l 简介

《宇宙时空之旅：未知世界》（Cosmos：Possible Worlds）在广阔无垠的时空中，有无数个尚待我们探索的世界，和等待我们诉说的故事。本季节目要带我们探索逝去和未来的世界。并带观众认识勇于探索这一切的人。

l 笔记

01  Ladder to the Stars（星梯）

本节目要展开一趟跨越数十亿年，探索生命和意识演化过程的旅程。走访一座有十万年历史的实验室。讲述生活方式的改变如何剧烈地影响人类生活，及在自然之书中找到神，开启前往繁星道路的异端者的故事。

星体旋转碰撞、爆炸 引力波 时空涟漪

人类已解密电磁波谱

人类成为宇宙了解自身的一种方式

化学梯子——DNA双螺旋结构，由恒星中的物质氢碳氮氧构成

自然选择 进化 梯子不断增加

（宇宙历12月26日）新皮质的出现 智力是一个很有优势的基因，源于DNA中一次13个原子的变异

智人 非洲布隆伯斯洞穴 最早的艺术创造发现地

（往前25s，l万到1万两千年间）种植农业出现 定居 大变革

（往前20s，公元前7千年）形成加泰土丘，安纳托利亚平原上的一个天窗社区

（17世纪）新旧融汇 科学与艺术发展 人们对光进行研究 斯宾诺莎说自然规律是他信仰的上帝

动物植物两个王国 自养生物与异养生物 在地球共生长

人类纪 生命之树上的折枝变多

（未来10年间）预计往半人马座阿尔法星系发送星际帆船 激光照射可达20%光速，24年后可得到它拍摄的视频信息

02  The Fleeting Grace of the Habitable Zone（稍纵即逝的适居带）

万事万物都会受到宇宙变化的影响。有朝一日地球会变得不再适合我们生存。本集节目讲述人类祖先的故事，他们当时如何面对挑战，同时勾勒出人类在其他世界的未来愿景。

（40亿年前）地球生命出现的前景渺茫 金星可能存在生命

现在的地球处于太阳系的宜居带里，每年会以0.9米的速度向外移动，地球的宜居期已过70%，还剩几亿年

（50-60亿年后）太阳会从黄矮星变成红巨星宜居带变化会使得行星剧变

当红巨星变成白矮星时，阳光能量就不足了  宜居带得从太阳系外找寻

从前，拉皮塔人的航海成就满满——中国台湾、菲律宾、印度尼西亚

现在航宇宙技术的发展：

1）宇宙射电望远镜。太阳的重力使光线弯曲，可让望远镜看到远方星球上的高山建筑  收集“水坑”电频带的无线电波，可识别外星文明 望远镜可以让我们看到过去 从地球看向太阳看到的是8分20秒前的太阳。

2）御光而行的帆船。可到达比邻星β，该星球有不变的晨昏线，是人类星际大移居的中继站。

3）引力波飞船。米格尔阿库别瑞设想了实现的算法  飞船会被自身的时空气包裹 已解决所需的庞大启动能量问题 飞船制造引力波，将前方的时空之洋压缩，并扩大其后的时空之洋，可眨眼间飞行965万亿公里。原理：移动的不是飞船而是宇宙 像蜷曲二维世界然后在三雄世界行动一样 可到达合谷星系宜居行星。

要想在遥远的将来生存，我们得改变生活方式，改变自身。我们是适应性极强的物种，未来更会在不同的行星上获得不同的进化，也将会变得更加智慧。

不同的物种与天体被相互隔离，只有那些有着充分自我认知与判断的物种才能解除隔离，安全穿梭于星际之间。

宇宙中唯一的人类只来自地球，谢谢你，母亲！

03  Lost City of Life（失落的生命之城）

本集节目将以全新观点审视远古地球血红海洋中的创世纪。同时要讲述一名男子如何在绿色宝石中发现生命初始的第一条线索。但是在追寻生命起源的同时，他因为和纳粹作对，而有了性命之忧。

地球 银河系晚年的孩子 接受了许多物质

海底城市 大自然修建 产生高塔中的橄榄石

矿物、岩石、有机分子、化学反应、能量（碱性水与酸性水反应）——构成孕育生命的环境

海底高塔坍場 生命逃脱演化

（140亿年前）宇宙大爆炸

（110亿年前）银河系成型

（50亿年前）太阳成型

（40亿年前，宇宙历9月21日）海底高塔 生命微光

（27亿年前）蓝藻细菌出现

（23亿年前）蓝藻肆虐，厌氧生物沉于海底

（19亿年前）大气中甲烷被氧气消耗成二氧化碳 地球冻结（二氧化碳没有甲烷锁温好） 期间地球火山喷发生物死后形成的二氧化碳 地球因二氧化碳的增多和蓝藻的制氧持续冻结、解冻

（5亿4千万年前）微生物及简单多细胞生物进化：①利用海中的钙产生骨骼；②寒武纪生命大爆发，长出腿、眼睛、鳃、牙齿；③大气氧合作用形成臭氧层，减弱紫外线 生命上岸

（20世纪）戈尔德施密特 创造元素周期表，研究出橄榄石参与了生命的起源

现代宇宙探索 需小心的受限制的第5类世界 木卫二

我们人类只是地球化学力量的副产品，但会在整个宇宙中展开

04  Vavilov（瓦维洛夫）

在二十世纪前半段，遗传学家尼古拉·瓦维洛夫前往五大洲，搜集世上所有的种子。他的梦想是用科学终结饥荒，但是最后因为拒绝说谎而赔上性命。他和同僚的英勇事迹和对人类现今生活的影响，是科学史上非常感人的故事之一。

05  The Cosmic  Connectome（宇宙连接体）

本集节目呈现了一场意识演化的发现之旅，从古希腊开始，然后走访全球最大的生物体；到一名被抛弃的孤儿，开启人类对思维结构理解的梦想。

大脑处理单元的数量约等于1000个银河系中恒星的数量——100万亿个 由相当于5级飓风的化学和电力所控制

（2500年前）希波克拉底宣布大脑是意识中心，破除癫痫迷信，被称为医学之父 癫痫发作原因：大脑中离子通道的失灵

（20世纪）伯杰研究精神力量、心灵感应 开创脑电图 将恋爱中女性的脑电波发送到宇宙

（30亿年前）海底微生物垫就有电化学信号的传递 神经组织的祖先

（6亿年前）大脑是一个可以感知并对环境做出反应的指挥中心 在海中的扁形虫身体里里出现

扁形虫是自然界中最早拥有正面、背面、头部的生物。大脑与扁形虫相比：①都拥有相同的控制神经系统的化学物质——神经递质；②都同样对药物过敏；③都可以学习，可以对自己所处环境的信息进行处理后再做出相应反应。

大脑有点像城市，从一个小的中心发展而来，慢慢地变大并发生变化，留下许多旧的部分仍在运作。

大脑在进化的过程中必须保证持续运转，边缘系统被大脑皮层包围，旧的部分负责了太多重要的机制，无法全部替换。

大脑的语言并没有编码在DNA中，生命的词汇量很小，但大脑需要一门包含1万个单词的语言，大脑中信息含量可以看作40多亿本书，这些信息量写在那些由海底微生物垫开创的神经元里，是微小的电化学开关元件，通常只有百分之几毫米宽。

每个人拥有860亿个神经元，神经元及其组件轴突、树突、突触和细胞体本身在大脑中构成了一个网络，许多神经元与它们相邻的组织有干丝万缕的联系；树突是神经元发出的与其它神经元连接的通路，它将神经细胞廷伸到突触，直到它们形成一个完整的意识网络

由100万亿个的“神经连接”，使得大脑正常工作，造就了现在的你

突现的本质：物质的微小单位共同运作构成 比它们自身大很多的物质 使得宇宙能够了解自己

大脑能认识宇宙吗？因为有规律存在，宇宙是可知的。 盐有其原子构成规律

生物学家已成功绘制了人类基因组图谱 神经科学家也正在尝试绘制大脑连接体图谱

单一、独特的大脑连接体，是你的思维、思想和思考

06  The Man of a  Trillion Worlds（心怀宇宙梦）

卡尔·萨根年轻时的事业在他两位导师的冲突之间成形，这两位导师都是科学界的巨擘。萨根长大后实现了童年的梦想，将他们的研究广为散播，让世人了解这些研究的重要性。

（1784年）天琴座β忽明忽暗被发现

（1934年）发现忽明忽暗的原因——引力双星，运用光谱学辨认恒星物质组成

（1949年）柯伊伯发表太阳系不特别，此时各学科间专业不融合

（1949年）尤里通过化学手段研究生命的物质起源

卡尔·萨根：柯伊伯和尤里学生，融合个学科探索宇宙，创办“伊卡洛斯”刊物

（1957年10月4日）苏联第一颗人造卫星升空——斯普特尼号

至今，人们发现宇宙中至少有12个星球可能与地球一样有生命 寻找宇宙中的宜居带——①木星，热气球样的生物；②格利泽667，有三颗行星可能有生命

宇宙有2万亿亿颗恒星，每一秒都可能形成1000个太阳系

07  The Search for  Intelligent Life on Earth（寻找智慧生物）

本节目揭露了生命世界组成的秘密地下网络，以及人类和使用符号语言沟通的生物的第一次接触。

贵州天眼 射电望远镜，500米口径球面 预计2021年字宙射电望远镜发射

森林中有对话，大部分用电化学语言述说

地下万维网，菌丝体，蘑菇是菌丝体的子实体

母树会有意抢夺阳光，以致子树长得慢更结实

树被咬产生的痛感每3分钟传播2.54cm，收到痛感后树会：DNA测序，释放化学物质

（宇宙历12月21日）地球上有巨型蘑菇、甲壳动物、飞行昆虫、巨型红杉，此后黄蜂逐渐进化为蜜蜂

（1900年）卡尔冯弗里希研究蜜蜂发现 蜜蜂舞蹈：①向上舞动 向着太阳飞；②左右转动 地点的确切坐标；③舞蹈时长 短至几分之一秒，表示预计要飞行的时间

人类和蜜蜂的进化路径在6亿年前分岔

蜜峰民主、有组织，与人的共同之处：农业、建筑、语言、政治、睡觉（做梦）

生命本身可以看做是物质化学的新特性，科学可以看做是生命的新特性，科学是生命了解自己的一种方式

达尔文的生命同理心

（5.5亿年前）动物的共同祖先——皱囊虫

现在各地的水熊虫，会互相依偎

水熊虫：生命力强，善脱水假死，在五次生物大灭绝中幸免于难，可在宇宙辐射中假死10天而不死

08  The Sacrifice  of Cassini（卡西尼号的牺牲）

本节目要介绍一位科学家，他在一战的战场上打仗时，想出了人类远征月球的方法。他写了一封给五十年后的信。这封信是阿波罗任务的幕后功臣。节目中还要讲述卡西尼号为期二十年的冒险旅程。

惠更斯：土卫六、土星环的发现

卡西尼：观测出各行星一天的时间，认识环

罗墨：从卡西尼的数据，意识到光速有限

（1860年）爱德华洛希，得出洛希极限，解释土星环形成原因：当卫星靠行星太近会被撕裂成环

1914年，尤里康德拉图克设想登月轨道，设想荡行星重力类似荡树

尼尔阿姆斯特朗在登月后去了康德拉图克儿时家园进行了朝圣

因行星保护隔离公约，探测土星的卡西尼号坠毁于土星（1997-2017）

09  Magic Without  Lies（真实魔法）

量子力学是一个很违反直觉的领域，光可以是两种截然不同的东西，而且没有人看到的观察者，居然可以改变现实的本质。本集要介绍发现这一切的人。

人们研究光：①牛顿 微积分，光有色彩，光是粒子；②惠更斯 概率论，光是波；③托马斯杨 翻译古埃及文，进行光的双缝实验。

波粒二象性：光既是波也是粒子，又两者皆不是

在对光粒子进行物理手段观测前，光量子都以不确定的形态存在，是何种状态由概率决定。光量子都会随机穿过任意门且有变换形态的可能，当观测后，仪器发出的观测手段（X光）影响了光显子的状态，使之确定。（仪器观测后，光的双缝实验只有两条杠，不显示出波动性）

量子的概率是其本身固有属性，难以改变

量子的纠缠态解释：①光量子在四维上运动，在三维中的两个纠缠量子，本身是四维中的一个；②三维世界小球是用蜷曲的二维平面包裹的一个小球，小球在二维上会显示为两个点

用物理手段观测纠缠中的量子其中一个时，两量子间的子纠缠态会消失。

光子向眼睛射出上千万之多，现实才会显示出形状，渐渐地概率变为可能，可能变为必然。——光的真实魔法

关于量子的解释假说：①多重世界假说 量子的不确定性，开启多个平行世界；②超级决定论（电影理论：二维中的电影故事是三维世界里安排好的）

对光量子的利用：量子计算机，量子密码

10  A Tale of Two  Atoms（两个原子的故事）

两个来自宇宙不同区域的原子，在一颗小行星上相遇。科学和国家间致命的结合改变了世界的命运。一则警世预言，描述习惯生活在危险阴影的人，等死到临头才会恍然大悟。

化学键：原子与电子的结合稳定状态。原子之间的化学键由围绕其核心旋转的电子来介导，原子间的旧键断裂新键生成，释放能量

原子中心的原子核，数十亿年前，在恒星炉中形成，到现在仍是恒星的主要能量来源

从前宇宙中寒冷稀薄的冷气由简单的原子组成，由引力作用相互吸引不断变大。在原子核中包含微小却称重的粒子，氢有质子，氦有中子，它们各自有一团电子围绕它们环行。原子越近，越运动剧烈，使云团向内坍塌变成天然的核聚变反应，云团也由此成为了恒星。恒星末年将所有可用的氢燃料转化为氦后将向内坍塌，三个氦原子将合成碳原子并向外喷薄而出；而在超新星中有的单一碳原子与226个质子和中子融合变成了一颗铀原子

碳基生物：碳原子是自然的齿轮，参与生命的构成

玛丽居里和皮埃尔，想研究X光为何能穿透皮肤甚至增体，甚至增体，于是从矿石中提取到沥青铀矿；花三年时间提取出了0.1克镭；认识了放射反应，放射反应的能量是化学键能量的数百万倍；发现原子核中更小物质间的相互反应

（1933年）利奥西拉德设想原子裂变。先有足够多的某原子，当某个原子得到一个中子时，会释放出两个中子，由此形成核链式反应

（1939-1942年）德美苏都在科学家的建议下开始研究核武器

（1945年）美国成功爆发原子弹；

（1949年）苏联成功爆发原子弹，并进一步研究氢弹；核战争的幽灵就像沉睡的火山

（1902年）马提尼克岛上的倍雷火山爆发，三万人只活下两人。

铀原子本质上足不稳定的，它迟早会衰变，一个粒子会从它的原子核中分裂出来成钍，放射性衰变有着交叉火力，亚原子粒会像子弹一样穿过生命的精细结构，使电子脱离分子。电离辐射就是这样影响生物的，染色体根本无力抵抗。电离辐射无处不在，但水平低时不会造成威胁。在短时间内暴露在致命水平的辐射下，会引起细胞的失控反应使其成倍增长导致癌症。

我们，由7000亿亿亿个原子经过亿万年的复杂组合形成

“记住你的人性，忘记其它的。”

11  Shadows Of  Forgotten Ancestors（被遗忘的祖先）

本集节目讲述恶魔在古代波斯诞生的过程，一只养在家里的宠物狗突然变成凶恶的怪兽，猕猴群中令人感动的高尚行为，及探索人类适应改变的潜力。

（100多万年前）非洲奇迹洞 火种出现

（几千万年前）灵长类动物出现

（两亿年前）哺乳类动物出现

（四十亿年前）地球生命出现

（5000年前）头脑里开始有对未来的思考、对自我的洋细记述，对信仰的认识

（公元前6世纪）波斯帝国，波斯波利新城市矗立 善神阿拉胡马兹达，恶神安格拉曼纽

恶魔附身 捕食者（微生物）与猎物的故事 狂犬病：神经、唾液

蜜蜂的死亡信息素——油酸 生命是编程还是自由意志？①飞蛾扑火撞玻璃；②鹅孵蛋必揽周围相似物件；③昆虫是一系列进程的集合

生命自由意志的证据 即使飞蝇只有人百万分之一的大脑，也不能否认其可自发决策

人的定义区别于动物存在许多谬误

DNA中的英勇、自我牺牲的存在：①鹿吸引豹子警示鹿群；②亲缘选择；③恒河猴——最具同理心的动物

哺乳动物中情感主要由大脑底部，思考由最近进化出的外层

基本的思考能力叠加在早就存在的预设行为上，这就是进化的包袱

（往前5s，2200年前）印度阿育王 专制统治，穷凶极恶 佛陀的弟子感化——怜悯、慈悲、人性、爱好和平 醒悟传佛

12  Coming Of Age  In The Anthropocene（迎接人类世）

2020年出生的小孩将会面对什么样的未来？人类对环境的破坏是从什么时候开始的？现在的小孩二十几岁时，将会面对一个因我们拒绝迎接挑战而变得黑暗的世界，但还是有一线希望的。

地球于火焰中诞生，巨大的岩球与冰球相互撞击，撞击的一方甚至有火星那么大，撞击后形成了月球。

人类已经化作了一股自然力量，改变着地球上的天空、海洋与陆地

预知有时是诅咒——卡桑德拉，特洛伊木马

预言也可以是美好的祝福——

（1960年）冰箱氟氯烃

（1970年）大气化学家发现氟氯烃使臭氧保护层变薄，氟氯烃CFC被紫外线照射会分出氯原子，一个氯原子会破坏十万个臭氧分子

（1980年）人们要求各大公司停止制造CFC

（预计2075年）臭氧层完全恢复

（1967年）真锅淑郎研究地球气候模型，预言CO2会使得地球温度升高

13  Seven Wonders  Of The New World（新七大奇观）

年轻的卡尔萨根和尼尔泰森在纽约世界博览会找到了对科学的热情。我们在本集节目中要参观2039年的纽约世博会，看到现今我们难以克服的问题，如何因大众的意志力和科学想像力而得到解决。

（1939年）纽约世博会：电视机、机器人面世

（1964年）纽约世博会：电脑、恐龙模型、地球模型、火箭、飞船面世

（2039年）纽约世博会：新七大奇观

1）抽取大气CO2建造的CaCO3巨塔

2）虚拟现实再现科学探索者的神经连接组

3）第四维度场馆，可到达设定的时空坐标：①寒武纪大爆发；②侏罗纪世界；③第一次登月

4）生物工程让生物共同养护自然：①鼠耳芥：有地雷叶子变红；②白杨、酵母：分解有害物质

5）失落文明场馆再现文明情景：至今，科学无法让我们直接变聪明成深谋远虑，全看自己，有多少人在这场对自我正在进行的战斗中失败了；（公元前5世纪）塔特希安人富足的生活方式被埋藏于地底；（公元前2500年）印度尼罗河流域文明消失 当时有自来水等比19世纪末还好些的生活条件

6）银河百科全书现世，完善的星际资料库：①地球：碳基生物，自养异养共生，200个国家，6个世界强权正在进行文化和科技同质化，剩余优势价层阵法，存活率（每100年）：50%；提升存活率的方法：用心感受科学的嘱托

7）大型场景——宇宙的梦

l 短评

1977年，NASA发射了旅行者1号。它携带着刻录了人类和地球信息的“金唱片”，向着无垠的宇宙中航行。12年后，它完成了探访太阳系行星的任务。当旅行者1号回头遥望地球时，我们看到了那个淡蓝色小点——这就是地球，我们赖以生存的家园。

自从人类开始仰望星空，我们就一直试图找出隐藏在其背后的规律与秘密。短短几百年，宇宙历上连1秒都不到的时间。天文学、物理学等各种学科如雨后春笋般出现，不断地发展壮大。如今，竟让我们有了能力去推演出了这本宇宙年历，有了能力去亲自探索宇宙，谁又能说这不伟大。

在探索的过程中，我们更是发现了人类与宇宙最本质的关联。大爆炸之后，最古老的一批恒星诞生。尔后，有些大质量恒星死去，新的恒星再在其尘埃残骸中浴火重生。太阳就是这样诞生的。而我们所呼吸的氧、肌肉中的碳元素、骨骼里的钙、血液中的铁等等，所有这些元素，都产生于毁灭的恒星中心。也就是说——那些大质量恒星的死，给了人类生的可能。

物理学家劳伦斯·克劳斯说得更具诗意：你身体里的每一个原子都来自于一颗已经爆炸的恒星，你左手的原子与右手的原子也许来自不同的恒星。现在这是我所知道的物理学中最富诗意的东西：你的一切都是星尘。

宇宙替我们给出了一个终极浪漫的回答——我们来自于星尘，也终将归于星尘。

从盘古的头发化为星星，到后来的“醉后不知天在水，满床清梦压星河”。人类对于星空的向往亘古不变，也正是怀着这样一份热忱，科学家心中的那片自由星空，也成为了历史信奉的圣地。

“星星之所以美丽，因为它就在那儿。”