你是否曾思索过，我们所生活的这颗地球，究竟历经了多少岁月？如今，只需拿起手机轻松一搜，便能得出结论：地球的年龄约为45.4亿年（误差±5000万年）。但你可晓得，这个看似平常的问题，曾让无数聪慧的头脑为之困扰。神职人员、哲学家、地质学家、物理学家……从基于宗教的揣测，到依靠科学的探索，经过几代人殚精竭虑，才逐步推演出地球的真实年龄。

地球历经了多少悠悠岁月，又是哪位先驱首次揭开地球年龄的神秘面纱？

我们即将探寻的这个问题，远非简单的“计算”那么单纯，它实则是一场跨越数个世纪的科学征程。在追寻地球年龄的漫漫旅途中，不仅有一次次错误的推断、一个个惊人的发现，还有一场令人意想不到的环保变革。

此刻，就请跟随我们的步伐，一同穿梭于历史的长河，瞧瞧科学家们是怎样从岩石、元素，甚至是地球“内心”的奥秘里，寻觅有关地球年龄的答案。在这趟奇妙之旅中，你将见证无数次假设与证伪的探索过程、科学观念的巨大转变，以及一项足以彻底改变世界的重大发现。究竟是谁最先知晓地球的年龄呢？让我们即刻开启这段激动人心的探索之旅。

古代的猜测与宗教信仰

在人类文明发展的早期阶段，地球的起源与年龄始终蒙着一层神秘的面纱。彼时，古人大多借助神话、宗教以及传统故事来阐释这些问题。比如，中国神话中有盘古开天辟地的传说；印度教里提到梵天创造宇宙；而古埃及传说则讲述太初之水孕育出诸神。

（《三五历纪》记载：天地混沌如鸡子，盘古生其中。万八千岁，天地开辟，阳清为天，阴浊为地。盘古在其中，一日九变，神于天，圣于地。天日高一丈，地日厚一丈，盘古日长一丈，如此万八千岁。天数极高，地数极深，盘古极长，后乃有三皇。数起于一，立于三，成于五，盛于七，处于九，故天去地九万里。）

在西方基督教文化范畴内，《圣经·创世记》描绘了上帝用六天创造天地万物的过程。对于当时的人们而言，地球是神圣且永恒的，因而从“科学”角度测定其年龄，这一想法显得荒诞不经。

17 世纪时，爱尔兰大主教詹姆斯·乌雪（James Ussher）尝试依据圣经文本为地球“确定年龄”。他深入考察了《旧约》中的人物世系与年限，以新巴比伦国第三任君主以未米罗达的登基年份（即公元前 563 年）为基准，再融入一些天文历法知识，统一了《圣经》与正史的时间线，进而得出一个他自认为“精确至极”的结论——世界于公元前 4004 年 10 月 23 日的夜晚被创造出来。这一计算结果获得了当时众多神学家的支持，甚至一度成为欧洲主流的地球年龄观点，在教堂与学院里，被当作真实的历史依据而广泛接纳。

不过，也有少数科学家开始对神学推算出的地球年龄表示质疑。1693 年，德国数学家莱布尼茨在《原始地球》中提出，地球起初是炽热的熔融体，随后逐渐冷却，进而形成如今的地壳。18 世纪，法国博物学家布丰借鉴了这一观点，并结合惠斯顿的宇宙模型，认为地球由炽热的熔岩冷却而成。为了验证这一推测，他在铸铁厂对不同大小的铁球进行加热，并测量其冷却时间，依据这些数据推算地球冷却所需的时长，最终得出至少 7.5 万年的结论（而在他的私人笔记中，推测这一时间可能长达 300 万年）。

尽管布丰的研究开创了以实验探究地球历史的先河，但在教会权威的影响下，神学推算的地球年龄观点依旧占据主导地位。然而，他们的探索已然点燃了科学追求真理的火花，为后续的研究奠定了基础。

从地质现象到对地球年龄的猜想

到了 17 世纪末与 18 世纪初，科学的发展促使人们开始重新审视神学对于地球年龄的推断。长期积累的自然现象逐渐让人们意识到，地球的历史或许远比数千年更为悠久。

随着地质学的兴起，一批科学家通过对自然界地质现象的观察，尝试探寻地球的真实年龄。这一时期的关键在于提出了全新的观察方式与思维模式：科学家们尝试通过“解读”地质证据，来推测地球的演化历程。

在这场科学探索的前沿阵地上，苏格兰地质学家詹姆斯·赫顿（James Hutton）做出了卓越贡献。赫顿提出了“适用于现在的法则和过程必然适用于过去”（均变论）的地质学思想，即通过观察当下的地质过程，能够推测地球的历史。赫顿发现了一些角度不整合的证据，在他看来，河流持续将泥沙搬运至海洋，形成沉积层，而这些沉积层在漫长的时间里，会被抬升形成新的陆地与山脉，随后历经百万年的侵蚀。这一演化过程极为缓慢且均匀，几乎难以察觉，却又无比漫长。因此，赫顿在当时提出了一个极具创新性的概念：地球或许拥有着远超人们想象的漫长地质历史。他在《地球的理论》中的原话是“No vestige of a beginning ，no prospect of and end”，即“没有开始的痕迹，也没有结束的征兆”。

“深时”的概念由此开始被人们接受。

（赫顿）

赫顿的思想对 19 世纪的地质学家产生了深远影响，其中最为著名的当属查尔斯·莱尔（Charles Lyell）。莱尔在其经典著作《地质学原理》（Principles of Geology）中，进一步发展了赫顿的“均变论”思想，着重强调地球上的地质变化是渐进且持续的，并非由大规模的灾变所主导，并明确了“将今论古”（The present is the key to the past）的地质学理念。这一思想至今仍对地球科学有着深远的影响。莱尔通过细致入微的观察与记录，展示了现代地质现象（诸如火山喷发、地震、侵蚀作用等）是如何缓慢而坚定地塑造着地球表面。他指出，倘若这些变化持续足够长的时间，便能够解释诸多复杂的地质结构。赫顿和莱伊尔都认为，地球上的地质作用极为缓慢，自然法则始终保持不变。他们都强调地球年代的久远无边以及地质过程的无始无终。

换言之，他们认为地球的过去无法凭借现有的方法追溯到确切的起始点。

（莱尔）

查尔斯·达尔文正是受到莱尔《地质学原理》的启发，开始思考自然界“进化”所需的时间尺度。达尔文意识到，生物的进化需要历经数百万年的漫长时光，而这需要一个足够古老的地球作为支撑。他在著名的加拉帕戈斯群岛考察期间，通过观察不同岛屿上动植物物种的差异，逐步形成了自然选择的进化理论。达尔文的进化论依赖于漫长的地质时间，而地质学的渐变观恰好为其提供了合理的时间尺度。这也标志着科学界逐渐开始接受地球可能比传统宗教认知中更为古老的观念。

（达尔文）

尽管赫顿和莱尔的均变论确立了“地球古老”这一理念，但地质学家们始终无法给出地球年龄的具体数值。那时的科学家们虽能察觉到地质变化的长期性，却缺乏直接测量地球历史的有效方法，地球年龄的问题依旧悬而未决。那种“无限长”的地质时间概念，在当时看来似乎并不“科学”。就如同《生活大爆炸》中天才谢尔顿的那句玩笑话——“地质不是科学！”

然而，均变论的提出改变了科学界的审视角度，让人们认识到地球的历史并非一成不变，而是充满了缓慢且持续的变化。这种视角的转变，为后来的科学家探索地球的具体年龄奠定了基础，同时也暗示了定量测定地球年龄的必要性。

威廉·汤姆森（开尔文）与基于热力学估算地球冷却时间

19 世纪中叶，随着科学技术的不断进步，科学家们开始尝试运用物理和数学方法，对地球年龄进行量化计算。物理学家威廉·汤姆森（William Thomson），也就是后来的开尔文男爵（Lord Kelvin），通过热力学方法，为地球年龄的计算提供了一种全新的思路。开尔文认为，地球在形成初期应是一个炽热的熔融球体，随着时间的流逝，逐渐冷却。他设想，倘若能够测量出地球当前的温度分布状况，便可以依据热传导原理，反向推算地球的冷却时间，从而估算出地球的年龄。

（开尔文）

开尔文于 19 世纪 50 年代初着手研究地球的热传导问题，他假定地球是一个没有内部热源，且结构均匀的固态球体。基于这一假设，他认为地球的冷却过程，是其内部热量逐渐向外部环境传递并散失的结果。开尔文推测，地球当前的地温梯度——即地壳温度随深度的升高速率——可用于计算地球冷却所需的时间。他运用热传导方程，结合地球表层温度以及地壳的导热系数，估算出地球冷却至现今温度所需的时间。

1862 年，开尔文发表了一篇题为《论地球的缓慢冷却》的文章，公布了他的研究结果。开尔文的计算结果表明，地球的年龄约为 9800 万年，考虑到估算过程中可能产生的误差，他提出地球的年龄大致在 2000 万年到 4 亿年之间。这一估算结果在当时堪称重大突破，因为它首次基于热力学分析，为地球年龄提供了一个具体的数值。而且，由于开尔文的计算基于严谨的物理原理与数学推导，在当时的科学界引发了广泛关注，并迅速成为探讨地球年龄的重要参考依据。此后的 35 年里，开尔文一直是地球年龄研究领域最具权威的科学家之一，他不断对地球年龄的估算进行更细致的校正。直至 1897 年，他得出了自己认为最为科学的答案：2400 万年。

按照当时已知的物理学理论，开尔文的计算方法看似无懈可击。不仅地质学家们难以反驳开尔文的观点，就连像达尔文这样伟大的博物学家，也曾一度对自己提出的物种演化理论产生怀疑。

那么，开尔文的结论真的正确吗？2400 万年真的就是地球的年龄吗？

放射性元素揭开地球真实年龄的面纱

20 世纪初，科学界迎来了一项具有划时代意义的重大发现——放射性衰变。1896 年，法国物理学家亨利·贝克勒尔在一次偶然的实验中发现，铀盐能够使包裹在厚黑纸中的底片感光。这一现象表明，铀能够释放出一种具有穿透性的射线，这是人类首次观测到放射性现象。

（亨利·贝克勒尔）

两年后，皮埃尔·居里和玛丽·居里夫妇通过对沥青铀矿的研究，成功提炼出两种新的放射性元素——钋和镭。1903 年，居里夫妇进一步揭示，镭元素在放射过程中会释放出大量的热能。这一发现为科学界带来了重要启示：地球内部的热量，或许并非完全源于残余热，部分可能来自放射性元素的衰变过程。

与此同时，地球科学领域也取得了新的突破。通过对地震波折射现象的研究，科学家们发现地球内部并非如开尔文所假设的那样是均质固体，而是分为地壳、地幔和地核。至此，开尔文的两个关键假设——地球无内生热源及其均质固体结构——均被彻底推翻。

（地球的结构）

真正的转折点出现在 1904 年。这一年，年逾八旬的开尔文勋爵出席了一场由英国皇家学会举办的物理学会议。在此次会议上，他的学生，年仅 33 岁的年轻物理学家欧内斯特·卢瑟福，向自己的导师发起了挑战。卢瑟福在报告中提出，地球内部的放射性元素会持续产生热量，这部分热量能够在一定程度上抵消地球冷却过程中的热损失。这项研究从理论层面颠覆了开尔文的地球冷却模型，并为地球年龄的估算提供了全新的科学方法。

1907 年，美国化学家博尔特伍德进一步推动了该领域的发展。他提出，铅是铀放射性衰变的最终产物，这一发现为地球年龄的测定提供了全新的手段。博尔特伍德提出了“铀—铅测定法”：通过测量岩石中铀与铅的比例，便可推算出岩石的形成时间。随着同位素的发现，这一方法得到了进一步优化。科学家们确认，铀 235 和铀 238 分别衰变为铅 207 和铅 206 。只要知晓放射性同位素的衰变速率（即半衰期）以及岩石中铀与铅的相对含量，就能够精确计算出岩石的年龄。

然而，寻找最古老的岩石并非易事。放射性同位素测定法所揭示的并非“地球整体”的年龄，而是测定了岩石形成时的时间节点。要解答“地球究竟多古老”这一问题，科学家们必须将这一方法应用于地球形成之初便已存在的岩石。那么，这个探索的最终结果又会指向何方呢？