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人类是如何知道地球有45亿年? 一开始,大家想得简单。在西方,最有文化的就是神职

人类是如何知道地球有45亿年? 一开始,大家想得简单。在西方,最有文化的就是神职人员,他们去翻《圣经》。17世纪,有位叫厄谢尔的爱尔兰大主教,那真是个文化人,他拿着《圣经》里的人物生卒年份一通加加减减,最后“啪”地一下,得出一个无比精确的结论:上帝是在公元前4004年10月22日那天创造了世界。 你别笑,在当时,这可是顶级学术成果,写进了权威著作。但总有那么些人,喜欢刨根问底。他们看着挖出来的化石,看着一层又一层的岩石,心里犯嘀咕:这山,这河,这埋在土里的奇形怪状的骨头,几千年就能变成这样? 18世纪,法国有个博物学家叫布封,他是个“实践派”。他觉得,地球可能是太阳被一颗彗星“咣”一下撞出来的火球。既然是火球,那就会冷却。他就做了个实验,弄了大小不一的铁球,烧红了看它们多久能凉下来,然后根据这个去推算地球这么个“大铁球”得凉多久。他算出来的结果是75000年。 这数字今天看当然是小了,但在当时,这简直是石破天惊。它第一次把地球的年龄从几千年,一下子拉长到了几万年。更重要的是,布封用的是实验和推算,是科学的思维方式。这就好比,以前大家都在讨论神仙能不能飞,布封直接开始研究空气动力学了,路子走对了。 时间快进到20世纪初,人类发现了一个新玩具——放射性。居里夫人他们发现,有些元素,比如铀,它不稳定,会自己慢慢“变身”,衰变成另一种元素,比如铅。 这就有意思了。英国物理学家卢瑟福,是个脑子极快的人,他立马意识到,这不就是一把天然的时钟吗? 我给你打个比方。就好比你有一袋子会自己爆炸的爆米花,虽然你不知道具体哪一颗下一秒会爆,但你知道,这袋爆米花,过个两分钟,肯定会爆掉一半。这个“两分钟”,就是它的“半衰期”。 铀衰变成铅,也有自己的“半衰期”,这个时间非常非常长,长达几十亿年。那么,我们只要找到一块古老的岩石,测一测里面有多少“还没爆的爆米花”(铀),又有多少“已经爆完的米花”(铅),再根据铀的半衰期,不就能倒推出这块岩石是啥时候形成的吗? 这个方法,就是后来大名鼎鼎的放射性测年法。卢瑟福自己试了试,测出来地球有5亿年。这已经比布封的7万5千年又进了一大步。但问题是,用什么岩石来测,才能代表地球的真实年龄呢? 这就要请出我们故事的主角了,一个叫克莱尔·彼得森的美国地球化学家。他接手的,就是用这把“原子尺子”给地球量岁数的终极任务。可他很快就发现,这活儿不是物理计算,简直是福尔摩斯探案。 为啥?因为他要测的是岩石里极其微量的铅。可他那个年代,也就是20世纪中期,铅这玩意儿,无处不在!汽油里有含铅的抗爆剂,油漆里有铅,水管是铅做的,连罐头焊缝都是铅。空气里,尘埃里,到处都是铅污染。 彼得森的实验,一次又一次地失败,因为样本总被外界的铅污染,测出来的结果乱七八糟。他意识到,在找到地球年龄之前,他必须先打赢一场战争——对抗铅污染。 他成了一个有严重“洁癖”的科学家。他建造了世界上第一个超净实验室。有多干净?他把实验室彻底密封,所有进入的空气都要过滤,所有器皿都要用酸液反复清洗,他自己进去,得像今天我们看到芯片厂的工人一样,从头到脚裹得严严实实。 就这样,他把自己关在这个“无尘洞”里,像个侦探一样,一点点排除所有污染源。这个过程,花了他整整七年。 解决了污染问题,下一个问题来了:用什么来代表地球的“出生样本”?地球上的岩石不行。因为地球是个活的星球,有火山喷发,有板块运动,岩石不断地被熔化、重塑,早就不是“原装”的了。 彼得森想到了一个绝妙的主意:陨石。 陨石是什么?它们是太阳系形成初期留下来的“边角料”,和地球、火星这些行星是“同一批出厂”的。它们在太空里游荡了几十亿年,没经历过地球上这些折腾,保留了太阳系最原始的成分。它们,就是太阳系的“出生证明”。 他找到了来自亚利桑那州迪亚波罗大峡谷的陨石样本。 1953年,在一个清晨,彼得森终于在质谱仪上得到了一个稳定而清晰的数据。他激动地冲出实验室,开着车就往爱荷华州的老家赶。他妈妈看到他,问他怎么了,他脱口而出:“我量出来了!” 这个数字,就是45.5亿年。 人类,终于知道了自己家园的真实年龄。 知道了年龄,然后呢? 彼得森的故事还没完。因为那场和铅污染的“战争”,他成了世界上最懂铅危害的人。他后半生,从一个实验室里的科学家,变成了一个奔走呼号的环保斗士,最终成功推动了美国立法,禁止在汽油和消费品中使用铅。一个测量地球年龄的科学探索,意外地拯救了无数孩子的健康。 这才是科学真正的魅力。它不只是给出一个冷冰冰的数字,它在探索“是什么”的过程中,常常会告诉我们“该怎么做”。