新發(fā)現(xiàn)提出新挑戰(zhàn)

科學(xué)總是不斷發(fā)展的，過去一直被奉為真理的原理和常識(shí)，很可能被新的成果推翻。知識(shí)在不斷接受挑戰(zhàn)中完善和成熟。例如，根據(jù)愛因斯坦的相對(duì)論，光速在真空中應(yīng)當(dāng)是恒定的，但是，英國(guó)的一些天體物理學(xué)家前不久計(jì)算出，在創(chuàng)世大爆炸時(shí)，光的速度比現(xiàn)在要高出好幾千倍。因此，我們要不斷學(xué)習(xí)新知識(shí)，才能讓我們的知識(shí)儲(chǔ)備更豐富，更準(zhǔn)確。

“萬(wàn)物生長(zhǎng)靠太陽(yáng)”嗎？

生物老師曾經(jīng)肯定地告訴我們：萬(wàn)物生長(zhǎng)靠太陽(yáng)。沒有陽(yáng)光，生命就不可能存在。植物通過光合作用制造有機(jī)物，成為食物鏈的第一個(gè)環(huán)節(jié)，動(dòng)物首先要依靠植物才能生存，而海洋深處沒有陽(yáng)光，也就不可能存在生命。事實(shí)果真如此嗎？

1977年，幾位美國(guó)科學(xué)家乘坐潛水艇，在太平洋2 630米的深處發(fā)現(xiàn)了一種奇特景觀：熱泉。這是火山在周期性爆發(fā)中形成的一種副產(chǎn)物。令人難以置信的是，在伸手不見五指、水溫高達(dá)三四百攝氏度的熱泉口附近，他們竟然找到了一些2米多長(zhǎng)的管狀蠕蟲和各種各樣的貝殼，還有一些奇形怪狀的魚游來游去。盡管這里的條件看起來極端惡劣，壓強(qiáng)巨大，但生命力依然旺盛。當(dāng)把這些動(dòng)物帶到地面上時(shí)，它們會(huì)發(fā)出一種臭雞蛋味，說明其體內(nèi)含有硫磺。這證明它們的主要能源不是依靠陽(yáng)光，而是依靠熱泉口噴出來的化合物，特別是硫化氫。也就是說，這些動(dòng)物是靠吃有毒的化學(xué)物質(zhì)生長(zhǎng)的。這是一個(gè)建立在化學(xué)能合成基礎(chǔ)上的原始生態(tài)系統(tǒng)。這一重大發(fā)現(xiàn)，證明了此前不少科學(xué)家的觀點(diǎn)：地球上最早的有機(jī)物是由化學(xué)而不是光合成的，海底熱泉口也許是研究生命起源的最佳實(shí)驗(yàn)室。

近年來，隨著全球人口增長(zhǎng)速度嚴(yán)重超出地球的給養(yǎng)能力，科學(xué)家正在研發(fā)一種無陽(yáng)光種植的新方法，即在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)用人工光而不是太陽(yáng)光照射的方法種出莊稼，并獲得成功，也是對(duì)“萬(wàn)物生長(zhǎng)靠太陽(yáng)”這條定律的有力挑戰(zhàn)。

什么是“地球之肺”？

多少年來，教科書都是這樣告訴我們：樹木在生長(zhǎng)過程中能吸收二氧化碳，釋放氧氣。氧氣是地球上人類和其他生命賴以生存的重要物質(zhì)，所以人們常常把森林形象地比喻為“地球之肺”。20世紀(jì)80年代初，當(dāng)亞馬孫森林遭到大量砍伐時(shí)，各環(huán)保協(xié)會(huì)和媒體向國(guó)際社會(huì)紛紛發(fā)出警告：“地球之肺”正在遭到破壞，正在逐漸消亡！

其實(shí)，把森林稱為“地球之肺”是不正確的。如上所述，樹木在生長(zhǎng)時(shí)固然能吸收二氧化碳，釋放氧氣，但是當(dāng)樹木死亡、腐爛時(shí)，它就會(huì)反過來吸收氧氣，釋放二氧化碳。對(duì)于一片成熟的森林（例如亞馬孫森林）來說，它消耗的氧氣與釋放的氧氣一樣多，氧氣與二氧化碳的吸收與排放已達(dá)到平衡，正負(fù)正好相抵。在亞馬孫森林，真正受到威脅和破壞的主要是生物的多樣性。例如，這里每年都有幾千種可能具有藥用價(jià)值、尚不為人所知的動(dòng)植物在消失。

那么，什么是真正的“地球之肺”呢？回答是海洋。在面積大大超過陸地的浩瀚海洋中，藻類和浮游植物群落也能吸入二氧化碳，釋放氧氣。這些藻類和浮游植物死亡之后，有一小部分沉入海洋深處，成為海底沉積物的“俘虜”，在那里一呆就是幾百萬(wàn)年。而它們釋放的氧氣，大部分從海水中進(jìn)入空氣，數(shù)量是正數(shù)，所以現(xiàn)在科學(xué)家們認(rèn)為海洋才是真正的“地球之肺”。這些論點(diǎn)，最近已被法國(guó)的教科書采納。

最小的物質(zhì)是什么？

這是古今中外一些哲學(xué)家和科學(xué)家一直在探索和爭(zhēng)論的一個(gè)問題。

早在2 000多年前，古希臘哲學(xué)家德謨克利特曾設(shè)想，物質(zhì)是由肉眼看不到的極小粒子組成的。他說：“如果我們不停地敲擊一個(gè)石塊，我們最終會(huì)得到一些永遠(yuǎn)不變、不可再分的粒子，即原子。”19世紀(jì)后期，科學(xué)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了原子的存在，但同時(shí)也發(fā)現(xiàn)原子并不是不可分的，它可以自動(dòng)地變成別種原子，并從中分出比它更小的電子。

20世紀(jì)初到30年代，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，物質(zhì)是由電子、正電子、質(zhì)子、中子和光子所組成，他們給了這些粒子一個(gè)新的統(tǒng)稱——“基本粒子”，意思是：這些粒子扮演著以前原子所扮演的角色，它們才是組成各種物質(zhì)的永遠(yuǎn)不變、也不可再分的基本單元。

但是，這個(gè)結(jié)論又一次遭到否定。原來，中子會(huì)衰變成質(zhì)子，并放出一個(gè)電子和一個(gè)反中微子，以后又發(fā)現(xiàn)了大量的“基本粒子”衰變及其互相轉(zhuǎn)化的事實(shí)，從而否定了“基本粒子”的說法。

1964年，美國(guó)物理學(xué)家默里·蓋爾曼和G·茨威格各自獨(dú)立提出了中子、質(zhì)子這一類強(qiáng)子是由更基本的單元——夸克組成的。夸克的存在直到1975年才得到證實(shí)。因?yàn)榭淇朔浅７浅Ｐ。^察它極端困難。是否還有比夸克更小的粒子？這是科學(xué)家們?nèi)栽诓粩嗵剿鞯恼n題。

人類的祖先究竟是誰(shuí)？

在將近40年的時(shí)間里，一只名叫“露西”的南方古猿（類人猿），曾被認(rèn)為是我們?nèi)祟愖罟爬系淖嫦取４耸略趯W(xué)校的課本里存在了20多年。后來的一系列考古發(fā)現(xiàn)證明，事實(shí)并非如此。

1974年11月30日，古人類學(xué)家伊夫·科龐及其同事，在東非干涸的奧莫河谷發(fā)現(xiàn)了“露西”的骨骼碎片。這是一只身高1.06米的雌性南方古猿，系類人猿的一種。于是，在很長(zhǎng)一段時(shí)間里，320萬(wàn)歲高齡的露西一直被認(rèn)為是人類的祖母。據(jù)此，伊夫·科龐在1981年創(chuàng)立了關(guān)于人類起源的理論。他認(rèn)為，在800萬(wàn)年前，一些類人猿生活在非洲大陸東部的森林里，氣候濕潤(rùn)。后來，由于大規(guī)模的地質(zhì)變動(dòng)，東非大峽谷產(chǎn)生，將類人猿分成兩群。在大裂谷的西部，類人猿繼續(xù)在潮濕的森林里生活。而在東部，氣候變得干旱少雨，茂密的森林變成了稀樹草原。為了適應(yīng)惡劣的自然環(huán)境，類人猿不得不站立起來，一方面便于看清來犯之?dāng)常硪环矫嬉彩菫榱四茏吆苓h(yuǎn)的路去尋找食物。于是，直立行走的形態(tài)被保留下來，這一地區(qū)就是人類的搖籃。

但是，這一理論不久就受到挑戰(zhàn)。1995年，古生物學(xué)家米歇爾·布呂內(nèi)在非洲中北部的乍得共和國(guó)沙漠深處，發(fā)現(xiàn)一個(gè)類人猿（起名叫“阿貝爾”）的下頜。據(jù)考證，阿貝爾與露西是同時(shí)代人。問題在于：二者并不生活在同一地區(qū)，阿貝爾居住在東非大峽谷以西2 500千米遠(yuǎn)的地方。2001年7月，還是在乍得，米歇爾·布呂內(nèi)又發(fā)現(xiàn)了一塊據(jù)今700萬(wàn)年的顱骨。雖然有些學(xué)者認(rèn)為這塊顱骨應(yīng)屬于大猩猩的祖先，但米歇爾·布呂內(nèi)根據(jù)大量研究認(rèn)定：“這不是一只南方古猿，很顯然它屬于人科。”這一看法后來得到伊夫·科龐的認(rèn)可。

現(xiàn)在，世界各地發(fā)現(xiàn)的人類化石愈來愈多，分子生物學(xué)技術(shù)飛速進(jìn)步，對(duì)人類起源問題的研究還在步步深入，也許用不了多久，就可闡明或基本闡明現(xiàn)代人的起源問題。