WEBVTT

00:00:07.053 --> 00:00:09.173
所有这些东西都是从哪来的？

00:00:09.173 --> 00:00:10.267
这块石头？

00:00:10.267 --> 00:00:11.327
那只牛？

00:00:11.327 --> 00:00:12.482
你的心脏？

00:00:12.482 --> 00:00:15.602
提醒一下，不是这些东西本身
而是它们的构成：

00:00:15.602 --> 00:00:18.555
原子组成了所有的物质

00:00:18.555 --> 00:00:22.893
要回答那个问题
我们得指望质量守恒定律了

00:00:22.893 --> 00:00:25.757
这个定律说的是一个孤立系统

00:00:25.757 --> 00:00:29.969
被物质与能量都无法穿越的边界所定义

00:00:29.969 --> 00:00:34.248
在这个系统中，质量
也叫做物质和能量

00:00:34.248 --> 00:00:37.068
既不能被产生，也无法被摧毁

00:00:37.068 --> 00:00:39.775
这个宇宙， 尽我们所知

00:00:39.775 --> 00:00:41.828
就是这样一个孤立系统

00:00:41.828 --> 00:00:45.931
但是在分析它之前
我们先来看一个更小和更简单的系统

00:00:45.931 --> 00:00:49.118
在这，我们有六个碳原子
十二个氢原子

00:00:49.118 --> 00:00:51.912
还有十八个氧原子

00:00:51.912 --> 00:00:55.605
只要有一点能量
我们的分子就可以开始移动了

00:00:55.605 --> 00:00:58.692
这些原子可以结合在一起
组成我们所熟悉的分子

00:00:58.692 --> 00:00:59.946
这是水

00:00:59.946 --> 00:01:01.743
这是二氧化碳

00:01:01.743 --> 00:01:04.157
我们无法创造或是摧毁质量

00:01:04.157 --> 00:01:07.811
我们受限于我们所拥有的
应该怎么做呢？

00:01:07.811 --> 00:01:09.768
啊， 它们有自己的想法

00:01:09.768 --> 00:01:14.341
我们来看
它们组成了更多的二氧化碳和水
各有六个

00:01:14.341 --> 00:01:19.185
加一点能量
我们就可以让它们重新组成一个简单的糖

00:01:19.185 --> 00:01:21.183
还有一些氧气

00:01:21.183 --> 00:01:26.997
所用到的所有原子就是那
6个碳，12个氢，还有18个氧

00:01:26.997 --> 00:01:31.170
我们所用的能量现在
被储存于原子间的化学键中了

00:01:31.170 --> 00:01:33.321
我们可以通过将那糖还原为水与二氧化碳

00:01:33.321 --> 00:01:36.887
来释放能量

00:01:36.887 --> 00:01:39.556
而原子依然是同样的

00:01:39.556 --> 00:01:44.149
现在 让我们先撇开一些原子
尝试一些更加有趣的事情

00:01:44.149 --> 00:01:48.588
这个是甲烷，一般与牛的胃肠气胀有关

00:01:48.588 --> 00:01:51.132
但同时也用作火箭燃料

00:01:51.132 --> 00:01:53.786
如果我们加一些氧和一点能量

00:01:53.786 --> 00:01:55.616
就像你从一根点亮的火柴上获得的那样

00:01:55.616 --> 00:02:00.661
它燃烧变成了二氧化碳，水
甚至还有能量

00:02:00.661 --> 00:02:03.775
注意我们的甲烷刚开始有四个氢

00:02:03.775 --> 00:02:08.666
到了最后我们仍旧还有四个氢
被两个水分子所携带

00:02:08.666 --> 00:02:13.573
最后来一个厉害的
这是丙烷，另一种可燃气体

00:02:13.573 --> 00:02:16.731
我们加入氧气，点燃，然后 嘣！

00:02:16.731 --> 00:02:18.885
再加更多的水和二氧化碳

00:02:18.885 --> 00:02:20.784
这次我们得到了三个CO2

00:02:20.784 --> 00:02:24.443
因为丙烷分子开始就有三个碳原子

00:02:24.443 --> 00:02:26.590
它们无处可走

00:02:26.590 --> 00:02:30.451
还有很多其他的反应
我们可以用这一小组原子来模拟

00:02:30.451 --> 00:02:33.764
而质量守恒定律永远成立

00:02:33.764 --> 00:02:36.748
任何物质和能量经过一个化学反应

00:02:36.748 --> 00:02:40.216
依然还会存在并呈现

00:02:40.216 --> 00:02:42.673
所以，如果质量既不能被创造也无法被毁灭

00:02:42.673 --> 00:02:45.957
那么这些原子最初都是从哪来的呢？

00:02:45.957 --> 00:02:49.397
让我们回调时钟来看

00:02:49.397 --> 00:02:53.573
远一点，再远一点，再远一点，太远了

00:02:53.573 --> 00:02:54.892
好了，就是这了

00:02:54.892 --> 00:02:56.378
宇宙大爆炸

00:02:56.378 --> 00:02:59.908
在宇宙出生后的三分钟内

00:02:59.908 --> 00:03:03.979
我们的氢从一组高能量的微粒中生成

00:03:03.979 --> 00:03:07.846
最终，一团团的原子积累并构成了星体

00:03:07.846 --> 00:03:12.085
在这些星体内，核反应会融合轻的元素

00:03:12.085 --> 00:03:13.980
像是氢和氦

00:03:13.980 --> 00:03:17.706
去组成更重的元素，像是碳和氧

00:03:17.706 --> 00:03:21.310
乍看一眼
这些反应似乎像是违反了质量守恒定律

00:03:21.310 --> 00:03:23.847
因为它们释放一堆似乎不知道从哪里来的

00:03:23.847 --> 00:03:25.747
惊人的能量

00:03:25.747 --> 00:03:28.952
不过，幸好有了爱因斯坦著名的公式

00:03:28.952 --> 00:03:32.108
我们知道了能量是等同于质量的

00:03:32.108 --> 00:03:34.871
结果就使得原始原子的总质量

00:03:34.871 --> 00:03:38.982
比生成物的质量稍稍多一点

00:03:38.982 --> 00:03:43.937
失去的质量与获得的能量完美吻合

00:03:43.937 --> 00:03:49.587
以光，热，还有能量粒子的形式传播出去

00:03:49.587 --> 00:03:52.103
最终，这个星体变成了超新星

00:03:52.103 --> 00:03:54.586
将自己的元素散布到宇宙空间

00:03:54.586 --> 00:03:58.380
长话短说 它们找到了彼此
并和来自其他超新星的原子一起

00:03:58.380 --> 00:03:59.889
组成了地球

00:03:59.889 --> 00:04:04.003
46亿年后，在我们这个小小的孤立系统中

00:04:04.003 --> 00:04:06.892
扮演起自己的角色

00:04:06.892 --> 00:04:11.619
但是它们一点都不如一起组成你

00:04:11.619 --> 00:04:12.941
或那只牛

00:04:12.941 --> 00:04:14.190
或这块石头的原子们那般有趣

00:04:14.190 --> 00:04:17.211
这也就是为什么
就像卡尔·萨根那句名言所述

00:04:17.211 --> 00:04:19.970
“我们都是由星际物质组成的”