第十章 把鉛攆出去(2)

他的死亡本身也是極不尋常的。米奇利患脊髓灰質炎變成跛子以後，發明了一個機械裝置，利用一系列機動滑輪自動幫他在床上抬身或翻身。1944年，當這台機器啟動的時候，他被纏在繩索里窒息而死。要是你對確定事物的年齡感興趣，20世紀40年代的芝加哥大學是個該去的地方。威拉德·利比快要發明放射性碳年代測定法，使科學家們能測出骨頭和別的有機殘骸的精確年代，這在過去是辦不到的。到這個時候，可靠的年代最遠只達埃及的第一王朝--公元前3000年左右。例如，誰也沒有把握說出，最後一批冰蓋是在什麼時候退縮的，法國的克羅馬農人是在過去什麼時候裝飾拉斯科山洞的。利比的方法用途很廣，他因此獲得了1960年的諾貝爾獎。這種方法基於一種認識：生物內部都有一種碳的同位素--名叫碳－14，生物一死，該同位素馬上以可以測定的速度開始衰變。碳－14大約有5600年的半衰期--即任何樣品消失一半所需的時間--因此，通過確定某種特定的碳樣的衰變程度，利比就可以有效地鎖定一個物體的年代--雖然是在一定限度以內。經過八個半衰期以後，原先的放射性碳只剩下％。這個量太小，無法進行可靠的測算，因此碳－14年代測定法只適用於年代不超過4萬年左右的物體。有意思的是，隨着這項技術的廣泛使用，有些疵點也日漸顯露出來。首先，人們發現，利比公式里有個名叫衰變常數的基本成分存在3％的誤差。而到了這個時候，全世界已經進行了數千次計算。科學家們沒有修正每個計算結果，而是決定保留這個不準確的常數。"這樣，"提姆·弗蘭納里說，"你只要把今天見到的每一個以放射性碳年代測定法測定的年代減去大約3％。"問題沒有完全解決。人們又很快發現，碳－14的樣品很容易被別處的碳污染--比如，一小點兒連同樣品一起被採集來的而又沒有被注意到的植物。對於年代不大久遠的樣品來說--年代小於大約2萬年的樣品--稍有污染並不總是關係很大，而對於年代比較久遠的樣品來說，這有可能是個嚴重的問題，因為統計中的剩餘原子數實在太少了。借用弗蘭綱納里的話來說，在第一種情況下，就像是1000美元里少數1美元；而在第二種情況下，就像是僅有的2美元里少數了1美元。而且，利比的方法是以如下假設為基礎的，即大氣里碳－14的含量以及生物吸收這種物質的速度，在整個歷史進程中是始終不變的。事實並非如此。我們現在知道，大氣里碳－14的數量變化不定，取決於地球的磁場能否有效地改變宇宙射線的方向；在漫長的時間裏，變化的幅度可能很大。這意味着，有些以碳－14年代測定法測定的年代要比別的這類年代更無把握。在比較缺少把握的年代當中，有人類首次抵達美洲前後這一段時期的年代。這就是為什麼那個問題老是爭論不休的原因之一。最後，也許有點兒出人意料的是，計算結果可能由於表面看來毫不相干的外因--比如動物的飲食結構--而完全失去意義。最近有個案例引起了廣泛激烈的爭論，即梅毒究竟起源於新大陸還是舊大陸。赫爾的考古學家們發現，修道院墳地里的修道士患有梅毒。最初的結論是，修道士在哥倫布航行之前就已經患上了梅毒。但是，該結論受到了質疑，因為科學家們發現，他們吃了大量的魚，這會使他們骨頭的年代看上去比實際的要古老。修道士可能患有梅毒，但究竟是怎麼患上的，什麼時候患上的，問題似乎容易解決，卻依然沒有解決。由於碳－14年代測定法的缺點加起來還真不少，科學家們發明了別的辦法來測定古代物質的年代，其中有發熱光測定法和電子自旋共振測定法。前者用來測定存留在泥土裏的電子數；後者以電磁波轟擊一件樣品來測定電子的振動。但是，即使用最好的方法，你也無法測定20萬年以上的東西的年代，也根本無法測定岩石那樣的無機物質的年代。然而，若要確定我們這顆行星的年齡，這當然是必不可少的。測定岩石年代的問題在於，世界上幾乎人人都一度不抱希望。要不是出了一位決心很大的、名叫阿瑟·霍姆斯的英國教授，這項探索很可能會完全停頓下來。無論在克服困難方面，還是在取得的成就方面，霍姆斯都很有英雄氣概。20世紀20年代，正當他的事業進入全盛期的時候，地質學已經不再吃香--物理學是那個時代的熱門科學，資金嚴重缺乏，尤其在它的精神誕生地英國。多少年來，他是達勒姆大學地質系的惟一人員。為了進行測定岩石年代的工作，他常常不得不借用或拼湊設備。有一次，為了等校方為他提供一台簡單的加法機，他的計算工作竟然耽擱了1年時間。有時候，他不得不完全停止學術工作，以便掙錢來養家餬口--一度在紐卡斯爾開了個古董店，有時候他連地質學會每年5英鎊的會費也繳不起。霍姆斯在研究工作中使用的方法，在理論上其實並不複雜，直接產生於歐內斯特·盧瑟福於1904年最初發現的那個過程，即，有的原子以一種可以預測的比率從一種元素衰變成另一種元素，因此這個過程可以用來當時鐘。要是你知道鉀－40要經過多長時間才變成氬－40，並且測定樣品里這兩種元素的量，你就可以得出那種物質的年代。霍姆斯的貢獻在於，以測定鈾衰變成鉛的比率來測定岩石的年代，從而--他希望--能測定地球的年齡。