在时间的深处，发现地球的秘密

作者：林颐

137.7亿年前，我们的宇宙从一个无穷密度的点（奇点）中诞生。45.5亿年前，一个由岩石和尘埃组成的球体形成了一颗年轻的行星，那便是我们的地球。又过了将近10亿年，最古老的生命讯息开始出现。

从那之后，直到如今，我们的地球经历了无数的故事，这其中包括我们人类自身。所有的故事都与我们人类发生着密切纠结的联系。这些故事，该从哪里讲起呢？

“深时”之美，从宇宙星辰到人类文明

“深时”（Deep Time）是塑造我们星球地质事件的时间尺度。

这个时间尺度包括了岩石、冰川、钟乳石、古老的植物、参天的大树、不起眼的菌种、海床沉积物和漂移的地壳板块……它的计量单位不是“分”和“年”，而是“世”和“宙”，它就是地球那浩瀚悠长的历史。

《深时之美:从宇宙星尘到人类文明，跨越45亿年的地球故事》 [美]赖利·布莱克 著 刘小鸥 译 北京科学技术出版社出版

《深时之美》作者赖利·布莱克，是“侏罗纪世界”系列电影常驻古生物学家。该书集合了新近研究成果，选取50个时间点，从远古化石到“天外来客”，从哈勃深场到最后一头猛犸象，简洁的语言搭配高品质的200幅图片，描绘出地球故事中那些扣人心弦的精彩时刻。这是一部地球地质变迁史、一部生态系统的演化史诗。

作者说：“时间实际上是一个维度，也就是构成我们宇宙的一个部分，它允许空间中的一个物体在该空间中处于多个位置。”我们的宇宙始于137.7亿年前的大爆炸，可能是作为别的宇宙的一部分而诞生的，这解释了我们的宇宙在早期经历的那段低熵时期以及缓慢的进化。进化尽管缓慢，但是，一直在进行着。研究人员通过测试锆石确定，澳大利亚西部杰克山区的地层具有超过43亿年的历史；发生在约25亿年前的“大氧化事件”改变了地球的贫氧环境，创造了生命条件；我们身体细胞中的线粒体可以追溯到近15亿年前；约5.75亿年前，早期动物出现……

该书涉及很多考古学证据、化石研究、地质考察和古生物学。比如，约5000万年前，印度洋板块与欧亚大陆相撞，推起了喜马拉雅山脉；奥杜瓦伊峡谷的化石可以追溯到190万年前古人类的活动迹象；约30万年前，解剖学意义上的现代人类在东非大裂谷出现，他们在约十万年前走出非洲；北美洲的巨石是二万年前冰川漂砾的证据……大约一万年前，人类能从如今的欧洲内陆一路步行到英格兰。对比我们现在的地理格局，人类居住区域的变化显得既漫长又短暂，在这个过程中，时间不断分岔，通向每一个可能的未来，而进化按照自身的需求做出了每一个有条不紊的选择。

时间有很多表现形式。我们的双眼还能看见、我们的双手还能触摸到的最美的那一个，可能是该书结尾提及的，美洲怀特山脉至今依然存活着的那株4850多岁的狐尾松……

植物，地球进化的最好证据

一年又一年，一圈又一圈的年轮。树以自己独特的方式，打造了地球进化模式的参照系。作为我们星球最老最老的过去，树可以告诉我们许多许多。

比如，谢尔曼将军，生活在加利福尼亚巨杉公园的一位“老人家”，据说它已经2200岁了。这是来自纽约布鲁克林的艺术家蕾切尔·萨斯曼旅途的第一站。在那里，她找到了树轮年代学家内特·斯蒂芬逊。树木年代学不仅能确定树的年龄，还能用来推断遥远年代的气候环境。干旱期缓慢生长，丰年茁壮生长，从年轮来看，丰年的要更宽一些。有经验的科学家还能够据此推论厄尔尼诺现象等灾异天气及其发生的年份。

《世界上最老最老的生命》 [美]蕾切尔·萨斯曼 著 刘夙 译 北京大学出版社出版

萨斯曼穿越从北极到美国莫哈维沙漠在内的五大洲，拍摄了30种已经存活2000年以上的罕见古树，不管岁月如何变迁，它们倔强地、孤傲地伫立着。另外，还有菌类、蕨类和藓类植物。这些生物被萨斯曼的镜头摄入，并经由她的笔端将隐藏的故事呈现给我们，形成了《世界上最老最老的生命》这部作品。

5000岁的长寿松很有智慧，如果环境艰难，它们就关闭所有非必需的系统，等待环境改善后，只需凭借一根尚有生命力的枝条，它们就能复活；12000岁高龄的三齿团香木，别名“克隆王”，新茎不断替换旧茎，不断进行自我更新；格陵兰岛看似荒芜的土地上，点缀着星星落落的地衣，它们寄生在贫瘠的岩石和冻土的表层，生长一厘米就需要花费一百年；西伯利亚放线菌也差不多情况，显微镜都难以观察到它们的活动，但它们活着，就这样活了50万年；桉树具有很大的多样性展现空间，经历13000年的时光，它们成为了澳洲生物链的重要环节，我们喜爱的憨憨小考拉就是以桉树叶为食的动物……

在这部科普摄影作品里，作者所展示的，不是关于时间的理论推测，而是我们可以直观感受的生命事实。这些由溯源本初和描绘当下交汇而成的文字与图像，讲述着统一与断裂、连续与破碎、坚守与变化的故事，这是植物所知道的最深处的时间秘密。

身处幽暗密林，透过树叶望见光亮，那一定是自古以来，人类对光明本能的渴望。

追光者，捕捉每一颗星

“初光”（First Light）是个科技术语，指的是打开新望远镜的遮光罩，让星光第一次落在反射镜和传感器上。从科学角度，这是发明者检测设备能否正常运行的必要步骤。但是，“初光”这个词又极具诗意。科学家和发明家都是一些浪漫的理想主义者吧，不然，是什么支撑他们经年累月地埋头从事枯燥寂寞的工作呢？

《初光:探寻宇宙的边缘》 [美]理查德·普莱斯顿 著 姚向辉 译 上海译文出版社出版

至少，《初光》里的人们是这样的。理查德·普雷斯顿，美国非虚构作家，《初光》是他的首部非虚构作品，获得了美国物理学学会的科学写作奖。普雷斯顿的代表作《血疫》可能很多人都知道，写得很有在场感，栩栩生动，在非虚构写作中融入了小说式的对话和细节，这些都经过对当事人或相关人员的再三考证和严格的事实核查。《初光》也是如此，事先进行了大量的走访，确保书中的描述符合人物的记忆，得到他们的认可。

《初光》的主角是一群天文学家和天文爱好者，此外，还包括“大眼睛”。“大眼睛”是昵称，它的真身是200英寸口径的海尔望远镜，坐落于加利福尼亚南部帕洛马山顶上的一个圆顶中，这台巨型望远镜有七层楼高，修建于1930年代，以提出设想的天文学家乔治·埃勒里·海尔命名。这台望远镜建造以来一直在工作，围绕着它的故事数不胜数。

为了建造望远镜，海尔付出的代价是神经官能症。海尔分不清现实与幻想，他总是听到矮精灵在他耳边低语宇宙的秘密。“大眼睛”是疯狂的设想，而他竟然找到很多科学家，帮他把它变成了真的，这台时间机器重新展现了过去的事件，太阳射出的光需要八分钟才能到达地球，那么，其他星辰呢？还有，那些人类尚未发现的星星，它们藏在哪里呢？在海尔之后，不断有人加入团队，成为“大眼睛”的守护者，共同缔造帕洛马天文台的传奇。

书中落墨较多的另一个科学家，叫詹姆斯·冈恩，一个奇怪的天才，极其吝啬，总是在垃圾堆里翻检原材料，用它们去拼装望远镜，可想而知，作者说冈恩制作的东西很难一次成功，确切地说，从来没有一次就成功过。经历无数“初光”的时刻，冈恩成为当代最优秀的天文学家之一。从1990年代起，冈恩启动斯隆数字巡天计划，用一架2.5米口径的望远镜扫描北半球的星空，目的是绘制一张彩色的三维电子宇宙地图。该项目拍摄了数亿个天体的图像以及数百万天体的光谱，并向全世界公开。这是历史上最成功的巡天项目，直接改变了天文学家的工作方式，天文学从此进入大数据时代。

世界上有捕光者，喜欢抬头看天，也有另外一些人，喜欢低头观察我们的地球，而我们的地球71%是由水构成的，于是，他们成为了“读水人”。

“读水人”，解读每一滴密码

你有没有注意过这个现象？当我们把毛笔浸入水中，水就迅速沿着刷毛往上流动。这显然违背了地球重力的规则，为什么会这样呢？

这种现象叫“毛细作用”。水的表面并不是平坦的，而是“弯月面”的。这意味着水面会受到它上面材料的吸引，于是水被往上拉，又因为开口太过狭窄从而使得液体的整个表面都被向上拉动，由于水的这种“弯月面”效应，较下一层水面下的水也跟着被拉了上去，开口越狭窄，这种效应就越明显。我国今年暴雨频繁，原因之一就在于此。因为台风带来的大暴雨让水分子拥挤在一起，很难疏散，这时候的水受到向上的吸引力，就容易泛滥。

《水的密码》 [英]特里斯坦·古利 著 许丹 译 译林出版社出版

以上知识来源于《水的密码》，一部知识含量丰富并且有趣的科普佳作。作者特里斯坦·古利，是英国皇家航海学会和皇家地理学会会员。该书涉及世界上的大江大海，也包括我们家门口的水坑、附近的池塘与溪流。即使玻璃窗、浴缸和茶杯，也有着水滴溅落的科学诠释。

如何在池塘中看见太平洋？古利站在池塘岸边，风吹过水面时，涟漪一圈一圈地向石块涌去，石头的下风区有一片平静的池水，它是池面中央附近唯一的一片静水，这便是“无涟漪区”。古利想起了探险家库克船长的航行，库克船长当年就是利用“无涌区”躲避太平洋的海浪，完成了使命。古利说，只要愿意去寻找，我们每个人都能发现这些迹象。

该书包括了很多知识普及：流体动力学，水生昆虫仿生学，温跃层实验，声光水下传播，离岸流、底流、漂移等沙滩现象，潮汐与天文学，奇妙的海市蜃楼……月盈月亏，水涨水落，自然界的密码等待我们解读。作者行文流畅，讲述从容，信息密集，擅长捕捉细节。比如，作者描述在喜马拉雅山脉如何寻找水源。邂逅喜马拉雅凤仙花之时，静下来，欣赏它紫色的花朵以及果皮爆裂的声音——这个声音暗示了附近可能存在水源，因为空气中的水分引起了花朵的变化。这种知识是多么原始而又实用啊，可惜的是，现在还有多少人能静下心来“读水”呢？

抬头望天，俯首看地。我们智人存在的时间，譬如宇宙中的尘沙、江河里的水滴，我们所拥有的，不过是这颗星球以及生存其上的生灵给予我们的馈赠。我们努力解读地球的秘密，不应当是为了耗竭资源的贪婪索取，而是寻找与这个星球共存的更好的方式。（林颐）