结果是,到了二十世纪初,古生物学家们拥有了成吨的古老骨骼可供研究。问题在于,他们仍然不知道这些骨骼中任何一块的年代。更糟糕的是,公认的地球年龄无法舒适地支持过去明显包含的世、纪和代的数量。如果地球真的只有两千万年左右的历史,正如伟大的开尔文勋爵所坚持的那样,那么整个古老生物的目必须在实际上同一个地质瞬间诞生又灭绝。这根本说不通。

除了开尔文,其他科学家也思考了这个问题,但得出的结果只会加深不确定性。都柏林三一学院受人尊敬的地质学家塞缪尔·霍顿宣布地球的估计年龄为 23 亿年——远远超出了其他任何人提出的数字。当有人向他指出这一点时,他用相同的数据重新计算,并将数字定为 1.53 亿年。同样来自三一学院的约翰·乔利决定尝试一下埃德蒙·哈雷的海洋盐分想法,但他的方法基于如此多的错误假设,以至于他完全迷失了方向。他计算出地球有 8900 万年的历史——这个年龄与开尔文的假设相当吻合,但不幸的是与现实不符。

这种混乱状况如此严重,以至于到了十九世纪末,根据你查阅的文本不同,你可以了解到,我们与寒武纪复杂生命曙光之间相隔的年数可能是三百万年、一千八百万年、六亿年、七亿九千四百万年或二十四亿年——或者介于这个范围内的其他某个数字。直到 1910 年,最受尊敬的估计之一,由美国人乔治·贝克尔做出,仍然认为地球的年龄可能只有五千五百万年。

就在事情似乎最棘手、最混乱的时候,另一位非凡的人物带着一种新颖的方法出现了。他是一位来自新西兰农场的直率而才华横溢的年轻人,名叫欧内斯特·卢瑟福,他提出了几乎无可辩驳的证据,证明地球至少有数亿年的历史,甚至可能更长。

值得注意的是,他的证据基于炼金术——自然的、自发的、科学上可信的、完全非神秘的,但仍然是炼金术。事实证明,牛顿毕竟没有那么错。而这究竟是如何发生的,当然是另一个故事了。

万物简史

第七章:元素之事

化学作为一门严肃而体面的科学,通常被认为始于 1661 年,当时牛津大学的罗伯特·波义耳出版了《怀疑的化学家》——这是第一部区分化学家和炼金术士的作品——但这是一个缓慢且常常不稳定的过渡。直到十八世纪,学者们仍然可以奇怪地在两个阵营中都感到自在——比如德国的约翰·贝歇尔,他写了一部无可指摘的矿物学著作《地下物理学》,但也确信只要有合适的材料,他就能让自己隐身。

也许没有什么比 1675 年德国人亨尼格·布兰德的一项发现更能体现早期化学科学的奇特和常常是偶然的本质了。布兰德坚信黄金可以以某种方式从人尿中蒸馏出来。(颜色的相似性似乎是他得出结论的一个因素。)他收集了五十桶人尿,在自家地窖里放了好几个月。通过各种秘传的方法,他先把尿液变成一种令人作呕的糊状物,然后再变成一种半透明的蜡状物质。当然,这些都没有产生黄金,但一件奇怪而有趣的事情确实发生了。过了一段时间,这种物质开始发光。此外,当暴露在空气中时,它常常会自燃。

这种物质——很快被称为磷,源自希腊语和拉丁语,意为“带光的”——的商业潜力并没有逃过渴望商机的商人们的眼睛,但制造的困难使其开发成本过高。一盎司磷的零售价为六基尼——大约相当于今天的五百美元——比黄金还贵。

起初,士兵被征召提供原材料,但这样的安排几乎不利于工业规模的生产。1750年代,一位名叫卡尔(或卡尔)·舍勒的瑞典化学家设计出一种方法,可以在没有尿液的污秽或气味的情况下批量生产磷。很大程度上正是因为对磷的掌握,瑞典成为并且至今仍然是火柴的主要生产国。

舍勒既是一位非凡的人,又是一位极其不幸的人。他是一位贫穷的药剂师,几乎没有什么先进的仪器,却发现了八种元素——氯、氟、锰、钡、钼、钨、氮和氧——但没有一种归功于他。每一次,他的发现要么被忽视,要么在其他人独立做出同样发现之后才发表。他还发现了许多有用的化合物,包括氨、甘油和鞣酸,并且是第一个看到氯作为漂白剂的商业潜力的人——所有这些突破都让其他人极其富有。

舍勒一个显著的缺点是他奇怪地坚持要尝一点他所研究的每一样东西,包括像汞、普鲁士酸(他的另一个发现)和氢氰酸这样 notoriously disagreeable substances(出了名的令人不快的物质)——氢氰酸是一种如此著名的剧毒化合物,以至于 150 年后埃尔温·薛定谔在一个著名的思想实验中选择它作为他首选的毒素(见第 146 页)。舍勒的鲁莽最终让他付出了代价。1786 年,年仅四十三岁的他被发现死在他的工作台旁,周围环绕着一系列有毒化学物质,其中任何一种都可能解释他脸上那 stunned and terminal look(震惊而临终的表情)。

如果世界是公正且讲瑞典语的,舍勒本应享有普遍的赞誉。相反,功劳往往归于更著名的化学家,大多来自英语世界。舍勒于 1772 年发现了氧气,但由于各种令人心碎的复杂原因,他的论文未能及时发表。相反,功劳归于约瑟夫·普里斯特利,他独立发现了相同的元素,但时间较晚,是在 1774 年夏天。更令人瞩目的是舍勒未能因发现氯而获得荣誉。几乎所有的教科书仍然将氯的发现归功于汉弗莱·戴维,他确实发现了氯,但在舍勒发现之后三十六年。

尽管化学在牛顿、波义耳与舍勒、普里斯特利和亨利·卡文迪什相隔的那个世纪里取得了长足的进步,但它仍然有很长的路要走。直到十八世纪末年(在普里斯特利的情况下甚至稍晚),各地的科学家仍在寻找,有时甚至相信他们确实找到了根本不存在的东西:败坏的空气、脱燃素的海酸、燃素、灰烬、水陆呼出气,以及最重要的燃素,即被认为是燃烧的活性剂的物质。人们认为,在所有这一切之中,还存在着一种神秘的生命力(élan vital),即赋予无生命物体以生命的力量。没有人知道这种飘渺的精华在哪里,但有两件事似乎是可能的:你可以用电击来激活它(玛丽·雪莱在小说《弗兰肯斯坦》中充分利用了这一想法),而且它存在于某些物质中,但不存在于其他物质中,这就是为什么我们最终有了两个化学分支:有机的(指那些被认为拥有它的物质)和无机的(指那些没有的)。

需要一位有洞察力的人将化学推向现代,而法国人提供了这样一位人物。他名叫安托万-洛朗·拉瓦锡。拉瓦锡生于 1743 年,属于小贵族阶层(他的父亲为家族购买了爵位)。1768 年,他购买了包税公司(Ferme Générale)的执业股份,这是一个深受憎恨的机构,代表政府征收税费。尽管据各方记载,拉瓦锡本人温和公正,但他工作的公司却并非如此。首先,它不向富人征税,只向穷人征税,而且常常是任意征收。对拉瓦锡来说,这个机构的吸引力在于它为他提供了财富,使他能够追求他主要的爱好——科学。在他事业的顶峰时期,他的个人年收入达到 15 万里弗——大约相当于今天的 2000 万美元。

在这条利润丰厚的职业道路上起步三年后,他娶了一位上司十四岁的女儿。这桩婚姻是心灵和思想的结合。拉瓦锡夫人拥有敏锐的才智,很快就与丈夫并肩高效地工作起来。尽管工作繁忙,社交生活活跃,他们每天仍设法投入五个小时进行科学研究——早上两个小时,晚上三个小时——外加整个星期天,他们称之为“幸福日”(jour de bonheur)。不知怎地,拉瓦锡还抽出时间担任火药专员,监督修建环绕巴黎的城墙以阻止走私者,帮助建立公制系统,并合著了《化学命名法》(Méthode de Nomenclature Chimique)这本手册,这本书成为了确定元素名称的圣经。

作为皇家科学院的主要成员,他还被要求对当时的热门话题——催眠术、监狱改革、昆虫呼吸、巴黎供水——保持知情和积极的兴趣。正是在 1780 年以这样的身份,拉瓦锡对一位充满希望的年轻科学家提交给科学院的一项关于燃烧的新理论发表了一些轻蔑的言论。那个理论确实是错误的,但那位科学家从未原谅他。他的名字是让-保尔·马拉。