第五章：現(xiàn)代科學(xué)的大生長

第一節(jié)物理學(xué)的全面生長

1.1經(jīng)典力學(xué)形式的生長及外展式應(yīng)用

在牛頓《原理》出書后的近半個世紀(jì)中，除了流體力學(xué)和彈性理

論之外，沒有人提出過新的力學(xué)原理，萬有引力理論乃至理論天文學(xué)

自己也沒有什么重要進(jìn)展。這也許是因為消化一種造成自然科學(xué)革命

的理論需要時間的緣故。力學(xué)由“革命時期”的質(zhì)變而轉(zhuǎn)入“通例時

期”的量變，這是理論自身不停完善的歷程，它主要體現(xiàn)在兩個方面:

其一，是力學(xué)“在牛頓定律底子上的一種演繹的、形式的和數(shù)學(xué)的生

長其二，是牛頓力學(xué)的外展式應(yīng)用。

有人講牛頓的威望反而使英國今后的科學(xué)毫無結(jié)果，這是英國人

的守舊態(tài)度所致。從歷史來看，牛頓的《原理》沒有用他發(fā)明的數(shù)學(xué)

闡發(fā)要領(lǐng)一一微積分要領(lǐng)，而是用多少要領(lǐng)表述與論證的；加之他的

流數(shù)法在標(biāo)記上的不方便，不但使得他的闡發(fā)法甚至在英都城沒有很

好地普及，同時也使他的《原理》自己的流傳和普及受到阻礙。英國

著名哲學(xué)家G.貝克萊(G.Berkeley,1685?1753)就是猛烈打擊牛頓

數(shù)學(xué)闡發(fā)的代表人物之一。不外，他的批判厥后卻在法國刺激了達(dá)蘭

貝爾(d'Alembert,1717?1783)和柯西(A.LCauchy,1789—1857)

等人，使之在生長微積分和極限理論的同時，實現(xiàn)了牛頓力學(xué)的形式

化生長。18世紀(jì)中葉以后，達(dá)蘭貝爾的《力學(xué)原理》(1743)、歐拉

(LeonhardEuler,1707—1783)的剛體和流體運(yùn)動方程(1759,1761)、

拉格朗日(J.L.La—grange,1736?1813)的《解析力學(xué)》(1788)和拉

普拉斯(Laplace,1749?1827)的《天體力學(xué)》等相繼問世，這些著作

高度的展開并完善了牛頓理論，其中數(shù)學(xué)闡發(fā)要領(lǐng)成了理性向自然界

迫近的銳不可擋的武器。

自《原理》頒發(fā)以后，如此眾多的現(xiàn)象通過經(jīng)典力學(xué)、特別是引

力理論的應(yīng)用而被解釋。牛頓理論證明了為什么物體在差別高度和緯

度，其下落速率會產(chǎn)生變革。它還解釋了月球的規(guī)矩運(yùn)動和不規(guī)矩運(yùn)

動問題。它提供了理解和預(yù)報潮汐現(xiàn)象的物理底子，并揭示了地球的

歲差率現(xiàn)象是月球?qū)Φ厍虺嗟缆∑鹛幬慕Y(jié)果。對牛頓理論的最樂

成的應(yīng)用，是哈雷彗星的預(yù)言。哈雷(E.Hallcy,1656?1742)通過對

1682年大彗星的視察與研究認(rèn)為，不但是行星，并且彗星同樣在萬

有引力作用下運(yùn)動。他發(fā)明1531年、1607年、1682年的三個彗星的

軌道非常相似，而推斷它們是同一個彗星，并盤算出其靠近地球的周

期為75?76年，因此預(yù)言下一次彗星出現(xiàn)在1758年。盡管在此之后

的1740年他以87歲的高齡去世了，但厥后以他的名字命名的這顆大

彗星于1758年圣誕之夜如期地到臨地球上空。然而，比哈雷彗星的

樂成預(yù)言越發(fā)光輝和振奮人心的照舊海王星的發(fā)明。英國青年亞當(dāng)斯

和法國青年勒維列分別獨立地憑據(jù)萬有引力定律和攝動理論研究推

導(dǎo)出未知行星的位置。在盤算結(jié)果送給柏林的加勒(1812—1910)的當(dāng)

天晚上，就在預(yù)測的位置上找到了這顆厥后被命名為海王星的行星。

這一事件宣告了牛頓力學(xué)的最終勝利，使它成為所有科學(xué)的模式；而

在科學(xué)外部，則逐漸體現(xiàn)出牛頓的革命意識。

1.2經(jīng)典力學(xué)作為形而上學(xué)模式

牛頓和他的同時代人約翰?洛克（JohnLocke,1632?1704）是偉大

的新思想的象征。這種新思想孕育了在思想信仰和習(xí)慣勢力領(lǐng)域中的

革命，它標(biāo)記著以啟蒙運(yùn)動為起點的新時代的到來。正如一位學(xué)者所

說：“牛頓思想的影響是巨大的。整個啟蒙運(yùn)動的大綱（尤其是在法國）

是自覺地創(chuàng)建在牛頓的原理和要領(lǐng)的底子上的，這在厥后則轉(zhuǎn)變?yōu)槲?/p>

方現(xiàn)代文化。道德、政治、技能、歷史、社會等等的某些中心看法和

生長偏向，沒有哪一個思想和生活地區(qū)能夠逃脫這種文化轉(zhuǎn)變的影

響一般說來，牛頓的經(jīng)典力學(xué)的形而上學(xué)模式有三個特點：

首先，牛頓模式中包羅一種依靠一個個事實的實證與歸納到達(dá)原理要

領(lǐng)，這種要領(lǐng)的實質(zhì)是只能問“怎么樣”（How）,而不能問“為什么

Why）o因為問原因歸根結(jié)底就是問第一原理，那就便是探索創(chuàng)造的

神秘正如法國啟蒙運(yùn)動領(lǐng)袖之一伏爾泰所說：“任何第一原理，我

們也可能認(rèn)識J盡管牛頓晚年為了解釋造成行星橢圓軌道的切向力

來源，曾提出“上帝的第一推動”的神學(xué)思想，但他認(rèn)為創(chuàng)造后的宇

宙不再受神的任何統(tǒng)制。因此牛頓模式的形成客觀上有助于啟蒙運(yùn)動

的領(lǐng)袖們切斷神學(xué)與自然科學(xué)聯(lián)結(jié)的紐帶。

除了實證與歸納之外，牛頓模式的又一精髓則是把數(shù)學(xué)作為開啟

宇宙秘密的鑰匙，因為數(shù)學(xué)結(jié)論的優(yōu)點在于它的普遍性。在這種模式

看來，整個自然界的切合機(jī)器原理的有規(guī)矩的運(yùn)動完全可用數(shù)學(xué)來描

述，空間與多少學(xué)領(lǐng)域釀成了一個東西，時間則與數(shù)的連續(xù)釀成了一

個東西。外部世界于是成為一個量的世界，一個可用數(shù)學(xué)盤算的運(yùn)動

的世界。這種由伽利略奠定而由牛頓完成的模式統(tǒng)治自然科學(xué)達(dá)三個

世紀(jì)之久。

最后，由于牛屯取經(jīng)典力學(xué)是其時自然科學(xué)惟一上升為理論條理的

學(xué)科，加之它所取得的光輝樂成，使力的看法以及由波義耳開始到牛

頓完成的關(guān)于物質(zhì)理論的微粒(素)學(xué)說被眾多學(xué)科所運(yùn)用，“力”和

“素”的看法超出了力學(xué)、光學(xué)和化學(xué)領(lǐng)域而被賦予一般要領(lǐng)論意義。

好比，用熱素來解釋熱的本質(zhì)，用燃素來解釋燃燒的本質(zhì)，以及用彈

性素、磁素等莫須有的“素”來解釋振動和磁等種種現(xiàn)象的物質(zhì)底子;

又好比，在運(yùn)動的原因問題上，以種種不存在的“力”(化學(xué)親和力、

電打仗力、生命力等)來解釋種種運(yùn)動歷程的本質(zhì)，這是統(tǒng)治一個時

代的形而上學(xué)自然觀的機(jī)器論特征。

1.3真空與流體力學(xué)

除了剛體力學(xué)外，近代力學(xué)的又一分支是流體力學(xué)。在流體力學(xué)

方面作出孝敬的主要代表人物有西蒙?斯臺文、托里拆利(E.Tofricelli,

1608—1647)、帕斯卡、蓋里克(O.Guericke,1602—1686)和波義耳

(R.Boyle,1627—1691)等人。

斯臺文作為近代力學(xué)先驅(qū)曾發(fā)明過若干重要的流體靜力學(xué)定律。

例如，他用實驗演示了所謂“流體靜力學(xué)悖論”：液體對盛放液體的

容器的底所施的力只取決于蒙受壓力的面積巨細(xì)和它上面的液柱的

高度，而與容器的形狀無關(guān)。別的，他還隱含地假設(shè)了厥后由帕斯卡

提出的原理：流體中任何一點處的壓強(qiáng)各向相等。最后，他還研究了

浮動物體的平衡條件，他發(fā)明這種物體的重心肯定和所排開的流體的

重心(即“浮心”)在同一垂直線上。

這個時期的流體力學(xué)與技能生長聯(lián)系密切。伽利略在1638年注

意到，在凌駕18腕尺(約10米)的深井里，泵就不能起作用了。他說

這里顯現(xiàn)了對自然真空的反抗力的限度，從中不難看出亞里士多德關(guān)

于“大自然厭惡真空”的看法的陳跡。對這種現(xiàn)象第一個作出科學(xué)解

釋的是伽利略的學(xué)生托里拆利。他拋棄了亞里士多德的學(xué)說，也沒有

依靠與其相對立的同樣形而上學(xué)的原子論解釋。他與伽利略的另一學(xué)

生維維安尼(V.Viviani,1622?1703)一起于1643年使用比水的比重

大13.6倍的水銀，重復(fù)進(jìn)行實驗，說明管內(nèi)水銀柱上部形成的真空

是大氣壓力起作用的緣故。托里拆利認(rèn)為，汞柱高過活常的微小變更

是大氣壓變革的結(jié)果。這個假設(shè)由于他的早逝而未能證實。他們用來

做實驗的設(shè)備厥后稱為“托里拆利氣壓計”或“托里拆利管"，管子

頂部留下的空間被稱為“托里拆利真空”。托里拆利還創(chuàng)建了流體動

力學(xué)。他在1644年《多少學(xué)著作》一書中證明了，從一個布滿水的

容器側(cè)壁的一個孔噴出的水柱的路徑呈拋物線狀，射流的速度及單位

時間流量和一個物體從水面高度自由落到孔的高度時所到達(dá)的速度

成正比，因而也和水柱在孔上面的高度的平方根成正比。

帕斯卡在托里拆利逝世不久，不但用汞和水重復(fù)做了托里拆利實

驗，并且于1648年即托里拆利逝世后的第二年在其姻弟佩里埃的資

助下沿著海拔1648米的多姆山的山坡從山腳到山頂設(shè)置若干視察

站，每站安裝一個托里拆利氣壓計。他們發(fā)明，汞柱的高度隨著站的

高度的增加而遞減，同時，縱然在山腳下的氣壓計也不時有微小變革。

這個實驗有力地證實了托里拆利的假設(shè)。佩里埃發(fā)起用數(shù)字列表表明

氣壓計汞柱高隨著海拔高度的變革。帕斯卡提出把氣壓汁作為丈量高

度的儀器，別的，帕斯卡對流體力學(xué)的主要孝敬是提出了著名的“帕

斯卡定律”，即：流體中任何點上的壓強(qiáng)一定按原來的巨細(xì)向各偏向

通報。

在同一時期，法國馬德堡市市長蓋里克實驗了用泵排除空氣形成真空

的實驗。他先后發(fā)明了三種抽氣機(jī)，其中最后設(shè)計的改進(jìn)抽氣機(jī)同波

義耳發(fā)明的抽氣機(jī)之間有相互啟發(fā)的干系。抽氣機(jī)的發(fā)明與改造，對

付氣體物理性質(zhì)的研究具有至關(guān)重要的意義。1654年蓋里克公然演

出了用16匹馬拉開排除了空氣的兩個銅半球（被命名為“馬德堡半

球”）。波義耳得知此實驗后利用自制的抽氣泵進(jìn)行多種實驗，從而

創(chuàng)建了“空氣的收縮與壓縮的力成正比”的波義耳定律。哈雷以這一

定律為憑據(jù)終于實現(xiàn)了佩里埃的發(fā)起，列出了第一個氣壓對高度干系

表；而牛頓把氣體粒子假定為靜止的彈簧從而推導(dǎo)出了波義耳定律。

別的，蓋里克還制造了高達(dá)四層樓左右的水氣壓計。他還憑據(jù)氣壓變

革同天氣變革之間的干系，預(yù)報了1660年的一次嚴(yán)重風(fēng)暴。

1.4熱學(xué)的起步

在近代，對熱現(xiàn)象的研究是從丈量“熱度”開始的。在科學(xué)地界

說溫度看法以前，人們往往將溫度的變革和物體所含熱量的幾多混為

——談，均用“熱度”來體現(xiàn)。為了能精確地丈量熱度，許多科學(xué)家

都致力于溫度計的研制。我們在伽利略時代的測溫器中看到了溫度汁

的原始形式，與之相比力，法國的吉永?阿蒙頓約莫在1700年發(fā)明的

空氣溫度計，是一個相當(dāng)大的進(jìn)步。德國人丹尼爾?加比爾?華倫海特

(DanielGabrielFahrenheit.1686—1736)是華氏溫度計的制造者。以水

的冰點和沸點作為牢固點的百分溫標(biāo)，是1742年由瑞典人安德斯?

攝爾絮斯(AndersCelsius,1701—1744)接納的。至于在0和100之間

插入數(shù)值的精確性問題，19世紀(jì)才被提出和加以研究。

直到18世紀(jì)，自然科學(xué)才區(qū)離開熱量和溫度；而“冷”這個術(shù)

語，直到19世紀(jì)才從科學(xué)的詞匯中最后消失。力學(xué)已經(jīng)到達(dá)能夠盤

算行星運(yùn)動的階段時熱學(xué)理論仍然處在原始的水平。對付熱的本質(zhì)問

題，整個17世紀(jì)相當(dāng)普各處認(rèn)為是由物體的最小粒子的運(yùn)動而形成

的。培根在《新東西》中正確地指出：“熱是向外擴(kuò)張而又受了限制

的一種運(yùn)動，熱的精英和本質(zhì)就是運(yùn)動，并不是別的?！奔s翰?洛克也

說明：“熱是物體中各部分難以察覺的非常生動的攪動，我們所感覺

的熱，除了物體中的運(yùn)動以外，別無其他J,這個熱的看法是非?，F(xiàn)

代化的但又是思辨的，因此不難理解它為什么會在18世紀(jì)被熱質(zhì)說

所取代。

在對熱現(xiàn)象進(jìn)行大量研究的底子上，英國化學(xué)家布萊克等人提出了熱

質(zhì)(素)說。這種學(xué)說認(rèn)為：熱是一種流體，它可以滲透到物體中去并

在熱互換中從一個物體流向另一個物體；加熱就是給一定物體增加熱

質(zhì)，而冷卻則是從該物體放出熱質(zhì)；盡管在熱互換前后，物體中的含

量有所改變，但它們的總量是守恒的。

熱質(zhì)說能解釋許多已知的熱現(xiàn)象，因而在18世紀(jì)成為一種主流

的理論，它簡直立和其時的科學(xué)生長水平和機(jī)器自然觀有很大的干

系。直到19世紀(jì)，熱質(zhì)說才讓位于熱是能的一種形式的看法。

今天已成為熱力學(xué)的根本課題一一一熱的定量測定，直到19世

紀(jì)才開始。蘇格蘭的約瑟夫?布萊克(Jos叩hBlack,1728—1799)在溫

度和熱量之間，畫出一條明顯的界限；他引入了卡路里、比熱、熱容

量、熔解熱和潛熱等術(shù)語。他的研究是憑據(jù)熱質(zhì)說進(jìn)行的，并使熱質(zhì)

說險些得到完全普遍的認(rèn)可。與此同時，熱的唯動說還沒有完全被放

棄。丹尼爾。伯努利(DanierBemouli,1700—1782)的《流體動力學(xué)》

(1738)與其時流行的看法相反，它把熱歸結(jié)為分子的相互排斥。他利

用數(shù)學(xué)推理，樂成地推導(dǎo)了波義耳和馬略特定律，論證了壓強(qiáng)和分子

速度的平方成比例，證實了阿蒙頓實驗：當(dāng)密閉的定量氣體的溫度增

加某一數(shù)值時，氣體壓強(qiáng)的增加和密度成比例?？墒瞧鋾r熱質(zhì)說占優(yōu)

勢，擁護(hù)者中包羅權(quán)威拉瓦錫，他甚至把卡路里納入化學(xué)元素表。拉

瓦錫、皮埃爾?西蒙和拉普拉斯由于用冰量熱器進(jìn)行丈量，從而對量

熱術(shù)作出了孝敬。

18世紀(jì)末，美國人本杰明?湯姆遜即倫福德(BejaminThomp一

son,BPRumford,1753—1814)批判了熱質(zhì)說。為此，他對摩擦所產(chǎn)

生的熱量進(jìn)行了遍及的丈量。焦耳從這些丈量數(shù)據(jù)中，推導(dǎo)出熱功當(dāng)

量的數(shù)值。倫福德證明，加熱金屬球時，其重量穩(wěn)定。他推論，如果

熱全然是一種物質(zhì)，那么無論如何，它必是沒有重量的一種物質(zhì)。漢

弗萊?戴維支持倫福德對熱質(zhì)說的批判，他認(rèn)為熱素是不存在的，熱

現(xiàn)象的直接原因是運(yùn)動。

直至19世紀(jì)前10年，熱質(zhì)說和熱的唯動說的爭論仍未停止，熱

質(zhì)說仍占優(yōu)勢。提出“卡諾循環(huán)”看法的卡諾在研究熱機(jī)效率問題時

還用熱素的撞擊來解釋熱機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。但厥后(1S27—1830年左右)他終

于放棄了熱質(zhì)論，認(rèn)為熱是動力(能量)，是改變丁形式的運(yùn)動。直至

克勞修斯證明理想氣體的絕對溫度是由分子的平均動能所決定，焦耳

確立了熱功當(dāng)量，以及能量守恒與轉(zhuǎn)化定律的提出，才牢固地確立了

熱的唯動說。

1.5從靜電到動電的研究

古代人類就已經(jīng)發(fā)明摩擦生電的現(xiàn)象，但直至17世紀(jì)上半葉對

電的認(rèn)識仍無新的進(jìn)展。1672年奧?馮?蓋里克在一本書中描述了一

臺早期的摩擦起電機(jī)；1709年弗?豪克斯貝(F.Hauksbcc,1687-1763)

在《物理數(shù)學(xué)實驗》中談到摩擦旋轉(zhuǎn)著的玻璃球、封蠟或硫磺球會產(chǎn)

生火花的實驗。1729年英國的斯蒂芬?

18世紀(jì)對電現(xiàn)象的研究中更值得一提的是曾作為美國《獨立宣

言》起草人之一的弗蘭克林(BenjaminFrankin,1706/790)。他提出

了關(guān)于單電流體的一元論，認(rèn)為所有物體都包羅有一種電流體，這種

電流體超量則物體帶正電，這種電流體不敷則物體帶負(fù)電。他于1749

年向英國皇家學(xué)會送交了《論天空閃電與地下電火花相同》一文，并

在1752年5月一次著名的“鶴子實驗”中證實，閃電同實驗室的電

火花是木質(zhì)相同的放電現(xiàn)象。弗蘭克林因此而得到英國皇家學(xué)會授予

的金質(zhì)獎?wù)隆＝窈笏盅兄屏吮芾揍?。這種新技能以其顯效的事實駁

倒了教會的勾引宣傳，很快在歐洲流行，最終甚至連教堂的屋頂也高

高聳立起避雷針。

雖然18世紀(jì)電學(xué)理論僅局限于靜電學(xué)，但究竟比力學(xué)之外的其

他學(xué)科要先進(jìn)。值得注意的是，近代科學(xué)史上最早的科學(xué)史著作正是

介紹電學(xué)領(lǐng)域的，這就是英國的普里斯特列(JosephPriestley,

1733-1804)所著的《電學(xué)的歷史和現(xiàn)狀及最初的實驗》(1776)

18世紀(jì)末葉，電學(xué)從靜電研究向流電研究生長。其中最重要的

是意大利動物學(xué)家伽法尼(Galvani』737?1789)于1780年在解剖青

蛙時發(fā)明的動物電流。但把這個物理現(xiàn)象從生理學(xué)領(lǐng)域中分散出來并

做出物理學(xué)解釋的是伏打(1745/827)。他在電堆實驗和發(fā)明原電池

的底子上，提出了打仗理論，認(rèn)為任何物體中都含有電流質(zhì)，只是其

緊張水平差別；當(dāng)兩種差別金屬打仗時，電流質(zhì)就可從一種金屬流向

另一種金屬。盡管這種解釋逐漸取代了伽伐尼的動物電看法，但這兩

種解釋均未觸及到電流產(chǎn)生的真正本質(zhì)。然而這兩種解釋之間的爭

論，客觀上促進(jìn)了電化學(xué)的生長。不管怎樣，從靜電到流電的研究究

竟標(biāo)記著電學(xué)認(rèn)識上的一次奔騰。

1.617—18世紀(jì)的聲學(xué)

人類對聲學(xué)的研究起源于音樂。從古代到17世紀(jì)，主要從算術(shù)(比

例)的角度對諧音的音程進(jìn)行研究。17世紀(jì)科學(xué)家中不少人提出過音

程的汁算原則。如伽利略、笛卡兒、默森(MarinMersenne,1588-1648).

胡克等人均證明了一個律吾的音調(diào)由產(chǎn)生它的振動之頻率所決定。特

別是伽利略的法國粹生默森在1636年著的《普通聲學(xué)》中提出弦的

律音的頻率和弦的張力的平方根成正比，而和弦的長度及單位長度上

的質(zhì)量成反比的定律。繼伽利略之后，默森、沃利斯(1616—1703)、

W.諾布爾和丁.皮戈特等人研究了伽利略提出的“和應(yīng)振動”及其

紀(jì)律。法國物理學(xué)家J.索維爾OOsephSauvcLit,1653—1716）對共鳴

進(jìn)行了視察，對弦的諧音作了研究，進(jìn)行過振動頻率的丈量，并且第

一次在駐波理淪中引入了科學(xué)術(shù)語一一“波節(jié)”與“波腹”。牛頓在

盤算空氣中所產(chǎn)生聲波的波長時曾利用了索維爾的測定頻率裝置。

18世紀(jì)的許多數(shù)學(xué)大家如達(dá)蘭貝、丹尼爾?伯努利、布魯克?泰

勒（BrookTaylor,1685—1731）、歐拉（1707—1783）、拉格朗日和拉普

拉斯等都曾對弦振動的數(shù)學(xué)處置懲罰做出了孝敬。其中歐拉于1739

年憑據(jù)泰勒1713年的研究結(jié)果提出了更為精確簡直定音調(diào)的要領(lǐng)，

即一根弦的振動頻率（n）與其長度（1）和單位長度質(zhì)量（m）之間

的干系。別的，拉普拉斯在牛頓研究的底子上引入了拉普拉斯因子，

從而精確地解釋了聲速與氣體溫度變革的干系。

關(guān)于聲音的流傳媒質(zhì)，在亞里斯多德時代人們就已猜到空氣是聲

音的通常媒質(zhì)。音的通常媒質(zhì)。但在抽氣機(jī)發(fā)明之前，這僅僅是推測。

17世紀(jì)中葉，作為抽氣機(jī)發(fā)明人的蓋里克最早進(jìn)行了關(guān)于空氣和我

們對聲音的感知兩者間干系的實驗。他將一容器中放人可用時鐘機(jī)構(gòu)

敲響的鈴，并用抽氣機(jī)抽去容器中的空氣。隨著容器中空氣的稀薄，

鈴聲越來越小。而18世紀(jì)初，F(xiàn).豪克斯貝則沿著相反的思路改造了

上述實驗，他發(fā)明當(dāng)容器中的空氣為一個大氣壓時，鈴聲可傳到30

碼以外；兩個大氣壓時，鈴聲可傳到60碼以外；三個大氣壓時則可

傳到90碼以外。在做這一實驗的1705年，他還用實驗證明了聲音可

在水中流傳。厥后普利斯特列證明聲音可在空氣之外的其他氣體中流

傳。

18世紀(jì)末由于德國科學(xué)家恩斯特?克拉尼(ErnstChladni,1756—1827)

所進(jìn)行的對弦、桿、薄膜和板的振動研究，使聲學(xué)從數(shù)學(xué)的或音樂的

研究要領(lǐng)上升到物理聲學(xué)的高度。他于1802年頒發(fā)的《聲學(xué)》中記

錄了他在1785年前后的一些重要實驗。拿破侖看了他的聲圖實驗后，

說：“克拉尼使聲音變得可以看見了?！眲e的，克拉尼還研究過縱波，

以及聲音在差別氣體中的流傳速度比等問題。

1.7光學(xué)

古希臘時期已知道光的直進(jìn)和反射紀(jì)律；托勒密在光折射實驗底

子上提收支射角與折射角成正比的思想；而關(guān)于視覺的本質(zhì)，伊壁鳩

魯和亞里士多德等提出過一些哲學(xué)推測。中世紀(jì)偉大的數(shù)學(xué)家、天文

學(xué)家伊本?海賽姆用實驗測定了折射率。但總的來說，古代與中世紀(jì)

的光學(xué)知識是極其有限的。因此近代光學(xué)根本是從零開始的。

開普勒是近代光學(xué)的奠定人，其職位如伽利略之于力學(xué)和吉爾伯

特之于磁學(xué)。他在1611年出書的《屈光學(xué)》中解釋了荷蘭望遠(yuǎn)鏡或

伽利略望遠(yuǎn)鏡及顯微鏡所涉及的光學(xué)原理，并提出了改進(jìn)望遠(yuǎn)鏡的發(fā)

起，他的發(fā)起在近代導(dǎo)致遠(yuǎn)距照相透鏡組合的發(fā)明。開普勒第一次明

確提出光度學(xué)根本定律，即光強(qiáng)與離光源的距離平方成反比地變革。

他還研究了球面像差一類龐大現(xiàn)象，為巴羅等后人的多少光學(xué)研究提

供了底子。關(guān)于視覺理論，他還提出視網(wǎng)膜上的成像自己不組成整個

視覺行為的正確思想。他對折射紀(jì)律的研究雖要領(lǐng)正確但未獲樂成。

第一位提出精確的折射定律的是荷蘭人斯涅爾(W.Snell,1591-

1626)o憑據(jù)他于1621年的結(jié)果，可容易地推出現(xiàn)代形式的折射定律。

不外是笛卡兒于1637年第一一個頒發(fā)了折射定律，并實驗給它一個

物理證明，但是否與斯涅爾獨立地發(fā)明該定律則尚存疑問。在頒發(fā)有

關(guān)折射定律的這本《屈光學(xué)》中，笛卡兒還提出丁關(guān)于光的天性的微

粒假說。他在《氣象學(xué)》中對虹霓理論的研究成為牛頓對虹霓解釋的

前提。

關(guān)于光的天性的顛簸說，在達(dá)?芬奇的著作和伽利略書信中已有

跡象。但正式認(rèn)真地提出光具有周期性的是意大利數(shù)學(xué)家格里馬力迪

(F.F.Grimaldi,1618—1663)o他從顛簸看法出發(fā)解釋了似乎同光

的直線流傳定律相悖的衍射現(xiàn)象。他還指出，顏色的差別乃是眼睛受

到速度差別的光振動刺激的結(jié)果，這個思想對厥后的光學(xué)生長具有根

天性意義。他的光學(xué)著作，在他死后兩年被頒發(fā)。在同一年(1665),

胡克的科學(xué)著作《顯微術(shù)》問世，其中光學(xué)部分對多種透明薄膜的閃

光顏色現(xiàn)象進(jìn)行了實驗和理論的探討。他注意到，在一定的厚度范疇

內(nèi)，云母薄片里會出現(xiàn)虹霓的色彩，差別厚度的部位顏色差別。雖然

他未能確定厚度與顏色之間的精確干系，卻為牛頓對“牛頓環(huán)”現(xiàn)象

的研究奠定廠底子。胡克認(rèn)為光是一種振動，發(fā)光體的每一次振動或

脈動必將以球面向外流傳。不外，比力系統(tǒng)地提出光的顛簸理論的照

舊荷蘭物理學(xué)家惠更斯(1629?1695)。他認(rèn)為，組成一個發(fā)光體的微

粒切脈沖傳送給鄰近的種彌漫媒質(zhì)的微粒，每個受激微粒都釀成一

個球形子波(即次波)的中心。這就是1678年提出的著名的惠更斯原

理。用微分多少的語言來表述，即：波陣面所及的任意點均可看做是

新的次波源(即子波中心)，而新的波陣面則是所有次波源向外發(fā)出的

半球面次波的包跡。

牛頓在大學(xué)時期就對光學(xué)有濃厚興趣，為了制造一種能消除色差

的望遠(yuǎn)鏡而開始研究顏色理淪。1672年在《哲學(xué)學(xué)報》上頒發(fā)的他

對色散現(xiàn)象的研究結(jié)果，是他第一次公然頒發(fā)的科學(xué)論文。他對色散

的解釋立即引起他與胡克等人的爭論。牛頓最初吸取了胡克的顛簸思

想，傾向于把微粒說和顛簸說結(jié)合起來，1675年他提出彈性以太的

思想以解決微粒說的困難。但他拒絕純粹的顛簸理論。而在1704年

他的《光學(xué)》中，牛頓則徹底主張光的微粒假說。由于他在科學(xué)界的

巨大影響，而使惠更斯提出的較系統(tǒng)的顛簸說被埋沒百年之久，以致

整個18世紀(jì)光學(xué)處于停頓狀態(tài)。直至19世紀(jì)初由于偏振、于涉等

現(xiàn)象的發(fā)明和研究，才使顛簸說占據(jù)了統(tǒng)治職位。

第二節(jié)化學(xué)的重要進(jìn)展

2.1醫(yī)化學(xué)與工藝化學(xué)

化學(xué)燃素說從煉金術(shù)中的解放經(jīng)歷了約300多年，其中主要經(jīng)過

醫(yī)化學(xué)與工藝化學(xué)時期、燃素說時期和氧化說時期。

醫(yī)化學(xué)即醫(yī)藥化學(xué)。盡管它與煉金術(shù)有千絲萬縷的聯(lián)系，但其實

際事情為化學(xué)生長開辟了新的偏向。主要代表人物是帕拉塞爾蘇斯和

范.海爾蒙脫(LU.vailHelmont,1577~1644)。

前面提到的帕拉塞爾蘇斯不但是醫(yī)學(xué)史上的改造家，并且對化學(xué)

生長也做出了孝敬。盡管他沒有從實踐上完全掙脫煉金術(shù)，但他認(rèn)為

煉金術(shù)的目的是怪誕的。他給煉金術(shù)下了一個新界說一一把天然原料

轉(zhuǎn)化為對人類有用的產(chǎn)物的科學(xué)。他在煉金術(shù)的兩元素(“硫”、“汞”)

說基

礎(chǔ)上增加了“鹽”而提出三元素說，以此作為他的理論看法來解

釋自然界的物質(zhì)變革。他認(rèn)為“硫”是可燃元素，“汞”是揮發(fā)性或

可溶性液體兀素，“鹽”則是不揮發(fā)和不可燃元素。這三元素在物質(zhì)

中所占的差別比例，決定了物質(zhì)所具有的差別性質(zhì)。他做過制藥、提

純等大量化學(xué)實驗，區(qū)分了白磯和藍(lán)磯，研究了二氧化硫的漂白作用，

發(fā)明了醍類物質(zhì)及其麻醉作用，并強(qiáng)調(diào)化學(xué)操縱中定量的意義。

帕拉塞爾蘇斯的醫(yī)化學(xué)學(xué)派在17世紀(jì)產(chǎn)生了很大影響。比利時

的范?海爾蒙脫就是這個學(xué)派的最后一位有影響的代表人物。他差別

意帕拉塞爾蘇斯的三元素說，認(rèn)為水和睦才配稱為元素，因為它們是

再不能被還原為更根本的東西，且兩者不能互變?yōu)閷Ψ?。他通過著名

的柳樹實驗論證樹的所有新物質(zhì)險些都是由水轉(zhuǎn)化來的。盡管實驗構(gòu)

思和結(jié)論是錯誤的，但他的定量研究要領(lǐng)為現(xiàn)代化學(xué)奠定了要領(lǐng)論底

子，同時他的無不生有的信念蘊(yùn)涵著樸素的物質(zhì)不滅思想。海爾蒙脫

還注重氣體化學(xué)的研究，他最早區(qū)分了空氣、水蒸氣和其他氣體.還

區(qū)分了呼吸用的空氣和使人中毒的一氧化碳以及可以滅火的二氧化

碳等氣體。他還研究了酸、堿等物質(zhì)。他提倡化學(xué)講授應(yīng)當(dāng)用火的操

縱來證明，并自稱為“火術(shù)哲學(xué)家”。海爾蒙脫對波義耳元素界說的

形成有很大影響。他還提出過人體消化歷程中的“酸素”理論，這已

經(jīng)孕育了近代生理學(xué)中的酶學(xué)說。

16、17世紀(jì)除醫(yī)化學(xué)外，工藝化學(xué)也是從煉金術(shù)向近代化學(xué)過

渡的重要偏向之一,這方面的代表人物主要有德國醫(yī)生阿格利柯拉

(G,Agricola,1494—1555)>意大利工匠畢林古修(V。Biringuccio,

1480—1539)等。阿格利柯拉寫過許多的冶金和礦物學(xué)著作，最著名

的是1556年初版的《論金屬》。它掙脫了煉金術(shù)的束縛，成為其后

200年中采礦、冶金方面的指南。盡管此書偏重于應(yīng)用方面，但已有

部分金屬化學(xué)以及地質(zhì)現(xiàn)象的內(nèi)容。畢林古修在其名著《火術(shù)》(1540)

中，敘述了鑄鐘和鑄炮等種種運(yùn)用火的生產(chǎn)技能，并從礦物形成、采

礦、提取、冶煉、化合物及其性質(zhì)，一直講到炸藥和其他可燃的和可

爆的物品。他針對煉金術(shù)，直接提出了“金屬不能轉(zhuǎn)化”的思想c此

書和《論金屬》一書均體現(xiàn)了在化學(xué)方面學(xué)者傳統(tǒng)和工匠傳統(tǒng)的結(jié)合,

是從煉金術(shù)通過工藝化學(xué)向近代化學(xué)生長的里程碑。

2.2微素理論

17世紀(jì)化學(xué)史上的重要人物之-----波義耳是一位神職人員，

兼科學(xué)家。他由于與馬略特分別地發(fā)明了氣體定律而成為著名物理學(xué)

家。但他再科學(xué)史上更主要的孝敬是在化學(xué)方面。他在其代表作《猜

疑派化學(xué)家》(1661)中系統(tǒng)地批判了煉金術(shù)化學(xué)認(rèn)為“性質(zhì)決定一

切”、“性質(zhì)組合而成為物質(zhì)”的錯誤原則，并在古代原子論以及醫(yī)化

學(xué)家范?海爾蒙脫的影響下，提出他的微素理論。

微素理論認(rèn)為組成自然界的質(zhì)料是一些細(xì)小致密、用物理要領(lǐng)不

可支解的微粒，正是物質(zhì)的這些機(jī)器微粒決定著物質(zhì)的性質(zhì)及其變

革，其中包羅：它們的巨細(xì)、位置、機(jī)器運(yùn)動，以及其時人們所了解

的一切物理、化學(xué)性質(zhì)。物質(zhì)的機(jī)器微粒結(jié)合成更大的粒子團(tuán)，而這

些大巨細(xì)小的粒子團(tuán)作為根本單位到場種種化學(xué)反響。也就是說，所

謂化學(xué)變革就是這些粒子團(tuán)的運(yùn)動、組合、排列從而形成新物質(zhì)的歷

程。

波義耳還批評煉金術(shù)中的“同情”、“憎惡”、“親和”等不科學(xué)的、

帶情感色彩的看法。他認(rèn)為化合反響中的吸引力或“親和力”，可以

解釋為運(yùn)動粒子相互匹配集聚的結(jié)果，而底子不是什么“相親相愛”

的結(jié)果。他用微粒自己的特點來解釋化學(xué)反響，是很有意義的。他的

微粒說是燃素說的理論前身。好比，從他對燃燒現(xiàn)象的解釋，就可以

看出這點。他認(rèn)為金屬燃燒后，由于火的微粒(火素)穿過玻璃容器與

金屬化合，從而產(chǎn)生金屬灰。這是燃燒后重量增加的原因。盡管波義

耳的“火素”不是厥后斯塔爾(1660—1734)的“燃素”，但波義耳的微

素學(xué)說對燃燒現(xiàn)象的解釋卻是創(chuàng)建燃素說的底子。兩者作為機(jī)器的微

粒哲學(xué)，反應(yīng)了那個時代人類認(rèn)識自然的機(jī)器論特征。

波義耳不但否定古代的元素說，也否定煉金術(shù)和霍亨海姆的元素

說。他認(rèn)為既然不能通過實驗把元素從物體中提取出來，它們就不配

作為組成物體的元素。他給元素下了一個較清楚的界說：元素是“指

某種原始的、簡樸的、一點沒有摻雜的物體，元素不能用任何其他物

體造成，

也不能相相互互造成。元素是直接合成所謂完全？昆合物的身分,

也是完全混淆物最終剖析成的要素?！彼J(rèn)為化學(xué)的一個重要任務(wù)就

是把龐大的物質(zhì)剖析為它的組成元素，并由此認(rèn)識物質(zhì)的天性。應(yīng)當(dāng)

指出，波義耳的“元素”在多數(shù)情況下相當(dāng)于現(xiàn)代化學(xué)中的“單質(zhì)”

看法，厥后拉瓦錫正式使用“單質(zhì)”看法，以區(qū)別于“元素”看法。

作為弗?培根的信徒，波義耳認(rèn)為化學(xué)要創(chuàng)建在大量實驗底子

上，要對化學(xué)進(jìn)行定量研究。他第一次使用“闡發(fā)”一詞，元素看法

的提出就是由“闡發(fā)”而來。他說，現(xiàn)在不但要指出自然是由龐大元

素組成的，并且要指出到底由幾多種元素組成。他一生中記錄了許多

定性闡發(fā)的實驗。

由于波義耳確立了化學(xué)的獨立性，給出了比力清楚的化學(xué)元素的

界說，并進(jìn)行了大量的化學(xué)實驗，從而成為近代化學(xué)的奠定人。在西

方文化史上，波義耳對付揚(yáng)棄古代自然哲學(xué)的整體論思維，并過渡到

近代科學(xué)的闡發(fā)思維，無疑是做出了巨大孝敬的。

2.3燃素說

完成化學(xué)學(xué)科統(tǒng)一的并不是波義耳的元素界說，而是在他的“火

素”看法底子上形成的燃素說。法國化學(xué)家貝歇爾。.Becher,1635?

1682)差別意波義耳把燃燒現(xiàn)象解釋為化合歷程，而提出燃燒是一種

剖析歷程即釋放“燃燒性油土”的歷程。所謂“油土”不外是煉金術(shù)

中的“燃燒性硫二厥后，他的學(xué)生、德國御醫(yī)斯塔爾(G.E.Stahl,

1660-1734)于1703年重新編輯出書了貝歐爾著作,并增加大量注釋。

他用“燃素”取代波義耳的“火素”和貝歇爾的“油土”，提出了系

統(tǒng)的燃素說。

燃素說的根本看法是：

(1)燃素是組成火的元素，當(dāng)它們聚集在一起時就形成火焰，當(dāng)

它們彌散時只能給人以熱的感覺。

(2)燃素充塞于天地之間，大氣中因為有它才會有閃電，生物體

因含有它才富于生命活力，無生命物質(zhì)因含有它才會燃燒。物體失去

它就成為死的灰燼，而灰燼得到它就會得到復(fù)生。

(3)燃素不會自動從物體中分散出來，只有在借助空氣而產(chǎn)生燃

燒時，燃素才氣釋放出來?；鹧媸亲杂傻娜妓兀妓厥潜唤d的火。

(4)所有燃燒現(xiàn)象都可歸結(jié)為燃素的轉(zhuǎn)移一一吸收或釋放。好

比，金屬燃燒時逸出(釋放)燃素而成鍛灰，而煨灰與木炭一起燃燒時

又從木炭中吸收燃素，重新變?yōu)榻饘佟?/p>

由于燃素說使包羅燃燒現(xiàn)象在內(nèi)的大多數(shù)化學(xué)反響在系統(tǒng)的理

論底子上得到了說明，從而使化學(xué)掙脫了煉金術(shù)，結(jié)束了化學(xué)在18

世紀(jì)中葉以前知識零散、解釋雜亂的局面，完成了化學(xué)學(xué)科的統(tǒng)一。

燃素說流傳日廣，到18世紀(jì)中葉時，險些被舉世公認(rèn)，許多著名化

學(xué)家都成了它的信徒。

2.4拉瓦錫的氧化學(xué)說

燃素說是一種有嚴(yán)重錯誤和重大困難的理論。其主要錯誤是把煙

灰說成是單質(zhì)，卻又把金屬說成化合物，并把金屬的燃燒歷程說成是

剖析反響。而它最大的困難是，如果確有“燃素”這種物質(zhì)存在，它

就應(yīng)具有重量，然而，金屬經(jīng)煨燒釋放燃素后重量非但沒有淘汰，反

而增加。為了自圓其說，有人設(shè)想燃素具有負(fù)重量(“輕量”)，這實

際一上是向亞里士多德元素說的倒退；另有人設(shè)想燃素逸出后，有另

一種較重的物質(zhì)被吸收。別的，燃素與空氣之間的依賴干系，以及找

不到獨立存在的燃素，也是燃素說的理論困難，它們使燃素論者之間

產(chǎn)生意見分歧。一批批新發(fā)明的事實不停要求對這些理論進(jìn)行修改。

正如化學(xué)史家萊斯特所說：“一旦有某種越發(fā)公道的學(xué)說可供利用，

燃素說就不可制止地要一敗涂地。”拉瓦錫(A.ILavc?isier,1743—

1794)的氧化學(xué)說正是在這種配景下應(yīng)運(yùn)而生的新學(xué)說。

在氧化學(xué)說誕生之前，實驗化學(xué)在氣體分散和發(fā)明方面取得了重

大進(jìn)步。1755年英國布萊克發(fā)明了被他稱為“牢固空氣”的二氧化

碳：1766年卡文迪什(H.Cavendish,”31-1810)發(fā)明了他誤認(rèn)作“燃

素”的“可燃空氣”------氫氣；1772年丹尼爾?盧瑟福(Danier

Rutherford,1749—1819)發(fā)明了他稱為“濁氣”的氮氣，不久卡文迪

什和瑞典的舍勒(K.W.Scheele,1742?1786)也制得了這種氣體；

特別重要的是1773年舍勒制得了被他稱為“火焰空氣”和“活空氣”

的氧氣，他認(rèn)為燃燒是“活空氣”與燃素結(jié)合的歷程。1774年英國

的普利斯特列在實驗中也獨立地發(fā)明了這種物質(zhì)，他稱之為“脫燃素

氣體”。他用實驗表明小鼠在布滿這種氣體的情況里存活時間最長，

而人吸了它之后也很舒服。但他仍對峙燃素說直至去世為止。舍勒和

普利斯特列所發(fā)明的這種氣體并沒有使他們成為批判燃素說的革命

家，這一事實說明：燃素說一方面促成了實驗化學(xué)的新發(fā)明，另一方

面又阻礙著理論化學(xué)的生長。

借助別人制造的武器最終摧毀燃素說的是法國化學(xué)家拉瓦錫。拉

瓦錫于1772-1775年從事氣體化學(xué)和燃燒理論研究時就對燃燒增重

問題產(chǎn)生疑問，他差別意負(fù)重量的說法，也差別意波義耳的“火素”,

而認(rèn)為增重的原因是金屬燃燒時從空氣中吸收一廠某種物質(zhì)。1774

年他重復(fù)了波義耳的煨燒金屬(錫)實驗。但與波義耳差別的是拉瓦錫

加蓋了瓶塞，結(jié)果發(fā)明反響前后總重量穩(wěn)定，從而駁倒了增重是火素

穿過瓶底進(jìn)入錫的錯誤解釋，提出了灰燼是金屬與空氣中某種身分化

合的新解釋。而舍勒與普利斯特列的新發(fā)明為這種解釋提供了強(qiáng)有力

的支持。拉瓦錫在嚴(yán)格定量的底子上重復(fù)了舍勒的燃燒磷實驗和普利

斯特列加熱氧化末實驗，使他的燃燒學(xué)說即氧化理論得以確立。在

1777年9月；日完成、1780年出書的《燃燒通論》中，他提出了如

下的學(xué)說：

(1)燃燒時均有光和熱放出；

(2)物體只有在純粹空氣(氧氣)存在時才氣燃燒；

(3)空氣由可助燃的和不可助燃的兩種身分組成，物質(zhì)燃燒時由

于吸收了空氣中的純粹空氣而增重，增加的重量恰好便是吸收的純粹

空氣的重量；

(4)一般可燃物(非金屬)燃燒后都釀成酸，氧是酸的本質(zhì)；金屬

燃燒后所釀成的灰燼是金屬的氧化物。

這就是化學(xué)史上著名的氧化理論。

到1785年以后，他的氧化理論除普利斯特列等少數(shù)科學(xué)家外已

被化學(xué)界普遍擔(dān)當(dāng)。1789年在他的《化學(xué)大綱》中正式把“純粹空

氣”命名為氧氣(gazoxygene)。

這部標(biāo)記著化學(xué)生長重要里程碑的劃時代著作給化學(xué)帶來了前

所未有的條理性和系統(tǒng)性，它對化學(xué)的孝敬完全可以與牛頓的《原理》

對物理學(xué)的孝敬相媲美。它闡發(fā)了“元素是化學(xué)闡發(fā)所到達(dá)的真正的

終點”，并列出了包羅23個元素的第一?張真正的化學(xué)元素表，還討

論了化學(xué)的東西、要領(lǐng)、儀器、化學(xué)物質(zhì)的命名法，總結(jié)廠前人和同

時代有關(guān)氣體化學(xué)和燃燒現(xiàn)象的實驗結(jié)果。

在雅各賓派專政時期，拉瓦錫因涉嫌經(jīng)濟(jì)問題而受到指控，于

1794年5月8日被正法。盡管兩個月后雅各賓派被推翻，但拉瓦錫

已經(jīng)死了。正如拉格朗日所說：“砍下拉瓦錫的頭只需要一瞬間，而

在法國再產(chǎn)生這樣一個頭顱恐怕一百年也不敷J法國科學(xué)界完全明

白他的代價，兩年后在巴黎立起了拉瓦錫的塑像。

第三節(jié)天文學(xué)的豐富結(jié)果

現(xiàn)代天文學(xué)的進(jìn)步與物理學(xué)的進(jìn)步直接相關(guān)，無論是視察手段的

更新照舊種種假說的創(chuàng)建都離不開物理學(xué)的知識和理論。20世紀(jì)以

來天文學(xué)的生長更為迅速，全心的視察手段使天文考察到達(dá)前所未有

的水平，理論上的進(jìn)展也大大凌駕以往的年代。天文學(xué)再次成為自然

科學(xué)最活潑的前言之一。

3.1恒星研究的再深入

恒星研究是天文學(xué)的永恒課題。本世紀(jì)以來人們又得到了更多的

知識。

賞識機(jī)就有人利用恒星視差來測算恒星與我們的距離，測得太陽

之外離我們最近的恒星半人馬座。星距離地球約4.3光年。不外這

種要領(lǐng)有很大局限性，因為凌駕300光年的恒星視差已小于0〃.01,

很難測得準(zhǔn)確的數(shù)值。厥后又有人利用丈量恒星亮度的要領(lǐng)來測算它

們的距離，測距范疇有所擴(kuò)大。上文曾說及上個世紀(jì)天文學(xué)家已利用

多普勒效應(yīng)測算恒星遠(yuǎn)離我們的速度。多普勒效應(yīng)報告我們，當(dāng)光源

背離我們運(yùn)動時，我們所視察到的它的光譜線便有向紅端移動的現(xiàn)

象，光源離開我們的速度越大它的紅移量越大。1929年美國天文學(xué)

家哈勃(EdwinPowellHubble,1889?1953)等人發(fā)明星系的光譜線紅

移與它們和地球的距離存在著大抵的正比干系，現(xiàn)在人們稱之為“哈

勃干系”。這樣，憑據(jù)恒星光譜的紅移量以及哈勃干系，就能夠大抵

地測定所有發(fā)光天體與我們的距離了?，F(xiàn)時已知離我們最遠(yuǎn)的天體達(dá)

15()億光年，這雖然只是我們目前“視線”所及的距離，隨著技能的

進(jìn)步，這個距離還會不停地擴(kuò)展。

以往的天文學(xué)家對恒星的光度已多所研究。本世紀(jì)初發(fā)明了更好

的儀器，丈量比己往更為精確。但是恒星與我們的距離差別極大，在

地面上所測得的光度與恒星的真實光度也就存在著差別。不外人們已

能測定恒星的距離，據(jù)此以求出它的真實光度也就不是難事了。

天文學(xué)家亦已找到測算恒星體積和質(zhì)量的要領(lǐng)。數(shù)據(jù)表明，恒星

體積相差極遠(yuǎn)，有些半徑不外10公里，有些卻是太陽半徑的1000多

倍。恒星質(zhì)量的差別也很大。現(xiàn)在已知的數(shù)據(jù)是：質(zhì)量最小只有太陽

質(zhì)量的百分之幾，最大的為太陽的100多倍，多數(shù)在太陽質(zhì)量的0.1?

10倍之間。由恒星的體積和質(zhì)量就可以知道它們的密度。恒星密度的

差別更大得驚人。一些溫度較低、顏色偏紅而體積巨大的“紅巨星”,

其密度只有水的幾十萬到幾百萬分之一，這在地球上就被認(rèn)為是“真

空”。一些溫度較高、顏色偏白而體積較小的“白矮星”的密度則可

達(dá)水的幾千萬倍，一立方厘米這樣的物質(zhì)的重量就有好幾十噸，不外

大多數(shù)恒星的密度均在水的密度的1/100?10倍之間。

恒星時時刻刻向外界輻射的能量究竟從何而來?現(xiàn)代天文學(xué)家認(rèn)

為：其一是引力收縮。天體都是大量物質(zhì)的凝聚，引力使天體收縮的

時候就要釋放出能量；其二是核反響。以太陽為例，在它的內(nèi)核里高

溫、高密和高壓的條件下，四個氫原子核要聚合為一個氯原子核，這

時出現(xiàn)了質(zhì)量虧損并釋放出能量。按質(zhì)能干系式E=mc2可以算出，

1克笊聚合為氨時所釋放的能量約相當(dāng)于11噸煤的熱值。天文學(xué)家

推算，太陽剛形成時氫約占其質(zhì)量的78%,這就是說太陽若以氫為

“燃料”，它可以保持目前的輻射能量約100億年，現(xiàn)在一般認(rèn)為太

陽的年齡約50億年。

3.2射電天文學(xué)的興起

本世紀(jì)以來，各國競相研制大口徑光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，一臺口徑為8米

的巨型光學(xué)望遠(yuǎn)鏡正在智利的高山上制作之中。光學(xué)望遠(yuǎn)鏡對付天文

視察雖然十分重要，但是可見光只占電磁輻射很小的一部分，大型光

學(xué)透鏡或反射鏡的制造工藝也十分困難。本世紀(jì)初，人們在無線電實

驗中注意到，在吸收遠(yuǎn)處傳來的無線電波時總是陪同著一種無法排除

的微弱滋擾。1931年美國電信工程師央斯基(KarlGutheJansky,

1905?1950)終于弄清楚這種滋擾來自太空，次年他又?jǐn)喽ㄟ@是來自

銀河系中心偏向的電磁輻射。他的發(fā)明使人想到，除了光波波段之外,

其他波段也有可能用于探測太空，今后開辟了利用射電波研究太空的

新紀(jì)元，人們制成了吸收宇宙空間電磁輻射的射電望遠(yuǎn)鏡，打開了人

類認(rèn)識宇宙的一個很大的“窗口。一門嶄新的學(xué)科一一射電天文學(xué)

今后誕生。射電望遠(yuǎn)鏡所能視察的范疇十分寬闊，大型射電望遠(yuǎn)鏡的

制造相對付大型光學(xué)望遠(yuǎn)鏡也容易得多，因此射電天文學(xué)幾十年來生

長極為迅速。70年代德國人建成廠直徑為100米的射電望遠(yuǎn)鏡，它

的短波視察范疇可至厘米波。厥后美國入更建成了直徑達(dá)305米的射

電望遠(yuǎn)鏡，其性能更為優(yōu)越。由于射電望遠(yuǎn)鏡所吸收的是波長范疇很

寬的尢線電波，所以它無論晝夜都可以事情，既不受地球上火氣的影

響。(如厚密的云層)，也不會被宇宙中的灰塵所遮擋，利用無線電電

子技能也可以使它的靈敏度非常高，能夠吸收到極為微弱的無線電

波。自從射電天文學(xué)誕生以來，人們發(fā)明宇宙中發(fā)射電磁波的射電源

已3萬多個，使人們“看”到了距離地球100多億光年的星系，發(fā)明

了一系列前所未知的現(xiàn)象。

3.3現(xiàn)代天文學(xué)的四大發(fā)明

本世紀(jì)60年代，天文學(xué)家們利用種種視察手段先后取得了四項

重大發(fā)明。

1960年美國天文學(xué)家桑德奇(AllanRexSandage,1926?)等人首

次探測的一種前所未知的天體。1963年荷蘭天文學(xué)家施密特(Maarten

Schmidt,1929?)判明了這種天體的譜線，確認(rèn)這是一種具有很大

紅移量的天體，定名為“類星體”。多數(shù)天文學(xué)家認(rèn)為這是現(xiàn)時已知

的離開我們最遙遠(yuǎn)的天休。現(xiàn)在有記錄的類星體已凌駕1000個。類

星體的許多性質(zhì)天文學(xué)家們?nèi)圆簧趺靼?，多種說法尚在探討之中。

“星際分子”是指存在于銀河系或銀河系之外星際空間里的無機(jī)

分子和有機(jī)分子，首次發(fā)明于1963年，現(xiàn)已知有50多種，其中大部

分是有機(jī)分子。質(zhì)量最大的是由11個原子組成的氟基辛四煥(HC9N)。

關(guān)于星際分子的形成及其演化歷程現(xiàn)在還不明了，但是際分子的發(fā)明

不但對付進(jìn)一步探索天體的演化有著重要的意義，并且亦必將有助于

揭開地球上生命起源的秘密。

“微波配景輻射”是指存在于整個宇宙空間的、各向同性的、在

微波波段的電磁輻射，這是美國射電天文學(xué)家彭齊亞斯(ArnoPenzias,

1933?)和威爾遜(RobertWoodrowWilson,1936?)于1964年偶然

發(fā)明的。當(dāng)日寸他們創(chuàng)建了一個靈敏度極高的定向吸收系統(tǒng)來探測宇

宙，發(fā)明從天空中任何偏向都吸收到一種強(qiáng)度完全相同的微波波段電

磁輻射，他們認(rèn)定這種輻射并非來自任何星系，而是存在于整個宇宙

配景之中，因此稱它為宇宙配景輻射。厥后，他們又確認(rèn)這種輻射相

當(dāng)于溫度為2.7K的輻射。彭齊亞斯和威爾遜因此而獲1978年度諾

貝爾物理學(xué)獎金。

“脈沖星”是不停地向外發(fā)射短周期脈沖輻射的恒星，這是英國

天文學(xué)家休伊什(AntonyHewish,1924?)等人于1967年首次發(fā)明

的，厥后的十余年里天文學(xué)家又相繼發(fā)明了好幾百顆這種天體，它們

的射電脈沖周期在0.03-4.3秒之間。天文學(xué)家們認(rèn)為，脈沖星是

具有很強(qiáng)磁場的、密度極高的、其外部由中子組成的星體，它們的自

轉(zhuǎn)速度與射電脈沖周期相對應(yīng)。脈沖星的發(fā)明為星體演化和高能天體

物理學(xué)的研究開辟了新的途徑。休伊什因他的發(fā)明而榮獲1974年諾

貝爾物理學(xué)獎。

3.4太陽系的新知識

由于探測技能的進(jìn)步，尤其是空間技能的應(yīng)用，本世紀(jì)以來人們

對太陽系各成員也得到了許多前所未知的知識。

1959年蘇聯(lián)人發(fā)射了月球探測器，樂成地拍攝了在地球上永遠(yuǎn)

看不到的月球反面的照片。1969年美國的阿波羅11號宇宙飛船更直

接把人送上了月球，取回了月面巖石和土壤，并在月面上裝置了多種

探測儀器。其后美國人乂五次登上月球。月面結(jié)構(gòu)特征、月面物質(zhì)的

化學(xué)組成及其物理特性等等都已相當(dāng)詳細(xì)地袒露在人們的眼前?，F(xiàn)在

已經(jīng)確證月球是一個沒有大氣、沒有水和沒有生命的世界。

自1974年起，美國人發(fā)射的探測器多次飛越水星?，F(xiàn)已得知，

水星的外貌與月球相似，其上布滿了環(huán)形山。水星上有極為稀薄的大

氣，有一個與地球類似的內(nèi)核，其中含有約70?80%的鐵。水星外

貌上白晝和黑夜的溫差極大，白晝可達(dá)350℃,而黑夜則為一274℃。

金星是距離地球最近的行星。蘇聯(lián)和美國自1961年以來相繼發(fā)

射了十多個探測器飛向金星，有些探測器還實現(xiàn)了在金星外貌上軟著

陸?，F(xiàn)已探明金星上有濃密的大氣層，其中二氧化碳含量在97%以

上，氧的含量少少，大氣壓約為地球的90倍。由于“溫室效應(yīng)”，金

星外貌溫度達(dá)482rO金星上沒有任何類似生活在地球上的動物和植

物的存在。

火星也是與地球鄰近的行星。1964?1977年美國人接連向火星

發(fā)射了八個探測器，也有多個探測器實現(xiàn)了在火星外貌上的軟著陸。

現(xiàn)在已經(jīng)知道，火星上的大氣十分稀薄，主要身分為二氧化碳，另有

少量的一氧化碳和水汽?；鹦峭饷矔円沟臏囟葹?7℃?一lll℃o火

星也是一個十分荒蕪的世界，沒有植物和動物，生命現(xiàn)象存在的可能

性極小。

70年代美國人發(fā)射的探測器對木星進(jìn)行探測，發(fā)明它有一個在

地球上視察不到的光環(huán)，已確認(rèn)的衛(wèi)星有16顆之多。木星也有濃密

的大氣，其中含氫約10%,另有氨、氨、甲烷、水和硫化氮以及多

種有機(jī)化合物和龐大的尢機(jī)聚合物，厚度達(dá)1000公里。木星的外貌

是流體，內(nèi)部則有一個由鐵和硅組成的固體核。它的大氣外層溫度約

-240℃,底層約27℃,中心溫度約莫是30000C。不久前美國伽利

略號航天器發(fā)射的探測器進(jìn)入木星的大氣層，樂成地發(fā)回了許多數(shù)

據(jù)，對木星必將有更為準(zhǔn)確和深入的認(rèn)識。

土星早就以它美麗的光環(huán)引起天文學(xué)家的興趣。70年代后期美

國的宇宙探測器對它作了遍及的考察。現(xiàn)在已知它有21?23個衛(wèi)星,

實際數(shù)目可能還要多一些，其中最大的一顆衛(wèi)星的巨細(xì)與地球相當(dāng)。

土星有一個不大的固體的核，它的大氣以氫、氮為主要身分，還含有

甲烷和其他氣體。土星的一些衛(wèi)星也有大氣，由甲烷、乙烷、乙快等

組成。

別的，對天王星、海王星和冥王星的視察也得到了不少有代價的

資料，對太陽系其他家屬成員如彗星、流星和隕星的研究也有許多結(jié)

果。

3.5現(xiàn)代恒星演化理論

“赫羅圖北

1958年美國天體物理學(xué)家史瓦西(MartinSchwarzschild,1912~)

系統(tǒng)地論述了他憑據(jù)赫羅圖所描畫的一顆恒星一生的生長史。他的看

法大抵如下:

（1）引力收縮一一，恒星形成階段由于彌散于星際間的物質(zhì)漫

衍不均勻，密度較大處便成為引力中心，星際物質(zhì)逐漸向該處聚集形

成星際云。星際云因引力作用而收縮，起初收縮得比力快，星際云在

收縮歷程中轉(zhuǎn)化為恒星胎，厥后收縮速度轉(zhuǎn)慢，恒星胎逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楹?/p>

星。

（2）主序星階段在恒星形成之后，恒星內(nèi)部的氫核聚釀成了

它的主要能源，其后恒星的輻射壓力、氣體壓力與恒星的自吸引力趨

于平衡，恒星根本上既不收縮也不膨脹，這是恒星一生中時間最長的

相對穩(wěn)定時期。差別質(zhì)量的恒星穩(wěn)定時期各不相同，質(zhì)量越大的恒星

時間越短，質(zhì)量越小的恒星的時間越長。

（3）紅巨星階段氫核聚變反響主要在恒星的中心部分進(jìn)行，

隨著時間的推移，靠近中心部分的氫逐漸耗盡而形成為氫核，氫核的

周圍則仍然是進(jìn)行著氫核聚變的殼層。當(dāng)氫核的質(zhì)量到達(dá)恒星質(zhì)量的

10?15%時，其焦點部分又因引力而收縮，溫度隨之升高，至中心溫

度到達(dá)1億度時，3個氮核聚合為1個碳核的核聚變就要產(chǎn)生。這時

星體的內(nèi)部膨脹，吸收熱量，而星體的外貌積擴(kuò)大，溫度低落，這就

成了紅巨星。

（4）高密恒星一一，恒星演化的最后階段當(dāng)紅巨星內(nèi)部能夠產(chǎn)

生核反響的物質(zhì)都耗盡時，它的末日也就來臨。其質(zhì)量小于1.44個

太陽的，就成為白矮星，現(xiàn)在已經(jīng)視察到的白矮星有1000顆以上。

質(zhì)量在1.44?2個太陽之間的，成為“中子星二中子星的存在首先

出自理論預(yù)言，人們認(rèn)為現(xiàn)已發(fā)明的幾百顆脈沖星就都是中子星。有

人運(yùn)用廣義相對論研究中子星結(jié)構(gòu)，認(rèn)為它們的直徑一般只有幾十公

里，而密度則大得驚人，它的外殼的密度約為1011?1014克/厘米

3,里層密度約為1014?1015克/厘米3,內(nèi)部密度則更達(dá)1016克

/厘米3。質(zhì)量凌駕兩個太陽的將成為“黑洞”。黑洞也是廣義相對

論所預(yù)言的一種天體。1939年美國理論物理學(xué)家奧本海默(Julius

RobertOppenheimer,1904?1967)從廣義相對論推斷，當(dāng)一個大質(zhì)量

天體的外向輻射壓力反抗不住內(nèi)向的引力時，它就要產(chǎn)生塌縮，塌縮

到某一臨界巨細(xì)時便因巨大的引力作用而形成一個被稱為“視界”的

界限，視界之外的物質(zhì)和輻射可以進(jìn)入視界之內(nèi)，但視界之內(nèi)的物質(zhì)

和輻射不可能逸出視界之外。因為對付任何探測手段來說它完全是

“黑”的，所以把這種天體稱為黑洞。黑洞的存在現(xiàn)時還沒有最后證

實，目前認(rèn)為最有可能是黑洞的天體為天鵝座X—1,其質(zhì)量約為太

陽的5.5倍。70年代中期又有人推斷黑洞不是完全“黑”的，它也

可能向外輻射，甚至?xí)霈F(xiàn)劇烈發(fā)作。

3.6現(xiàn)代宇宙學(xué)研究

宇宙模型的探究既陳腐又常新?，F(xiàn)代宇宙模型的研究始于愛因斯

坦。他從廣義相對論出發(fā)，認(rèn)為宇宙中的物質(zhì)使時間和空間都產(chǎn)生了

“彎曲”，于1917年提出“有限無邊靜態(tài)宇宙模型”。所謂“有限無

邊”的意思，是說宇宙空間是一個彎曲的關(guān)閉體，它的體積是有限的。

他所說的“靜態(tài)”是就宇宙的整體空間而言，并非說宇宙的各個部分

都全然靜止不動。愛因斯坦的假說給了人們很大的啟發(fā)，不外他的靜

態(tài)看法并不為人們所信服。1922年就有人指出愛因斯坦的模型可能

是不穩(wěn)定的，并且提出創(chuàng)建膨脹的、敞開的宇宙模型的主張。今后相

繼出現(xiàn)了多種假設(shè)，其中主要的有如下述。

1927年比利時天文學(xué)家勒梅特(GeorgesLemaitre,1894~1966)

提出大標(biāo)準(zhǔn)空間隨時間而膨脹的看法，創(chuàng)建了“膨脹宇宙模型”。此

時天文視察有了很大的進(jìn)步，天文視察表明銀河以外的星系普遍有光

譜紅移現(xiàn)象，就是說它們都在遠(yuǎn)離我們而去。憑據(jù)哈勃干系，星系遠(yuǎn)

離我們的速度與它們和我們的距離成正比，即離我們越遠(yuǎn)的星系遠(yuǎn)離

我們的速度越快。這樣，河外星系的紅移現(xiàn)象就給了膨脹宇宙模型以

有力的支持。不外，天文學(xué)家們在進(jìn)一步的研究中也提出了疑點。一

些新的視察資料已經(jīng)說明哈勃干系應(yīng)看成某些修正，河外星系的譜線

紅移究竟能不能以多普勒效應(yīng)來解釋也是一個問題。

1948年美國物理學(xué)家伽莫夫(GeorgeGamow,1904?1968)等人

又提出了一個與膨脹宇宙模型類似的“大爆炸宇宙模型”，因為它能

較多地說明現(xiàn)時所視察到的事實，所以成為目前影響最大的宇宙學(xué)

說。這個學(xué)說認(rèn)為，宇宙始于約200億年前爆炸的一個高溫、高密度

的“原始火球”，它由光子和其他根本粒子所組成，它的起始溫度高

達(dá)1032K,爆炸1分鐘后它的溫度降至約1010K,根木粒子開始結(jié)合

成原子核，溫度遲鈍下降，幾十萬年后降至約109K,形成了氫、氫

等原子，繼承降至約106K后核反響逐漸停止，宇宙則繼承膨脹，至

溫度為幾千度時輻射減退，這時宇宙間的物質(zhì)主要為氣態(tài)物質(zhì)，其后

彌散于空間中的物質(zhì)慢慢聚集成星云，進(jìn)一步演化成為種種百般的天

體。伽莫夫和他的支持者預(yù)言，大爆炸中所產(chǎn)生的輻射在遙遠(yuǎn)的宇宙

空間里肯定仍然存在，約莫相當(dāng)于10K。厥后宇宙配景輻射的發(fā)明給

了人們很大的鼓動，因為它使爆炸宇宙模型的這個預(yù)言成為真實。雖

然，大爆炸宇宙模型也同樣存在著許多尚待解決的疑難，它終究還只

是一種假設(shè)。

我們記得，當(dāng)人們的知識從宏觀領(lǐng)域進(jìn)入微觀領(lǐng)域的時候曾經(jīng)產(chǎn)

生過許多困惑。面對宇宙這樣在時間和空間上大標(biāo)準(zhǔn)的東西，會不會

出現(xiàn)類似當(dāng)年的種種問題?60年代初，中國著名天文學(xué)家戴文賽

(1911?1979)就此提出了與微觀和宏觀并列的“宇觀”的看法，認(rèn)為

應(yīng)當(dāng)以一種與微觀和宏觀都不相同的看法來考察宇宙，不外宇觀的寄

義現(xiàn)在人們還并不清楚。

需要注意的是，天文學(xué)家們所討論的宇宙是指以天文視察手段所

能視察到的一切，與哲學(xué)家們所討論的宇宙寄義不完全相同，以往曾

有人分不清這兩個看法的區(qū)別，由此而對現(xiàn)代宇宙學(xué)所討論的問題橫

加指責(zé)，在蘇聯(lián)和在我都城曾經(jīng)產(chǎn)生過這種令人啼笑皆非的情況，希

望這種事情永遠(yuǎn)成為已往。不外，現(xiàn)代天文學(xué)理論所提出的許多哲學(xué)

問題，簡直是對一些傳統(tǒng)哲學(xué)看法的打擊，我們期望學(xué)術(shù)界能賜與更

為公道的、更為準(zhǔn)確的歸納綜合，這對付科學(xué)和哲學(xué)的生長無疑都有

積極的意義。

第四節(jié)地學(xué)的重大突破

本世紀(jì)以來，地質(zhì)科學(xué)運(yùn)動的范圍空前擴(kuò)大，探測手段不停更新,

人們認(rèn)識到了更多、更富厚的地質(zhì)現(xiàn)象，地質(zhì)學(xué)的理論性更強(qiáng)，它在

實踐中的作用也更大了。

4.1大陸漂移說及其疑難

20世紀(jì)之前，人們普遍認(rèn)為地殼雖然會有升降，但大陸在地球

上的位置是牢固的，大洋盆地也是如此，這就是“大陸牢固說”。不

外，也有學(xué)者注意到世界輿圖上非洲西海岸與南美洲東海岸的鋸齒狀

擬合，由此而推測這兩塊大陸原先可能連接在一起，厥后才分散成為

兩塊大陸，這就是說大陸曾經(jīng)產(chǎn)生過橫向的移動。到了20世紀(jì)，地

球冷縮說的一些看法受到猜疑，以此為據(jù)的大陸牢固說也隨之動搖。

德國氣象學(xué)家和地球物理學(xué)家韋格納(AlfredLotharWegener,1880-

1930)也是受到非洲和南美洲海岸線的吻合這一事實的啟發(fā)開始思考

這個問題的。他還從這兩個大陸的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、古氣候、古生物等方面

尋找憑據(jù)，終于1912?1915年間提出“大陸漂移說”。他的主要看法

是：大陸為較輕的剛性硅鋁質(zhì)所組成，它漂浮在較重的硅鎂質(zhì)之上，

距今約莫2.5億年前，大陸是一塊完整的、單一的大陸，它的位置

約在今天北極到非洲的周圍。到了約莫2?0.7億年前,原始大陸破

裂成若干塊并且各自漂移，最后才成了今日各個大洲和大洋的面貌。

韋格納的學(xué)說比力圓滿地解釋了今日大西洋兩岸的輪廓、地形、地質(zhì)

結(jié)構(gòu)、古生物群落的相似性等一系列現(xiàn)象。然而他的學(xué)說存在著一大

疑難，這就是巨大的大陸漂移機(jī)制的問題c韋格納認(rèn)為，使大陸產(chǎn)生

漂移的力量來自兩個方面：一是地球自轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的力；二是太陽和月

亮的吸引所產(chǎn)生的自東向西推動的力。但是一些學(xué)者經(jīng)過盤算指出，

這兩種力都遠(yuǎn)不敷以推動大陸的漂移，因而他的學(xué)說受到持大陸牢固

說的學(xué)者猛烈打擊。從那時候直至本世紀(jì)40年代的幾十年內(nèi)，大陸

漂移說險些銷聲匿跡。

不外此時仍有一些人在為尋找大陸漂移的驅(qū)動力而思考，蘇格蘭

地質(zhì)學(xué)家霍姆斯(ArthurHolmes,1890?1965)就是其中之一。1928年

霍姆斯就此提出「‘地幔對流說”。地幔是堅固的地殼下血的厚約3000

公里的層圈，他設(shè)想固體的地?？梢援a(chǎn)生熱對流，地幔流在上升的歷

程中遇到大陸屏障就向兩邊分流而去，巨大的力量將陸塊扯開并使之

分散而隨地幔漂移。當(dāng)兩股地幔流相向流動而匯適時將向下流動，它

的擠壓力和向下運(yùn)動的力量使陸塊下沉而造成了海洋和地槽。這樣，

地幔就不是韋格納所說的漂浮大陸的“海洋”而是發(fā)動大陸的“傳送

帶”了?；裟匪箤λ约旱南敕]有信心，說這只是“純屬臆想的看

法”。他的假說頒發(fā)之后也曾被視為“異端邪說”，受到多人的指責(zé)。

然而，他所“臆想”的一些證據(jù)厥后竟然在海洋里找到了。

4.2海洋地質(zhì)三大發(fā)明

上個世紀(jì)人們就開始了海洋地質(zhì)視察，1872?1876年英國視察

船“挑戰(zhàn)者號”舉世飛行12萬公里，收集了海洋物理、海洋化學(xué)、

海底地貌和海底沉積物等方面的大量資料，是為海洋綜合視察的開

端。木世紀(jì)30年代以后，出于軍事上和漁業(yè)上的目的以及石油和其

他礦產(chǎn)資源開發(fā)的需要，系統(tǒng)的海洋視察事情范圍不停擴(kuò)大。與此同

時，視察和探測技能也有了飛速的進(jìn)步。50年代以后更展開了大范

圍的國際互助，為海底地貌、海底地質(zhì)和海底地磁提供了十分富厚的

資料?，被海水所深深籠罩著的洋底越來越清晰地展現(xiàn)在人們的眼前。

洋底地質(zhì)視察碩果累累，其中最重要的是全球裂谷系、洋底熱流異常

和洋底磁條帶這三大發(fā)明。

1925?1927年德國視察船“流星號”的視察使人們知道，洋底

并不像已往想象那樣平坦，而是存在著一系列山脈。厥后科學(xué)家們又

弄清楚了大西洋上的冰島以及由此向南斷續(xù)漫衍的島嶼，其實都是海

底山脈露出洋面的山頂。在1957?1958年的“國際地球物理年”運(yùn)

動中，各國視察船互助以聲納探測洋底，證實了存在著一個遍及全球,

跨越各大洋盆地，延伸達(dá)65000公里的海底山脈。由于這條山脈的絕

大部分都漫衍在大洋的中部，因此稱為“大洋中脊”。大洋中脊突兀

于海底，