年到7 200萬年前），恐龍、原始哺乳動物和鱷目出現，之後被子植物和多樣化的昆蟲也隨之出現。至白堊紀末期，又出現許多新的恐龍物種（儘管存在時間並不久），現在的鱷魚和鯊魚類物種等也大量繁殖。原始鳥類取代了翼龍，原始有袋動物也出現了。這一時期，大氣中的二氧化碳含量開始接近地球目前的水平。

接下來我們就來到了人類所處的地質時代—新生代，該地質時代始於6 600萬年前，常被人們稱為「哺乳動物的時代」。新生代早期，恐龍滅絕（下文會介紹更多相關內容）、哺乳動物走向多樣化。然而還需要等待4 000多萬年，我們進化論意義上的祖先—第一批類人猿才會出現。

在20萬年前的更新世，第一批解剖學意義上的現代人類開始活動，在5萬年前的全新世（目前我們仍處於該世），人類才嘗試著擺弄石器工具。

簡而言之，地球很古老，人類很年輕。不妨換個角度，試把地球想像成一個24 小時制的鐘錶，午夜前40 秒，即23:59:20，第一個人類終於出現。

人類進化

直到19世紀末，人類才對自己和地球有了一些了解，較之地球漫長的歷史，這實在令人驚訝。這正如前文曾提到過的理論，冰期的概念於18世紀中期首次提出，直到19世紀70年代才為大眾廣泛接受。

包括人類在內的物種「進化」以及「物競天擇」的概念到19世紀中期才出現。1859年，查爾斯·達爾文（Charles Darwin，1809—1882）出版了《物種起源》（On the Origin of Species），進化和物競天擇的概念開始進入大眾視野。即便如此，達爾文的進化論還是等到幾十年後才成為生命科學的主流。讓我們再次把地球年齡想像成一個歷時24小時的鐘，要用時間測量中無窮小的單位，才能在地球自然歷史中描述這一發現所處的時刻。

大約一個半世紀以前的1871年，達爾文出版了影響深遠的《人類的由來及性選擇》（The Descent of Man, and Selection in Relation to Sex）一書。這本書直白地闡釋了人類進化的理論，出版後一片嘩然。達爾文在書中提出人類是從同一個祖先進化而來，而我們共同的祖先又是來自於數千年歷史中一系列動物的進化。這樣的理論觀點對當時的大多數人來說，簡直駭人聽聞。

然而，隨著研究進一步推進和更確切證據的不斷發現，達爾文的許多理論在明確的證據面前變得毋庸置疑。現在，我們掌握了關於地質年代和化石記錄所積累的豐富知識，依此為地球上的生物進化描繪了一幅神奇的肖像。考古學、古生物學和DNA（脫氧核糖核酸）研究領域的發現，更進一步為人類這個種族的進化勾勒出一幅栩栩如生的畫面。現在，人們已經知道在20萬年前，第一個解剖學意義上的現代人類剛剛誕生。