科学家的“拼图游戏”
人类与其他生物的重要区别,在于人类自诞生之日起,就开始了对自然规律的不懈探索。许多我们耳熟能详的科学家,如伽利略、牛顿和达尔文等,将实验室中的实验、精确测量与数学方法相结合,奠定了现代科学的基础。
早期的科学家用他们的观察、实验,甚至付出自己的生命,逐渐改变了人们对世界的认识与理解。做一个不太恰当的类比,科学家的研究工作有点像拼图游戏。不同的是,拼图游戏是通过比对指定图样,找出颜色和形状都符合的拼图块,从而拼成完整的图形。而科学家没有指定图样,不但要寻找有可能包含答案的证据,还要通过自己的想象、推理和实验,将这些证据拼凑在一起。
如果这些“拼凑起来”的证据能够满足已经验证过的物理、化学或生物规律,甚至能够用数学公式加以表达,并对未知的现象做出正确的预测,那么,这时科学家才算是在寻找真实的自然规律之旅中又前进了一步。
发现西卡角
引言中所提到的三位科学家就是被誉为“现代地质学之父”的詹姆斯·赫顿、爱丁堡皇家学会会长詹姆斯·霍尔爵士和数学家约翰·普莱费尔。
詹姆斯·赫顿是一个超前于时代的人,他一直有一种理念,认为地球的年龄比当时公众所普遍相信的更为古老。与当时所流行的“上帝创造世界”的传统理解相比,他的这个想法显得非常怪异。作为科学家,为自己的观点找寻确切证据就是研究的关键。而当他们三人乘坐小帆船沿着苏格兰荒凉蜿蜒的海岸,最终到达一个叫西卡角的地方时,让赫顿朝思暮想的证据出现了!
约翰·普莱费尔在对这次活动的回忆中写道,站在陡峭的片岩上,望着眼前平缓的红色砂岩,“我们感到有必要回到我们脚下的片岩在海底形成的那个时间去。耸立着的片岩那时应该还在海底,而我们面前的红砂岩还是海中的沙子或泥浆。在更遥远的过去,这些今天耸立的最古老的片岩,正平平地躺在海底,等待着来自地球内部的一种不可估量的力量将它们推举出来。在时间的深渊中回望如此久远的古昔,我们的头脑似乎都为之眩晕”。
虽然当时他们三人在西卡角已经看到了“时间的深渊”,但他们还无法知道形成眼前这一景象,地球到底花了多长时间:沉积物先在海洋底部堆积成岩;然后,这些原本在洋底水平沉积的岩层被某种力量挤压得近乎直立,被迫露出海面;之后,在风和水的侵蚀作用下,富含氧化铁的砂石和淤泥在垂直岩层之上堆积形成红色砂岩,并最终形成了他们所看到的景观。
赫顿站在西卡角上的那一瞬间,不仅奠定了现代地质学的基础,也代表着人类开始正式走人“时间的深渊”。
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