万物简史:为万物写史,为宇宙立传-第8章

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的一部分。据科学史家J。G。克劳瑟说，他还预见了“开尔文和G。H。达尔文关于潮汐摩擦对减慢地球自转速度的作用的成果、拉摩尔关于局部大气变冷的作用的发现（发表于1915年）……皮克林关于冷冻混合物的成就以及罗斯布姆关于异质平衡的某些成果”。最后，他还留下线索，直接导致一组名叫惰性气体的元素的发现。其中有几种是极难获得的，最后一种直到1962年才被发现。不过，我们现在的兴趣是卡文迪许所做的最后一次著名的试验。1797年夏末，67岁高龄的他把注意力转向约翰·米歇尔显然只是出于科学上的敬意留给他的几箱子设备。
　　装配完毕以后，米歇尔的仪器看上去很像是一台18世纪的鹦鹉螺牌举重练习机。它由重物、砝码、摆锤、轴和扭转钢丝组成。仪器的核心是两个635　千克重的铅球，悬在两个较小球体的两侧。装配这台设备的目的是要测量两个大球给小球造成的引力偏差。这将使首次测量一种难以捉摸的力——所谓的引力常数——成为可能，并由此推测地球的重量（严格来说是质量）1　。
　　引力使行星保持在轨道上，使物体砰然坠落，因此很容易被认为是一种强大的力，其实不然。它只是在整体意义上强大：一个巨大的物体，比如太阳，牵住另一个巨大的物体，比如地球。在基础的层面上，引力极小。每次你从桌子上拿起一本书，或从地板上拾起一枚硬币，你毫不费劲就克服了整个行星施加的引力。卡文迪许想要做的，就是在极轻的层面上测量引力。
　　精密是个关键词。设备所在的屋子里，容不得半点儿干扰。因此，卡文迪许就待在旁边的一间屋里，用望远镜瞄准一个窥孔来进行观察。这项工作是极其费劲的，要做17次精密而又互不关联的测量，他总共花了将近一年时间才完成。卡文迪许终于计算完毕，宣布地球的重量略略超过1300　000　000　000000　000　000　000　磅，用现代的计量单位来说就是6　000　000　000　000　000　000000　吨（1　吨约等于2205磅）。
　　今天科学家手里的仪器，其精确度之高，可以测定一个细菌的重量；其灵敏度之高，有人在25米以外打个呵欠都会干扰读数。但是，他们对卡文迪许1797年的测量结果没有重大改动。目前对地球重量的最准确估计数是59725　亿亿吨，与卡文迪许的结果只相差1　％左右。
　　有意思的是，这一切都只是证实了在卡文迪许110　年之前牛顿的估计，而且没有迹象表明牛顿做过任何试验。
　　无论如何，到18世纪末，科学家们已经知道地球的确切形状和大小，以及地球到太阳和各个行星的距离。连足不出户的卡文迪许都已算出了它们的重量。于是，你或许会认为，确定地球的年龄会是一件相对容易的事。毕竟，他们实际上已经掌握一切必要的资料。然而，实际情形并非如此。人类要等到能够分裂原子、发明电视、尼龙和速溶咖啡以后，才算得出我们自己这颗行星的年龄。
　　若要知道其中的原因，我们必须北上去一趟苏格兰，先去拜访一位杰出而又可亲的人。
　　这个人很少有人听说过，他刚刚发明了一门新学科：地质学。

第五章　敲石头的人们
　　正当亨利·卡文迪许在伦敦完成试验的时候，在650　公里之外的爱丁堡，另一个重大时刻随着詹姆斯·赫顿的去世而即将到来。这对赫顿来说当然是坏消息，但对科学界来说却是个好消息，因为它为一个名叫约翰·普莱费尔的人无愧地改写赫顿的作品铺平了道路。
　　赫顿毫无疑问是个目光敏锐、非常健谈的人，一个愉快的伙伴。他在了解地球那神秘而又缓慢的形成过程方面是无与伦比的。不幸的是，他不会以人人都能基本理解的形式写下他的见解。有一位传记作家长叹一声，说，他“几乎完全不懂得怎么使用语言”。他差不多每次写一行字就要想睡觉。在他1795年的杰作《地球论以及证据与说明》中，他是这样讨论……哎呀，某个问题的：
　　我们居住的世界不是由组成当时地球的直接前身的物质所构成的，而是从当今往前追溯，由我们认为是第三代的地球的物质所构成的，那个地球出现在陆地露出海面之前，而我们现今的陆地还在海水底下。
　　不过，他几乎独自一人，而且非常英明地开创了地质学，改变了我们对地球的认识。赫顿1726年生于一个富裕的苏格兰家庭，享受着舒适的物质条件，所以能以工作轻松、全面提高学识的方式度过大半辈子。他学的是医学，但发现自己不喜欢医学，于是改学农业。他一直在贝里克郡的自家农场里以从容而又科学的方式务农。1768年，他对土地和羊群感到厌倦，迁到了爱丁堡。他建立了一家很成功的企业，用煤烟生产氯化铵，同时忙于各种科学研究。那个时候，爱丁堡是知识分子活跃的中心，赫顿在这种充满希望的环境里如鱼得水。他成为一个名叫牡蛎俱乐部的学会的主要成员。他在那里和其他人一起度过了许多夜晚，其中有经济学家亚当·斯密、化学家约瑟夫·布莱克和哲学家戴维·休谟，还有偶尔光临的本杰明·富兰克林和詹姆斯·瓦特。
　　按照那个年代的传统，赫顿差不多对什么都有兴趣，从矿物学到玄学。其中，他用化学品搞试验，调查开采煤矿和修筑运河的方法，考察盐矿，推测遗传机制，收集化石，提出关于雨、空气的组成和运动定律方面的理论。但是，他最感兴趣的还是地质学。
　　在那个爱好钻研的时代，在许多令人感兴趣的问题当中，有个问题长期以来困扰着人们——即山顶上为什么经常发现古代的蛤蜊壳和别的海生物化石。它们到底是怎么到那里的？
　　许多人认为自己已经找到答案。他们分为两个对立的阵营。水成论者认为，地球上的一切，包括在高处的海洋贝壳，可以用海平面的升高和降低来解释。他们认为，山脉、丘陵和其他地貌与地球本身一样古老，只是在全球洪水时期被水冲刷的过程中发生了一些变化。
　　对立面是火成论者。他们认为有许多充满活力的动因，其中，火山和地震不断改变这颗行星的表面，但显然跟遥远的大海毫无关系。火成论者还提出难以回答的问题：不发洪水的时候，这水都流到哪里去了？要是有时候存在足以淹没阿尔卑斯山的水，那么请问，在平静下来以后，比如现在，这水都流到哪里去了？他们认为，地球受到内部深处的力和表面的力的作用。然而，他们无法令人信服地解释，蛤蜊的壳是怎么跑到山顶上去的。
　　就是在考虑这些问题的过程中，赫顿提出了一系列不同凡响的见解。他朝自己的农田一看，只见岩石经过腐蚀变成了土壤，土壤粒子被溪水和河水冲刷，带到别处沉积下来。他意识到，要是这个过程持续到地球的自然灭亡之时，那么地球最终会被磨得非常光滑。然而，他身边到处是丘陵。显而易见，肯定还有某种别的过程，某种形式的更新和隆起，创造了新的丘陵和新的大山，不停地如此循环。他认为，山顶上的海洋生物化石不是发洪水期间沉积的，而是跟大山本身一起隆起来的。他还推测，是地球内部的地热创造了新的岩石和大陆，顶起了新的山脉。说得客气一点，地质学家不愿意理解这种见解的全部含义，直到200　年之后。这时候，他们终于采纳了板块构造论。赫顿的理论尤其提出，形成地球的过程需要很长时间，比任何人想像的还要长得多。这里面有好多深刻的见解，足以彻底改变我们对这颗行星的认识。
　　1785年，赫顿把他的看法写成一篇很长的论文，并在爱丁堡皇家学会的几次会议上宣读。它几乎没有引起大家的注意。原因不难找到。一定程度上，他就是这样向听众宣读论文的：
　　在一种情况下，形成的力量在独立存在的物体内部。这是因为，这个物体被热激活以后，是通过物体的特有物质的反应，形成了构成脉络的裂口。在另一种情况下，还是一样，相对于在其内部形成脉络的物体来说，原因是外在的。已经发生了最猛烈的断裂和扯裂；但是那个原因还在努力；它不是出现在脉络里，因为它不是在我们地球坚实的物体内部——那里找得到矿物或矿脉的特定物质——的每条缝隙和每个断层里。
　　不用说，听众里几乎谁也不懂他在说些什么。朋友们鼓励他把他的理论展开一下，希望他能在更大的篇幅里碰巧讲得清楚一点。这是很感人的。赫顿花了此后的10年时间准备他的巨著，并且于1795年以两卷本出版。
　　这两本书加起来有将近1000页，写得比他最悲观的朋友担心的还要糟糕，真是不可思议。此外，这部作品的内容将近一半引自法国的资料，仍然以法文的形式出现。第三卷非常缺少吸引力，直到1899年才出版，那是在赫顿去世一个多世纪以后。第四卷即最后一卷根本没有出版。赫顿的《地球论》很有资格当选为读者最少的重要科学著作（要是没有大量别的这样的书的话，那就可以这样说）。连19世纪最伟大的地质学家、什么书都看过的查尔斯·莱尔也承认，这本书他实在读不下去。
　　还算运气，赫顿在约翰·普莱费尔身上找到了一个鲍斯韦尔式的人物。普莱费尔是爱丁堡大学的数学教授，赫顿的一位密友。他不但写得出漂亮的散文，而且——幸亏多年在赫顿身边——在大多数情况下知道赫顿其实想要说些什么。1802年，在赫顿去世5　年以后，普莱费尔推出了赫顿原理的简写本，题目叫做《关于赫顿地球论的说明》。这本书受到了对地质学感兴趣的人的欢迎。这种人在1802年还为数不多。然而，情况快要发生变化。那么，情况是怎么发生变化的？
　　1807年，伦敦13个志同道合的人在科文特加登广场朗埃克街的共济会酒店聚会，成立了一个餐饮俱乐部，后来取名为地质学会。学会每月碰一次头，一边喝一两杯马德拉白葡萄酒，吃一顿交际饭，一边交换对地质学的看法。这顿饭的价钱故意定在昂贵的15先令，以便使那些没有头脑的人望而却步。然而，事情很快就变得一清二楚，需要有个设有永久性总部的合适机构，人们可以在那里分享和讨论新的发现。不到10年，成员就发展到400　名——当然仍都是绅士——地质学会看来要使皇家学会相形见绌，成为该国的首要科学社团。
　　从11月到次年6　月，会员每月碰头两次，因为到这个时候，实际上所有的人都已出门，整个夏天在做野外工作。你要知道，这些人出去找矿石不是为了挣钱，在大多数情况下甚至也不是学者。它不过是既有钱又有时间的绅士在不大专业的层面上从事的一种爱好。到1830年，已经发展到745　名会员，世界上再也不会出现那种情况。
　　这种情形在现在是难以想像的，但地质学激活了19世纪的人——完全抓住了他们的注意力——这是任何科学以前没有过，或许将来也不会有的情况。1839年，罗德里克·默奇森出版了《志留纪体系》，一本又厚又重的书，研究一种名叫杂砂岩的岩石。它顿时成为一本畅销书，很快出了4　版，虽然一册要卖到8　个几尼，而且具有真正的赫顿风格，即毫无可读性。
　　（连默奇森的支持者也承认，它“毫无文学作品的魅力”。）而当伟大的查尔斯·莱尔于1841年去美国，在波士顿开设一系列讲座的时候，每次都有3000名听众挤进洛韦尔学院，静静地听他描述海洋沸石和地震在坎帕尼亚引起的震动。
　　在整个近代思想界，尤其在英国，有学问的人都会下乡去干一点他们所谓的“敲石头”
　　的活儿。这项工作干得还一本正经。他们往往打扮得很有吸引力：头戴高顶大礼帽，身穿黑色套装。只有牛津大学的威廉·巴克兰牧师是个例外，他习惯于穿博士服做野外工作。
　　野外吸引了许多杰出人士，尤其是上面提到的默奇森，他大约花了前半生近30年时间来骑着马追赶狐狸，用猎枪把空中飞行的鸟儿变成一簇簇飘扬的羽毛。除了阅读《泰晤士报》和打一手好牌以外，他没有显示出任何会动脑子的迹象。接着，他对岩石发生了兴趣，以吃惊的速度一跃成为地质学思想界的巨人。
　　再就是詹姆斯·帕金森博士，他还是早期的社会主义者，写过许多富有鼓动性的小册子，比如《不流血的革命》。1794年，发生了一次听上去有点儿发疯的阴谋，叫做“玩具气枪计划”，有人打算趁国王乔治三世在剧院包厢里看戏的机会用带毒的飞镖射中他的脖子。帕金森跟这件事有牵连，被带到枢密院进行盘问，差一点给戴上镣铐发配到澳大利亚。但是，对他的指控后来不了了之。他渐渐对生活采取比较保守的态度，并开始对地质学产生了兴趣，最终成为地质学会的创始人之一和一部重要的地质学作品《上个世界的有机遗骸》的作者。有半个世纪时间，这本书不停地印刷。他再也没有制造过麻烦。然而，今天我们所以记得他，是因为他对一种疾病的具有划时代意义的研究。这种疾病在当时被称之为“震颤性麻痹”，但之后一直被叫做帕金森综合征。（帕金森在另一个方面也稍有名气。1785年，他很可能成了历史上独一无二的人，在一次兑奖销售活动中赢得一个自然史博物馆。这家博物馆位于伦敦的莱斯特广场，原本是阿什顿·利弗建立的，但利弗无节制地搜集自然宝物，最后搞得倾家荡产。帕金森将这个博物馆保留到1805年，再也维持不下去，便把收藏品拆卖了。）
　　有个人在性格上不如帕金森那样引人注目，但影响比当时所有地质界的人的影响加起来还要大，这个人就是查尔斯·莱尔。莱尔生于赫顿去世的那一年，离赫顿家只有113　公里的金诺迪村。他的父母是苏格兰人，但他在遥远的南方——英格兰汉普郡的新森林长大，因为他的母亲认为苏格兰人又懒又爱喝酒。总的来说，他和19世纪绅士科学家一模一样，也来自生活优裕、思想活跃的家庭。他的父亲也叫查尔斯，是个大名鼎鼎的人，是研究诗人但丁和藓沼（即莱尔藓，大多数去过英国乡村的人都在上面坐过，就是以他的姓氏命名的）方面的主要权威。莱尔受他父亲的感染，对自然史产生了兴趣，然而，是在牛津大学，在威廉·巴克兰——身穿飘逸长袍的巴克兰——的影响之下，莱尔才开始把毕生的精力献给了地质学。
　　巴克兰多少是个有魅力的怪人。他作出过一些真正的成就，但人们至少也是因为他的怪僻性格才记得他。他尤其以养了一群野兽出名，其中有的很大，有的很危险。他还以吃遍开天辟地以来有过的每一种动物闻名。他会以烘豚鼠、面糊耗子、烤刺猬或煮东南亚海参来招待家里的客人，这取决于他的一时冲动和是否有货。巴克兰觉得它们的味道都不错，但菜园里的普通鼹鼠除外，他宣称这种动物的味道是令人恶心的。他几乎势必成为粪便化石的权威，家里有一张桌子几乎完全用收集来的这类标本制成。
　　即使在从事严肃的科学活动的时候，他的方式一般来说也是怪怪的。有一次，巴克兰半夜里于兴奋之中把他的太太推醒，大叫一声：“天哪，我认为，化石上的脚印肯定是乌龟的脚印。”夫妻俩穿着睡衣急匆匆地来到厨房。巴克兰太太和了面团，铺在那张桌上，巴克兰牧师拿来家里养的乌龟。他们把乌龟往面团上一扔，赶着它往前走。他们高兴地发现，它的脚印果然和巴克