當繪畫再現科學探索

劉夕慶

科學美術的一項功能是再現人類在不斷科學探索中的感人圖景。多個世紀以來，中外不少畫家樂此不疲，他們以表現科學家不懈探索的精神之光以及探索未知領域的事物為己任，不斷進行創作，用以激發更多有志青年去勇敢嘗試科學探索的過程。

星際和地球空間的科學探索

人類對地球和星際空間進行的科學探索有時因限于實驗和觀測條件，須做到理論先行。1906年，美國天文學家莫爾頓和地質學家錢伯林宣布了一種驚人的太陽系起源新理論：在遙遠年代前的某一時刻，一顆恒星漫游靠近太陽時，由于引力作用從太陽上吸出一連串物質團，這一鏈式團經過運動與冷卻后就形成了諸大行星。這一全新觀念的意義之一是太陽系因某種非同尋常（或許是唯一）的事件而誕生，因此太陽系本身也可能是唯一的。

20世紀20～30年代，杰出的天文學家金斯和愛丁頓等人曾認為這個理論的確可能是正確的，因為人們還沒有觀測到在其他恒星周圍有行星系統。但時至今日，情況有了實質性的變化—類似太陽系的行星系統發現地越來越多，有些發現甚至觀測到有類似地球存在的證據。從人類目前的認知來看，水是生命之源。而最新消息表明，已發現的距地球約700光年的一顆行星上存在著大量水。因此，對星際空間的探索已不僅僅屬于理論探討的范疇了。

已故美國天文學家薩根（見左頁圖）曾用長波紫外線照射甲烷、氨、水和硫化氫氣體的混合物，獲得了生命的主要成分—氨基酸，這為人們探索地球原始環境中生命的起源提供了寶貴知識。1966年薩根與人合作，用雷達探測火星，證明火星上可能有高達10千米的山脈；根據對金星的觀察，他又與波拉克證明其表面溫度為427℃。1968年他調到美國康奈爾大學任行星研究實驗室主任，倡導向金星和火星發射幾種無人駕駛的空間探測器。他的探索性著作很多，其中有《宇宙聯系》等。

地外與史前文明的科學探索

伽利略最先用望遠鏡發現地球和其他行星球體類似，都只是組成太陽系的一部分。而后來意識到這點的人們會這樣推理：既然地球上已涌現出無數生命形式，別的行星上是否也會有生命存在？如果有，是否也會進化出文明？出于邏輯性幻想，他們認為，只要一些生命起源與進化的必要條件具備，地外生命和文明的出現是有可能的。例如，17世紀一位名叫豐特內勒的法國數學家就明確提出了這個問題。

豐特內勒意識到三件事：第一，其他行星和地球很相似。第二，別的行星上的環境可能和地球千差萬別（比如，水星一定很熱，因為它離太陽太近了）。第三，行星上的生命會盡量適應一些客觀條件。他不僅提出問題，還根據離太陽遠近等推測并宣稱，水星上的居民生命力旺盛，可是情緒激動、脾氣暴躁；而木星上的文明人都是大哲學家，等等。

到了1961年，地外文明（外星人）的探索有了改觀—11位科學家齊聚美國西維吉尼亞綠岸的國家射電天文臺，他們共同討論了新的可能性，最終，他們用一個簡潔等式總結了對外星文明數量的估計，這就是著名的德雷克公式。

當時，科學家們對能在火星或是太陽系其他行星上發現生命還抱有希望，但不幸的是，這方面的科學探索并沒有趕上科幻小說的進度。比如弗蘭克·R.保羅發表在《奇幻歷險》雜志封底的《火星人》圖畫，畫中地球人與火星人在握手。他極盡所能塑造了一個看似很真實的外星人，畫中融入了當時人們對火星的所有認知。在創作時他也充分考慮到火星這顆紅色星球的特征：較小的引力、稀薄的大氣和極低的溫度。

地球史前文明的科學探索可從社會學和人類學切入。社會學研究個體在社會活動中的作用—許多思想家認識到，與其他物種的生活相比較，人類生活的基礎更是社會性的。由此，19世紀的科學家相信人類社會一定能夠用科學來解釋—在機器工業時代，人類社會就相當于最大的“機器”，而它應當是按照科學規律來組織的。

人類學集中于探索發現人種的進化階段。在18世紀文明的時代，許多哲學家想知道關于人的有序體系：世界上不同種類的人都是從一個共同的祖先繁衍而來的嗎？如果是，他們為什么會有這么大的差別？最早的科學家對不同人種的解剖學結構、語言、宗教和風俗進行了對比，但就是缺少一個把所有證據組織起來的有序體系。但這個體系隨著進化論的出現而明確了—生命形式是按時間順序而彼此相關的，每一個都是從更早的一個生長出來，有一個從低級形式到高級形式的進化過程。這個原則毫無疑問導致了人類學的產生，因為它提供了人類社會和風俗在按時間順序發展的體系中彼此相關的可能性。

考古和古生物學中的科學探索

在早期古生物學探索中最轟動的事件恐怕是恐龍的發現了：19世紀以前，人們已經注意到巨大并變為化石的骨頭的存在。然而恐龍引起人們注意的第一個信息并不是骨骼，而是1800年在美國馬薩諸塞州沙石片上發現的巨大腳印。古生物學中有兩個原則：特定的巖層總是與特定的化石相關聯，它們都來自于同一時代—最古老的發現往往藏于最深層。

1822年，蘇塞克斯的醫生曼特爾首先在沙石中發現了一顆大牙齒化石，然后又在相同的地點發現了骨骼化石，這些化石不像他以前見過的任何動物化石。他把這些化石與倫敦皇家外科醫學院博物館的標本進行了對比，發現它們與蜥蜴的標本更相像，好像是被大幅度放大了的蜥蜴。

1825年，曼特爾發表了他的論文《一種新發現的森林爬行動物》，他將其命名為“禽龍”。著名生物學家居維葉讀到了這些描述，承認這是一種新的、來自另一時代的草食性爬行動物。當時，還有另一位博物學家巴克蘭也發現和描述了在牛津附近挖掘到的一種動物遺跡，它具有巨大的刀片樣牙齒，與禽龍的葉片樣牙齒顯著不同，明顯屬于肉食性爬行動物，他將其命名為“斑龍”，意思是“巨大的蜥蜴”。根據巴克蘭的標本，居維葉估算這種動物約12米長。

隨后，又有了其他進一步發現，一種全新的動物綱從時間的坐標中顯現出來。1842年，英國皇家外科醫學院解剖學教授歐文寫了一篇關于這種化石的報告，并討論了這些爬行動物的特征：“在尺寸上遠遠超過了現存的最大爬行動物”，組成了蜥蜴類動物的一種不同的“目”，因此他建議使用“恐龍”這個名字—此詞來自兩個希臘語詞根“可怕”和“蜥蜴”，歐文用這兩個詞概括了恐龍的特點。