基于中国传统时间观的地球演化史模型

A model of Earth evolution history based on traditional Chinese time theory

摘要

根据中国传统的干支纪时和六十甲子纪年法以及传统医学中的3600年周期学说,演绎出21.6万年、1296万年、7.776亿年和466.56亿年旋回,将466.56亿年假定为宇宙的生命周期。结合最新科学进展,将宇宙诞生时间确定为138.1536亿年,将太阳系和地球的年龄确定为45.7488亿年。根据十天干,将宇宙生命周期分为10个46.656亿年旋回。在此基础上,首先,用六十甲子分析法,按照46.656亿年旋回找出地球诞生以来的辛巳段、旋回中点(0.5,癸巳段与甲午段交界点)、庚子段、辛亥段4个关键时段,与地质事件相对应。第二,用黄金分割法,对45.7488亿年以来的历史作多次黄金分割,找出其黄金分割点,与地质事件相对照。第三,用7.776亿年周期将地球演化史分成6个大的旋回,即4574.88—3797.28 Ma、3797.28—3019.68 Ma、3019.68—2242.08 Ma、2242.08—1464.48 Ma、1464.48—686.88 Ma和686.88 Ma至今,分析每个旋回的辛巳、庚子、辛亥等关键节点。第四,按照“一阴一阳之谓道”思想,将2个7.776亿年周期,共120个1296万年,作为一个旋回,找出其黄金分割点所在的第74个1296万年,分析这一时段的生物和地质变化。最后,用六十甲子法将最后一个7.776亿年旋回按照1296万年周期进行拆分,运用黄金分割法,找出各个1296万年周期的黄金分割点,与地质年代表分期作对照,从中发现生物演化、人类进化和地球板块构造运动的规律,构建出地球演化史的总体模型。

Abstract

Based on the traditional Chinese Ganzhi Chronology,the Sixty-Jiazi Chronology,and the 3,600-year cycle theory from Traditional Chinese Medicine,this study deduces cycles of 216000 years,12.96 million years,777.6 million years,and 46.656 billion years. The universe’s lifespan is assumed to be 46.656 billion years. According to the latest scientific advances,the Big Bang occurred 13.81536 billion years ago,and the age of the Solar System and the Earth is estimated at 4.57488 billion years. By the Ten Heavenly Stems,the universe is divided into ten 4.6656-billion-year cycles. On this basis,first,by the Sixty-Jiazi method,four key points in the Earth’s 4.57488-billion-year history are identified as Xinsi(0.3),the midpoint of the cycle(0.5;the boundary between Guisi and Jiawu),Gengzi(0.618),and Xinhai(0.8),which correspond to geological events. Second,using the golden-ratio method,we repeatedly partition the 4.57488-billion-year history to identify golden-ratio points and compare them with geological events. Third,the Earth’s evolutionary history is divided into six major cycles using a 777.6-million-year periodicity,namely 4574.88-3797.28 Ma,3797.28-3019.68 Ma,3019.68-2242.08 Ma,2242.08-1464.48 Ma,1464.48-686.88 Ma,and 686.88 Ma to present. The key nodes of each 777.6-million-year cycle,such as Xinsi,Gengzi,and Xinhai,are analyzed. Fourthly,following the concept of “one yin and one yang is called the Tao”,two 777.6-million-year cycles—comprising 120 segments of 12.96 million years—are taken as one cycle. The 74th 12.96-million-year segment(the golden-ratio position)is identified to examine the biological and geological changes during this period. Finally,the most recent 777.6-million-year cycle is subdivided into 12.96-million-year intervals by the Sixty-Jiazi. The golden-ratio point of each 12.96-million-year interval is identified and compared with the subdivisions of the geological time scale,from which a model of Earth’s evolutionary history is constructed.

关键词

地球演化 / 古地理学 / 大历史 / 时间观 / 黄金分割 / 天干地支

Key words

Earth evolution / palaeogeography / Big History / time theory / golden ratio / Heavenly stems and Earthly branches

1 概述

20世纪中期以来,随着放射性测年技术、进化分子钟、宇宙微波背景辐射等科学技术的涌现,发生了历史学家大卫·克里斯蒂安所说的“精密计时革命”(Chronometric Revolution)(孙岳,2012;克里斯蒂安 D,2013),史前史、古生物学、地质学、宇宙学都开始应用精确测年技术,深层历史时间概念获得了坚实的科学基础,人们依据可靠的绝对日期建立的时间轴可以追溯到地球的初始甚至宇宙的起源。在历史学自然科学化的同时,自然科学也在历史化,以至于高能物理学家尼马·阿尔卡尼—哈米德说: 宇宙学就是历史学(佩奇 L,2020),国内也已有学者提出建立年代古地理学的建议(王瑜等,2022)。精确测年技术使我们能够以统一的、跨学科的方式,将宇宙、地球、生命和人类的历史作为一个历史连续体去研究,建构起一种关于整个过去的客观的、科学的、日益详细的时间表(刘耀辉,2013)。历史学也不再是传统单一的人文社会学科,而是成为包括一大群分支学科的学术大家族(孙岳,2012;克里斯蒂安 D,2013)。几乎与自然科学界学者建构起地球系统科学的同时,20世纪80年代末至90年代初,涵盖生物学、地球科学、天文学、宇宙学等学科,以“物质与能量”、“能量流”、“熵”和“负熵”、“复杂性”、“金凤花原理”、“集体知识”等概念为分析工具,以统一的跨学科方式理解宇宙、地球、生命和人类历史为目标,实现历史学与自然科学融合的“大历史”(Big History)应运而生。历史学家大卫·克里斯蒂安于2004年出版的“大历史”奠基之作《时间地图》被著名的全球史专家威廉·麦克尼尔誉为“一项伟大的成就”,将之与牛顿的经典物理和达尔文的进化论相媲美(克里斯蒂安 D,2017,威廉·麦克尼尔推荐序)。

但正如一些学者所说,克里斯蒂安等人的“大历史”研究范式未能阐发出一种整合多个学科的方法论(刘耀辉,2013),也未实现联结自然史和人类史的初衷,其用“能量流”、“复杂性”、“金凤花原理”等概念去界说人类社会的起伏变故显得天真和乏力(孙岳,2012)。

从轴心时代起,世界各民族就形成了各自独有的观察和认识世界的思维方式。与希腊民族追问世界本源、知识或真理只能从永恒的常在中去把握的实质主义认知理路不同,中国人更多的是通过对历史运动的把握来体认天命的变化,中国经典和先秦诸子几乎无一不以历史作为主要论证手段(刘家和,2013)。笔者以中国传统时间观为基础,将国内外自然科学的研究成果与中国的人文传统相结合,建构一个宇宙、地球和人类社会演化的时间模型,形成中国特色、中国话语体系的“大历史”研究范式(黎念青,2025)。本研究即该研究范式的自然史部分。

2 研究方法

2.1 中国古代以天干地支纪时和六十甲子纪年的时间观

2.1.1 天干地支和六十甲子的主要内容

刘晓峰(2021)对中国传统时间观作了比较系统的梳理。“盖自黄帝以来,始用甲子纪日,每六十日而甲子一周”。中国在商朝时已经开始使用干支纪时,战国时期开始用六十甲子纪年(刘晓峰,2021)。刘青松(2022)将上古学者对天干、地支含义的解释进行了归纳整理。从古人对天干、地支涵义的理解可以看出,天干和地支都反映了生命孕育、生长、成熟、衰亡的规律。为便于大家理解,现将天干、地支的含义,择其要者摘录如下(表1,表2)。

干支纪时是中国古人的一大发明,干支是中国古代历法的根本(刘晓峰,2021)。六十甲子的起源有天文学因素的影响,可能来源于对土、水、木三星的观察。木星绕太阳一周约12年,土星绕太阳一周约30年,水星绕太阳一周约0.25年,其最小公倍数是60年,这意味着土、水、木三星约60年相会于一线(刘晓峰,2021)。

为便于理解,将六十甲子按顺序排列如下(表3)。

将六十甲子与金、木、水、火、土“五行”相配,每个“五行”细分成6种,共30个纳音五行,每2年为一相同纳音五行。比如甲子、乙丑配海中金,壬戌、癸亥配大海水(表4)。纳音五行不仅对今天的人来说是个难解之谜,据北宋沈括和南宋洪迈记载,当时的术家也已经“鲜原其意”、“多不能晓”(黄大同,2009)。

纳音五行给我们的最大启示是将六十甲子各年两两配对,既体现了中国传统的“一阴一阳之谓道”精神,也与当代量子物理学中的互补性原理相符合。纳音五行是中医“运气学说”的组成部分,中医以十天干配合金、木、水、火、土“五运”推算每年的岁运,以十二地支配合寒、暑、燥、湿、风、火“六气”推算每年的岁气,判断60年间每年天时气候变化对人体生命活动的影响。明清医学家费启泰(1590—1677年)、王丙(1733—1803年)、陆懋修(1818—1886年)等人在总结历代名医用药寒温特点与所值“大气”相符关系的基础上,将“六气”主司时间由1气主司1年扩大为1气主司60年,形成周期为3600年的 “大司天”理论。

2.1.2 对天干地支和六十甲子的科学理解和转化

为什么中国人选择了用十和十二搭配出六十甲子,这一最原初的根本问题至今仍然是个谜,没有人能给出大家都认可的回答(刘晓峰,2021)。今天我们可以借用玻尔的互补性原理,以及与DNA模型的类比,来深化对天干地支和六十甲子的理解。

量子力学创始人尼尔斯·玻尔根据双缝干涉实验提出了互补性原理。双缝干涉实验表明,在一种观察方式中,光会表现得像是由单个粒子组成的光束,在另一种观察方式中,光又表现的像一种连续不断、此起彼伏的波。光到底是波还是粒子,跟具体的实验装置和观察方法有关,这种现象就是所谓的波粒二象性。玻尔由此发展出互补性理论,并将中国传统的太极图放入自己设计的纹章中,以体现互补性思想(泰泽 N,2023)。用互补性原理审视中国传统的时间观,天干和地支就像光的波粒二象性,都是对时间之矢的量化方式。

六十甲子与DNA双螺旋结构有异曲同工之妙,天干和地支就像DNA结构的2条多核苷酸链,六十甲子中的每一年就像一个通过氢键连接形成的互补碱基对,只是天干、地支的数量多于嘌呤碱基和嘧啶碱基的数量,但其组合方式存在类似之处。

把黄金分割法运用于六十甲子分析,找出六十甲子中的关键节点。60×0.618=37.08,取整为37,在六十甲子序列中为庚子。把六十甲子分为前30年和后30年,前30十年黄金分割点取整后在辛巳(18),后30年黄金分割点取整后在辛亥(48)。六十甲子的中点在癸巳、甲午间(30)。辛者,新也,兵也。巳者,起也。辛巳代表了一个时代的兴起; 亥者,核也,义为闭塞,辛亥代表一个时代的终结。辛巳、辛亥多发生破坏性事件。抓住了这4个关键节点,就抓住了理解六十甲子的关键(黎念青,2025)。

把六十甲子按照1来作量化处理,辛巳即0.3,旋回中点(癸巳、甲午交点)为0.5,庚子为0.618,乙巳为0.7,辛亥为0.8。从历史经验看,这些年份往往都需要引起关注。

2.2 将中国传统时间观与黄金分割法相结合,建构起一个包含宇宙、地球、人类社会的总体性演化模型

2.2.1 以六十甲子为基础,构建人类社会和自然界演化周期的层级体系

按照“大司天”的思维理路进一步推演开,将1气主司时间由60年扩大为3600年,则形成21.6万年周期。依此类推,形成6级周期体系。

1)60年(1个六十甲子),可称为生命周期,2个甲子120年即人的极限寿命。美国著名衰老研究专家Hayflick L根据人胚胎肺成纤维细胞的寿命和分裂次数,推算出人类的寿命为120岁(何琪杨,2016),与中国古人把2个六十甲子称为“天年”不谋而合。120的黄金分割点是74.16,这与最近国外科学家发现的人类衰老规律: 75岁后个体造血功能显示出克隆多样性的严重下降(Mitchell et al.,2022);78岁后血液通路、骨形态发生蛋白信号传导相关变化最为剧烈(Lehallier et al.,2019),导致人体崩塌性衰老,非常相近。

2)3600(60²)年,可称为社会周期,全新世以来人类在经历了3个3600年周期后,于公元904年后,开始了现代社会的建构过程(黎念青,2025)。

3)21.6万年(60³,0.216 Ma),可称为智人周期。距今20多万年前是解剖意义上的现代人诞生的时间(田娇阳等,2018)。

4)1296万年(60⁴,12.96 Ma),可称为生物灭绝周期。2个1296万年(2592万年)恰好与古生物学者David M. Raup等人所认为的2600万年地球生物灭绝周期相当(蒋志刚,2016)。显生宙生物灭绝的计算机可行性模拟也表明有约为26 Ma的周期(周瑶琪,2018)。

5)7.776亿年(60⁵,777.6 Ma),可称为地球周期,与以前地质学界确定的冥古宙(45.67—38.1亿年)时间跨度大致相当。地球目前正处于第6个7.776亿年旋回中。

6)466.56亿年(60⁶,46.656 Ga),可称为宇宙周期,数值与整个可见宇宙(到宇宙微波背景辐射的距离)半径465亿光年极为接近(余瑜,2019)。本模型把466.56亿年假定为宇宙的生命周期。

2.2.2 将每一周期按照天干作10等分,按照地支作12等分,分析每一阶段地球演化的特征

把黄金分割法运用于各周期,找出每一周期的黄金分割点0.618所在的时点,将在这一时点所发生的地质事件放入地球演化史,观察其意义。

2.2.3 按照六十甲子作60等分

找出其中的辛巳、庚子、辛亥段,与地史学所公认的这一时期所发生的地质事件作对照,探索地球演化的旋回规律。

2.3 关于宇宙起源和地球诞生时间的确定

美国国家研究委员会所编的《固体地球科学与社会》中认为: “地质学是一门时间起特别关键作用的学科,对时间的这种依赖性给地质现象增添了一个独一无二的维”(陆松年等,1996)。正如陆松年所说,这个时间维在研究大陆地壳演化时起着非常重要的作用。没有时间维的确定,就无法讨论地球的演化问题。

2.3.1 宇宙起源时间

目前,各国物理学家对宇宙和地球的年龄都没有取得一致的意见。2009—2013年,欧洲航天局普朗克卫星团队对宇宙微波背景辐射观测分析后,得出宇宙年龄为138.2亿年。2021年1月,康奈尔大学国际天文学家小组对宇宙年龄评估为137.77±0.4亿年,这一年龄值与标准宇宙模型提供的数值相吻合(刘霞,2021)。本模型以1296万年作为宇宙和地球演化的基本时间单位,将宇宙大爆炸发生时间确定为138.1536亿年(1066个1296万年周期)。

2.3.2 太阳系和地球的生命周期

对于太阳系和地球的年龄,一般认为形成于45.67亿年前(陆松年和相振群,2021)。2023年,美国亚利桑那州立大学研究人员根据太阳系陨石斑点计算出太阳系的年龄为45.684亿岁(刘霞,2023)。在此基础上,本模型将太阳系和地球诞生时间确定为45.7488亿年(即353个1296万年周期)。

将宇宙周期466.56亿年按照十天干划分为10个相等的时间段,每一天干时长为46.656亿年,两个天干时长为93.312亿年,与一般认为的太阳系寿命100亿年接近,这可以看作是地球和太阳系的寿命。目前地球和太阳系正处于其生命周期前半段的尾声。

3 从46.656亿年旋回看地球的演化

3.1 用六十甲子法,从整体角度分析46.656亿年旋回

把46.656亿年旋回按照六十甲子分成60等份,每一等份为0.7776亿年。为节省篇幅,本研究不对46.656亿年旋回从甲子到癸亥的60个0.7776亿年旋回逐一详述,只就前述几个关键时段进行简要的分析。辛巳段在这个旋回开始后的13.2192—13.9968亿年间。庚子段在这个旋回开始后的27.9936—28.7712亿年间,辛亥段在这个旋回开始后的36.5472—37.3248亿年间。黄金分割点在这个旋回开始后的28.8334亿年。从4574.88 Ma前地球诞生算起,辛巳段在3252.96—3175.2 Ma,旋回中点(0.5)在2242.08 Ma,庚子段在1775.52—1697.76 Ma,黄金分割点在1691.54 Ma,与庚子段结束时间基本相同。辛亥段在920.16—842.4 Ma。下面,结合各时期的地质事件,对这几个关键时段进行分析。

3.1.1 辛巳段(3252.96—3175.2 Ma)

如前所述,辛巳代表着新的时代的兴起。从无机界看,从3.1 Ga开始,太古宙克拉通在不同区域都有稳定存在,其中保存的岩石记录了岩浆长期演化的过程(樊海龙等,2023)。从有机界看,辛巳段与现在普遍认为的32亿年前光养生物发生的时间(梅冥相,2016a)一致。根据Bleeker等汇总的前寒武纪地史演化过程中的关键地质事件及年代,在约3230 Ma是巴比顿绿岩带中的Fig Tree 和Moodies群(陆松年和于海峰,2009),其中的一些球状构造,类似于一种细菌或蓝绿藻。

辛巳段这个0.7776亿年旋回的黄金分割点在3204.4 Ma,恰好与国际年代地层表(ICS 2023.09版)中的古太古界和中太古界分界线(3200 Ma)一致。

3.1.2 旋回中点(0.5,癸巳—甲午之交,2242.08 Ma)

2012 年国际地层委员会推出Van Kranendonk等人提出的全球地质年代表建议版(下文简称“Van Kranendonk建议版”),对元古宙进行了重新划分,将古元古代划分为成氧纪(2420—2250 Ma)、真核纪或雅图里纪(2250—2060 Ma)和哥伦比亚纪(2060—1780 Ma),分别对应于大气氧含量上升、Lomagundi-Jatuli 同位素漂移和 Columbia 超大陆形成(赵太平等,2019)。旋回中点(0.5,癸巳—甲午之交)也恰好是成氧纪和真核纪的交界点。这一时期的大氧化事件(GOE)包括早期阶段2.50—2.30 Ga水圈的氧化和晚期阶段2.30—2.22 Ga的大气圈氧化(陆松年等,2016)。在约2.43—2.26 Ga,大气氧含量经历了多次升降,最后在~2.26 Ga开始永久性地高于10^-5 PAL(罗根明等,2022)。

3.1.3 庚子段(1775.52—1697.76 Ma)

庚者,更也。庚子代表着变革,原来的趋势终止,开始进入变革时期。庚子段开始的时间与现在地质学界认为的从1780 Ma开始地球进入成年期(梅冥相,2016a)完全相同。在无机界,全球哥伦比亚超大陆从1780 Ma开始陆续进入裂解期(陆松年等,2016);在有机界,从17亿年前开始,大型多细胞生物开始出现,华北克拉通17—15 亿年微观和宏观的生物化石证据说明,该阶段真核生物多样性不断增加,出现更为复杂的多层壳壁结构,器官和组织进一步分异。真核生物在这时不仅具备一定程度的复杂性(含细胞骨架和内膜系统),而且也表现出中等程度的多样性(赵太平等,2019)。

3.1.4 辛亥段(920.16—842.4 Ma)

辛亥代表着旧时代的终结。在无机界,最大的地质事件是新元古代早期Rodinia超级大陆的聚合(~900 Ma)(周传明等,2019)。在有机界,距今10—8亿年的新元古代早期,复杂生物开始陆续登上生物演化的舞台。可靠的复杂生物的化石记录开始出现,少量的绿藻、红藻、真菌化石以及可疑的多细胞动物化石被发现(袁训来等,2023)。

从前面的分析可以看出,地球历史上已知的构造、生物和环境发生重大转折的3个时间段: 2.5—2.3 Ga、1.8—1.6 Ga和1.0—0.8 Ga(朱茂炎,2022),恰好对应了46.656亿年旋回中点(0.5)、庚子段和辛亥段(表5)。

3.2 从黄金分割法的角度,分析46.656亿年旋回

3.2.1 一次分割

以16.92亿年为分界线,把46.656亿年旋回分成前(共28.83亿年)、后(共17.82亿年)2段。根据模型,地球至今有45.7488亿年的历史,这样,地球的历史就可以分成前段(A段,45.7488—16.92亿年)和后段(B段,16.92—今后0.9亿年)。

在华北克拉通北部燕山地区约17亿年的长城系常州沟组及串岭沟组中,发现多种保存完好、形态复杂、目前已知最古老的真核疑源类生物化石,其代表着真核生物向多样性阶段演化的开端(赵太平等,2019),这被认为是继35亿年前从非生物的化学进化发展到生物进化、20亿年前早期生物分异后生物演化的第3次飞跃(杜远生和童金南,2022)。

3.2.2 多次分割

作为一种数字比例关系,黄金分割具有可无限次分割下去的特点。把第1次分割后形成的A段和B段再次按照黄金分割率进行划分,A段就会在27.93亿年被分成前段(A₁,45.75—27.93亿年)和后段(A₂,27.93—16.92亿年)2段。B段在5.90亿年被分成前段(B₁,16.92—5.90亿年)和后段(B₂,5.90—今后0.9亿年)。

A段分割点27.93亿年有着特殊的意义,与国际地质年代表(ICS 2023.09版)中的中太古代和新太古代分界线(28亿年)基本相当。

B段分割点所在的5.9亿年前是蓝田生物群时代。蓝田生物群是一个早于所有埃迪卡拉生物群的特殊埋藏宏体真核生物化石群,时代限定在 6.35—5.8亿年之间(袁训来等,2012),蓝田生物群代表着后生动物的出现,是生命演化的第4次飞跃(杜远生和童金南,2022)。

把第2次分割形成的A₁段(45.75—27.93亿年,共17.82亿年)再次分割,黄金分割点11.01亿年在距今34.74亿年左右,形成A₁₁(45.75—34.74亿年)和A₁₂(34.74—27.93亿年)2段。目前已知的最古老的生命存在的岩石学证据叠层石,形成于35亿年前(李一良和孙思,2016),与这个分割点时间非常接近。约34.5—31亿年期间,一些陆块增生并形成了地球上第1个超大陆 Vaalbara,集结成稳定的克拉通(李三忠等,2015b)。

把A₁₁(45.75—34.74亿年,共11.01亿年)再次进行黄金分割,分割点在38.95亿年左右。39亿年是晚期大规模撞击(LHB)发生的时间(陆松年等,2005;梅冥相,2016b),前人认为月球上大部分撞击盆地均形成在约3.9 Ga前后(肖智勇,2021)。

3.3 以7.776亿年旋回为单元,分析46.656亿年旋回

46.656亿年旋回包含6个7.776亿年旋回。地球诞生以来,经历了5个完整的7.776亿年旋回,目前正处于第6个7.776亿年旋回的尾声。分述如下。

3.3.1 第1个7.776亿年旋回(4574.88—3797.28 Ma)

这个7.776亿年时段基本相当于以前地质年代表中的冥古宙(4567—3810 Ma),即地质学家所说的“黑暗时代”(陆松年等,2016;旷红伟等,2018),其黄金分割点在4.09 Ga左右。该旋回的关键时段及事件见表6。有学者认为,生命起源发生在4100 Ma前,产甲烷生物作用发生在4100—3800 Ma之间(梅冥相,2016a)。这个旋回结束时(3.8 Ga),地球上已经完成了前生命体的复杂化学进化,产生了原始生命(童金南,2021)。目前比较公认的最早生命化石证据出现在38亿年前。3.8 Ga前,地球上形成了稳定陆块。最古老陆壳的物质组成和形成条件已显示出多样性,表明陆壳在那时就已达到较高的演化程度(翟明国等,2023)。

3.3.2 第2个7.776亿年旋回(3797.28—3019.68 Ma)

这个旋回与“Van Kranendonk建议版”中的伊苏瓦系(3800—3500 Ma)和卡普瓦尔纪(3500—3000 Ma)(朱茂炎,2022)比较吻合。这个旋回的0.618分割点在3.317 Ga。该旋回的关键时段及事件见表7。

从有机界看,35亿年前,地球已出现多种原核生物(童金南,2021)。生氧光合作用这样复杂的新陈代谢作用已经发生(梅冥相,2016b)。从无机界看,巨大的地幔柱头部抵达岩石圈底部发生减压部分熔融,熔体喷发于洋底形成巨厚的玄武质洋底高原,地幔柱尾柱部分熔融形成科马提质玄武质岩浆,较高的温度导致先前的铁镁质地壳和新形成的洋底高原下部玄武质地壳发生多期次部分熔融,形成3.53—3.24 Ga TTG花岗岩体,导致长英质大陆克拉通的形成(赵国春等,2023)。大致在31亿年前,地球局部发生现代样式的俯冲作用(梅冥相,2016a)。这个旋回结束时,以部分熔融地壳的快速冷却和陆核的广泛形成为标志,陆核型联合古陆,如南非罗得西亚陆核、特兰斯瓦陆核、中非的安格拉陆核在3000 Ma左右就已固结(龚一鸣,1997)。约30亿年前,地球出现了最早的大陆Ur(李三忠等,2015a)。

3.3.3 第3个7.776亿年旋回(3019.68—2242.08 Ma)

这个7.776亿年旋回包含“Van Kranendonk建议版”中的中太古代蓬戈拉纪(3020—2780 Ma)、新太古代(2780—2420 Ma)和古元古代增氧纪(2420—2250 Ma),其始点与蓬戈拉纪始点、其终点与增氧纪终点完全相符。其0.618分割点在2.54 Ga,与太古宙和元古宙的界限(2.5 Ga)基本相同。该旋回的关键时段及事件见表8。

这时,真核生物特有的大分子结构(甾烷)在距今25—27亿年前的岩石中就已经检出,海洋生物进化从原核生物阶段进入原生生物阶段(童金南,2021)。华北陆块上第1次出现显著增氧过程的时限为2.56—2.52 Ga,不仅时间上比全球其他地区(~2.4 Ga)早了约1亿多年,而且生命演化也比其他地区提早0.6—0.7 Ga(沈保丰等,2021)。太古宙最重大的地质事件莫过于2780—2420 Ma的新太古代超级事件(陆松年等,2016)。根据锆石元素分布曲线推断,完整地壳形成的时间应该在 27 亿年左右(唐春安,2015)。2780—2630 Ma是太古宙晚期的地壳快速生长时期(梅冥相,2016a)。2.5 Ga前后的地球发生巨变,最重要的事情是大陆稳定化即克拉通化,陆壳发展到可能存在一个与现今大小近似的古老大陆(超级克拉通),随即进入构造静寂期,一些学者认为是板块构造最可能的启动时间,或者代表了地球历史上某个构造体制转换的时期(翟明国,2022)。

陆核型联合古陆在2500 Ma左右成型,构造组成为绿岩带和期间的花岗质岩带(龚一鸣,1997)。距今24—21亿年前,地球经历了第1次全球性冰封的寒冷气候,并伴随氧气含量的第1次突然升高(胡永云和田丰,2015)。

3.3.4 第4个7.776亿年旋回(2242.08—1464.48 Ma)

这个7.776亿年旋回大致相当于地质年代中的古元古代层侵纪、造山纪、固结纪和中元古代盖层纪(前半段),在Van Kranendonk建议版中则包括古元古代贾图利纪/真核生物纪、哥伦比亚纪和中元古代罗迪尼亚纪(1.78—0.72 Ga)的前3亿年。该旋回的0.618分割点在1.76 Ga,关键时段及事件见表9。

从有机界看,真核生物开始出现,只是此时仍以蓝绿藻和细菌等原核生物为主。在沿海微生物藻席中,各种原始单细胞微生物混杂生长在一起,诞生了复杂单细胞生物(张凤廉等,2021)。分子进化研究表明,干族真核细胞在27亿年前就已出现,而冠族真核生物到18亿年前也已经出现(胡金良和王庆亚,2014)。

从无机界来看,这一旋回是Kenorland超大陆(~2.5—2.1 Ga)裂解、哥伦比亚超大陆(~1.8—1.4 Ga)从形成到裂解的时期(李献华,2021)。陆核进一步固结、扩展和集结,形成原地台。吕梁运动、卡瑞里运动、赫德孙运动使原地台型联合古陆基本成型(龚一鸣,1997)。

3.3.5 第5个7.776亿年旋回(1464.48—686.88 Ma)

从有机界看,这个7.776亿年旋回里,原本单细胞的藻类植物演化成多细胞的大型宏观藻类,大约14亿年前,出现了最早的疑似多细胞真核生物(童金南,2021)。15—12亿年,华北克拉通微生物演化进入“快车道”,真核生物多样性快速增加,诞生出大量种类丰富、形貌各异、表面具复杂纹饰的微体古生物化石及多种个体巨大的宏观藻类化石(赵太平等,2019)。在地球上的其他克拉通15—12亿年的岩层中也发现多种微观和宏观的生物化石记录,表明该阶段真核生物在全球分布广泛、种类繁多(赵太平等,2019)。10—8亿年前的元古代地层中出现大量的多样化的真核生物化石(胡金良和王庆亚,2014)。

从无机界看,随着初始原地台的进一步固结和集结,1450 Ma左右,成熟的原地台型联合古陆成型。经过多次构造—岩浆活动的改造,由晋宁运动、哥德—格林威尔运动形成了具有真正地台基底结构的岩石圈巨型稳定块体,在850 Ma左右形成了地台型联合古陆(龚一鸣,1997)。 这个旋回前期最大的地质事件是格林威尔造山运动和罗迪尼亚超大陆的形成。0.618分割点在983.92 Ma,与格林威尔造山运动的结束时间980 Ma(陆松年,2002)基本一致。该旋回的关键时段及事件见表10。

把这个7.776亿年按照天干分成10等份,最后的癸段(764.64—686.88 Ma)开始的时间与Bleeker等人于2004汇总的前寒武纪关键地质事件及年代中的雪球地球事件开始时间760 Ma(陆松年和于海峰,2009)基本相同。

3.3.6 第6个7.776亿年旋回(686.88 Ma至今)

从有机界看,第6个7.776亿年旋回是生命大爆发的时代,地球生命系统改变了过去近40亿年缓慢演化的沉闷局面,演化速度急剧加快。地球生物群落发生宏观质的改变,生物从单细胞生物演化出多细胞生物类群。自此持续30多亿年的微生物席生态群落被宏体真核多细胞生物群落所主导(张志飞等,2021)。

从无机界看,从新元古代晚期开始,发生了自太古宙以来岩石圈块体的一次最大规模的聚集事件,大陆性联合古陆在250 Ma时定型(龚一鸣,1997)。新联合古陆于晚三叠世开始分裂,直至今天其分裂、漂移过程仍在继续(肖传桃,2017)。

表11是对这6个7.776亿年旋回的黄金分割点及对应的地质事件的汇总。

3.4 15.552亿年(2个7.776亿年)旋回的黄金分割点

按照中国传统的“一阴一阳之谓道”精神,以及当代量子物理学中的互补性原理,2个甲子构成一个完整的周期(即人的“天年”)。按照这种思路,可以将地球诞生以来的6个7.776亿年旋回分成3个15.552亿年旋回,即4574.88—3019.68 Ma,3019.68—1464.48 Ma,1464.48 Ma至今。一个完整的15.552亿年旋回共有120个1296万年。120×0.618=74.16,取其整数74(相对于第2个六十甲子中的“丁丑”)。

第1个15.552亿年旋回的第74个1296万年在3628.8—3615.84 Ma间,这是原始生命向多种原核生物过渡的阶段。大约在38亿年前,地球上已经完成了前生命体的复杂化学进化,产生了原始生命。在35亿年前,地球已出现多种原核生物,该时期的岩石中已保存了光合自养微生物的痕迹(童金南,2021)。古生物学家称之为早期生命演化的第1次飞跃(杜远生和童金南,2022)。在无机界,最早在36亿年前,可能有一些陆块增生并形成了地球上第1个构造上更稳定的超大陆Vaalbara(李三忠等,2015a)。

第2个15.552亿年旋回的第74个1296万年在2073.6—2060.64 Ma间,与Gunflint组的燧石形成时间(大约20亿年前)基本相同,Gunflint组燧石中发现了8属12种的微化石,古生物学家将早期生物分异,即多样性的增加,称之为早期生命演化的第2次飞跃(杜远生和童金南,2022)。在无机界,在2060 Ma,Bushveld层状侵入体及沉积岩为主的被动陆缘建造,新太古代超级克拉通的裂解和离散(陆松年和于海峰等,2009),哥伦比亚超大陆开始形成(陆松年等,2016)。

第3个15.552亿年旋回的第74个1296万年在518.4—505.44 Ma间,这恰是以“澄江生物群”为代表的寒武纪生物大爆发主幕发生的时间(杜远生和童金南,2022)。在无机界,泛非造山运动形成了在几亿年后都相当稳固的冈瓦纳大陆(肖传桃,2017)。

3个15.552亿年旋回,特别是其黄金分割点之所在,在有机界对应着地球生命演化的原核生物、真核生物、多细胞后生动物和植物3个演化阶段。在无机界,则是超大陆的聚散旋回。

3.5 小结

从前述分析可以看出,通过3种方法: 把地球演化史按照六十甲子分期、作为一个整体用黄金分割法来分解、拆解成6个7.776亿年旋回、3个15.552亿年旋回,地球演化史的关键时点全部呈现了出来。

4 最近一个7.776亿年旋回的回溯

由于现代地球科学对最近一个7.776亿年旋回的研究比较深入,下面结合对这一旋回的分析,来对本研究提出的地球演化模型进行检验。

4.1 十天干分期

将这个7.776亿年旋回按照天干作10等分,每等份7776万年,包括60个129.6万年。每个7776万年的黄金分割点和辛亥段(即第48个129.6万年)及对应的地质事件见表12。

4.2 六十甲子视域下的最近一个7.776亿年旋回

为避免重复,只计算出每个1296万年旋回的黄金分割点,与2023/09版国际年代地层表作对比。结合互补性原理,计算出两个一组旋回的黄金分割点,并与国际年代地层表作对比(表13)。

4.3 从最近一个7776万年旋回,看人类形成史

最近一个7776万年旋回从64.8 Ma开始,也是最近一个7.776亿年旋回的壬段。“壬”即“妊”,意味着新的生命的孕育。壬段最大的特征就是哺乳动物的繁盛和人类的产生。壬段的0.618黄金分割点在16.74 Ma。对长臂猿的基因组测序结果表明,1680万年前,长臂猿与大猿从类人猿中分化出来(林小春,2014)。

“壬”段迄今共经历了5个完整的1296万年旋回,从公元904年开始进入第6个1296万年旋回。这5个1296万年旋回分别是7.776亿年旋回六十甲子分割中的壬子、癸丑、甲寅、乙卯和丙辰。

(壬子)64.8—51.84 Ma: 这段时间大致相当于新生代古近纪古新世(66.0—56.0 Ma)和始新世伊普利斯期(56.0—47.8 Ma)的前半段。0.618黄金分割点所在的56.79 Ma,与古新世和始新世交界处相近(56.0 Ma)。这时,偶蹄类、奇蹄类和灵长类首次出现并广泛分布于北半球各大洲(江湉等,2012)。大约在6500万年前,灵长目分化为原猴亚目和简鼻猴亚目。约6000万年前,从简鼻猴亚目中分化出眼镜猴次目(刘牧,2022),即跗猴型下目。根据北半球化石记录,大约5500万年前,第1次出现真灵长类动物(刘牧,2020)

(癸丑)51.84—38.88 Ma: 这个1296万年开始后,全球气候在始新世初期的降温之后再次发生增温,在52—50 Ma达到高潮,称为早始新世气候适宜期(Early Eocene Climatic Optimum,EECO)(邓涛等,2023)。0.618黄金分割点在43.83 Ma左右,这个1296万年旋回的辛亥段在41.47 Ma,与始新统巴顿阶底界(41.2 Ma)相近。德雷克海峡开始张裂,导致始新世晚期南极冰盖的出现,全球气候由“温室”转入“冰室”(江湉等,2012)。4000万年前,从简鼻猴亚目中分化出新大陆猴(刘牧,2022)。

(甲寅)38.88—25.92 Ma: 0.382分割点在33.93 Ma,与渐新世初大冰期(EOGM事件或Oi-1事件)发生的时间33.7 Ma(刘志飞等,2004)非常接近。约34 Ma以来,地球气候进入冰室期(王永达等,2024)。33.5 Ma时,欧洲发生哺乳动物群大间断(Grande Coupure)事件,在亚洲表现则被称为蒙古重建(Mongolian Remodelling)。一些地区原本繁盛的灵长类动物几乎完全灭绝,亚洲南部和非洲北部的热带地区成为灵长类动物的避难所,生活于非洲的类人猿更加繁盛,为后来人类的起源与演化奠定了基础(邓涛等,2023)。3500—3000万年以前,在今天的埃及法雍地区生活着原上猿总科。这个1296万年旋回的0.618分割点在30.87 Ma,30 Ma火山爆发造成了埃塞俄比亚高原,东非大裂谷系统(East African Rift System,EARS)开始形成(王绍武和闻新宇,2011)。基因组研究表明,2900万年前,猿类与旧世界猴分化开来(林小春,2014)。

(乙卯)25.92—12.96 Ma: 0.618黄金分割点在17.91 Ma左右。原始类人猿在约2200万年以前出现在东非,显示出早期类人猿与现代类人猿及人类之间的联系(李安山,2024)。1700—1500万年,全球冰量显著减少,大洋底层水温度进一步上升,形成中新世气候适宜期(Middle Miocene Climatic Optimum,MMCO)(邓涛等,2023)。1680万年前(这个7.776亿年旋回的黄金分割点),猿类分化为大猿(各类猩猩)和小猿(长臂猿)(林小春,2014)。大约1400 万年前,猩猩与人类分离,人科动物(大猿)分化为猩猩亚科和人亚科(奇云和李大可,2012)。

(丙辰)1296—903 A.D。这个1296万年旋回黄金分割点在4.95 Ma。这个时点与长期以来认为的人类出现于5 Ma完全相符。近年来,人们对人猿超科中人科和大猿科的分化时间标定在约5 Ma前(吕宝忠,2012)。科学家根据人、黑猩猩和猩猩的血清蛋白存在1%的差异,认为人和猿大概是在 5 Ma分道扬镳的(陈淳,2013)。

按照天干顺序,将这个1296万年分成10等分,每个等份为129.6万年。(7)、(8)阶段与新近纪上新世(5.333—2.58 Ma)基本重合,(9)、(10)阶段与第四纪更新世(2.58—1.17万年前)基本重合。

1)1296—1166.4万年,黄金分割点在距今1215.9万年。

2)1166.4—1036.8 万年,黄金分割点在距今1086.3万年。

3)1036.8—907.2 万年,黄金分割点在距今956.7万年。大约 1000 万年前,大猩猩从人类和黑猩猩中分离出去(奇云和李大可,2012)。

4)907.2—777.6万年,黄金分割点在距今837.1万年。

5)777.6—648 万年,黄金分割点在距今697.6万年。700—600万年就是人类最初出现的时间(吴新智,2010)。化石证据和计算机成像都表明,在乍得萨赫勒地区发现的距今 700 万年的“萨赫勒人乍得种”属于迄今为止发现的最早的人类化石,并取名 “图迈”(Tumai),但持不同意见者认为,“图迈”化石更像猿,而非人(李安山,2024)。

6)648—518.4万年,黄金分割点在距今568万年,恰是地猿属出现的时间(580—520万年)(吴新智,2010)。大约在 600万年前,黑猩猩与人类分离(奇云和李大可,2012)。在肯尼亚的图根山(Tugen Hills)发现的 600—570万年前的化石表明已经习惯用两腿走路,可归属于人类,被定名为 “原初人图根种”(李安山,2024)。

7)518.4—388.8 万年,黄金分割点在438.3万年。440万年前的埃塞俄比亚地猿始祖亚种,其四肢骨骼的形态介于后来的人与猿之间而偏于人类,除经常在地面身体直立用两条腿行走外,还可能在树上活动(吴新智,2010)。

8)388.8—259.2万年, 黄金分割点在距今308.7万年。 这个阶段结束时, 最早的石器于2.6 Ma出现, 标志着人属的形成(王绍武和闻新宇, 2011)。

9)259.2—129.6万年, 黄金分割点在距今179.1万年, 直立人出现。 一部分能人或鲁道夫人在非洲东部演变成直立人, 在大约200—180万年前走出非洲, 在欧亚大陆迅速扩散。 亚洲西南部有距今约170万年前的格鲁吉亚D Manisi人化石, 亚洲东南部有印尼爪哇岛180万年前的化石(吴新智, 2010)。

10)129.6万年至公元903年。 0.618黄金分割点49.5万年恰好是北京人出现的时间。 有学者认为北京人开始出现在80万年前(吴秀杰, 2024), 恰好是这个旋回的0.382分割点。 但吴新智认为用铝/铍法测算北京猿人生活于77万年前的论证存在诸多问题, 仍维持50万年这一结论(吴新智, 2010)。

5 结论和展望

5.1 结论

以上用以中国传统时间观建构的模型对地球演化历史作了简要的回顾,通过上述分析,本模型与国际年代地层表高度耦合,也与地质学、古生物学、考古学的既有成果高度耦合。地球历史上已知的构造、生物和环境发生重大转折的时间段,在宇(宙)、界(代)、系(纪)、统(世)层面都能在旋回起始点、黄金分割点或者庚子、辛亥等关键时点找到相对应的节点,在阶(期)层面耦合度也非常高,在人类演化史方面更是高度耦合。

5.2 展望

为进一步完善这一地球演化模型,今后需要在以下问题上进行更深入的研究。

1)造成多层级旋回的机制是什么?超大陆旋回、造山运动、冰期、生物灭绝等重大地质事件基本都具有周期性或韵律性特征(唐春安等,2021),一些学者认为,自然物理循环通常以基本旋回的整数倍传播,地球作为太阳系中一个极其活跃的物理系统,谐波贯穿于整个地球演化历史,导致地质现象具有旋回特征(张瑞等,2023)。威尔逊旋回、米兰科维奇旋回成为地质科学的基本研究范式。早在20世纪末,中国一些学者也认识到在晚新生代,存在着准1.2 Ma周期构造气候旋回规律(吴锡浩等,1998),可谓是129.6万年旋回的先声。

2)地质事件出现于旋回不同的时点,如旋回的交界点、辛巳段、旋回中点、庚子段、辛亥段等关键节点,其分布有没有一定的规律?

3)如何解决数十亿年来不同地质时期时长不一致问题?地质时间是与地月系统和地球自身膨胀过程分不开的,地球阶段性的膨胀收缩产生各种尺度的时间节律,地球经历极早期绝热压缩后的整体缓慢膨胀过程产生不同演化阶段的时间弯曲。自太古代以来,伴随时间变慢,地球日月年的长度均在逐渐变长(周瑶琪,2018)。在地质历史各时期,由于太阳系、地月系统及地球本身自转的变化,导致地球轨道参数(偏心率、岁差、黄赤交角等)的不断变化,引起年长、地月距离、日长的变化(马晴等,2022)。是否存在一种超越日历年的“标准年”计时单位,就像可以把煤炭、石油、电力等不同的能源换算成统一的标准煤一样?

4)如何认识本研究模型中有的关键时点与国际年代地层表不能完全匹配的问题? 许靖华先生在谈到气候与历史周期的关系时曾说: 大自然有各种高频率循环, 没有单个循环机制与气候变迁对应, 而是许多种循环加总的结果。 大自然中有共振, 也有差频(许靖华, 2014)。 这可能也适用于本研究提出的地球旋回规律。 就像天王星的实际运行轨道经常与理论计算的轨道不相符, 人们由此发现了海王星的存在一样。 目前, 地层学对阶的界线年龄的确定存在3%~6%的误差(周瑶琪, 2018), 随着地层学研究的日益深入, 相信以后会逐步趋同。 在那些与理论数值不一致的地方更有可能取得科学上的突破。

5)地球科学与传统文化的结合问题。19世纪特别是20世纪上半叶以来,建立在经验主义之上的实证科学成为探索真理的唯一方式,但逻辑学家哥德尔的不完全性定理证明了实证科学的局限性(泰泽 N,2023)。20世纪下半叶,随着量子科学、复杂性理论的兴起,越来越多的人认识到传统文化的价值。自20世纪90年代以来,地球系统科学的思想已经逐渐成为人们的共识(王鸿祯,2006)。新技术武装下的地球科学因过度注重细节而迷失在地球科学的汪洋大海,成果丰富却是只见树木不见森林(唐春安等,2021)。长期以来中国地球科学习惯于追随和仿效(汪品先,2024),多数研究依然是验证前人提出的模型与假说,以局部的、区域性地质为主,缺乏高层次的、普适性的理论创新和提出重大导向性的科学问题(唐春安等,2021),鲜有理论上的突破(王训练,2022)。科学发展的途径是“范式转变”,要求从方法学上突破,实现源头创新(汪品先,2024)。中国学术界需要通过历史的反思,重新认识传统文化,建立自具特色的中国学派(汪品先等,2024)。

改革开放以来,中国地质学特别是古生物学研究取得了突飞猛进的发展,澄江化石群、梅树村动物群、瓮安生物群、蓝田生物群、宋洛生物群的相继发现,改写了生物进化史。时代也在呼唤中国的地质科学能将科学方法与中国传统文化相结合,为地球科学开拓新的研究维度,贡献中国的文化基因。笔者不揣浅陋,提出自己的一些观点,希望能对大家有所启发。

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