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今天农业生态系统已经严重失衡，为了生产食物、储存与加工食物，人类发明了数万种化学物质(初步查明农药种类3万种，食品添加剂3万多种)，这些物质中除极少数是必要的外，大多数所发挥的作用，是弊端严重超过其好处，并给农资商人创造了赚钱机会。并通过污染食物链，制造大量病人，为医疗系统带来滚滚利润。害虫除了伤害庄稼，但会对对虫媒花植物起到传花授粉作用。有人见了虫子就杀，为此发明了高达3万种以上的农药。虽暂时控制了虫害，但同时消灭了天敌，消灭了蜜蜂，导致一些蔬菜或瓜果不能传粉。
没有了昆虫授粉，有人又发明了催熟激素，使得某些蔬菜如西红柿、黄瓜、草莓、西瓜等单性结实(相对于女性没有和男性发生关系就生下孩子)。不经授粉就膨大的蔬菜与水果对人体会产生什么样的影响，至今没有人认真研究过。
杂草会与庄稼争营养、水分和空间，于是有人发明了除草剂而生生灭活。这样做，虽然暂时控制了杂草，但也促进了杂草进化，变得更难对付。更糟糕的是，除草剂也消灭了土壤中的有益微生物，一些原本具有固氮能力的固氮菌，乃至将多余氮素还原为大气中的氮气的反硝化细菌也遭到了伤害。没有杂草呵护，农田变成光板地，雨季非常容易造成水土流失。
土壤中有益微生物，尤其那些固氮、解钾、解磷的微生物被消灭后，缺乏的养分单纯依靠使用氮、磷、钾为主的化肥补充，这加重了土壤酸化。
土壤酸化后，原本存在的一些重金属物质溶解出来，再加上饲料、农药、化肥中重金属，使得重金属进入食物链。一些重金属本身具有致癌作用，进入人体后很难排出体外。
于是，乌克兰人体清理专家在死亡的病人体中可以清除平均每人3-5公斤毒垢垃圾，相当于体重的4%-6%;其中铅、汞等重金属，氯、硝酸盐，药毒垢等约0.52公斤。
那些不能回到空气氮库(N2)的含氧化合物，如NO,N2O,N2O5摇身一变成为雾霾的前身物质，污染了大气环境，造成了雾霾肆虐。
半个多世纪以前，人类发明了地膜技术，但这一技术放在全球变暖的今天，已出现了其相反的效果：加重植物病害，并造成农产品严重滞销。庄稼生病与地膜覆盖(尤其高温多雨的夏季)和反季节种植有非常大的关系。
植物病了，于是有人发明了给种庄稼治病的各种农药，还是以灭杀对抗为主，针对的对象为病毒、细菌与真菌。
植物病可能暂时控制了，但杀菌药物残留到了食物中，进入了食物链。
反季节种植，抢季节上市，都有地膜和反季节农膜的贡献。但集中上市，造成了农产品价格低迷，西红柿0.5元/斤，蒜薹0.2元/斤，芹菜0.05元/斤还没有人要。农民白费了劳动力不说，投入的农资成本都收不回来，但造成的水资源浪费、环境污染是非常严重的。
人类为了让植物长得更快，泛滥实用各类激素，作物长得更快了，水果和西瓜也越来越大了，越来越光鲜了，可口感却没有了。
没有了甜味，人类继续用增甜剂使之有甜味，但这样的水果与瓜类，可能含有了不健康的成分。这样的水果或瓜类，已经降低了消费者的食欲，很多原本喜欢用西瓜消暑的家庭，十几年不吃西瓜了，西瓜产出来卖给谁。具有同样的命运还有猕猴桃、柑橘、苹果、香蕉、火龙果等等。
自有化肥工业以来，作物产量大幅度提升了，然而连年持续高频率使用化肥，造成了土地板结、土壤酸化、食物质量下降。很多有益元素已严重低于历史的最好水平。比如钙质，根据我们的研究，用化肥生产出来的小麦面粉，比用有机农业模式生产的面粉缺钙76%，其余蔬菜、水果缺钙现象也是非常普通的。
面粉和食物缺钙，人类就发明补钙的方法，但那些无机钙很难被人体吸收。消费者忘了一个最朴素的道理：食物补钙才是王道。
植物有虫害、有病害、不抗除草剂、不耐寒、不耐旱、不耐运输和储存，怎么办?一些人更聪明，发明了转基因办法，让植物实现上述功能。但这样的食物出现了另外的问题——原本不带毒的食物带毒了，营养成分更下降了。
“吃种子，留种子”，农民天生就是育种专家；“饿死爹娘不吃种子粮”，有了种子就有了农业的自主权，农民对于种子是高度重视的。但自从有了杂交技术，有了转基因技术，有了资本为主导的种子公司，这一切都发生了根本的变化。农民每年种地都要买种子，还经常买到假种子。商业种子公司为了自身的利益，减少种子量，提高单价，搞种子包衣。种子外面包裹了农药，骗农民说是为了保障出苗率，其实是为减少种子量，好卖高价。
种子外包农药，地下害虫不吃了，连老鼠都不吃了，或者老鼠被毒死了。农田里没有了老鼠，以老鼠为食的蛇、猫头鹰、黄鼠狼也基本绝迹。由此引发了更高级别的的生态失衡，从种子，到害虫，到鸟类，直到哺乳动物，人类也难以幸免。
目标害虫不吃被转基因技术保护的庄稼了，改吃别的，原本处于次要地位的害虫成功上位，变成主要害虫，还得依赖农药来治;转基因作物能够防除草剂了，但杂草也进化了，变得更加高大难以控制，除草剂用少了都不管用;庄稼、水果、蔬菜甚至中草药抗病了，但食物或中草药本身可能也增加了抗生素含量，营养与中药治疗功能下降。转基因不能让农民留种，否则农民就不愿意买他的种子。人类驯化并保留了上万年的多种多样的种子，就这样无情地消失了。
还有动物饲料、人类食物的食品添加剂，由于篇幅限制，不再一一列举。总之，农业生态系统原本平衡的状态打乱了，人类为了果腹，就不得不去吞下更多的有害化学物质。因食物链中充斥了大量的非食物成分的化学物质，以前不曾经出现的怪病多了，突出表现在儿童性早熟、抑郁病、多动症、男女不孕不育症、肥胖症、白血病、各种癌症等集中爆发。当一种农业模式发展到可导致人类生殖都出现困难时，我们不得不反思第一次绿色革命是否真绿色。
一些企业试图发明能够洗净农药残留的装置;制药厂继续生产天文数字的西药;中草药用种庄稼的办法生产，药效下降就加大用量;医院为病人准备了更多的病床，医院大楼越盖越高;墓地每平米价格超过活人住房的好几倍!好一个完整的产业链。
当有人告诉你，人类食物链原本是健康的，是不需要那么多有害物质的，病人也没有那么多的，马上就会有人攻击你是倒退，是反科学、反人类的，是要将人类带回到原始社会去的。他们沾沾自喜的理由是：上述人类的各项农业技术发明都是科学家发明的。
因为科学，所以可放心地食用；因为科学，可以没有智慧。
中国农业
生物多样性危机的主要表现
1、农业生境萎缩，结构单一化
近些年来，伴随着GDP持续、高速和粗放式增长，我国以耕地、林地、草地和淡水为代表的农业自然资源数量与质量呈现持续大幅下降趋向。资料显示，自年开始，全国耕地总面积呈现持续减少态势[3-4]。近50年来，国内主要天然内陆湖泊以年均约20个的速度减少，湖泊湖面湖容呈同步萎缩;林地面积较20世纪50年代初减缩近1/2;约1/4天然草原已经沙化;自然湿地面积近10年间减少近10%;以长江、黄河等为代表的主要江河流量锐减，诸多河流已成季节性河流或出现常年断流现象，农业用水缺口日益扩大，旱象日趋严重或频发;西部地区冰川与冻土层加速萎缩[5-6]。
同时，全国耕地40%以上出现退化现象，1.05亿hm2草场不同程度退化;天然林比重日益缩减，林种日趋幼龄化、单一化[5]，林地生态功能退化;农业淡水资源环境质量快速下降，湿地破碎化、人工化倾向凸显。以农田生态为核心的农业生态环境多样性正不断丧失，一些重要特殊的农业生态景观或生态类型面临濒危或永远消失，农业生态系统总体呈现萎缩退化和先天脆弱性强化，并不断向结构单一化或简单化、破碎化方向演进。
2、作物（品种）多样性加速丧失
据FAO估计，20世纪以来，全球农作物(品种)多样性不断丧失，3/4农作物遗传性已经丧失[7];美国97%曾经栽培的蔬菜品种已经消失;近15年间，印尼有个地方水稻品种已经消亡，3/4水稻品种来自单一的母体后代。据预测，到年，全球1/4的物种将陷入绝境。而一种植物的消失必将导致某一食物链断裂，或进一步诱致或加剧其他10～30种生物的生存危机。
在中国，近半个世纪以来，有多种高等植物已经灭绝，约种高等植物处于濒危状态;全国生物物种数量正以平均每天新增一个濒危甚至走向灭绝的速度减少，农作物栽培品种正以每年15%的速度递减;相当数量的农作物种质资源只能存活于实验室或种子库，很多种类尤其是野生种、半野生种、地方种或传统农家品种等早已在野外难觅踪迹或永远消逝，作物种质多样性、遗传多样性和基因多样性正面临前所未有的挑战、威胁或危机。
3、农业动物（品种）多样性锐减
研究表明，目前全球约有41%的两栖动物物种和26%的哺乳类动物物种正面临灭绝威胁，脊椎动物灭绝速度较一个世纪前加速了多倍[8];3/4渔场已枯竭、废弃或面临减产的危险;在多种家畜禽遗传资源中，种已灭绝，种濒临灭绝;年，全球濒危家畜禽品种则增至22%左右[9-10]。
以家养畜禽为代表的农业动物(品种)多样性业已遭受严重破坏，大量的传统养殖畜禽品种正被现代农业单一化、集约化和规模化的高产新品种快速替代。
中国是全球畜禽品种资源较为丰富的国家，但新近的调查结果显示，在全国个传统地方品种中，横泾猪等15个品种已不见踪影，55个品种处于濒危状态，成华猪等22个品种濒临灭绝;濒危和濒绝品种占地方畜禽品种总量的14%，约85%的地方猪群体数量呈持续下降趋势[11-12]。
以鱼类为代表的水产养殖生物多样性亦遭受重创，全国近岸海域及主要江河、湖泊、库塘或湿地中的水生、湿生或沼生生物种类、种群数量或结构等均发生显著变化，种类或数量锐减、种群结构日趋单一化。例如，“全球佳”生态区域之一的环渤海地区，90%的渔业资源已经商业灭绝;长江主要经济鱼类“四大家鱼”的种苗产量由最高年份的亿尾降至4亿尾，捕捞产量不到最高年份的1/4;云南省淡水鱼类中1/3种类濒临灭绝，湖泊鱼类中2/3种类已销声匿迹;高原明珠洱海湖中螺贝类大型底栖动物与大理弓鱼等诸多土著鱼类已经绝迹或濒危[5，13]。
4、农田物种多样性受创
除主要农作物及其栽培品种多样性的加速丧失，以农田或土壤环境为核心、与农业密切相关的动植物、微生物等生物多样性同样遭受损害，许多有益动物、沼生湿生或水生植物、昆虫、害虫天敌、真菌、细菌等种类或种群结构发生显著变化，数量明显减少或永远消失;一些有害生物种类及种群数量则骤增，农田生物多样性丰度显著下降。联合国的报告指出，近年来，与作物授粉及产量密切相关的蜜蜂种群正以惊人的速度消亡，尤以北半球为甚[14]。
近20年间，美国和欧洲的蜜蜂数量分别下降了30%和10%~30%，中东地区蜜蜂种群规模则缩减85%以上。在国内，诸多研究及大量实证均表明，以鸟类、蛇类、昆虫、蚯蚓、线虫和蚁类等为代表的有益生物或害虫天敌种群数量正快速缩减，而以鼠类为典型的有害生物种群密度飙升，一些农林重大病虫害此起彼伏，危害加重;南方稻田生态系统中水生动物、昆虫类、蛙类、蚯蚓、藻类、杂草及土壤生物等种类或数量明显减少，多样性逐渐丧失。
5、外来生物入侵肆虐
伴随全球经济一体化的不断深入以及气候变化加剧，近年来，世界范围内的外来生物入侵危害度日趋加重，国际公认的最具威胁性外来入侵生物达种以上。目前，入侵中国的外来生物数量达种，其中，种危害较为严重，50种以上为国际公认的最具威胁性的入侵生物。全国每年因烟粉虱、紫茎泽兰、松材线虫等11种农林入侵物种危害造成的直接经济损失达亿多元[5，15]。外来入侵物种已对国家生物安全、生态安全、产业安全及生物多样性构成严重威胁，并对农林生态和自然生态环境造成重大破坏或损害。
二、农业生物
多样性危机的主要诱致因素
1、思想认识滞后
一是危机意识淡薄。长期以来，囿于对大自然与客观世界认知的局限性和自然资源富足的表象，以及舆论导向的偏差或误导，使得人类尤其是国人乃至各级政府及管理部门均普遍存在盲目的优越感，资源环境忧患意识和危机感严重缺失，并进一步为生物多样性和生态环境破坏埋下伏笔。
二是发展观念滞后。长期的贫困落后、物质匮乏与经济发展迟滞，使得国人脱贫致富奔小康的意愿过度强烈，功利主义大行其道、色彩浓厚以致过度短视，片面追逐经济总量规模与增速或不切实际的“跨越”发展，而忽视发展的内在质量效率与资源环境成本。同时，误读发展的真正要义，将“发展”简单等同于增长，一味专注于眼前利益、暂时利益、局部利益和短期效益，对发展的科学性、和谐性、均衡性、包容性、可持续性和“以人为本”的全面协调平衡性缺乏足够认识。
三是认识肤浅。基于生物多样性丧失过程的渐进性、隐蔽性、长期性和复杂性等客观原因，迄今，众多管理者尤其是广大农民群众乃至科技人员依然尚未真正全面认知和把握生物多样性在资源环境保护与生态文明建设中的重要地位、作用及深远意义，或依然停留于“治污”、“护林”的初始水平，对更深层次的生物多样性尤其是农业生物多样性的概念、内涵及重要性缺乏基本认知或一知半解，对生物多样性丧失带来的严重恶果知之甚少，认识缺位、模糊或片面肤浅，农业生物多样性和遗传资源保护意识严重淡薄。
2、不可持续的工业化与城镇化
一是工业化、城镇化对耕地的损毁[5]。中国工业化、城镇化速度惊人，但其对“三农”资源尤其是耕地资源的掠剥或破坏也同样令人侧目，并呈现出极度的非理性和不可持续性。主要表现在：人的城镇化显著滞后于土地城镇化;工业用地占比过高，远高于发达国家和世界平均水平;公共基础设施建设过度超前，且违法违规现象突出;城市新区容积率普遍偏低，土地浪费现象严重，节约集约化水平低下等，致使大量优质耕地、重要天然湿地、草地、湖泊和滩涂等屡遭破坏或永远消失，从而加剧农业生态环境的萎缩、退化或碎片化。
二是工业与城镇排污。伴随粗放、高速的工业化进程和城镇的过度快速膨胀，全国工业和城镇“三废”排放量与日俱增，但无害化处理率、达标排放率及有效利用率等均一直处于较低水平，偷排、超排和违规排放屡禁不止，“跑冒滴漏”现象严重，致使巨量废污水、固体废物或有毒有害物质不经任何处理肆意排放或堆放，污染或破坏土壤、水体或大气环境，进而对农业生物多样性产生不良影响、构成威胁。
三是工业化、城镇化对水资源的掠夺[16]。以水、电为核心的生产生活资源能源需求量与消费量陡增，继而导致各类引(调)水工程、地下水工程和水电工程等项目盲目上马、无序推进乃至泛滥，以及水资源过度开发与配置的失衡，最终加剧农业旱灾常态化、水资源供求矛盾尖锐化以及农业生态环境恶化、生物多样性减量化。
3、粗放的农业农村生产经营
一是发展理念滞后。古往今来，从国外到国内、科研到生产，获取农业最高或更高产量一向是人们孜孜追求的首要目的乃至终极目标。然而，过度、盲目或片面追逐暂时产量指标、眼前收益或短期效益效率之结果，促使人们从农业新品种培育开始，就急功近利地不断进行人工选择和“优胜劣汰”，以致到生产环节的集约化、专业化和规模化经营管理，大面积单一化连年推广种养高产“优良”品种并“不择手段”辅之以一切夺高产、保丰收和增效益的养殖栽培综合措施，而忽视种质资源和遗传多样性保护，轻视生态环境与产业多样性保护，忽视增产、增长或发展的长期性、持续性和科学性。
二是对农业自然资源的掠夺式开发。基于发展理念偏差和认识局限，追求产量产值、增收增效和脱贫致富的意愿过度强烈，以及“靠山吃山、靠水吃水”信念的客观现实性，致使毁林开荒、围海(湖)造田(地)、盲目外引物种和无序开发野生生物资源等乱象丛生，乱砍滥伐、滥垦滥牧、滥采滥捕和滥引等现象屡禁不止。同时，乡村建设无序失范，土地利用率严重偏低，缺乏规划、布局散乱、盲目攀比、贪大求洋、滥占耕地和奢侈浪费等不良倾向并存，以致对农业资源环境及生物多样性产生胁迫[17]。
三是过度的农业化学化。当前，我国以化肥、农药、农膜和抗生素等为代表的农业化学品使用量位居全球榜首，单位面积使用量为发达国家的数倍，且远超世界平均水平和国际公认的环境安全上限，并进一步呈现持续快速增长态势，农业对化学品的依赖度达50%以上。同时，农业化学品的有效利用率或回收率长期处于低位徘徊，致使大量化学品或有毒有害物质残留于田间地头或土壤，进而带来农业生态环境及生物多样性的严重损毁。
四是不可持续的水利化。传统的水利工程建设乃至现代水利理念或水利化进程中，依然存在诸多粗放、欠科学或不可持续成分。例如，过度规模化或频繁、盲目的远程调(引)水与水坝水库建设，以及日趋硬质化、水泥化和直线化的江河坝堤、田埂沟渠及田间道路等，在大幅度提高排灌能力与防洪抗灾水平的同时，或将进一步导致水生态破坏或水环境恶化[17]，加剧农田生境碎片化和农业生物多样性危机，弱化农业环境的自净与自我平衡能力。
五是生物化的风险[5]。一方面，农业转基因或高产杂交新品种的不断选育研发和推广扩散，致使传统地方品种、农家品种逐渐萎缩乃至消亡，从而加速基因多样性、遗传多样性和农田生态多样性的丧失。同时，极易引发新生重大病虫害的侵袭危害，导致农业生物种群结构的急剧变化。另一方面，基因漂移与污染，在严重破坏农业生物遗传的完整性、多样性与生存能力的同时，或将进一步催生新的超级有害生物或增强有害生物的危害性;进入土壤的转基因生物残余，则产生新毒素而殃及土壤生物。
4、日趋恶化的农业生态环境
一是耕地污染严重，质量下降。当前，我国近20%耕地土壤污染物超标，约20%耕地遭受重(类)金属污染，1万～万hm2耕地受化学农药污染，万hm2以上农田受塑料残膜污染，大面积土壤遭受硝酸盐、亚硝酸盐等化肥残余物污染，受酸雨危害农田达.67万hm2，污灌区面积为万～万hm2。同时，全国耕地等级总体偏低，质量欠佳或较差，60%以上耕地无水源保障;40%以上土壤出现退化现象，中低产田占比高达71%;土壤营养失衡严重，沙化、盐碱化突出，水土流失加剧[5，18]。
二是水环境堪忧。环境报告显示，年中国地表水总体呈轻度污染，十大江河水系50%受污染;近40%国控重点湖泊水质达污染级;约60%地下水水质较差或极差;近岸海域1/3以上遭受污染，局部污染严重[19]。
三是大气环境质量下降。研究表明，新中国成立至今，全国大气环境中的氨通量增加了数倍;农业产业排放的痕量温室气体正以较快的速度增长;多万hm2耕地遭受不同程度大气污染[5]。目前，全国空气质量达标的城市不足1%，雾霾范围、频次和持续时间不断刷新纪录。农业生态环境的不断恶化，进一步加速了农业生物多样性的丧失。
5、气候变化与自然灾害
当下，全球气候变化愈演愈烈，自然灾害频发，影响愈益广泛深远。气候的持续暖化及降雨量的时空剧变，一方面，可以直接改变农业生物生存发育及地理分布区间，加剧沿海土壤盐渍化、沼泽化进程，导致农业生境萎缩;另一方面，则使原有农业生态系统和农业生物多样性遭受破坏。以特大干旱、旱涝急转、罕见暴风雨(雪)、沙尘暴、低温冰冻、高温酷暑、泥石流等为主导的极端异常天气与自然灾害的频现高发，已经并正在带来农业生态环境的直接损毁或破坏，加剧农业生物多样性危机[17]。
结语
综上所述，中国农业生物多样性危机已悄然而至并日趋严峻，其成因是复杂多层面的，既与直接、主观和可控的人为因素密切关联，又有客观、难以抗拒的自然力量综合作用。但归根结底，人类活动或人为损毁是导致并加剧农业生物多样性丧失或危机的最根本原因，是人们长期背离客观自然规律、急功近利、逆天而行和盲目发展的必然结果。同时，生物多样性丧失过程又是渐进、持续、隐蔽、复杂和不可逆的，其影响是广泛、深刻、严重和持久的。
因此，亟须以全球大视野、国际大背景和人类社会可持续发展的战略高度审视、认识和保护农业生物多样性;唯有充分尊重自然、顺应自然、敬畏自然，彻底转变陈旧、落后和非理性的传统发展观念与粗放低效发展模式，牢固树立科学可持续的“五大”发展新理念并一以贯之，方能有效保障农业生物多样性和生态环境安全以及人与自然的和谐共荣。
希望各位粉丝看完后点右下角的“在看”打赏，以示鼓励，长期坚持原创很不容易，多次想放弃，坚持是一种信仰，专注是一种态度，一路陪伴，一起地老天荒。.Dontletyesterdayuseuptoomuchoftoday.别留念昨天了，把握好今天吧。(WillRogers).Ifyouarenotbraveenough,noonewillbackyouup.你不勇敢，没人替你坚强。.Ifyoudontbuildyourdream,someonewillhireyoutobuildtheirs.如果你没有梦想，那么你只能为别人的梦想打工。.Beautyisallaround,ifyoujustopenyourhearttosee.只要你给自己机会，你会发现你的世界可以很美丽。.Thedifferenceinwinningandlosingismostoften...notquitting.克莱因瓶是一个不可定向的二维紧流形，而球面或轮胎面是可克莱因瓶克莱因瓶定向的二维紧流形。如果观察克莱因瓶，有一点似乎令人困惑－－克莱因瓶的瓶颈和瓶身是相交的，换句话说，瓶颈上的某些点和瓶壁上的某些点占据了三维空间中的同一个位置。我们可以把克莱因瓶放在四维空间中理解：克莱因瓶是一个在四维空间中才可能真正表现出来的曲面。如果我们一定要把它表现在我们生活的三维空间中，我们只好将就点，把它表现得似乎是自己和自己相交一样。克莱因瓶的瓶颈是穿过了第四维空间再和瓶底圈连起来的，并不穿过瓶壁。用扭结来打比方，如果把它看作平面上的曲线的话，那么它似乎自身相交，再一看似乎又断成了三截。但其实很容易明白，这个图形其实是三维空间中的曲线。它并不和自己相交，而是连续不断的一条曲线。在平面上一条曲线自然做不到这样，但是如果有第三维的话，它就可以穿过第三维来避开和自己相交。只是因为我们要把它画在二维平面上时，只好将就一点，把它画成相交或者断裂了的样子。克莱因瓶也一样，我们可以把它理解成处于四维空间中的曲面。在我们这个三维空间中，即使是最高明的能工巧匠，也不得不把它做成自身相交的模样；就好像最高明的画家，在纸上画扭结的时候也不得不把它们画成自身相交的模样。有趣的是，如果把克莱因瓶沿着它的对称线切下去，竟会得到两个莫比乌斯环。在二维看似穿过自身的绳子在二维看似穿过自身的绳子如果莫比乌斯带能够完美的展现一个“二维空间中一维可无限扩展之空间模型”的话，克莱因瓶只能作为展现一个“三维空间中二维可无限扩展之空间模型”的参考。因为在制作莫比乌斯带的过程中，我们要对纸带进行°翻转再首尾相连，这就是一个三维空间下的操作。理想的“三维空间中二维可无限扩展之空间模型”应该是在二维面中，朝任意方向前进都可以回到原点的模型，而克莱因瓶虽然在二维面上可以向任意方向无限前进。但是只有在两个特定的方向上才会回到原点，并且只有在其中一个方向上，回到原点之前会经过一个“逆向原点”，真正理想的“三维空间中二维可无限扩展之空间模型”也应该是在二维面上朝任何方向前进，都会先经过一次“逆向原点”，再回到原点。而制作这个模型，则需要在四维空间上对三维模型进行扭曲。数学中有一个重要分支叫“拓扑学”，主要是研究几何图形连续改变形状时的一些特征和规律的，克莱因瓶和莫比乌斯带变成了拓扑学中最有趣的问题之一。莫比乌斯带的概念被广泛地应用到了建筑，艺术，工业生产中。三维空间里的克莱因瓶拓扑学的定义编辑克莱因瓶定义为正方形区域[0,1]×[0,1]模掉等价关系(0,y)~(1,y),0≤y≤1和(x,0)~(1-x,1),0≤x≤1。类似于MobiusBand,克莱因瓶不可定向。但Mobius带可嵌入，而克莱因瓶只能嵌入四维（或更高维）空间。莫比乌斯带编辑把一条纸带的一段扭°，再和另一端粘起来就得到一条莫比乌斯带的模型。这也是一个只有莫比乌斯带、一个面的曲面，但是和球面、轮胎面和克莱因瓶不同的是，它有边（注意，它只有一条边）。如果我们把两条莫比乌斯带沿着它们唯一的边粘合起来，你就得到了一个克莱因瓶莫比乌斯带莫比乌斯带（当然不要忘了，我们必须在四维空间中才能真正有可能完成这个粘合，否则的话就不得不把纸撕破一点）。同样地，如果把一个克莱因瓶适当地剪开来，我们就能得到两条莫比乌斯带。除了我们上面看到的克莱因瓶的模样，还有一种不太为人所知的“8字形”克莱因瓶。它看起来和上面的曲面完全不同，但是在四维空间中它们其实就是同一个曲面－－克莱因瓶。实际上，可以说克莱因瓶是一个3°的莫比乌斯带。我们知道，在平面上画一个圆，再在圆内放一样东西，假如在二度空间中将它拿出来，就不得不越过圆周。但在三度空间中，很容易不越过圆周就将其拿出来，放到圆外。将物体的轨迹连同原来的圆投影到二度空间中，就是一个“二维克莱因瓶”，即莫比乌斯带（这里的莫比乌斯带是指拓扑意义上的莫比乌斯带）。再设想一下，在我们的3°空间中，不可能在不打破蛋壳的前提下从鸡蛋中取出蛋黄，但在四度空间里却可以。将蛋黄的轨迹连同蛋壳投影在三度空间中，必然可以看到一个克莱因瓶。制造经历编辑过去，德国数学家克莱因就曾提出了“不可能”设想，即拓扑学的大怪物－－克莱因瓶。这种瓶子根本没有内、外之分，无论从什么地方穿透曲面，到达之处依然在瓶的外面，所以，它本质上就是一个“有外无内”的古怪东西。尽管现代玻璃工业已经发展得非常先进，但是，所谓的“克莱因瓶”却始终是大数学家克莱因先生脑子里头的“虚构物”，根本制造不出来。许多国家的数学家老是想造它一个出来，作为献给国际数学家大会的礼物。然而，等待他们的是一个失败接着一个失败。也有人认为，即使造不出玻璃制品，能造出一个纸模型也不错。如果真的解决了这个问题，那可是个大收获！直径和年龄最新的研究认为宇宙的直径可亿光年，甚至更大。[28]目前可观测的宇宙年龄大约为.2亿年。[29]形状宇宙微波背景的温度一端高，暗示呈弯曲状宇宙微波背景的温度一端高，暗示呈弯曲状[30]目前的宇宙理论认为宇宙可能是类似马鞍状的负弯曲形状，该理论源于宇宙大爆炸理论，整个宇宙的外形如同一个吹起的气球，我们则生活在宇宙的“表面”。[31]同时，科学家也认为宇宙是平坦的，根据美国宇航局的调查，宇宙可能是平坦的，年的调查发现如果宇宙是平坦的，那么误差只有0.4%。[32]斯蒂芬·霍金表示，我们宇宙的形状可能是一种难以置信的几何图形，更接近于超现实主义的艺术，如同荷兰艺术家摩里茨·科奈里斯·埃舍尔创银河系银河系[33]作的图形一样。霍金的想法以弦理论为依据，而该理论目前仍然还处于假设之中，并未被验证。如果用语言来形容宇宙的形状，应该是整体呈现多重镶嵌模式，具有无限重复出现的扭曲面，曲面间环环相扣，如同科奈里斯·埃舍尔创作的“圆形极限IV”图案，也与美国工程师P.H.Smith创作的“史密斯圆图”类似，体现出双曲空间的概念，是一种非欧几何的空间形态。[34]层次结构当代天文学研究成果表明，宇宙是有层次结构的、即将发生碰撞的两个星系NGC和NGC即将发生碰撞的两个星系NGC和NGC[35]不断膨胀、物质形态多样的、不断运动发展的天体系统。行星、小行星、彗星和流星体都围绕中心天体太阳运转，构成太阳系。太阳系外也存在其他行星系统。约亿颗类似太阳的恒星和星际物质构成更巨大的天体系统——银河系。银河系的直径约10万光年，太阳位于银河系的一个旋臂中，距银心约2.6万光年。银河系外还有许多类似的天体系统，称为河外星系，常简称星系。目前观测到0亿个星系，科学家估计宇宙中至少有2万亿个星系。星系聚集成大大小小的集团，叫星系团。平均而言，每个星系团约有百余个星系，直径达上千万光年。现已发现上万个星系团。包括银河系在内约40个星系构成的一个小星系团叫本星系群。椭圆星系HerculesA中心超大黑洞引发的喷流椭圆星系HerculesA中心超大黑洞引发的喷流[36]若干星系团集聚在一起构成的更高一层次的天体系统叫超星系团。超星系团往往具有扁长的外形，其长径可达数亿光年。通常超星系团内只含有几个星系团，只有少数超星系团拥有几十个星系团。本星系群和其附近的约50个星系团构成的超星系团叫做本超星系团。星系分类根据可反映星系发展状态的序列号对星系进行了分类，可以粗略地将星系划分出椭圆星系、透镜星系、漩涡星系、棒旋星系和不规则星系等五种。[37]太阳系天体太阳质量占太阳系总质量的99.86%，它以自己强大的引力将NASA公布的太阳风暴的照片NASA公布的太阳风暴的照片[38]太阳系里的所有天体牢牢地吸引在它的周围，使它们不离不散、井然有序地绕自己旋转。同时，太阳又作为一颗普通恒星，带领它的成员，万古不息地绕银河系的中心运动。[39]太阳的半径为千米，质量为1.×10^30kg，中心温度约0000℃，。[40]如果一个人站在太阳表面，那么他的体重将会是在地球上的20倍。[41]现代星云假说根据观测资料和理论计算，提出：太阳系原始星云是巨大的星际云瓦解的一个小云，一开始就在自转，并在自身引力作用下收缩，中心部分形成太阳，外部演化成星云盘，星云盘以后形成行星。目前，现代星云说又存在不同学派，这些学派之间还存在着许多差别，有待进一步研究和证实。[42]金星是离太阳的第二颗行星，夜空中亮度仅次于月球。[43]金星上没有水，大气中严重缺氧，二氧化碳占97%以上，空气中有一层厚达20千米至30千米的浓硫酸云，地面温度从不低于℃，是个名副其实的“炼狱”般世界。金星地面的大气压强为地球的90倍，相当于地球海洋中米深度时的压强。金星大气主要由二氧化碳等温室气体组成，失控的温室效应，是导致金星极端气候的主要原因。由于金星没有内禀磁层保护，诱发磁层中磁场重联释放的巨大能量，使得金星大气被加热后加速逃逸。科学界认为，金星上大气的逃逸，是造成金星上缺水而被富含二氧化碳的稠密大气所笼罩，从而导致严重的温室效应的原因。[44]木星是离太阳第五颗行星，而且是最大的一颗，比所有其他的行星木星及其卫星欧罗巴（木卫二）木星及其卫星欧罗巴（木卫二）[45]的合质量大2倍（地球的倍），直径km。它是气态行星没有实体表面，由90%的氢和10%的氦（原子数之比,75/25%的质量比）及微量的甲烷、水、氨水和“石头”组成。这与形成整个太阳系的原始的太阳系星云的组成十分相似。木星可能有一个石质的内核，相当于10－15个地球的质量。内核上则是大部分的行星物质集结地，以液态氢的形式存在。液态金属氢由离子化的质子与电子组成（类似于太阳的内部，不过温度低多了）。木星共有67颗木卫。按距离木星中心由近及远的次序为：木卫十六、木卫十四、木卫五、木卫十五、木卫一、木卫二、木卫三、木卫四、木卫十三、木卫六、木卫十、木卫七、木卫十二、木卫十一、木卫八和木卫九。[46]水星是最接近太阳的行星。水星的半径约为公里，在八大行星中是最小的。水星昼夜温差极大，白天摄氏度，晚上约可达零下度，是太阳系八大行星中温差最大的一个行星。[47]水星的外大气层非常稀薄，是由水星表面和太阳风中的原子和离子构成。[48]科学家确认水星表面含有丰富的碳，认为碳是水星表面呈黑色的原因，水星表面的岩石是由低重量百分比的石墨碳构成。[49]“好奇号”火星探测器在火星表面采集样本“好奇号”火星探测器在火星表面采集样本[50]火星是地球的近邻，是太阳系由内往外数第四颗行星。直径km，体积为地球的15%，质量为地球的11%。火星表面是一个荒凉的世界，空气中二氧化碳占了95%。火星大气十分稀薄，密度还不到地球大气的1%，因而根本无法保存热量。这导致火星表面温度极低，很少超过0℃，在夜晚，最低温度则可达到-℃。火星被称为红色的行星，这是因为它表面布满了氧化物，因而呈现出铁锈红色。其表面的大部分地区都是含有大量的红色氧化物的大沙漠，还有赭色的砾石地和凝固的熔岩流。火星上常常有猛烈的大风，大风扬起沙尘能形成可以覆盖火星全球的特大型沙尘暴。每次沙尘暴可持续数个星期。火星两极的冰冠和火星大气中含有水份。从火星表面获得的探测数据证明，在远古时期，火星曾经有过液态的水，而且水量特别大。[51]土星是离太阳第六颗行星，直径㎞，体积仅次于木星。主要由氢组成，还有少量的氦与微量元素，内部的核心包括岩石和冰，外围由数层金属氢和气体包裹着。地球距离土星13亿公里。土星的引力比地球强2.5倍，能够牵引太阳系内其它行星，使地球处于一个椭圆轨道中运行，并且与太阳保持适当距离，适宜生命繁衍。当土星轨道倾斜20度将使地球轨道比金星轨道更接近太阳，同时，这将导致火星完全离开太阳系。[52]土星是已知唯一密度小于水的行星，假如能够将土星放入一个巨大的浴池之中，它将可以漂浮起来。土星有一个巨大的磁气圈和一个狂风肆虐的大气层，赤道附近的风速可达0千米/时。在环绕土星运行的31颗卫星中间，土卫六是最大的一颗，比水星和月球还大，也是太阳系中唯一拥有浓厚大气层的卫星。[53]天王星是离太阳第七颗行星，km。体积约为地球的65倍，在九大行星中仅次于木星和土星。天王星的大气层中83%是氢，15%为氦，2%为甲烷以及少量的乙炔和碳氢化合物。上层大气层的甲烷吸收红光，使天王星呈现蓝绿色。大气在固定纬度集结成云层，类似于木星和土星在纬线上鲜艳的条状色带。天王星云层的平均温度为零下摄氏度。质量为8.±13×102?kg，相当于地球质量的14.63倍。密度较小，只有1.24克/立方厘米，为海王星密度值的74.7%。[54]恒星恒星海王星是离太阳的第八颗行星，直径千米。海王星绕太阳运转的轨道半径为45亿千米，公转一周需要年。海王星的直径和天王星类似，质量比天王星略大一些。海王星和天王星的主要大气成分都是氢和氦，内部结构也极为相近，所以说海王星与天王星是一对孪生兄弟。[55]海王星有太阳系最强烈的风，测量到的时速高达2公里。海王星云顶的温度是－°C，是太阳系最冷的地区之一。海王星核心的温度约为0°C，可以和太阳的表面比较。海王星在年9月23日被发现，是唯一利用数学预测而非有计划的观测发现的行星。[56]冥王星，位于海王星以外的柯伊伯带内侧，是柯伊伯带中已知的最大天体。[57]直径约为±20km，是地球直径的18.5%。[58]6年8月24日，国际天文学联合会大会24日投票决定，不再将传统九大行星之一的冥王星视为行星，而将其列入“矮行星”。大会通过的决议规定，“行星”指的是围绕太阳运转、自身引力足以克服其刚体力而使天体呈圆球状、能够清除其轨道附近其他物体的天体。在太阳系传统的“九大行星”中，只有水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星符合这些要求。冥王星由于其轨道与海王星的轨道相交，不符合新的行星定义，因此被自动降级为“矮行星”。[59]冥王星的表面温度大概在-到-℃之间。冥王星的成份由70%岩石和30%冰水混合而成的。地表上光亮的部分可能覆盖着一些固体氮以及少量卫星拍月球经过地球，可见清晰月球背面卫星拍月球经过地球，可见清晰月球背面[60]的固体甲烷和一氧化碳，冥王星表面的黑暗部分可能是一些基本的有机物质或是由宇宙射线引发的光化学反应。冥王星的大气层主要由氮和少量的一氧化碳及甲烷组成。大气极其稀薄，地面压强只有少量微帕。[61]地球是离太阳第三颗行星，是我们人类的家乡，尽管地球是太阳系中一颗普通的行星，但它在许多方面都是独一无二的。比如，它是太阳系中唯一一颗面积大部分被水覆盖的行星，也是目前所知唯一一颗有生命存在的星球。质量M=5.×10^24公斤，表面温度：t=-30～+45。[62]英国科研人员在《天体生物学》杂志上报告说，如果没有小行星撞击等可能剧烈改变环境的事件发生，地球适宜人类居住的时间还剩约17.5亿年，不过人为造成的气候变化可能缩短这一时间。[63]彗星是由灰尘和冰块组成的太阳系中的一类小天体，绕日运动。[64]科学家使用探测器对彗星的化学遗留物进行分析，发现其主要成份为氨、甲烷、硫化氢、氰化氢和甲醛。科学家得出结论称，彗星的气味闻起来像是臭鸡蛋、马尿、酒精和苦杏仁的气味综合。[65-66]“67P/楚留莫夫-格拉希门克”彗星“67P/楚留莫夫-格拉希门克”彗星[67]在太阳系的周围还包裹着一个庞大的“奥尔特云”。星云内分布着不计其数的冰块、雪团和碎石。其中的某些会受太阳引力影响飞入内太阳系，这就是彗星。这些冰块、雪团和碎石进入太阳系内部，其表面因受太阳风的吹拂而开始挥发。所以彗星都拖着一条长长的尾巴，而且越靠近太阳尾巴越长、越明显。太阳系内的星际空间并不是真空的，而是充满了各种粒子、射线、气体和尘埃。[68]柯伊伯带，是一种理论推测认为短周期彗星是来自离太阳50—天文单位的一个环带，位于太阳系的尽头。柯伊伯带是冰质残片组成的巨环，位于海王星轨道之外，环绕着太阳系的外边缘。[69]物质多样性红巨星，当一颗恒星度过它漫长的青壮年期——主序星阶段，步入老年期时，它将首先变为一颗红巨星。称它为“巨星”，是突出它的体积巨大。在巨星阶段，恒星的体积将膨胀到十亿倍之多。称它为“红”巨星，是因为在这恒星迅速膨胀的同时，它的外表面离中心越来越远，所以温度将随之而降低，发出的光也就越来越偏红。不过，虽然温度降低了一些，可红巨星的体积是如此之大，它的光度也变得很大，极为明亮。红巨星一旦形成，就朝恒星的下一阶段白矮星进发。[70]白矮星，是一种低光度、高密度、高温度的恒星。因为颜色呈白色、体积比较矮小，因此被命名为白矮星。哈勃望远镜观测到白矮星死亡过程哈勃望远镜观测到白矮星死亡过程[71]白矮星是一种很特殊的天体，它的体积小、亮度低，但质量大、密度极高。白矮星是中低质量的恒星的演化路线的终点。在红巨星阶段的末期，恒星的中心会因为温度、压力不足或者核聚变达到铁阶段而停止产生能量。恒星外壳的重力会压缩恒星产生一个高密度的天体。一个典型的稳定独立白矮星具有大约半个太阳质量，比地球略大。这种密度仅次于中子星和夸克星。如果白矮星的质量超过1.4倍太阳质量，那么原子核之间的电荷斥力不足以对抗重力，电子会被压入原子核而形成中子星。原子定量计算，推测行星所在的位置，这是一个了不起的创造。在一定时期里，依据这个模型可以在一定程度上正确地预测天象，因而在生产实践中也起过一定的作用。地心说中的本轮均轮模型，毕竟是托勒密根据有限的观察资料拼凑出来的，他是通过人为地规定本轮、均轮的大小及行星运行速度，才使这个模型和实测结果取得一致。但是，到了中世纪后期，随着观察仪器的不断改进，行星位置和运动的测量越来越精确，观测到的行星实际位置同这个模型的计算结果的偏差，就逐渐显露出来了。但是，信奉地心说的人们并没有认识到这是由于地心说本身的错误造成的，却用增加本轮的办法来补救地心说。当初这种办法还能勉强应付，后来小本轮增加到80多个，但仍不能满意地计算出行星的准确位置。这不能不使人怀疑地心说的正确性了。到了16世纪，哥白尼在持日心地动观的古希腊先辈和同时代学者的基础上，终于创立了“日心说”。从此，地心说便逐渐被淘汰了。简单的说,“地心说”就是以地球为宇宙的中心,“日心说”是以太阳为宇宙的中心。创立编辑哥白尼提出年，哥白尼毕业于意大利的博洛尼亚大学，任天主教教士。他回到波兰跟叔父一起工作。其叔父，瓦茨日心说日心说恩罗德，是费琅堡天主教大教堂的主教。哥白尼当时住在教堂的顶楼，因此可以长期进行天文观测。那个时候，人们相信的是多年前希腊科学家托勒密创立的宇宙模式。托勒密认为地球是宇宙的中心且静止不动，日、月、行星和恒星均围绕地球运动，而恒星远离地球，位于太空这个巨型球体之外。然而，经仔细观测，科学家们发现行星运行规律与托勒密的宇宙模式不吻合。一些科学家修正了托勒密的宇宙轨道学说，在原有的轨道（或称小天体轨道）上又增加了更多的天体运行轨道。这一模式称每颗行星都沿着一个小轨道作圆周运行，而小轨道又沿着该行星的大轨道绕地球作圆周运动。几百年之后，这一模式的漏洞越来越明显。科学家们又在这个模式上增加了许多轨道，行星就这样沿着一道又一道的轨道作圆周运动。哥白尼想用“现代”（16世纪的）技术来改进托勒密的测量结果，以期取消一些小轨道。在长达近20年的时间里，哥白尼不辞辛劳日夜测量行星的位置，但其测量获得的结果仍然与托勒密的天体运行模式没有多少差别。哥白尼想知道在另一个运行着的行星上观察这些行星的运行情况会是什么样的。基于这种设想，哥白尼萌发了一个念头：假如地球在运行中，那么这些行星的运行看上去会是什么情况呢？这一设想在他脑海里变得清晰起来了。一年里，哥白尼在不同的时间、不同的距离从地球上观察行星，每一个行星的情况都不相同，这是他意识到地球不可能位于星星轨道的中心。经过20年的观测，哥白尼发现唯独太阳的周年变化不明显。这意味着地球和太阳的距离始终没有改变。如果地球不是宇宙的中心，那么宇宙的中心就是太阳。的发现才使牛顿有能力确定运动定律和万有引力定律。哥白尼的日心宇宙体系既然是时代的产物，它就不能不受到时代的限制。反对神学的不彻底性，同时表现在哥白尼的某些观点上，他的体系是存在缺陷的。哥白尼所指的宇宙是局限在一个小的范围内的，具体来说，他的宇宙结构就是今天我们所熟知的太阳系，即以太阳为中心的天体系统。宇宙既然有它的中心，就必须有它的边界，哥白尼虽然否定了托勒玫的“九重天”，但他却保留了一层恒星天，尽管他回避了宇宙是否有限这个问题，但实际上他是相信恒星天球是宇宙的“外壳”，他仍然相信天体只能按照所谓完美的圆形轨道运动，所以哥白尼的宇宙体系，仍然包含着不动的中心天体。但是作为近代自然科学的奠基人，哥白尼的历史功绩是伟大的。确认地球不是宇宙的中心，而是行星之一，从而掀起了一场天文学上根本性的革命，是人类探求客观真理道路上的里程碑。哥白尼的伟大成就，不仅铺平了通向近代天文学的道路，而且开创了整个自然界科学向前迈进的新时代。从哥白尼时代起，脱离教会束缚的自然科学和哲学开始获得飞跃的发展。哥白尼的科学成就，是他所处时代的产物，又转过来推动了时代的发展。顺应时代变化十五、六世纪的欧洲，正是从封建社会向资本主义社会转变的关键时期，在这一二百年间，社会发生了巨大的变化。14世纪以前的欧洲，到处是四分五裂的小城邦。后来，随着城市工商业的兴起，特别是采矿和冶金业的发展，涌现了许多新兴的大城市，小城邦有了联合起来组成国家的趋势。到15世纪末叶，在许多国家里都出现了基本上是中央集权的君主政体。当时的波兰不仅有像克拉科夫、波兹南这样的大城市，也有许多手工业兴盛的城市。年归并于波兰的华沙已成为一个重要的商业、政治、文化和地理的中心，在16世纪末成了波兰国家的首都。与这种政治经济变革相适应，文化、科学上也开始有所反映。当时，欧洲是“政教合一”，罗马教廷控制了许多国家，圣经被宣布为至高无上的真理，凡是违背圣经的学说，都被斥为“异端邪说”，凡是反对神权统治的人，都被处以火刑。新兴的资产阶级为自己的生存和发展，掀起了一场反对封建制度和教会迷信思想的斗争，出现了人文主义的思潮。他们使用的战斗武器，就是未被神学染污的古希腊的哲学、科学和文艺。这就是震撼欧洲的文艺复兴运动。文艺复兴首先发生于意大利，很快就扩大到波兰及欧洲其他国家。与此同时，商业的活跃也促进了对外贸易的发展。在“黄金”这个符咒的驱使下，许多欧洲冒险者远航非洲、印度及整个远东地区。远洋航行需要丰富的天文和地理知识，从实际中积累起来的观测资料，使人们感到当时流行的“地静天动”的宇宙学说值得怀疑，这就要求人们进一步去探索宇宙的秘密，从而推进了天文学和地理学的发展。年，意大利著名的航海家哥伦布发现新大陆，麦哲伦和他的同伴绕地球一周，证明地球是圆形的，使人们开始真正认识地球。[4]对他国的影响在教会严密控制下的中世纪，也发生过轰轰烈烈的宗教革命。因为天主教的很多教义不符合圣经的教诲，而加入了太多教皇的个人意志以及各类神学家的自身成果，所以很多信徒开始质疑天主教的教义和组织，发起回归圣经的行动来。捷克的爱国主义者、布拉格大学校长扬·胡斯（～年）在君士坦丁堡的宗教会议上公开谴责德意志封建主与天主教会对捷克的压迫和剥削。他虽然被反动教会处以火刑，但他的革命活动在社会上引起了强烈的反应。捷克农民在胡斯党人的旗帜下举行起义，这次运动也波及波兰。年，在德国，马丁·路德（～年）反对教会贩卖赎罪符，与罗马教皇公开决裂。年，路德又在沃尔姆国会上揭露罗马教廷的罪恶，并提出建立基督教新教的主张。新教的教义得到许多国家的支持，波兰也深
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