May.12 一沙一世界,一花一天堂

文/杜豆豆


解读《万物简史》系列3:一沙一世界,一花一天堂

《侏罗纪世界》

怪物是相对的,对金丝雀来说,猫就是怪物,只不过大家习惯了当猫。(Monster is a relative term. To a canary, a cat is a monster. We are just used to being the cat.)

——《侏罗纪世界》

1

有些思维,如果大家习惯了,很难打破。

就像18世纪的有些科学家,他们曾一度认为,旧大陆的古生物都是“又小又没劲儿”的。即便有人拎了恐龙的大骨头跑去交给美国最杰出的剖解学家威斯塔博士,也被忽视了。

不过很快,随着越来越多的恐龙化石的出现,这种观点引起了很大争议。贵族出身的乔治·居维叶用碎骨头复原了他命名的“乳齿象”,并写了《关于活着的象和变成化石的象的说明》,来证明新大陆曾出现过庞然大物,而且还提出了物种灭绝论。

这无疑对宗教人士是个颠覆性的打击。什么?上帝会这么不友好,经常让自己精心安排的某一物种消失?不不,这是不可能的。

但无论是威廉·史密斯的化石测量结果,还是从十几岁就开始在英吉利海峡边采集恐龙化石的玛丽·安宁,以及业余时间统统拿来研究古生物的曼特尔,他们的发现都证明了恐龙不仅曾经存在过、灭绝过,而且种类繁多。

2

不过,也不是所有的化石研究者都象玛丽·安宁和曼特尔这样单纯地热爱科学。虽然研究地质学的科学家都相当富裕,而且颇有地位,总有那么一些人,会为了野心和名誉,做出些不太光彩的明争暗斗。

比如英国皇家学会某委员会主席理查德·欧文,虽然发现了始祖鸟、命名了“恐龙”,但他却总是肆无忌惮地剽窃别人的成果,为了自己的名利暗地里迫害同仁。好在命运够公平,最终他还是搬了石头砸了自己的脚,因一篇窃取他人成果的论文被揭发而身败名裂。

大量的恐龙化石被发现,到20世纪,据说已经有几吨重的古生物骨头可被研究。可惜的是,科学家们却始终搞不清它们的年龄。

科学家们基于各种测算法和无数猜测,得出的是大相径庭的数值,从几千万年到几十亿年不等。这种混乱,直到欧内斯特·罗瑟福出现,终于有了些眉目。

不过欧内斯特·罗瑟福很奇特,他是基于炼金术算出来的。他的结论是,地球的年龄至少是许多亿年,还可能更古老。

生命,总会找到自己的出路。科学,也总是在探索中不断前行。

生命,总会找到自己的出路

3

说起炼金术,人们不免要和化学联系起来。炼金术由来已有,可真正的化学却是从1661年开始的。那年,牛津大学的罗伯特·玻义耳在《怀疑的化学家》这篇论文中,区分了化学家和炼金术士。

在此之前,化学和炼金术可没有被分得那么清。比如,1675年,德国人亨内希·布兰德就认为,可以用人尿蒸馏出黄金。他搞来50桶人尿做实验,结果当然没炼出黄金,但却无意中发现了磷,而且当时这种物质比黄金还贵。实在是“有心种树树不活,无意插柳柳成荫。”

后来,瑞典人卡尔·金勒发明了另一种工艺,不用臭熏熏的人尿也能生产大量的磷,瑞典也成了火柴的主要生产国。

(说到这里,想起了《卖火柴的小女孩》。小时候常疑惑,火柴这么便宜,小女孩就是卖完全部,也没几个钱呢?现在才明白,原来那时候,磷还是相当贵的。)

可惜的是,卡尔·金勒后来因为太好奇,在实验中品尝剧毒物,结果死在了实验台上,他发现的许多元素还没来得及公布,就随着他的死亡被带入了坟墓。

化学虽然在发展,但即便到了18世纪的最后几年,仍然有科学家认为,世界上存在一种神秘力量,可以赋予无生命物体生命的力。这种力量可以用电激活,而且在某些物质中存在,在某些物质中不存在。这也是后来化学分为有机和无机两大部分的原因。

4

但真正把化学推到现代的,还是法国的拉瓦锡。

总的来说,拉瓦锡还算是个幸运儿。25岁时,他在一家所谓的“税务总企业”买了个开业股,结果3年就赚了个盆满钵满,年收入高达1200万英镑,还娶了老板的14岁女儿。

从此,拉瓦锡和太太白天忙生意,早晚还要抽出至少5个小时从事科学工作。他和人写了本《化学命名法》,成了统一元素名字的圣经。

他从没有发现过一种元素,但被别人发现的元素,他都给它们确定了性质和意义,并且首创了物质不灭的理念。不幸的是,他在法国大革命时因为站错队被砍了头。

青年俊杰拉瓦锡和他聪明美丽的太太

在拉瓦锡之后,化学在19世纪的头几年有些不太着调。比如,英国曾风行“笑气”,也就是吸入一氧化氮,这种高档毒品成了年轻人的时髦玩意儿。化学,俨然成了商人的科学,而不是绅士的科学。

幸而出了一个英俊的科学家本杰明·汤普森,他不仅成为当时热力学的权威,还创立了皇家科学研究所,使它成为积极推动化学这门新兴科学的重要机构。

这所研究所出了一个杰出人物——汉弗莱·戴维,他一个人就发现了12种新元素,占据了当时已知新元素的五分之一。可惜,他因为沉迷于吸食“笑气”而断送了性命。

此后,化学继续稳步发展。约翰·道尔顿成为宣布原子性质的第一人,阿伏伽德罗发现了阿伏伽德罗定律,伯采留斯发明了元素的缩写法。

但当时还有一个问题,就是化学家们各用各的新符号,相当混乱。

这个问题,直到19世纪末门捷列夫出现,才得以圆满解决。解决方法,就是大家现在所熟悉的化学元素周期表

5

19世纪,有一个重大发现,震动了化学界。那就是放射性元素。

这个故事,还要从居里夫人的老师贝克勒尔说起。这天,贝克勒尔不小心将一包铀盐放在了感光板上,结果他吃惊地发现,感光板上被烧了个印子。他以化学家的敏锐,意识到是铀盐在释放某种射线。

他把这项发现交给了自己的优秀学生居里夫人来调查。居里夫人和丈夫皮埃尔一起,出色地完成了任务,不仅发现了放射作用,还找到了镭和钋这两种放射性元素。最终,居里夫妇和贝克勒尔一起获得了诺贝尔物理学奖。

终于,大家的欧内斯特·卢瑟福要上场解谜了。

欧内斯特·卢瑟福对放射性材料痴迷的研究让他发现,这些材料有个特性——会衰变成别的元素!比如,你今天手里拿的是个铀原子,明天就成了铅原子。这是地地道道的炼金术啊!谁会想到它本来就自然存在呢?

于是,他首创了著名的半衰期理论,也就是“只要计算出一种物质现在有多少放射量,在以多快的速度衰变,你就能推算出它的年龄。”借助该理论,他测出了一块沥青铀矿石的年龄为7亿年。

化石年龄能被科学地推算出来,古老的地球年龄有多大,也就有了可信的探索途径。

一沙一世界,一花一天堂。掌心握无限,霎那成永恒。

告别地球的探索之旅,大家就该进入原子时代了。

咱们下节见。

一沙一世界

(未完待续)

倾一生之力,读经典好书,写有厚度的文字,过有深度的人生。我是杜豆豆,感谢您的关注。

编辑概况:杜豆豆,IT从业20余年,曾先后研修英语、计算机、美学和心理学专业。早年创过业,后就职多家全球知名IT外企,现工作于某研究院。书痴一枚,闲时码码字。兼任多家平台签约编辑,www.701.net会员合伙人,万卷好书工作室、万卷好书读书会创立人。