Astronomy 版 (精华区)

　　神话作者们编造了许多创造宇宙的奇异故事（通常主要涉及
地球本身，而把其余一切都当作“天空”或“天”干脆不予考虑）。
一般来说，这些神话都把世界诞生的时间定在不太遥远的过去。
　　我们最熟悉的创世故事当然是《创世纪》第一章了，有人认
为，它是根据巴比伦神话改编的，后来只是加强了诗的美感和道
德的色彩。
　　人们作过各种努力，试图根据《圣经》上记载的数据推算出
创世的日期（例如不同国王在位的年代、希伯来人从出埃及到奉
献所罗门神殿的时间、大洪水前后亚伯拉罕、以赛、雅各和他们
的祖先的年龄等等）。中世纪的犹大学者把创世的日期定在公元
前3760年，至今犹太历仍从那个日期开始计算年代。1658年，英
国圣公会的厄谢尔算出创世的日期为公元前4004年，而附和者将
日期更精确地定在那一年10月22日的下午8点。 希腊正教会的一
些神学家则将创世日定在公元前5508年。

　

　图：神创造亚当

　　甚至迟至18世纪，《圣经》上的说法仍为学术界所接受，宇
宙的年龄被认为只有6000～7000年。1785年，苏格兰博物学家赫
顿出版了一本名为《地球论》的书，使这种观点第一次受到沉重
打击。赫顿一开始就提出这样一个命题，即地球表面上发生的缓
慢的自然过程（如高山的形成和侵蚀，河道的冲凿，等等），在
整个地球史上都是以大致相同的速率进行的。这个均变说意味着，
这些过程必然进行了相当长的时间才产生出这些可以观测到的现
象。因此，地球的年龄绝不止几千年，而是几百万年。
　　赫顿的观点立即受到嘲笑，但却渐渐地起了作用。19世纪30
年代初期，英国地质学家C.赖尔重申了赫顿观点，并在三卷巨著
《地质学原理》中提出了鲜明有力的证据，使科学界赢得了胜利。
现代地质学可以从他的著作之日算起。

地球的年龄

　　许多人试图以均变说为基础来计算地球的年龄。比方说，假
若有人知道每年因水的作用而产生的沉积物的量的话（现代的估
计是每880年30.48厘米），那么，他就可以由沉积岩的厚度计算
出它的年龄。但是人们很快就明白了，用这个方法无法精确地确
定地球的年龄，因为侵蚀、碎裂、隆起及其他力量的作用使岩石
的记录变得模糊不清。尽管如此，就连这种不完全的证据也表明，
地球的年龄至少有5亿年。
　　另一个测定地球年龄的方法，是估计海洋中盐分的聚集率，
这个方法是哈雷在1715年首先提出来的。
　　河流不断地将盐冲到海中，因为淡水通过蒸发而离开海洋，
所以盐的浓度逐渐增加。假设海洋一开始全是淡水，那么河流要
使海洋有3%的含盐量必须要有10亿年的时间。
　　这个巨大的年龄非常符合生物学家们的需要。19世纪后半叶，
生物学家试图描绘出生物从原始的单细胞生物发展到复杂的高等
动物的缓慢进程。他们需要漫长的时间来发生这一过程，而10亿
年给了他们足够的时间。



图：三叶虫化石

　　可是，到了19世纪中叶，天文学上的一些问题突然变得复杂
起来。例如，能量守恒定律提出了一个与太阳有关的有趣的问题。
太阳不断喷出大量的能量，而且有史以来一直如此。假若地球存
在了无数世纪，那么太阳的这些能量是从哪里来的呢？它不可能
来自人们通常熟悉的能源。假如太阳一开始就是在氧的大气中燃
烧的煤块，那么，按照它释放能量的速率来计算，在2500年中就
会全部变成二氧化碳。
　　德国物理学家亥姆霍兹是提出能量守恒定律的科学家之一，
对太阳特别感兴趣。1854年，他指出，假如太阳正在收缩，它的
质量在向重心下落的过程中会得到能量，就像石块下落时得到能
量一样。这种能量可以转变为辐射。亥姆霍兹计算出，太阳只要
缩小1/10000的半径，就能够给它提供2000年释放的能量。
　　后来被称为开尔文勋爵的英国物理学家W.汤姆孙对此做了更
多的研究，并据以推断地球的年龄不可能超过5000万年，因为根
据太阳消耗能量的速率来看，太阳要缩小到今天这样大，最初一
定会和地球公转轨道一样庞大。（这个假设当然也意味着，金星
一定比地球年轻，而水星更年轻。）W.汤姆孙进而估计，假如地
球本身开始时是一团熔融的物质，那么，冷却到现在的温度所需
的时间，也就是它的年龄，大约是2000万年。
　　到19世纪90年代，对立的双方拉开了阵势。物理学家似乎已
肯定地证明，地球以固态存在绝不会超过几百万年，而地质学家
及生物学家似乎也同样肯定地证明，地球以固态存在必定超过10
亿年。
　　之后，一些完全没有预料到的新发现瓦解了物理学家的阵垒。
　　1896年，放射性的发现使问题得到了澄清，地球的铀元素和
其他放射性物质会释放出大量的能量，并且已经进行了很长的时
间。正如1904年新西兰出生的英国物理学家卢瑟福在一次演讲中
首先指出的，这个发现使W.汤姆孙的计算变得毫无意义。已经上
了年纪的W.汤姆孙本人也听了这次演讲，并表示不同意卢瑟福的
观点。
　　如果不把放射性物质不断提供给热量这一事实考虑在内，而
试图确定地球冷却的时间，那是没意义的。有了这个新的因素，
地球从一团熔融的物质冷却到现在的温度，可能所需要的时间就
不是几百万年，而是几十亿年了。地球甚至可能因放射性物质供
给热量而愈来愈热。
　　实际上，放射性本身终于给地球的年龄提供了最可靠的证据
（使用的方法将在后面第六章中叙述），因为它可以使地质学家
及地球化学家直接从岩石中铀和铅的含量计算出岩石的年龄，利
用放射性时钟，现在已经知道，地球上的某些岩石年龄超过了30
亿年，而且有充分的理由认为，地球的年龄要比岩石的年龄大。
地球以目前的固态形式存在的年龄为46亿年，这个年龄现在是可
以为人们接受的。从我们的近邻月球上带回来的一些岩石，证明
月球差不多也是同样的年龄。