基于爱因斯坦的E=mc²，在真空中能量可以转化为物质，也就是说物质可以无中生有。宇宙中的物质就是在138亿年前的某一个点（也就是奇点）发生了大爆炸后生成的。
以下内容来自樊登读书《起源：万物大历史》
早期的爆炸产生了高温，温度达到了绝对零度之上的数万亿度的温度。绝对零度是-273.15℃，在这个温度所有物质都冻住了，连原子都不再活动。
宇宙大爆炸之后的数秒之间形成了很多的基本粒子，它们形成了氢和氦的原子核。当时还不是氢原子和氦原子，而是氢和氦的原子核，这个大概是在几分钟之内形成的。
在数秒之间产生了中子、质子、电子，还有质子和电子的反粒子。反粒子就是带正电荷的电子，还有带负电荷的质子。然后能量（密度）下降，在38万年之后，温度下降到了10000℃以下，这时候形成了最初的原子。
这些早期的物质在引力的作用下聚集在一起。引力把所有的原子拉近，拉近的过程当中原子解体，然后在那些中间的丛簇物质的核心地带重新制造带电等离子体。因引力产生了压力叠加，物质密度变得越来越大，它的核心变得非常炙热达到1000万摄氏度以上。这时大大小小的恒心就诞生了。
恒心像个大锅炉一样熊熊地燃烧，大恒星烧得快，小恒星烧得慢，所以很多大恒星把中间的能量烧完了以后，这个大恒星就死了，而小恒星的寿命相当长，有的小恒星的寿命能够跟宇宙一样长。
一旦恒星垂垂老矣，最终会耗尽自身的自由质子，其内核部也逐渐堆积起燃尽的质子灰烬，换言之，氦核。要实现氦核的聚合就需要比聚合质子高得多的温度，所以恒星内核处最终会停止燃烧。而一旦停止燃烧，引力就占了上风，恒星便会在自身重力的压迫下最终塌陷。但故事并非就此结束，恒星塌陷后，在引力的挤压下，其温度会再次升高，恒星的外部表层也会因此膨胀，温度则又降了下来，从而以此维持自身的平衡。对人类而言，这种恒星的外部表层呈红色，所以被称作红巨星。
而一旦太阳到了这个阶段，就会膨胀到目前体积的200倍左右，而太阳系内的行星，包括地球，都会因此而灰飞烟灭。
如果红巨星的质量足够大，其内核处在引力的挤压下会变得异常炙热，足以把氦核聚合成更重的元素，比如碳（有6个质子）和氧（有8个质子）。此时恒星可谓是经历了一场复活，只不过聚合氦核要比聚合质子复杂得多，且产出的能量也较少，所以说恒星到了这一阶段，其寿命也就不多了。
巨型恒星要经历好几次这样剧烈的膨胀和收缩。碳和氧也聚合成更重的元素，从镁到硅，最终是铁。宇宙中的不同的元素从哪儿来的？是从恒星的死亡过程当中诞生的，恒星在不断地死亡的过程当中一会儿坍缩，一会儿爆炸，一会儿又坍缩，一会儿又膨胀，这个时候不断地挤压内部，产生高温高压，从而产生碳和氧，以及后来其他各种各样的元素。
恒星的核心会逐渐变成一个巨大的铁球，外面包裹着由其他元素构成的多重表层。但至此，恒星就不会再有发展了，因为不能一直靠聚合铁元素产生新的能量。所以最终，大多数恒星会把外面的多重表层炸掉，从而成为白矮星。
白矮星可谓星界的僵尸，因为其核心处已不再有燃着的火炉，其自身密度极高，通常有地球大小，但质量却有太阳那么大。一汤勺白矮星上的物质至少有4吨重。不过虽说是僵尸，白矮星却依然炙热，要真正冷却下来可能需要数十亿年
白矮星已完成自身的任务，使周围充满了各种新元素。有些白矮星的死亡更为壮烈：与附近的星体发生碰撞，从而引发超新星大爆发。这种大爆发会产生极高的温度，所以能够制造元素周期表中的众多元素。通过大爆炸圆寂的白矮星会制造出所谓Ia型超新星。
相当于太阳质量7倍左右的恒星以另一种爆发的形式走向死亡，这种爆发被称为核心坍缩超新星。恒星的内核坍缩成比太阳还要大的铁球。内核处的火炉将最后一次熄灭，随之，引力会以极快的速度和力度挤压铁球，从而产生极大的能量和极高的温度，甚至超过该星体有生之年的最高值。此时，星体会瞬间发生超新星大爆发，其瞬时爆发的能量甚至是当时星系的总和。仅仅几分钟的时间，这种超新星爆发就制造出元素周期表中其余的众多元素并将其喷洒至空中。这种核心坍缩超新星最有名的例证是蟹状星云的形成。
一大堆不同的元素在空中慢慢地糅合成中子，由中子构成的星体叫中子星。你知道中子星有多重吗？一勺中子星的质量有10亿吨重，这就是中子星的质量。元素周期表中更多的元素是在中子星的碰撞中形成的，就是一顿乱碰，而且都是一些大质量的物质在里边拼命地碰，碰撞的过程中不断地发热、挤压、坍缩、爆炸，慢慢地炸，把元素周期表当中我们能够用到的元素都炸出来了，这就是新元素的诞生。
对于大多数巨型恒星而言，还有一种更为奇幻的结局：其核心部位会发生强烈的向心聚爆（就是朝里边爆），这时候，塌陷简直无可避免，于是，星体变成了黑洞，也就是目前人类已知的密度最高的物质。爱因斯坦曾经预言过黑洞的存在，即一种至密物质，其引力之大，甚至连光线都无法从中逃脱，也正因如此，我们迄今对黑洞内部究竟怎样尚知之甚少。黑洞可谓太空中的怪物，但我们有充分的证据表明黑洞是真实存在的。就是宇宙当中有大量的超大恒星，在坍缩之后形成的巨大质量的星体就是黑洞。
上面的内容描述了恒星、红巨星、白矮星、超新星、中子星和黑洞的产生过程。我们再看下太阳是如何产生的。
大概在45.67亿年前，一些巨型的物质云团开始收缩，这个叫作太阳星云。
太阳星云的收缩过程中，99%的物质集合在一起，形成了伟大的太阳。只有1%的物质散落在外面，然后绕着太阳不断地转。这些剩下的圆形碎片绕着太阳转，慢慢地变成了一个比萨饼的样子，就是变成了一个扁平状的东西，这个就是太阳系。太阳系当中99%的质量都在太阳上面，1%在外边绕着太阳转。
有两种过程决定了旋转的物质圆环最终演化成行星、卫星和小行星。第一个过程是化学分选。新近形成的太阳有大量的带电粒子，其剧烈的爆炸——被叫作太阳风——把较轻的元素，比如氢和氦，驱离内（层）轨道，从而制造了两个截然不同的区域。太阳较靠外的区域，如同宇宙中的大部分区域一样，主要成分是更原始的元素，如氢和氦。”就是比较轻的元素被甩出去了。
而较靠近太阳的区域则是岩石密布的行星——也就是我们常说的水星、金星、地球和火星，这里因为失去了大量氢和氦，所以化学元素反倒罕见地多样。氧、硅、铝和铁占到了地球地壳成分的80%以上，此外的钙、碳、磷等元素也发挥了一些次要的作用。在地球上，氢元素的作用只可谓是中等，而氦元素则很难得见。
太阳系形成的第二个过程是吸积。围绕太阳不同层次轨道旋转的零星物质逐渐聚集起来。在较靠外的多是气体的区域，这一过程可能相对轻柔。引力把大量气体物质聚集起来，形成了体积较大的气态行星，比如木星和土星，其主要成分是氢和氦，以及少许的浮尘和冰。而在较靠近太阳的内部区域，吸积的过程要剧烈、混乱得多，因为这一区域的物质元素大多是固态的。有些浮尘粒子和冰渍聚合而成小块的岩石和冰块，在空中歪歪斜斜地漂浮行驶，有时彼此碰撞成碎片，有时彼此合并成体积更大的物质。再大一点儿，就形成了流星和小行星，分别沿各自的轨道运行。这些流星和小行星再彼此碰撞或合并，就会形成更大的物体，直到引力扫清了周围残留的碎屑。最终，这一过程造就了我们今日所见的多种行星，环绕着太阳沿各自的轨道运行。
事实上，我们地球的卫星（月亮）就很可能是地球早年与火星大小的原行星忒伊亚发生撞击后形成的，时间大致是在太阳系形成后的一亿年。也就是40多亿年前产生过一次大的碰撞，然后产生了月亮。经过5000万年的时间，太阳系终于被塑造成它类似当今的模样，因为它在形成后一直相当稳定。
下面再看下地球的演化过程。地球被融化过很多次，然后凝聚在一起，就是不停地融化，不停地凝聚。在这个过程当中，铁、镍、硅逐渐形成了一个坚硬的内核。地核高速地旋转形成磁场，磁场可以对地球形成保护的作用。
然后大概有3000公里厚的一个地幔，地幔是由玄武岩构成的。我们看到火山喷发，喷出来的那个熔岩就是来自地幔这个位置。在这上面有一层薄薄的地壳，像鸡蛋壳一样薄的地壳。说地壳像鸡蛋壳一样薄，究竟有多薄呢？最薄的地方大概5000米，最厚的地方5万米。地壳在移动，移动的速度大概和人长指甲的速度差不多，如果快的话，每年地壳的位置大概能够移动25厘米，所以地壳是在动的。然后在这之上又有大气层。这就是我们地球的一个基本的构造。
我们再看看生命是怎么诞生的。在地球上怎么会有生命呢？形成生命需要具备的五个特征。
第一个，生命体由细胞组成，而细胞由半透膜封闭（细胞膜）。第二个，生命体需要有新陈代谢的机制，也就是能够从周边吸取自由能，这样才能不断重新排列体内的原子和分子，以保障存活所必需的复杂动态结构。第三个，生命体要能够通过动态平衡机制——使用内外部环境信息并依此做出反应的机制——以适应不断变化的环境。第四个，生命体要能够使用遗传信息以实现自身基本的完全复制。第五个，复制的样品在某些细微的方面不同于父母，这样经过数代的调整，生命体伴随进化会改变自身以适应不断变化的环境。
“第一，太阳系处于银河系中一个恰到好处的位置。处于银河系外围的恒星通常有薄薄的一层化学元素团，虽然那时的元素还不是很多。恒星太靠近星系的核心，就会遭到来自中心黑洞冲击波的猛烈冲击，而我们的太阳系处于一个非常适宜的位置：太阳轨道位于距离银河系半径三分之二开外的地带，也就是我们常说的银河系中的‘生命适宜带’。”
“第二，化学反应比较适合在低温环境下进行。早期宇宙太过炽热，所以原子根本无力合成分子......比如在距离恒星不近也不太远的生命适宜带。地球的轨道恰好处于太阳系生命适宜带的正中央附近......2017年，科学家发现土卫二上面的海洋产生出氢气，而这正是地球上早期生命赖以为生的气体。”地球上最早的生命不是需要氧气的，氧气会把地球上最早的生命全部杀死，这叫作“氧气大屠杀”（我们后面会讲到），最早的生命是需要氢气的。
“丰富化学反应的第三条件是要有液体。在气体中，原子就像多动的孩子，很难让它们固定下来并与其他原子结合。而在固体中，原子被锁定了（不能动）。相比之下，液体更像是舞池，尤其是包含氢键的液态水，可谓最便利原子结合的舞池。……液体的存在取决于化学、温度和压力。”宇宙中大量的水都不是液体，都是以冰的形态存在。“大多数有趣的化学反应发生在行星温度在0~100℃之间。”就是要有液体的时候，需要温度在0~100℃才行。
“丰富化学反应的第四个条件是化学元素要多样化。”而太阳系当中，我们前面讲过了，只有地球具备这么多样化的化学元素。“在这样一种化学元素丰富的环境中，构成生命体的众多分子自然而然地就出现了。我们这里所说的是包含100个原子以下的小分子，包括构成所有蛋白质的氨基酸、构建基因的材料核苷酸、储存能量的碳水化合物或称糖，以及搭造细胞膜所用的油腻的磷脂。在今天的环境中，这种分子不会自发形成，因为大气中的氧会将其撕裂。”就是分子在今天反倒不能够自发形成，而在几十亿年前是可以的。“早期地球上的大气并非是由氨和氢主导，而是水汽、二氧化碳和氮气。”
大概在40亿年前出现的类似于原核单细胞生物的那种生物，是我们人类共同的祖先，人们给它起了一个名字叫卢卡（LUCA）。这个卢卡长什么样呢？不清楚，现在没法看到卢卡的化石，因为没有这样的东西。但是它已经有了RNA（就是遗传的物质），还有ATP（就是三磷酸腺苷），我们学过生物学的人都知道这个东西。
它有生命，但是无生机。它不会像草履虫那样，草履虫属于真核生物，它会动，它会有生机。原核单细胞生物有生命但是无生机，但是它不断地进化，快速不断地进化，然后很快就出现了DNA，还有我们说的ACGT四个碱基（A：腺嘌呤，C：胞嘧啶，G：鸟嘌呤，T：胸腺嘧啶）。所以你知道，虽然人体的构造现在看起来这么复杂，但是我们在细胞的层面，跟最早期的那些细胞来比其实变化并不是很大。
这是原核单细胞生物。它们生活在哪儿呢？大部分都在海底的通风口，然后慢慢地进化成了原核生物，原核生物统治生物圈大概有7/8的时间。我们今天觉得咱们很了不起，我们瞧不上原核生物，但是，实际上它们统治生物圈大概30多亿年，生物圈史7/8的时间是它们统治的。
“每个原核生物都是一个异常复杂的独立王国。其中有数十亿的分子在密集的化学反应流中游来游去，每一秒都有来自其他分子的数千次的推拉扯拽，就像游客置身拥挤的大市场，里面有交易者、招揽者和扒手，喧嚣吵闹。假如你置身这样一个分子世界，肯定会发觉其实这里异常恐怖。酶可能会走过来并试图改造你，也许会把你和其他顾客链接起来以组成一个小队，在市场上招摇并试图创造寻找新的机会。试想一下：每个细胞内每秒有数百万次类似的交易，然后你便不难理解：早期生物圈中哪怕最简单的细胞都需要那么多狂热的活动才能够驱动。”也就是说，这些原核生物有许多分子，那些分子非常活跃，不断地切割，不断地组合，随便谁跟谁能合在一块儿就合在一块儿。
所以这个作者总结了一句很高级的话，他说：“平衡从来就不是静态的，而是永远处于动态之中，永远需要生物与变化着的环境进行不间断的协调斡旋才能维持，而且永远有突然崩溃的危险。”我们都喜欢追求平衡，但其实平衡是变动不居的。
这时候原核生物当中出现了能够吞食其他生物的东西，我们把它叫作异养生物，就是它的养分来自别人身上。在35亿年前，地球上出现了光合作用，光合作用我们现在都知道，就是把二氧化碳吸进来，然后慢慢地变成氧气释放出去。蓝藻是真正像今天这样做光合作用的生物，它使得氧的含量开始上升，所以25亿年前地球上逐渐出现了富氧的大气层。出现了富氧大气层以后，就出现了我们说的氧水平高形成的“大屠杀”，就是当氧气含量多了以后，发生氧化作用了，你知道氧是非常厉害的，所以那些原核生物大批死亡。
没有死的生物就赶紧往海底下钻，很多生物都钻到了海底，又到了那个通风口附近去生活，所以很多厌氧的生物在那一次就产生了一个大灭绝。然后地球上氧含量上升了以后，温室气体水平就会下降，温室气体含量下降，地球的温度就会下降，地球温度一下降，形成了一个白色的星球。你知道那时候地球冻得有多厉害？从南北极到赤道全部结成冰，整个冻成了一个大冰球，这个大冰球冻了有一亿年。随着氧的含量上升以后，当时的地球冷冻了有一亿年。
但是好在我们的地球是一个恒温器，因为它有生物，有了生物之后它可以调节，这个恒温器又使得氧的含量开始下降。这时候真核细胞来救援了，什么叫真核细胞？我们人类就属于真核细胞生物，真核细胞的特点是反光合作用。光合作用是吸收这些温室气体，然后释放氧，如果整天释放氧，氧的含量高了以后，温室气体含量下降，地球就变冷了。
出现了真核细胞以后，它是耗氧的，它吸收氧，发生呼吸作用，消耗氧气。我们学过生物就知道，呼吸作用跟光合作用是相反的，它提取能量的能力比之前的那些生物提高了10倍。这就是直到今天我们都是真核细胞生物的原因。在18亿年前出现了真核细胞，在20亿年前到10亿年前这段时间被生物学家叫作“无聊的10亿年”，这无聊的10亿年当中没有太大的变化，因为真核细胞的出现，地球上达到了一定的平衡。
真核细胞生物的特点就是更大，它有更多的分子、更多的细胞聚合在一起，更稳定、更容易复制。那时候已经出现了线粒体和叶绿体这样的东西，最典型的就是我们在生物学上学的草履虫，它就属于真核细胞生物，而且能动，我们把这些真核细胞生物都叫作小型生命体。然后慢慢地出现多细胞生物的生命条件，它的条件就是要求更稳定，只有在足够稳定的情况之下，才能够出现小型的更多细胞的生命体。
“大约在4亿年前，地球已开始适应高氧（氧气占到整个大气的15%以上，而非此前低于5%的标准——之前氧气含量很低）、低二氧化碳（现在是百万分之几百的样子，而不是此前的百万分之几千）的新的大气构成。各种动物在大型植物创造出的新的生态位中漫游，同时有真菌和细菌清理、分解并回收死亡动物的遗骸。后生生物还改造了海洋，使海洋中充满了各种稀奇古怪的新生物，从虾到海马、从章鱼到蓝鲸。”大概是4亿年前，开始出现了很多形态更加复杂的生物。
“后生生物真正开始征服陆地是在4.5亿年前奥陶纪末期生物大灭绝之后。”地球上每一个纪都会出现很多生物大灭绝。奥陶纪生物大灭绝以后，很多海洋生物开始往陆地上走了，这是一件非常不容易的事。“那时候，最早一批勇敢的动植物群踮着脚尖走出海洋来到陆地，也许是受到大气中氧含量增加带来能量提升的鼓舞。”
然后慢慢地到我们熟悉的部分了，就是到埃迪卡拉纪（即震旦纪）。埃迪卡拉纪的生物就是我们今天想象中像海带和水母那样的东西，当然并不是水母，就是像水母那样的没有骨头的无脊椎的生物。然后到了寒武纪，就有了三叶虫，我们今天可以看到三叶虫，还有一些骨架和贝壳的化石。这个时候生物开始大范围地传播，这个大范围传播的名词叫作“适应性辐射”，就是一个生物开始高速地繁殖扩展的时候就叫作“适应性辐射”。
在征服陆地以后，奥陶纪之后，慢慢地出现绿色的植物，出现森林。在奥陶纪和泥盆纪的时候，森林开始出现，然后进入二叠纪、三叠纪。“在石炭纪和二叠纪，我们已经看到巨型昆虫和巨型脊椎动物。那时候，你可能看到有50厘米翼展的蜻蜓。”那些动物都特别大，这个不夸张，因为在那个时候蜻蜓就有50厘米那么大的翼展。“或是90厘米长、重达20公斤的蝎子。最早的爬行动物出现于大约3.2亿年前的石炭纪，属于一组新的被称为羊膜类动物的物种，其中包括爬行动物、鸟类和哺乳动物。”我们看到的那个古生物、我们熟悉的那个古生物的样子逐渐地出现。
奥陶纪、二叠纪、三叠纪，然后是侏罗纪、白垩纪。（二叠纪以后）这段时间统治地球的主要就是恐龙。哺乳动物跟恐龙共同生活过，但是因为哺乳动物实在不是恐龙的对手，所以大量的哺乳动物都是生活在地下，过着像老鼠那样的啮齿类生物的生活。
接下来就是恐龙的大灭绝了，这个大概发生在6500万年前。当时有一颗小行星以速度30公里/秒的速度撞击地球，仅仅用几秒钟就穿越了地球的大气层，坠落的准确地点是现代的墨西哥尤卡坦半岛，这个地方叫作希克苏鲁伯陨石坑。”
小行星在穿越地壳的过程中完全蒸发了，就是说它没有停在地面上，而是钻过了地壳，在这个过程当中完全蒸发了，留下了一个大约200公里见方的巨坑。“炙热的熔岩喷涌至空中，形成巨大的尘团，造成地面数月之内不见阳光，石灰石也融化了，向大气中喷洒着二氧化碳。在撞击点数百千米的方圆内，完全不再有生命存在；由此向更外围的数百千米方圆，是森林大火的火海。在墨西哥湾，巨大的海啸水墙自上而下地坍塌，瞬间杀死数百千米内的鱼类和恐龙。在位于美国蒙大拿州及怀俄明州的地狱溪地层，甚至可以找到鱼鳃化石中塞满了来自小行星撞击残留的玻璃碎片。”
各位还知道玻璃怎么来的吗？我们曾经讲过，小行星撞击的时候的高温高压才会产生玻璃，在那些鱼的腮中还能够找得到这个痕迹。
“在更远一点儿的地方，小行星撞击的直接影响稍小一点。但在几周之后，整个大气层发生了变化。烟尘阻挡了阳光，造成类似今人想象的核冬天。硝酸雨从天而降，杀死了它所触碰到的大部分生物。整个地球表面陷入黑暗之中，前后长达两年之久，因而关闭了光合作用，要知道这是生命体连接阳光的生命线。当灰尘变薄，阳光开始从雾霾中重返地面时，地球很快变暖，因为整个大气层中更多的成分是二氧化碳和甲烷。几年之后，这场劫难的可怜的幸存者再度开始光合作用和呼吸，可它们置身其中的却是一个炎热的温室世界。”
“大气层真正恢复常态可能是在数千年之后。与此同时，此前已有的动植物物种差不多有一半都已灭绝。”当时的大体型的恐龙、蝎子或者是蜻蜓都灭绝了，剩下了一些非常小体型的恐龙。“现代鸟类是小恐龙的后代，因为这些小恐龙侥幸躲过了劫难。较小动物的命运稍好一些，如啮齿类哺乳动物，其中有些此后将成为我们的祖先。”就是我们的祖先当中有一部分是老鼠那样的啮齿类动物，啮齿类登上了舞台，然后恐龙让位。这是6500万年前所发生的恐龙灭绝的事件。
恐龙灭绝之后才给其它小型动物腾出了生物位。啮齿类的动物不断地进化，然后慢慢地有了灵长目，最终有了类似于猿猴这样的动物。
以上内容来自樊登读书《起源：万物大历史》
全文完。
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