科学与怪异-第33节
按键盘上方向键 ← 或 → 可快速上下翻页，按键盘上的 Enter 键可回到本书目录页，按键盘上方向键 ↑ 可回到本页顶部！
————未阅读完？加入书签已便下次继续阅读！
木星“吐出”一颗大彗星，它在公元前1500年前后与地球掠撞。《出埃及记》中的各种天灾和埃及法老罹受的苦难皆直接或间接地源自这次与彗星的邂逅相遇。使尼罗河水变成血的物质，以及《出埃及记》中描述的那些害虫亦由这颗彗星所生——从这颗彗星落下了苍蝇和（也许是）圣甲虫，而地球上土生土长的蛙类则受该彗星热量的影响而成倍成倍地增殖。这颗彗星造成的地震夷平了埃及人的寓处，而希伯来人则安然无恙。
所有这些显然都是该彗星的彗发（彗头）造成的：由于那时摩西举起了手杖并伸出了他的手，红海便分开了——这或者是由于彗星的潮汐引力场所致，或者是由于彗星与红海之间有着某种不知详情的电或磁的相互作用。然后，当希伯来人业已顺利地通过红海时，彗星显然也己经走得很远，这就使分开的海水重又涌合，并淹没了法老的军队。随后，以色列子孙在旷野徘徊的四十年间，天赐的吗哪养育了他们，而吗哪乃是降自彗尾的碳氢化合物（或碳水化合物）。重读一遍《碰撞中的世界》还可以看出，各种天灾与红海事件代表着这颗彗星的两度经过，其间相隔了一、二个月。摩西死后由约书亚继任领袖，同一颗彗星再次呼啸而来，为的是再和地球碰撞一次。当约书亚说：“日头啊，你要停在基遍；月亮啊，你要停在亚雅仑谷”的时候，地球——也许又是因为潮汐相互作用，或者由于地壳中某种未知的磁感应作用——被迫停止了自转，以便让约书亚在战斗中赢得胜利。然后，这颗彗星与火星近距碰撞；这次碰撞异常剧烈，以致于将彗星本身抛出原有轨道而与地球近距碰撞两次，结果使亚述王西拿基立的军队覆灭，因为后者使好几代犹太人生灵涂炭。与火星近距碰撞的结果是：将火星抛入它今天所循的轨道，且将该彗星抛入环绕太阳的圆轨道，而它就是在那儿变成金星的。在此期间，地球不知怎地又重新自转起来，而且其速率几乎与未发生那些遭遇之前完全相等。大约自公元前七世纪以来，这些行星再没有出现什么异常的行为，虽然这在公元前二世纪也许是很平常的事情。
无论是支持还是反对，谁都得承认这是一个不同凡响的故事。幸好，到底是不是真有那么回事，尚需看它是否经得起科学上的深究。维里柯夫斯基的假说作了某些预言：彗星由行星抛出，彗星很可能与行星近距碰撞或掠撞；在彗星、木星大气和金星大气中生活着害虫；在那里可以找到碳水化合物；有足够的碳水化合物降临西奈半岛，养活了在沙漠中徘徊四十年的以色列人；偏心的彗星轨道或行星轨道可以在几百年内变圆；地球上的火山活动和大地构造活动、以及月球上的碰撞事件与这些灾变同时发生，如此等等。我们将要讨论所有上述这些见解，以及其他一些见解：例如，金星表面是热的（这显然并不是维里柯夫斯基假设的中心内容，但是不少人已把它当作这种假设的有力佐证而大肆宣扬）。我们还将考察维里柯夫斯基捎带作出的“预言”——例如，火星极冠是碳水化合物。我的结论是，凡是维里柯夫斯基自己创造的东西，基本上都是错的；凡是他弄对了的地方，有关的想法便是前人已有的。还有大量的事例，他既没有弄对，也不是他首先发明的。鉴于当时的情况，优先权问题是很重要的：例如金星具有很高的表面温度这一点被说成是，当任何人都把金星想象成与地球相似时，维里柯夫斯基却作了这个正确的预言。正如我们将会看到的那样，金星表面高温的优先权并不在维里柯夫斯基手里。
在下面的讨论中，我们将力求尽可能多地运用简明的定量推理在对种种假说进行筛选时，定量论证较之定性论证显然是一种更细的筛孔。例如，倘若我说巨大的潮汐波席卷了地球，那么这种可能用来做我的论证的灾难的严重程度实际上是很不确定的（可以从诸沿海地区的受淹直到全球性的没顶之灾）。但是，倘若我具体地说某种潮汐有一百英里高，那么我谈论的就只能指这种具体的潮汐。此外，也可能会有某些关键性的证据，来反驳或支持出现此等大小的潮汐的合理性。也许重申这一点已属多余：如今在物理科学和生物科学中，对假设进行这样的定量检验完全已成为必由之途。否定了不符合这些分析标准的假说，我们就可以迅速地转向更符合事实的其他假说。
并非所有的科学陈述都是平权的。牛顿力学以及能量与角动量守恒定律具有极其牢靠的立足点。另一方面，有关行星表面、行星大气及其内部性质的问题，立足点就要脆弱得多，近年来行星科学家们在这些问题上的重大争论清楚地表明了这一点。在分析《碰撞中的世界》时，我们同样必须牢牢记住要区分哪些是根基扎实的科学论据，哪些论据却是以我们尚未完全弄清的物理学或化学知识为基础的。基于牛顿力学或基于物理学中那些伟大守恒定律的论证必须给予非常大的权重，而基于行星表面性质的那些论证相应地可能只有较小的权重：我们将会发现，维里柯夫斯基的论证就这两方面而言都很难得分。只是在前一方面遇到的困难较之后者还要严重得多而已。
问题1 金星是木星抛射出来的吗
维里柯夫斯基假说的是一个这样的事件，它既从未被天文学家们看到过，而且与我们所知的行星物理学以及彗星物理学也很不相符；这就是说，木星抛射出一个行星那么大小的天体。鉴于短周期彗星轨道的远日点具有靠近木星的统计趋势，拉普拉斯和其他早先的天文学家便假设木星乃是这类彗星的源泉。这种假设其实是不必要的，因为我们知道，由于木星的摄动，长周期彗星也可以转入短周期的轨道，所以一个多世纪以来人们早就不再宣扬拉普拉斯的这一观点了；苏联天文学家符谢赫斯维亚茨基则是个例外，他似乎相信木星的卫星会从巨型火山中喷出彗星。
为了能脱离木星，这样一颗彗星必须具有1/2 mV0 2 的动能，此处m是彗星质量，V0是木星的逃逸速度，其值约为60公里／秒。无论抛射是怎样造成的——火山或是碰撞，至少会有百分之十的动能消耗在加热这颗彗星上。于是，被抛出的单位质量的最小动能便是2×10 13 尔格／克，转化为热的部分则超过2×10 12 尔格／克。岩石熔化的潜热约为4×10 9 尔格／克；也就是说必须具备这么多的热才能将接近熔点的灼热固态岩石转化为液态的熔岩流。将处于低温下的岩石加热到它的熔点大约需要10 11 尔格／克的热能。因此，从木星抛射一颗彗星或行星的任何事件必定会使被抛出的物质至少加热到几千度，无论它是由岩石、冰，还是由有机化合物组成，届时都将熔化殆尽。经抛射而留下一颗行星的可能性远较留下一颗冰质的彗星为小。
另一个问题是彗星由木星抛出所必须具备的临界速度。离开木星本身的逃逸速度是60公里／秒，在木星的距离上脱离太阳系的逃逸速度约为20公里／秒。如果彗星从木星抛出时速度小于60公里／秒，它就会落到木星上；如果速度大于＇（20） 2 ＋（60） 2 ＇ 1/2 =63公里/秒；那么它就会离开太阳系。因此，与维里柯夫斯基的假说相容的范围是很狭窄的，从而也是不太可能的。
还有一个问题是金星的质量非常大——超过5×10 27 克，或者，按照维里柯夫斯基的假说，在它从太阳近旁经过之前恐怕还要更大些。于是，便容易算出将金星推进到木星的逃逸速度所需的总动能数量级为10 41 尔格，它等于太阳在整整一年中辐射到太空中去的全部能量，这要比迄今所观测到的最大太阳耀斑还强1亿倍。这要求我们在并无进一步的证据或更深入的讨论的情况下，去相信有那么一次远较太阳上的任何事件强大得多的抛射，而太阳却是一个能量比木星大得多的天体。
造就大天体的任何过程必定会产生出更多的小天体。在碰撞居主导地位的情况下更是如此，维里柯夫斯基的假说便属此列。这里，因碰撞而粉碎的物理学内容是众所周知的，若颗粒的大小为最大颗粒的十分之一，则其数目将会多达成百上千倍。确实，维里柯夫斯基在他假设的行星相遇之后也有石头自天而降。他想象金星和火星都尾随着一大群巨砾；他说，火星的尾随物导致了西拿基立军队的覆灭。但是，情况倘若真是如此，倘若我们在区区数千年之前曾与质量如行星大小的天体近距碰撞的话，那么在数百年之前我们就会遭到质量如月球的一些天体的轰击，而且迄今每隔一周的星期二都会有足以产生直径在一英里以上的陨星坑的天体来轰击我们。可是无论在地球还是在月球上，都没有不久之前曾与这类低质量天体频繁碰撞的迹象。反之，只要很少几个作为太阳系稳定成员的天体在可能与月球相撞的轨道上运行，就足以（在地质年代的时间尺度上）解释在月海上观测到的环形山数目了。并不存在数量极多的、其轨道恰与地球轨道相交的小天体，这对维里柯夫斯基的基本论点乃是又一项带有根本性的反驳。
问题2 地球，金星，以及火星之间的反复碰撞
“一颗彗星击中我们地球的可能性不太大，但是这种想法并不荒谬”（40页）。这完全正确；剩下的只是计算概率，遗憾的是维里柯夫斯基却没有做到这一点。
幸而，与此有关的物理学极其简单，甚至不必考虑引力就可以得出数量级。运行于从木星附近到地球附近的高偏心率轨道上的那些天体，其运行速率之高使得它们在确定弹道轨道时，可以忽略几乎与之掠撞的天体和它们的相互吸引力。初步计算表明，一颗远日点在木星轨道附近、近日点在金星轨道以内的“彗星”，至少也得经过3，000万年才会击中地球一次。因此，在任何给定的年份与地球发生一次碰撞的可能性是3×10 7 比1；在任意指定的一千年中，发生这种碰撞的可能性则为30；000比1。但是据维里柯夫斯基认为却不是只有一次碰撞，而是（例如见388页）在彗星（金星）与地球或火星之间，有过五次或六次近距碰撞。如果概率是独立的，那么同在这一千年中发生五次这样的遭遇，其联合概率便小于4。1×10 …23 （几乎是一千万亿亿比1）。同在这一千年中，有六次相遇的概率则约为一千亿亿亿比1。实际上，由于上述原因，且由于与木星近遇很可能将碰撞天体整个儿地抛出太阳系（这和木星将先驱者10号宇宙飞船抛出太阳系多少有些相象），所以这些概率只是给出一个下限罢了。这些概率是评定维里柯夫斯基假说可靠性的一种相当合用的标准（我们姑且不论这种假说遇到的其他困难）。通常人们都认为概率如此之小的假设乃是站不住脚的。再加上前面和下面提及的其他问题，《碰撞中的世界》的整个论点正确的概率就小得可以完全忽略不计了。
问题3 地球的自转
对于《碰撞中的世界》，许多声讨皆针对维里柯夫斯基将约书亚的故事与有关传说解释成地球的自转曾一度煞住。大多数激愤的抗议者看来都记得，在根据威尔斯的科学幻想故事《能够创造奇迹的人》拍摄的电影中，有这样一个场面：地球奇迹般地停止了自转，但是由于疏忽，却没有事先对地球上没固定的物体采取措施，于是它们便以每小时一千英里的速度继续运动，从而飞出了地球。不过，在不到一天的时间内，地球的自转可以逐渐慢下来，这时不但谁也不会飞出地球去，而且甚至连钟乳石和其它精细的地貌特征也都可以保全。
然而，这还不是对维里柯夫斯基解释约书亚故事的最严厉的驳斥。也许，最严厉的批驳还在于事情的另一极端：地球是怎样重又开始以近乎原先的速率自转起来的呢？由于角动量守恒，地球是不会自动地从不自转变得自转起来的。
在《碰撞中的世界》中，没有任何提示可资说明：为什么与彗星碰撞就会使地球突然煞住，从而暂停自转，而不是导致其他结果（例如自转或多或少地加速或减速）呢？事实上，这种与彗星遭遇恰好消除掉地球的角动量的机遇是极其微小的，而在此之后又与什么彗星邂逅相遇，从而使地球重新以近乎每24小时一周的速率自转起来的概率则更是二级小量。
关于使地球自转突然煞住的机制，维里柯夫斯基又是含糊其辞，它也许是潮汐引力所致，也许是磁作用所致。这些场产生的力都随着距离的增加而骤然锐减。潮汐力与距离的立方成反比，潮汐耦合作用则随距离的六次方而减小。由于磁偶极场与距离�
