當(dāng)繪畫再現(xiàn)科學(xué)探索

劉夕慶

科學(xué)美術(shù)的一項(xiàng)功能是再現(xiàn)人類在不斷科學(xué)探索中的感人圖景。多個(gè)世紀(jì)以來，中外不少畫家樂此不疲，他們以表現(xiàn)科學(xué)家不懈探索的精神之光以及探索未知領(lǐng)域的事物為己任，不斷進(jìn)行創(chuàng)作，用以激發(fā)更多有志青年去勇敢嘗試科學(xué)探索的過程。

星際和地球空間的科學(xué)探索

人類對(duì)地球和星際空間進(jìn)行的科學(xué)探索有時(shí)因限于實(shí)驗(yàn)和觀測(cè)條件，須做到理論先行。1906年，美國天文學(xué)家莫爾頓和地質(zhì)學(xué)家錢伯林宣布了一種驚人的太陽系起源新理論：在遙遠(yuǎn)年代前的某一時(shí)刻，一顆恒星漫游靠近太陽時(shí)，由于引力作用從太陽上吸出一連串物質(zhì)團(tuán)，這一鏈?zhǔn)綀F(tuán)經(jīng)過運(yùn)動(dòng)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(jì)20～30年代，杰出的天文學(xué)家金斯和愛丁頓等人曾認(rèn)為這個(gè)理論的確可能是正確的，因?yàn)槿藗冞€沒有觀測(cè)到在其他恒星周圍有行星系統(tǒng)。但時(shí)至今日，情況有了實(shí)質(zhì)性的變化—類似太陽系的行星系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)地越來越多，有些發(fā)現(xiàn)甚至觀測(cè)到有類似地球存在的證據(jù)。從人類目前的認(rèn)知來看，水是生命之源。而最新消息表明，已發(fā)現(xiàn)的距地球約700光年的一顆行星上存在著大量水。因此，對(duì)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(xué)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(huán)境中生命的起源提供了寶貴知識(shí)。1966年薩根與人合作，用雷達(dá)探測(cè)火星，證明火星上可能有高達(dá)10千米的山脈；根據(jù)對(duì)金星的觀察，他又與波拉克證明其表面溫度為427℃。1968年他調(diào)到美國康奈爾大學(xué)任行星研究實(shí)驗(yàn)室主任，倡導(dǎo)向金星和火星發(fā)射幾種無人駕駛的空間探測(cè)器。他的探索性著作很多，其中有《宇宙聯(lián)系》等。

地外與史前文明的科學(xué)探索

伽利略最先用望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)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(shí)到這點(diǎn)的人們會(huì)這樣推理：既然地球上已涌現(xiàn)出無數(shù)生命形式，別的行星上是否也會(huì)有生命存在？如果有，是否也會(huì)進(jìn)化出文明？出于邏輯性幻想，他們認(rèn)為，只要一些生命起源與進(jìn)化的必要條件具備，地外生命和文明的出現(xiàn)是有可能的。例如，17世紀(jì)一位名叫豐特內(nèi)勒的法國數(shù)學(xué)家就明確提出了這個(gè)問題。

豐特內(nèi)勒意識(shí)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(huán)境可能和地球千差萬別（比如，水星一定很熱，因?yàn)樗x太陽太近了）。第三，行星上的生命會(huì)盡量適應(yīng)一些客觀條件。他不僅提出問題，還根據(jù)離太陽遠(yuǎn)近等推測(cè)并宣稱，水星上的居民生命力旺盛，可是情緒激動(dòng)、脾氣暴躁；而木星上的文明人都是大哲學(xué)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(xué)家齊聚美國西維吉尼亞綠岸的國家射電天文臺(tái)，他們共同討論了新的可能性，最終，他們用一個(gè)簡潔等式總結(jié)了對(duì)外星文明數(shù)量的估計(jì)，這就是著名的德雷克公式。

當(dāng)時(shí)，科學(xué)家們對(duì)能在火星或是太陽系其他行星上發(fā)現(xiàn)生命還抱有希望，但不幸的是，這方面的科學(xué)探索并沒有趕上科幻小說的進(jìn)度。比如弗蘭克·R.保羅發(fā)表在《奇幻歷險(xiǎn)》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(gè)看似很真實(shí)的外星人，畫中融入了當(dāng)時(shí)人們對(duì)火星的所有認(rèn)知。在創(chuàng)作時(shí)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(xué)探索可從社會(huì)學(xué)和人類學(xué)切入。社會(huì)學(xué)研究個(gè)體在社會(huì)活動(dòng)中的作用—許多思想家認(rèn)識(shí)到，與其他物種的生活相比較，人類生活的基礎(chǔ)更是社會(huì)性的。由此，19世紀(jì)的科學(xué)家相信人類社會(huì)一定能夠用科學(xué)來解釋—在機(jī)器工業(yè)時(shí)代，人類社會(huì)就相當(dāng)于最大的“機(jī)器”，而它應(yīng)當(dāng)是按照科學(xué)規(guī)律來組織的。

人類學(xué)集中于探索發(fā)現(xiàn)人種的進(jìn)化階段。在18世紀(jì)文明的時(shí)代，許多哲學(xué)家想知道關(guān)于人的有序體系：世界上不同種類的人都是從一個(gè)共同的祖先繁衍而來的嗎？如果是，他們?yōu)槭裁磿?huì)有這么大的差別？最早的科學(xué)家對(duì)不同人種的解剖學(xué)結(jié)構(gòu)、語言、宗教和風(fēng)俗進(jìn)行了對(duì)比，但就是缺少一個(gè)把所有證據(jù)組織起來的有序體系。但這個(gè)體系隨著進(jìn)化論的出現(xiàn)而明確了—生命形式是按時(shí)間順序而彼此相關(guān)的，每一個(gè)都是從更早的一個(gè)生長出來，有一個(gè)從低級(jí)形式到高級(jí)形式的進(jìn)化過程。這個(gè)原則毫無疑問導(dǎo)致了人類學(xué)的產(chǎn)生，因?yàn)樗峁┝巳祟惿鐣?huì)和風(fēng)俗在按時(shí)間順序發(fā)展的體系中彼此相關(guān)的可能性。

考古和古生物學(xué)中的科學(xué)探索

在早期古生物學(xué)探索中最轟動(dòng)的事件恐怕是恐龍的發(fā)現(xiàn)了：19世紀(jì)以前，人們已經(jīng)注意到巨大并變?yōu)榛墓穷^的存在。然而恐龍引起人們注意的第一個(gè)信息并不是骨骼，而是1800年在美國馬薩諸塞州沙石片上發(fā)現(xiàn)的巨大腳印。古生物學(xué)中有兩個(gè)原則：特定的巖層總是與特定的化石相關(guān)聯(lián)，它們都來自于同一時(shí)代—最古老的發(fā)現(xiàn)往往藏于最深層。

1822年，蘇塞克斯的醫(yī)生曼特爾首先在沙石中發(fā)現(xiàn)了一顆大牙齒化石，然后又在相同的地點(diǎn)發(fā)現(xiàn)了骨骼化石，這些化石不像他以前見過的任何動(dòng)物化石。他把這些化石與倫敦皇家外科醫(yī)學(xué)院博物館的標(biāo)本進(jìn)行了對(duì)比，發(fā)現(xiàn)它們與蜥蜴的標(biāo)本更相像，好像是被大幅度放大了的蜥蜴。

1825年，曼特爾發(fā)表了他的論文《一種新發(fā)現(xiàn)的森林爬行動(dòng)物》，他將其命名為“禽龍”。著名生物學(xué)家居維葉讀到了這些描述，承認(rèn)這是一種新的、來自另一時(shí)代的草食性爬行動(dòng)物。當(dāng)時(shí)，還有另一位博物學(xué)家巴克蘭也發(fā)現(xiàn)和描述了在牛津附近挖掘到的一種動(dòng)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(dòng)物，他將其命名為“斑龍”，意思是“巨大的蜥蜴”。根據(jù)巴克蘭的標(biāo)本，居維葉估算這種動(dòng)物約12米長。

隨后，又有了其他進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，一種全新的動(dòng)物綱從時(shí)間的坐標(biāo)中顯現(xiàn)出來。1842年，英國皇家外科醫(yī)學(xué)院解剖學(xué)教授歐文寫了一篇關(guān)于這種化石的報(bào)告，并討論了這些爬行動(dòng)物的特征：“在尺寸上遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了現(xiàn)存的最大爬行動(dòng)物”，組成了蜥蜴類動(dòng)物的一種不同的“目”，因此他建議使用“恐龍”這個(gè)名字—此詞來自兩個(gè)希臘語詞根“可怕”和“蜥蜴”，歐文用這兩個(gè)詞概括了恐龍的特點(diǎn)。