地球的未解之謎

第五篇地球未解之謎

地球起源之謎

地球是怎樣起源的?這是許多人都想揭開的一個謎。有人說地球是上帝創造的;有人說地球是宇宙中物質自然發展的必然結果。這兩種針鋒相對的意見反映了唯心主義和唯物主義兩種對立的宇宙觀。

唯心主義認為,地球和整個宇宙都是依神或上帝的意思創造出來的。300年前愛爾蘭一個大主教公開宣稱:“地球是紀元前4004年10月23日一個星期天的上午9時整被上帝創造出來的。”在我國古代,人們認為遠古的時候還沒有天地,宇宙間隻有一團氣,它迷迷茫茫、混混沌沌,誰也看不清它的底細,在一萬八千年前,有位盤古氏開天辟地,才有了日月星辰和大地。

要了解地球的起源,就必須了解太陽的起源,因為地球和太陽的起源是分不開的。曆史上第一個企圖科學的解釋地球和太陽係起源問題的是康德和拉普拉斯兩位著名學者。康德是德國哲學家,拉普拉斯是法國的一位數學家,他們認為太陽係是由一個龐大的旋轉著的原始星雲形成的。原始星雲是由氣體和固體微粒組成,它在自身引力作用下不斷收縮。星雲體中的大部分物質聚集成質量很大的原始太陽。與此同時,環繞在原始太陽周圍的稀疏物質微粒旋轉的加快,便向原始太陽的赤道麵集中,密度逐漸增大,在物質微粒間相互碰撞和吸引的作用下漸漸形成團塊,大團塊再吸引小團塊就形成了行星。行星周圍的物質按同樣的過程形成了衛星。這就是康德——拉普拉斯星石說。

星雲說認為地球不是上帝創造的,也不是在某種巧合或偶然中產生的,而是自然界矛盾發展的必然結果,從唯物主義觀點,就物質的運動來說明天體的演化,星雲假說起了很大的作用。恩格斯曾讚揚康德的“星雲說”,指出“康德關於目前所有的天體都從旋轉的星雲團產生的學說,是從哥白尼以來天文學取得的最大進步。認為自然界在時間上沒有任何曆史的觀念,第一次被動搖了”。然而,由於曆史條件的限製,這個星雲說也存在一些問題,但它認為整個太陽係包括太陽本身在內,是由同一個星雲主要是通過萬有引力作用而逐漸形成的這個根本論點,在今天看來仍然是正確的。

關於地球和太陽係起源還有許多假說,如碰撞說、潮汐說、大爆炸宇宙說等等。自20世紀50年代以來,這些假說受到越來越多的人質疑,星雲說又躍居統治地位。國內外的許多天文學家對地球和太陽係的起源不僅進行了一般理論上的定性分析,還定量地、較詳細地論述了行星的形成過程,他們都認為地球和太陽係的起源是原始星雲演化的結果。

我國著名天文學家戴文賽認為,在50億年之前,宇宙中有一個比太陽大幾倍的大星雲。這個大星雲一方麵在萬有引力作用下逐漸收縮,另外在星雲內部出現許多湍渦流。於是大星雲逐漸碎裂為許多小星雲,其中之一就是太陽係前身,稱之為“原始星雲”,也叫“太陽星雲”。由於原始星雲是在湍渦流中形成的,因此它一開始就不停地旋轉。

原始星雲在萬有引力作用下繼續收縮,同時旋轉加快,形狀變得越來越扁,逐漸在赤道麵上形成一個“星雲盤”。組成星雲盤的物質可分為“土物質”、“水物質”、“氣物質”。這些物質在萬有引力作用下,又不斷收縮和聚集,形成許多“星子”。星子又不斷吸積、吞並,中心部分形成原始太陽,在原始太陽周圍形成了“行星胎”。原始太陽和行星胎進一步演化,而形成太陽和九大行星,進而形成整個太陽係。我們居住的地球,就是九大行星之一。這就是現代星雲說。

今天,通過天文觀測以及星際地宇宙航行,特別是射電天文望遠鏡的日趨完善,人們對地球和太陽係起源的認識已經達到了相當深的程度,但是這種認識還很不完善,仍然存在著許多疑點和問題,有待我們進一步去探測和研究。

地球壽命之謎

據地質學家推測,地球已存活了46億年。但它到底能活多久呢?

科學家們認為,若任憑地球自由自在地運轉,恐怡它會永遠存在下去,但要是有別的外來因素幹擾它,地球就可能有壽終正寢之時。

外來因素首先是太陽,因為它是離地球最近的、能夠左右地球命運的星球。也就是說,地球上一切能源、動力都來自太陽,太陽一旦有個三長兩短,勢必殃及地球。20世紀30年代以前,人們一直以為太陽總有一天會燃盡煉絕,由白轉橙再變紅,最後變成一顆萬籟俱寂的黑暗星體,了卻其燦爛輝煌的一生。

到了20世紀30年代,當物理學家了解到了太陽發光發熱的奧秘後,情形就大不相同了。原來,太陽的能量來自於它的熱核反應,太陽的一生將度過引力收縮階段、主序星階段、紅巨星階段以及致密星階段。其中主序星階段是太陽的穩定時期。這一階段將持續100億年。目前太陽隻度過一半時間,正處於中年時期。一旦太陽到了紅巨星階段,那麽地球的末日也就來臨了。當然,這是幾十億年以後的事。

除了太陽對地球的幹擾之外,還有沒有其他因素呢?有的科學家認為,太陽可能有一個兄弟——太陽的伴星,這顆伴星日夜不停地繞日運行,每隔2600萬年,就會轉到離太陽最近的地方來“興風作浪”,它的強大引力將引起眾多彗星的大擾動,有10億顆彗星將在太陽係內橫衝直撞,地球和其他行星都將成為這些彗星的“靶子”。如果與地球相撞的彗星的質量足夠大,那後果就不堪設想:輕者生物滅絕,生態劇變;重者山崩地裂,地球“粉身碎骨”。然而,這顆可能會給地球帶來不測的太陽伴星並沒有被人們發現,不過許多科學家是相信它的存在的。

究竟地球將受到來自空間哪一方的打擊而遭毀滅?地球何時壽終正寢呢?

地球轉動之謎

眾所周知,地球在一個橢圓形軌道上圍繞太陽公轉,同時又繞地軸自轉。因為這種不停的公轉和自轉,地球上才有了季節變化和晝夜交替。然而,是什麽力量驅使地球這樣永不停息地運動呢?地球運動的過去、現在、將來又是怎樣的呢?

人們最容易產生的錯覺是認為地球的運動是一種標準的勻速運動,否則,一日的長短就會改變。偉大的牛頓就是這樣認為的。他將整個宇宙天體的運動,看成是上好發條的機械,準確無誤,完善無缺。

其實,地球的運動是在變化著,而且極不穩定。根據“古生物鍾”的研究發現,地球自轉速度在逐年變慢。如在4.4億年的晚奧陶紀,地球公轉一周要412天;到4.2億年前的中誌留紀,每年隻有400天;3.7億年前的中泥盆紀,一年為398天。

到了億年前的晚石炭紀,每年約為385天;6500萬年前的白堊紀,每年約為376天;而現在一年隻有365.25天。據天體物理學的計算,證明了地球自轉速度正在變慢。科學家將此現象解釋為是由於月球和太陽對地球的潮汐作用引起的。

石英鍾的發明,使人們能更準確地測量和記錄時間。通過石英鍾記時觀測日地的相對運動,發現在一年內地球自轉存在著時快時慢的周期性變化:春季自轉變慢,秋季加快。

科學家經過長期觀測認為,引起這種周期性變化的原因是與地球上的大氣和冰的季節性變化有關。此外,地球內部物質的運動,如重元素下沉,向地心集中,輕元素上浮、岩漿噴發等,都會影響地球的自轉速度。

除了地球的自轉外,地球的公轉也不是勻速運動。這是因為地球公轉的軌道是一個橢圓,最遠點與最近點相差約500萬千米。當地球從遠日點向近日點運動時,離太陽越近,受太陽引力的作用越強,速度越快。由近日點到遠日點時則相反,運行速度減慢。

還有,地球自轉軸與公轉軌道並不垂直;地軸也並不穩定,而是像一個陀螺在地球軌道麵上做圓錐形的旋轉。地軸的兩端並非始終如一地指向天空中的某一個方向,如北極點,而是圍繞著這個點不規則地畫著圓圈。地軸指向的這種不規則,是地球的運動所造成的。

科學家還發現,地球運動時,地軸向天空劃的圓圈並不規整。就是說地軸在天空上的軌跡根本就不是在圓周上的移動,而是在圓周以外做周期性的擺動,擺幅為9″。

由此可以看出,地球的公轉和自轉是許多複雜運動的組合,而不是簡單的線速或角速運動。地球就像一個年老體弱的病人,一邊時快時慢、搖搖擺擺地繞日運動著,一邊又顫顫巍巍地自己旋轉著。

地球還隨太陽係一道圍繞銀河係運動,並隨著銀河係在宇宙中飛馳。地球在宇宙中運動不息,這種奔波可能自它形成時起便開始了。

就現在地球在太陽係中的運動而言,其加速或減速都離不開太陽、月亮及太陽係其他行星的引力。人們一定會問,地球最初是如何運動起來的呢?未來將如何運動下去,其自轉速度會一直變慢嗎?

也許,人們還會問,地球運動需要消耗能量嗎?若是這樣,地球消耗的能量又是從何而來?它若不需消耗能量,那它是“永動機”嗎?最初又是什麽使它開始運動的呢?存在著所為第一推動力嗎?

第一推動力至今還隻是一種推斷。牛頓在總結發現的三大運動定律和萬有引力定律之後,曾盡其後半生精力來研究、探索第三推動力。

他的研究結論是:上帝設計並塑造了這完美的宇宙運動機製,且給予了第一次動力,使它們運動起來。而現代科學的回答是否定的。那麽,地球,乃至整個宇宙的運動之謎的謎底究竟是什麽呢?

地球會去向何方

天圓地方,太陽繞著地球轉的觀念統治了幾千年的人類文明史,直到500年前,哥白尼將這顛倒了的概念再顛倒過來,至此,我們才有了一幅太陽中心說的圖景。過了近三個世紀,1718年,天文學家哈雷把人類的視野和認識又深入了一個層次。他在研究星空時,將天狼星、大角星、畢宿五等星的位置跟托勒密(希臘著名天文學家)星表相對照。使他頗為驚訝的是,原來這些恒星都在運動。這一發現打破了星體是“釘”在宇宙中的古老說法。

到了20世紀10年代,沙普利基本上完善了銀河係的模型,這是人類在認識上的又一進步,盡管對銀河係的探索始於18世紀的赫歇爾。同時,天文學家曾多次認證了恒星具有一個普遍的運動,並把這種運動與銀河係的模型相結合,說明了太陽和其他恒星都圍繞著銀河中心運轉。現在人們認為,銀河係的跨度至少有10萬光年,現擁有2000億個太陽質量。到了60年代,天文學家告訴我們,銀河係跟近旁的星係,形成了一個大家庭,稱本星係群,它積集了20個星係。與此相類似,在本星係群周圍的天域,其他的星係也有這樣的集聚,一般稱星係團。這種星係團在更大的尺度上形成超星係團。我們屬於一個名叫室女超星係團的大天域。在這裏約團聚了10萬個星係。真是天外有天,天上有天,一層套一層。

在這樣的宇宙結構中,地球又是怎樣運動的呢?地球一方麵以約30千米/秒的速度繞太陽而行,另方麵它與整個太陽係一起,以每秒約250千米的速度圍著銀河係中心運轉,現在它正朝著天鵝座方向奔去,而銀河係與本星係群一起以約600千米/秒的速度向長蛇座方向飛馳,室女超星係團和其臨近的三個超星係團。都被某個未見到的巨大天體所牽動。但覆蓋在所有各種天體運動之上的,是宇宙膨脹運動。如此繁紛複雜的天體運動圖景,不禁使人感到宇宙是如此浩瀚,人類的智慧又是那麽高超。

可是十分意外,這幅畫麵後來卻被捅了一個大洞。在1986年,伯爾斯廷等7位科學家發現了一個所謂南向天體流。原來室女超星係團連同它近旁的3個超星係團,卻以700千米/秒的高速向南飛去,就像有一隻看不見的巨手,把它們猛拉過去。

這一發現對科學界來說是個不小的震動,它威脅到目前流行的大爆炸宇宙論。因為“南流”的一個最可能的解釋是,在長蛇半人馬超星係團之外,可能隱藏著一個巨大的物質積聚,這對宇宙學家來說,頗為意外,並很難解釋。長期以來他們認為,宇宙在大尺度上是平滑的,物質分布是均勻的。後來又認識到,宇宙的結構要比原先想象的複雜得多,不僅星係結成星係團、超星係團,而在星係團之間鑲以巨大的空穴,形成一種纖維狀結構。而今又觀測到,能把幾個超星係團拉著跑的巨大物質積聚,這使得宇宙物質成團性的尺度,超出了現行理論的範圍。

按大爆炸論,宇宙起源於150億年之前的一個高溫、高密度火球的爆發,然後一直膨脹至今。美國天文學家哈勒在20年代觀察到所有的星係都在退行,為膨脹宇宙找到了第一觀測證據。人們以Ho值表示宇宙膨脹速度。目前對Ho值有兩種估算。一種是Ho=50千米/秒·百萬秒差距,它的意思是,當觀察者向深空望去,每深入百萬秒差距(約330萬光年),星係的退行速度就會因宇宙膨脹而加快50千米;另一種則為是100千米/秒·百萬秒差距。Ho值之所以難以確定,實在是星係運動太複雜了。

如果宇宙物質分布是完全均勻的,星係嚴格地遵守哈勃定律退行,那麽Ho值的測定也不難了。可是真實宇宙並非十分均勻,故星係也不能夠嚴格地服從哈勃定律。絕大部分星係都屬於星係團,而後者又屬於超星係團,且形成纖維狀結構或“哈勃泡”,延展著10億光年左右。物質分布的這種非均勻性,使得宇宙動力學複雜化了。對於宇宙膨脹來說,星係間的引力作用,起到了一種刹車的效果。故觀測局部天域,看不出純“哈勃流”,隻是得到一個減速的膨脹率。若我們在更大範圍上來看,譬如越出本星係群,立刻可見到宇宙膨脹的效應,但這還是打了折扣的,因為近旁還有無數星係,免不了受到自身引力網的糾纏,一旦跨出室女超星係團的範圍,即在超星係團際的水平上,就能看到哈勃流,也即純宇宙膨脹速度。而南向天體流也就是在這裏露麵的。

十幾年前,一批專家分析了室女超星係團之外的96個星係的數據,似乎有一個南向天體流,其速度在500千米/秒左右。這令人吃驚的,倒不是其速度,而是其方向。這表明,這些超星係團受到其他力的影響,從而形成了疊加在宇宙膨脹之上的一種運動。不過當時科學界對這些發現反應冷淡,把它看作是一種取樣偏差所造成的後果。

可是如今據“南流”的數據來看,它絲毫無誤。伯爾斯汀等人研究了約400個橢圓星係,並觀測到室女超星係團及其附近的超星係團都向南漂流,其速度在700千米/秒左右。

一些理論家認為,這一南流的起源可能來自一個宇宙性的物質結聚的引力,果真如此,則尋找它的廬山真麵目,眼下還較困難,因為這一南流矢量處在銀河平麵之後,可見光被其所阻,當然,用其他的電磁輻射探測手段還是可行的。

還有一種看法是,我們的室女超星係團及其鄰居皆從屬於某個特超星係團而後者又是一個還要大的特大超星係團的一部分,也就是說,天外還有天,而這個天,我們迄今尚不知悉。曲萊隆打算記錄南流矢量附近的1400個星係的紅移值,以查明那裏是否存在著一個超密的星係結聚,以及它們是否顯出速度異常。如果確如此,那將說明確有特超星係團這樣的更大宇宙結構。

也有較少的研究者提出相反的看法:南流並不威脅膨脹宇宙的理論,哈勃流仍是宇宙的主宰,因為這種南流的速度不會超過宇宙膨脹率的15%。但他們承認,這的確使得現行的宇宙演化理論複雜化了,很明顯,宇宙在大尺度上是均勻的。這個證據主要來自宇宙微波背景輻射,因它具有99.8%的各向同性。按理論,這一輻射是宇宙原始大爆炸的餘暉,若宇宙在大尺度上是不均勻的,那麽勢必在這一輻射的不同角度上顯出差異。但同樣明顯的是,宇宙的不均勻性,要比過去理論家所推測的大得多。這一事態,使科學家處在宇宙的均勻性與成團性的兩種觀點之間。

也許人們一直考慮的暗物質,能伸出解圍之手,它們可能是一些大量的、奇怪的亞原子粒子;也可能是宇宙繩,它早已把原始物質吸積成特超星係的凝乳,或者是以超對稱弦構成的影子宇宙,正牽著我們向它奔去。

所有這些都是可能的,有待於進一步的探索,我們可能正處在一個大突破的前夜,有幸能看到科學界找出的答案。

大氣層之謎

古希臘的亞裏士多德曾推想;地球由四個層次構成,它們是土層、水層、空氣(即大氣層)和火(這隻能在閃電時偶然見到)。

1644年,托裏切利和維瓦尼通過實驗證明大氣是有重量的,因而也必然存在有限的高度。不僅如此,他們甚至推算出了大氣層的厚度大約是8千米。

到了1662年,波義耳通過實驗得知,氣體受到壓力時體積會收縮,所以在大氣層的垂直方向上。海平麵上大氣最稠密,越向上越稀薄。這樣,人們開始意識到大氣層厚度絕對不止8千米。如果再考慮到氣溫的變化,那麽大氣層的上界在何處這個問題,就變得更加撲朔迷離了。

很多科學家為了探索這一課題,做了不懈的努力。到了20世紀40年代,火箭技術獲得了成功,人們用火箭探測大氣上界的限度已超過400—500千米。後隨著空間技術的發展,人們發現極光大約出現在800~11200千米上空,因此有的科學家把1200千米作為大氣的物理上界。

隨著對大氣層的不斷認識,美國科學家施皮策又把500~1600千米的高度稱之為“外大氣圈”,並認為大氣由這一高度逐漸消融到星際特質之中去了。

目前,天體物理學研究表明,星際物質的中性氣體質密度為1個/厘米3。根據這個極限和衛星提供的資料表明,大氣層上界大約是2000~3000千米。

還有一些科學家不斷提出新的觀點。如比利時的尼克萊發現320~1000千米高度範圍存在一個“氦層”,在“氦層”以外,還有一層更稀薄的“氫層”,它可能延伸到64000千米左右的高空。

地球上大氣上界的高度,常常因科學家們根據和目的不同而結果相差很大,因此要精確劃定大氣層上界的高度並為眾人公認,可能始終是科學研究的一個難題。

地球是太陽係的幸運兒

如果給我們一個原始的地球,那麽所有現在的生命都幾乎無法生存。可以說,是一代一代的生命支撐起今天的藍天白雲。在地球40億年的生命進程中,無數存在過的生命的屍體構成了我們立足的基石。

這麽說並不過分,因為在我們腳下的土地中,含有大量的碳酸鈣,著名的喀斯特地貌就是最典型的碳酸鈣地貌,它們能夠被雨水侵蝕出諸如桂林山水那樣的美麗風景。這當中,碳酸鈣就是生命的屍體,否則它們就是二氧化碳。因為在自然界中,二氧化碳是不能被無機物吸收的。假如地球上沒有生命,地球就是一顆充滿二氧化碳的星球;或者說,地球上曾經有過的二氧化碳是今天的20萬倍。

這就意味著,地球早期的氣溫比現在高100℃多。在太陽係裏,最有可能擁有生命的,除了地球就應該是金星了。因為它的大小和地球幾乎完全一樣,也就是說,它的引力和地球一樣。前麵我們說到的水的存在條件,金星上也應該都具備。也許,金星就是一個備用的地球,這在宇宙中大概是不多見的。也許就是因為同時有地球和金星這兩顆幾乎完全相同的星球,最終在太陽係出現了生命。

當然,最終的幸運屬於我們。但是,如果生命選擇了金星,那也無可厚非,而這隻取決於太陽的狀態。假如我們的太陽比現在要小一些,那麽很有可能幸運的就是金星,而不是地球。

所謂太陽的狀態,就是指它的溫度和引力。現在的太陽的溫度對於金星顯然是太熱了一些,而對於地球就非常合適。然而,太陽隻要溫度變化一點點,大約20℃左右,它就會變得對金星合適而對地球不合適了。所謂溫度變化,就是太陽的質量的大小,隻要太陽比現在小十分之一,那麽今天就可能是金星上的生命研究地球了。

地球和金星在溫度上的差異可能就是一場雨,因為早期地球的表麵溫度也不低,但是那些在厚厚的大氣中遊**的水分子還是得到了機會能夠落到地表上。盡管40億年前的地球上雨水幾乎像熱水浴一樣,但畢竟是能夠落下來了。而且,由於當時地球上的二氧化碳非常濃,地球的大氣壓也遠比今天高得多,所以水要達到150℃以上才會沸騰。

總之,早期的地球到處都是“火鍋”,而早期的生命和有機物就在這種情境中開拓混沌。這是一些多麽堅強的生命啊!生命的立足太重要了。一旦生命開始在早期地球的火燙的地麵上掙紮,地球的命運就要由它們說了才算。

這些生命的最大特點就是“吃”二氧化碳,這是它們唯一的食物,而陽光就是使它們能夠消化二氧化碳的酵母片。在光子的光合作用下,二氧化碳被分解成早期生命需要的碳和不需要的氧。

正是這一簡單的分離,40億年之後,宇宙中的智慧生命就誕生了。早期生命不斷吞噬二氧化碳,這豐富的資源使地球的早期生命繁衍得很快。從今天的地貌來看,喀斯特地形非常普遍,也就是說,早期的二氧化碳幾乎把如今的地球上裝修了一層地板。我們就站在這層二氧化碳的地板上眺望藍天白雲。

也許就是第一場雨沒有落到金星上,這場至關重要的雨可能落到離其地麵還有幾十米的時候就蒸發了。就差這麽一點點,金星的生命連掙紮的機會也沒有了。因為再堅韌的生命也總是需要一個起碼的條件:水。哪怕這水是加了“火鍋”裏的各種辛辣佐料的水。

生命誕生之謎

解釋生命誕生之謎得由化學概念開始。人體由不少於25種不同的化學元素組成,而世上存在100種自然產生的化學元素,最小的為氫,最大的是鈾。所有這些元素來自哪兒?為什麽我們擁有如此豐富的化學可能性?首先簡要的說明一下。

氫從創世大爆炸後不久即存在,幾乎所有其他要素中都是在這過後才被創造的,例如透過超新星的爆炸,這些超新星爆炸對於生命也是重要的,因為它們把新產生的元素吐進外層空間,並形成新星係或新生命,我們身體裏的大多數要素,都產生在太陽形成之前,我們的生命其實很大程度上由星塵所組成的。

那些決定性元素的產生,都是由更小的原子的原子核透過核反應熔合產生更大的原子的原子核,並釋放出生命誕生必需要的能量;而核反應熔合的第一步,就是兩個氫原子的結合,形成氘,氘是整個生命誕生鏈裏的第一個和至關重要的元素,氘如果不能形成,宇宙可能除了氫以外就不會有另外的元素了,所有生命(如果還存在的話)都會由氫這單一元素所組成。而且,核反應失敗,新星也會停止形成。因此,一切生命都取決於能否熔化和製造氫和氘。

這裏出現第一個人類生命的巧合。

熔化和製造氫和氘的自然力量,如果這力量並不是剛剛好,而是弱了百分之十,人類生命就不會出現。不止如此,如果這力量稍稍強了百分之十,生命也永遠不會出現。可是,一切力量卻全都剛剛好操控在這理想的百分之十之內,因而最終產生了人類的生命。核反應沒有稍稍快了一點,另一方麵,核反應卻也沒有在生命來臨之前就耗盡,一切都是剛剛好,天衣無縫。

這時候第二個生命的巧合來了:當氫和氘被成功製造了之後,氘原子透過同樣的熔化過程結合成氦原子,但氦原子必須形成更大的原子,但問題是:兩個氦原子的結合,是違反物理定律的,也就是說,兩個氦原子結合根本是不可能的。

兩個氦原子不能結合,但在熔化的新星內部,他們卻能相撞並“暫時”黏在一塊,有多“暫時”呢?大概是千億億億分之一秒吧。

這還不止,在這千億億億分之一秒裏,偏又剮好,有第三個氦原子粘上來,這樣,氦原子就能結合了,誕生了宇宙第一個C\+<12>差不多宇宙中所有的碳也是這樣婀情況之下產生的,沒有碳,也就永遠不會有現在的生命。生命的起源,就是不可能的居然發生了。

接著,又出現了第三個更巧合的巧合。

這樣一次稀有的事件不足以讓生命誕生,除非某些事情大大提升它的效力:有諧共振。而有諧共振必須保持在一定的能量水平上,才能發揮效用。曾經出現的那次,讓生命誕生的有諧共振,其能量水平如果高了一點兒或者低了一點兒,人類生命也不會出現,然而,一切又是剛剛好,恰恰好,天衣無縫地,被放在一塊。

生命的巧合和幸運還遠不止此,接著的例如,電磁作用剛好比核力量弱一百倍,愛因斯坦所說的奇異的空間平坦(大爆炸後宇宙空間隻出現極輕微彎曲),不是一元二元也不是四元五元而是剛好三元次方的世界,剛好平衡的量子世界,宇宙的曆史和生命誕生的曆史剛好配合,等等。

總而言之,生命的幸運,是比任何戲劇效果還驚人的一連串巧合的結果,如果把那些可能性的比值相乘,得出的生命誕生的可能性,可能是科學史上曾經出現過的最低的一個值。

神秘的地心

在中學地理課本中,我們了解到地球由地殼、地幔、地核三部分組成,然而這種認識應當說是很膚淺的。因為就目前來說,我們隻能“觸摸”到地球表麵薄薄的一層殼。地球的最高峰珠穆朗瑪峰的高度為8848米,而最深的勘探井(在科利斯半島)深約12千米。對比這些數字,我們會發現,人們可以直接研究的地球表層的厚度僅為20千米左右。那麽,再往底下是什麽?地球內部中心究竟為何物?這是千百萬年來始終令人困惑不解的一個謎。

在很早以前,就存在著“地球中空”的假說,認為在地球內部存茁著一個“生命世界”。盡管目前我們還沒有什麽證據證明地球不是中空的,但“地球中空”假說也並沒有令人信服的證據。

19世紀後期,人們注意到了這樣一種現象:火山噴出熔岩的溫度隨著深度而增高。根據溫度隨深度增加的速率來計算,地心的溫度竟可達10萬℃左右。在這樣高的溫度下,即使地心具有極高的壓力,任何物質也都會變為氣體狀態。於是許多研究者提出了“氣態地核說”。

但是許多學者認為這一學說是建立在鑽井和火山資料基礎上的,因此所推測出的地心高溫概念是不可信的。19世紀末,人們通過重力測量求出了地球密度值為5.52克/厘米\+3。它比地表任何岩石的密度都大許多,因此推想地核內部一定有密度更大的東西。

19世紀中期到20世紀初期,地震波的研究,對人們探索地球內部的奧秘提供了一個好幫手。

第一個利用地震儀探索地球內部奧秘的是前南斯拉夫的地震學家莫霍羅維奇。1909年10月8日以前南斯拉夫的薩格勒布發生了一次強烈地震,莫霍羅維奇在研究這次地震所記錄的數據時,發現地震波傳播的速度在地表下麵33千米處存在一個不連續的跳躍,說明在這一深度的上下物質密度相差很大。以後,科學家確證這個球麵是地殼和地幔的分界麵,並以莫霍羅維奇的名字來命名,稱為莫霍不連續麵,簡稱莫霍麵。

1914年,地震專家古登堡在探測遠方地震所發出的地震波時,又發現在地表下麵2900千米處,地震波的傳播速度也發生了急劇改變。這裏是地幔和地核的分界麵,地學上稱作古登堡麵。

通過進一步的研究,人們知道了地幔的物質具有固態特征,它的上部由含二氧化矽24%~45%左右的超基性岩組成,性質類似橄欖岩,因此,被稱為橄欖岩層;同時,它又含有豐富的矽和鎂元素,又稱它為矽鎂層。

1936年,丹麥地質學家萊曼對地核中傳播的地震波速度進行了更精確的測量,又發現地核可分為內核和外核兩部分,內外核的分界處在地表下5100千米處。外核中地震波橫波不能通過,人們推測它為波態。而到內核,橫波又重新出現,說明它是固態的。由於地震波在整個地核中的傳播速度與它在高壓下鐵的傳播速度相等,人們很自然地想到地核可能是高壓狀態下由鐵、鎳一類物質構成的。

近年來又有人提出地球有個“黃金核”的說法,據持此觀點的人測算,以鐵、鎳為主要成分的地核(其半徑3473千米)之中,黃金的平均含量是地殼平均含金量的600多倍,地核中的黃金總含量竟多達.500億千克。

然而,並非所有學者都同意上述觀點,又先後有人提出了“金屬氫地核說”、。金屬氫化合物地核說”、“鐵硫地核說”、“鐵矽地核說”、“鐵氧地核說”,等等。所有這些學說都隻是人類用智能對地球內部情形的間接“窺視”,人們無法直接用肉眼去證實這些說法,所以地球中心為何物仍是一個謎。