这件事非同寻常之处,并非霍尔丹为了追求科学而甘愿承受如此风险和不适,而是他竟然能毫不费力地说服同事和亲人也爬进那个压力舱。有一次,他的妻子在模拟下潜中癫痫发作了十三分钟。当她最终不再在地板上弹跳时,她被扶起来送回家做晚饭。霍尔丹很高兴地雇佣身边任何人,包括一次令人难忘地雇佣了西班牙前首相胡安·内格林。内格林博士事后抱怨说有轻微的刺痛感和“嘴唇上奇怪的天鹅绒般的感觉”,但似乎没有受到其他伤害。他可能认为自己非常幸运。一次类似的缺氧实验让霍尔丹的臀部和下脊柱麻木了六年。
霍尔丹众多具体关注点之一是氮麻醉。原因至今仍不清楚,但在大约一百英尺深处以下,氮气会变成一种强烈的麻醉剂。受其影响,潜水员曾被发现将自己的气管递给过往的鱼,或者决定尝试抽烟休息。它还会引起剧烈的情绪波动。在一次测试中,霍尔丹注意到,受试者“在抑郁和兴高采烈之间交替,一会儿恳求减压因为他感觉‘糟透了’,下一分钟又大笑并试图干扰同事的灵活性测试。”为了测量受试者状况恶化的速度,一名科学家必须和志愿者一起进入压力舱进行简单的数学测试。但几分钟后,正如霍尔丹后来回忆的那样,“测试者通常和受试者一样醉醺醺的,常常忘记按下秒表的按钮,或者做适当的记录。”这种醉酒的原因至今仍是个谜。据认为可能与酒精中毒的原因相同,但由于没人确切知道那是什么原因,我们仍然一无所知。无论如何,一旦离开地表世界,如果不加倍小心,很容易陷入麻烦。
这(差不多)又回到了我们之前的观察:地球并非有机体最容易生存的地方,尽管它是唯一的地方。在我们能够站立的地球表面那一小部分中,令人惊讶的是,有很大一部分太热、太冷、太干、太陡或太高,对我们没什么用处。必须承认,部分原因在于我们自己。就适应性而言,人类实在太没用了。像大多数动物一样,我们不太喜欢真正炎热的地方,但因为我们容易大量出汗并中暑,所以我们尤其脆弱。在最坏的情况下——在炎热的沙漠中步行而没有水——大多数人会在不超过六七个小时内精神错乱并倒下,可能再也起不来了。面对寒冷,我们也同样无助。像所有哺乳动物一样,人类擅长产生热量,但——因为我们几乎没有毛发——不擅长保持热量。即使在相当温和的天气里,你燃烧的卡路里也有一半用于保持身体温暖。当然,我们可以在很大程度上通过穿着衣物和搭建住所来弥补这些弱点,但即便如此,我们愿意或能够居住的地球部分也确实有限:仅占总陆地面积的12%,如果算上海洋,则仅占整个地表总面积的4%。
然而,当你考虑到已知宇宙中其他地方的条件时,令人惊奇的不是我们利用了如此少的地球,而是我们竟然设法找到了一个我们甚至能利用一点点的行星。你只需要看看我们自己的太阳系——或者,就此而言,地球在其自身历史的某些时期——就能体会到,大多数地方比我们这个温和、蓝色、水汪汪的星球要严酷得多,也更不适合生命生存。
迄今为止,太空科学家在太阳系外发现了大约七十颗行星,而在被认为存在的约一百亿亿亿颗行星中,这只是沧海一粟,所以人类几乎不能声称对此事有权威发言权,但似乎如果你想拥有一颗适合生命的行星,你必须非常幸运,而且生命越高级,你就必须越幸运。各种观察家已经指出了我们在地球上拥有的约二十几项特别有利的条件,但这只是一个粗略的调查,所以我们将它们提炼为主要的四项。它们是:
绝佳的位置。我们距离一颗恰到好处的恒星恰到好处的距离,这几乎到了不可思议的程度,这颗恒星足够大,能够辐射大量能量,但又不会大到迅速燃烧殆尽。物理学上有一个奇特的现象,恒星越大,燃烧得越快。如果我们的太阳质量是现在的十倍,它会在一千万年后耗尽自己,而不是一百亿年,我们现在就不会在这里了。我们也很幸运能绕着现在这个轨道运行。离太阳太近,地球上的一切都会被蒸发掉。离得远得多,一切都会结冰。
1978年,一位名叫迈克尔·哈特的天体物理学家做了一些计算,得出结论:如果地球距离太阳再远1%或者再近5%,它就会变得无法居住。这范围不大,事实上还不够。这些数字后来被修正并放宽了一些——近5%和远15%被认为是更准确的宜居带评估——但这仍然是一个狭窄的范围。[29]
要理解这个范围有多窄,你只需要看看金星。金星距离太阳只比我们近两千五百万英里。太阳的温暖到达它那里比到达我们这里只早两分钟。在大小和构成上,金星与地球非常相似,但轨道距离上的微小差异决定了它最终的命运。看来在太阳系的早期,金星只比地球稍暖,并且很可能有海洋。但那几度的额外温暖意味着金星无法保持其表面水分,这对它的气候造成了灾难性的后果。随着水分蒸发,氢原子逃逸到太空中,氧原子与碳结合,形成了一个由温室气体二氧化碳构成的稠密大气层。金星变得令人窒息。虽然我这个年纪的人还会记得,天文学家曾希望金星厚厚的云层下可能孕育着生命,甚至可能是一种热带植被,但我们现在知道,那里的环境对于我们能合理想象的任何生命形式来说都太严酷了。它的表面温度高达470摄氏度(约900华氏度),足以熔化铅,而表面的大气压力是地球的九十倍,超过任何人体所能承受。我们缺乏制造能够让我们访问的宇航服甚至宇宙飞船的技术。我们对金星表面的了解,是基于遥远的雷达图像和1972年一艘无人苏联探测器传回的一些惊慌失措的信号,那艘探测器被满怀希望地投进云层,运行了不到一个小时就永久关闭了。
所以这就是当你向太阳靠近两光分时会发生的事情。再往外走,问题就不是热而是冷了,正如火星寒冷地证明的那样。它也曾是一个更宜居的地方,但无法保持可用的大气层,最终变成了一片冰冻的荒原。
但仅仅距离太阳恰到好处肯定不是全部原因,否则月球就会森林茂密、景色宜人,而它显然不是。为此,你需要拥有:
合适的行星。我想象不出,即使是很多地球物理学家,在细数自己的福气时,会把生活在一个拥有熔融内部的行星算在内,但几乎可以肯定的是,没有所有那些在我们脚下翻滚的岩浆,我们现在就不会在这里了。除了其他许多方面,我们活跃的内部创造了排气,帮助形成了大气层,并为我们提供了磁场,保护我们免受宇宙辐射。它还给了我们板块构造,不断更新和褶皱地表。如果地球是完美的平坦,它就会被水覆盖到四公里深。在那孤独的海洋中可能有生命,但肯定不会有棒球。
除了拥有一个有益的内部,我们还拥有比例正确的合适元素。从最字面的意义上说,我们是由合适的物质构成的。这对我们的福祉至关重要,所以我们稍后会更全面地讨论它,但首先我们需要考虑剩下的两个因素,从另一个经常被忽视的因素开始:
我们是一对双星行星。我们中没有多少人通常会把月球看作伴星,但实际上它就是。大多数卫星相对于它们的主行星来说都非常小。例如,火星的卫星火卫一和火卫二直径只有大约十公里。然而,我们的月球直径超过地球的四分之一,这使得我们的行星成为太阳系中唯一一个拥有与其自身相比相当大的卫星的行星(除了冥王星,但它本身太小了,不算数),这对我们来说意义重大。
没有月球稳定的影响,地球会像一个垂死的陀螺一样摇摆不定,天知道会对气候和天气造成什么后果。月球稳定的引力影响使地球以适当的速度和角度旋转,为生命的长期成功发展提供了必要的稳定性。这种情况不会永远持续下去。月球正以每年约1.5英寸的速度从我们手中滑落。再过二十亿年,它会退得太远,无法再稳定我们,届时我们将不得不拿出其他解决方案,但在此期间,你应该把它看作远不止是夜空中一个宜人的特征。
很长一段时间,天文学家们都认为月球和地球要么是一起形成的,要么是地球捕获了漂过的月球。我们现在相信,正如你在前面章节中回忆的那样,大约45亿年前,一个火星大小的天体撞击了地球,喷射出足够的物质,用这些碎片创造了月球。这对我们来说显然是件好事——尤其因为它发生在那么久远的过去。如果它发生在1896年或上周三,显然我们就不会那么高兴了。这就引出了我们的第四个,也是在许多方面最重要的考虑因素: