地球年齡極簡史
每日一言
也不知道秀恩愛是什麼感覺，反正如果你在我身邊的話，我連微信都懶得打開。
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我來問你：
上下未形，何由考之？
冥昭瞢暗，誰能極之？
馮翼惟象，何以識之？
……
屈原眼巴巴看著天，一口氣擺出了全人類的困惑。問號太多，老天果斷宕機兩千年。
重啟那天，天降牛頓。
牛爺的答案，汨羅江里的人已聽不見，卻振奮了地球另一邊的人心。
轉眼到了十九世紀，科學生長的季節。
人類相信，有了科學方法，有了科學精神，牛爺沒給出的那些答案，我們一樣找得到。
果然，物理、化學、生物、心理…各學科紛紛崛起，科學巨擘群峰側嶺，法拉第、麥克斯韋、達爾文、巴斯德、弗洛伊德、普朗克、倫琴、門捷列夫…紛紛躋身史上最有影響的百人名單。
可以說這些學科已經非常牛×了。
然而，更牛×的學科卻是地質學。因為在當時，地質學不僅是一個學科，而且是上流社會拿來提升逼格的高雅愛好。
那時，別人問你「女王懷孕了，誰幹的？」最有逼格的回答不是「我」，而是「不知道我只關心地質學」。
相當於今天，頭等艙的土豪在朋友圈問你「狗讓帶上飛機么？」你回答「不知道我是私人飛機」。
所以，一時間，萬般皆下品，惟有地質高。地質學會從人數上、會員社會地位上，全面碾壓皇家學會。
這麼多有錢、有閑、有知識的人湧進來，地質學想不雄起都難。
就在地質圖日益明晰，地層學傲然挺立，地層命名風起雲湧，地質學家志得意滿之際，大家突然發現一個嚴重的問題：
地 球 幾 歲 了 ？
這個問題答不出來，你也好意思發朋友圈說地質學建成了？比如，劃分地層最靠譜的依據，就是化石。然而你要問「這款化石是啥年代的？」地質學家會答「大約生活在1萬年前，也可能生活在1億年前」。
為啥答案這麼不靠譜呢？因為地球的年齡都鬧不清，各個地層的年齡，就更是一筆糊塗賬了。
其實，早在1650年，愛爾蘭教會的詹姆斯大主教就找到了一個答案。他的手法是：研究史料。啥史料？比如《聖經》等等。根據前人的記載，他在《舊約編年史》中，推測出一個精確的答案：地球始建於公元前4004年10月23日中午。
呃…
1715年，牛頓的朋友哈雷說，不如試試我的辦法：用大海中的總鹽量x，除以每年增加的鹽量y，就是大海的年齡z。知道大海的年齡z，也就離地球年齡n不遠啦！
潮水般的掌聲里，夾著一個欠扁的聲音：請問怎樣才能知道x、y?，還有，z和n的差是多少呢？
哈雷默默拿起計算彗星軌跡的稿紙回到觀眾席。
五十多年後，法國的博物學家布豐伯爵想到一個好辦法：用地球散熱的速度，計算地球年齡。
好創意！伯爵先把一個球加熱到白熾，在球自然降溫的過程中，評估它的降溫速率。評估的辦法很驚悚：摸。小朋友們千萬不要模仿。對，你爸是家委會的也不行。
然後，伯爵假設地球也是從熾熱降到現在這麼涼快的。計算結果是：地球年齡在75000—168000歲之間。
這個結論看起來很有依據，但是大家不信的恰恰是「依據」本身：你憑啥假定地球誕生的溫度？那個散熱速率你摸得准么…
到了十九世紀中葉，地質學風華絕代，讓人類隱隱約約感覺：你說這樣的地球，發展到現在得多少歲？我覺得怎麼著也得幾百上千萬歲吧？
誰也拿不出一個看著靠譜的數字。
之所以嚇一跳，並不是這個數字精確到了百位數，而是因為，這個數字寫在一本書里：《物種起源》。沒錯，這個死鬼正是達爾文。
被達爾文嚇一跳的，當然不僅是地質學家，更有神學、哲學、生物學…諸子百家。
很顯然，多數人不僅對物種起源不滿意，對地球的年齡也不感冒。
於是，一名物理學家果斷出手了，他就是名滿天下的開爾文勛爵：威廉·湯姆遜。不錯，國際溫標開爾文就是用他的爵號命名的。
你以為他浪得虛名？不，該夥計10歲上格拉斯哥大學，20歲在劍橋大學勇奪數學、賽艇最高獎，成為彼得學院研究員，還抽空搞了個音樂俱樂部。因為論文產量、質量雙高，只好用筆名發表，免得給長輩們添堵。他活了83年，混學術圈73年，有661篇論文、69項專利，航海、電氣、熱力學、電磁學各種碩果累累。
湯姆遜的前半生，可以說是牛逼到飛起，直到他決定研究地球年齡。
1862年，38歲的湯姆遜拿出了地齡研究第一彈：
9800萬年。PS：最小2000萬年，最大4億年。又PS：我的計算可能是錯的…
望著大家蒙圈的眼神，湯姆遜開始了塗改數字的後半生：第二彈從4億降到1億，第三彈又降到5000萬。到73歲那年，已經鬧不清第幾彈，降到2400萬。總算穩定下來。
作為一名物理學家，湯姆遜當然不會憑空亂改。他的依據是：太陽和地球的年齡應該差不多。所以，太陽可以燒多久，就成了他估算地球年齡的依據。
當時，相對論、量子論還沒誕生，沒法知道太陽是核聚變發熱，只能假設它在燒某種燃料。So，湯姆遜的數字變化，基本上是他對太陽大小、燃料品種、燃燒速度評估的變化。
然而，地質學家面對越來越多的化石樣本，根本沒法相信地球只有2400萬歲。因為那樣的話，這些史前生物必須死於同一個地質年代。
太陽燒不了那麼久VS生物史必須更久。這很精分。
所以，地質學家感覺是時候澄清一切了。
都柏林三一學院的霍頓宣布「地齡應該是23億年」，他看了看一眾驚愕的眼睛，接著說，「呃…如果非要給地球年齡加一個期限，我希望是1.53億年。」
霍頓的同事喬利痛定思痛，決定把哈雷的設想變成現實，他掐指算了一下海鹽總量x、年增鹽量y。得到地齡z=8900萬…
總之，那時，你要查寒武紀的年數，會查到從300萬、1800萬，到6億、7.94億、24億等豐富多彩的品種。總有一款適合你。
到二十世紀初，一位更牛的物理學家摻和了進來。
他就是諾貝爾獎收割機：盧瑟福。他的助手和學生有11人獲諾獎。盧老師本人身為物理學家，勇奪諾貝爾化學獎。
作為核物理學之父、最偉大的實驗物理學家之一，盧瑟福發現，原子所謂的放射性，其實是原子核掉了一塊，變成另一種原子。比如釙丟掉氦那麼大一塊，就變成了鉛。這叫衰變。
盧瑟福順勢提出「半衰期」概念。通俗講，一塊礦里，某種原子總數的一半發生衰變所需要的時間，就是這種原子的半衰期。
這樣一來，測出放射性礦物里相關原子的含量，就能算出這塊礦物的年齡。
盧瑟福測了測手頭一塊瀝青鈾礦，發現它有7億歲。
1904年，盧老師跑去英國皇家科研所發布這個成果：地球年齡怎麼也得超過7億歲吧。
沒有掌聲。竟然冷場了。關鍵是連地質學家也不感興趣。
盧老師審時度勢，反正工作室堆的項目也忙不完，還是收割諾獎要緊。
二十世紀初，是物理的天下：電磁學論劍巔峰，熱力學風頭正勁，量子論鋒芒畢露，相對論異軍突起。洛倫茲、開爾文、玻爾茲曼等前輩餘威尚在；能斯特、普朗克、盧瑟福、居里夫人等樑柱熠熠生輝；而正在崛起的，是玻爾、海森堡、狄拉克、費米、薛定諤等璀璨的巨星，還有比肩牛頓的愛因斯坦。
有了他們，這顆藍色星球的光芒，眼看要壓過太陽。人類從來沒有那樣清晰地審視這個宇宙，除了地球的年齡。
除了物理學——我不是針對地質學，而是說在座的所有學科，都是渣渣。
不如我們加入他們，改名叫地球物理吧。
閉嘴！
在物理學最輝煌的十九世紀二十年代。阿瑟·霍姆斯開始了最孤獨的逆行，一個人堅守在達勒姆大學地質系。
霍姆斯相信，盧瑟福搞出來的半衰期，應該可以測出地齡。
和霍姆斯想法一樣的，還有美國物理化學家利比。
1947年，利比找到了碳14測定年代法。原理是：生物掛掉後，它和外界就停止了物質交換，體內有限的碳14開始衰變，而碳14的半衰期大約是5600年…
然而，由於5600年的半衰期太短，只需經歷8個半衰期，碳14就只剩0.39%那麼一丟丟。稍有污染，便謬之千里。所以適測範圍不超過4萬年。
霍姆斯更相信鈾。因為鈾原子核夠大，可以一路裂變成釷鏷鐳氡釙，最後變成穩定的鉛。不同的變身，半衰期各有不同。但長到足夠測地齡了。
霍姆斯克服沒錢的尷尬，測出地齡至少有30億歲。可以說這是當時最接近真實地齡的結果了。
然而不幸的是，同行們不承認：你的方法很贊，但這是地球材料的年齡，不是地球年齡。
翻譯過來：你身上的原子幾十億歲了，不代表你也幾十億歲了。
東邊日出西邊雨。芝加哥大學的布朗教授也相信：拿一塊最古老的石頭，測出鈾和鉛的含量，就可以算出地球年齡。
巧的是，他找到一種測定火成岩中鉛同位素的靠譜方法。
不巧的是，這種測量工作特沒勁。不愛干，怎麼辦？
布老師機智地叫來老實巴交的研究生克萊爾·彼得森，舉著小本子說：我看你天賦異稟骨骼驚奇，想來是百年難得一見的測齡奇才。我這裡有塊石頭，你拿回去測一測，很快就會測到地齡。正好拿來當研究生論文成果。驚喜不驚喜？
7年後。
1953年，彼得森終於測得：地球年齡是45.5億歲（±7千萬歲）。
不過，他用的，不是布老師那塊石頭，而是千辛萬苦找到的隕石。因為他知道，地球這麼活潑好動，很難說哪塊石頭是最古老的，倒是天外來客——隕石，應該是和太陽系一起出生的，天然本色無污染。所以，他測的是隕石。
地球，不，你們太陽系，總算有了一個靠譜的年齡。人類200多年的努力終於有了交代。
然而，彼得森並沒有高興太久。因為他發現，人類快要滅絕了。
在7年的測鉛工作中，他測到：全球鉛污染超出了人類的想像。誰幹的？
彼得森憑著嫻熟的測鉛手段、紮實的科學取證，搞了一下Tempest數值模擬和DionisosFlow反演，很快找到元兇：蒸蒸日上的含鉛汽油。
要命的是，鉛非常穩定。鉛污染累加容易，消減極難，不可逆。翻譯過來：照這個速度污染下去，人類很快就會作死自己。
然而你懂的，雖然每個人都是受害者，但為了眼前這口肥肉，鉛污染企業上躥下跳，刪帖封號，軟硬兼施，撒潑打滾阻撓彼得森揭開他們的底褲。
一場孤膽英雄PK高官財團的懸疑驚悚大戲真實上演。這是另一個動人心魄的故事了。
20年的戰鬥，彼得森終於用鐵證撼動了立法，美國提出《1970年潔凈空氣法》，1986年在美國停止銷售一切含鉛汽油。此後陸續禁止在多種產品中添加鉛。
時至今日，美國人血液里的鉛濃度，仍比100年前的人類高出大約625倍。
亡羊補牢，未為晚矣。
如果不是默默無聞的地質學家彼得森…想想看，後背不發凉么。
所以，你以為搞地質就只是挖挖礦、提升提升生產力這麼簡單？它還能拯救人類吶！
美國地質學家|克萊爾·彼得森
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