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第7章 自然科学家的故事(7)

为了考察北太平洋和寻找绕过北美洲到大西洋的航道,绕过好望角之后,库克横渡印度洋到达新西兰。从那里又航行到塔希提岛。后来他们继续航行,在圣诞节前夜他们看到了一个岛屿。这个岛屿他命名为“圣诞岛”。进一步向北航行,他发现了夏威夷群岛。在抵达夏威夷岛时,由于当时岛上的人正在举行祭祀仪式,因此他的突然闯入被当地人误认为是“洛诺神”,他和船队受到了当地土著的隆重招待。

库克率领船队离开夏威夷,航行不到一天,一艘叫“决心号”的前桅杆船出了故障,他只得返回夏威夷。这次返回使夏威夷岛上的土著人认识到他不是他们心目中的“洛诺神”,认为他欺骗了他们……

于是,便有一些土著人趁他们不注意时,溜上他们的船只盗窃一些东西。当有几名土著人再次溜上他们的舰船,正准备将一艘名叫“发现号”的快艇开走时,恰逢库克和他的水手开完会走出舱门。库克马上指挥水手将他们围住,扣作人质。因为在这之前,曾有几名水手因为追赶偷盗他们东西的土著人,而被当地的部落扣押起来。库克想通过互换人质,将他的几名船员换回来。

库克带着几名警卫拜访当地的酋长,商谈人质事宜。商谈并不顺利,直到有人说白人刚刚在海湾某处杀了他们的一位兄弟时,库克意识到事态恶化了。此时他已无能为力,便决定马上离开。这时暴民已经冲了过来,为了逃生,库克下令予以有力还击。但是在他退至停泊在岸边的小船时,他把他的背部暴露给了偷袭者。他立刻被击倒杀害了。

就这样, 库克把自己的生命献给了自己所热爱的探险事业。在探险史上,还没有哪个人可与他的成就相媲美,世界地图将永远带着他的印记。

世界上最杰出的太平洋探险家就这样去了,但他的名字留在了世界人民的记忆里。时至今日,他那敢于冒险的精神仍激励着那些探险者们,使他们不畏艰辛,勇于开拓。库克永远是他们的榜样和精神象征。

终身探索自然科学的洪堡

亚历山大·冯·洪堡,德国博物学家,一个不可思议的人物。

洪堡于18世纪60年代末生于柏林,他一生中数不尽的如火如荼的行径、广博的志趣、精深的造诣,特别是对植物学的巨大兴趣,使他在地理学领域取得了巨大的成就。

洪堡出生于一个地主贵族家庭。他的父亲是普鲁士军队的一名军官,在洪堡10岁时就去世了。洪堡和他的哥哥是由其母亲带大的,母亲为他们请了最好的家庭教师,这一切为他们奠定了古典文学和数学的良好基础。然而令人难以置信的是,洪堡小时候对科学不感兴趣,他宁愿到军队里去干一番事业。他的母亲并不赞成他参军,而坚持要他学习经济,希望他将来能做个政府文职人员。幸亏洪堡有一种与生俱有的几乎对各种新鲜事物“贪得无厌”的好奇心,加上洪堡的家庭数学教师把他介绍给聚集在柏林的一个知识分子沙龙——这里经常有一些著名的学者进行科学演讲,还包括一些示范实验,这不仅满足了他的好奇心,也把他引向了科学的道路。

18世纪80年代末,洪堡进入格丁根大学,在这里,洪堡遇到了刚参加库克船长南洋远航归来的植物学家乔治·福斯特。交谈之后,洪堡对植物学的研究也发生了浓厚兴趣。他们俩循着莱茵河岸徒步旅行到荷兰,然后乘船去英国考察。洪堡转入萨克森的弗赖堡矿业学院,师从水成派鼻祖维尔纳教授学习地质和采矿等课程。毕业后到普鲁士矿产部供职,并周游世界各地,从事植物学、地质学和气象学研究。

洪堡的母亲去世后,他继承了一笔小小的遗产。于是他便辞去政府官职,筹划去美洲进行长途科学考察旅行。虽然美洲早在200多年前就被哥伦布所发现,但它的自然面貌对欧洲科学家来说仍然是陌生的。

洪堡初次来到这新发现的南美洲大陆,他用探索的眼光来看这个奇异的世界,同时用科学的头脑思索着这一切的根源。他与邦普朗坐小船和独木舟,沿着委内瑞拉最大的河流奥里诺科河行进了2760千米,对大部分无人居住的森林区进行了测量和制图,证实该河通过一条支流与南美第一大河亚马逊河相通。途中,他们不得不以香蕉和鱼为主食,而且还经常遭到成群蚊虫、蚂蚁和其他昆虫的叮咬,以及毒蛇、食人鱼和鳄鱼的侵袭。几乎每个人都患了热病,然而洪堡似乎天生就有免疫力,他坚持观察并记录下各种自然现象,用仪器测定经纬度。他还收集了数以千计的植物和岩石标本,并把它们全部运往古巴。

不久,洪堡和邦普朗又开始了对哥伦比亚、厄瓜多尔和秘鲁的安第斯山脉的探险。洪堡攀登和考察了厄瓜多尔境内的许多火山,为了收集从地球内部释放出来的气体,他一再走下活火山口中的深处。在仔细观察了安第斯山的岩石以后,他认为他的老师维尔纳关于岩石皆由水形成的说法是错误的,并断言花岗岩、片麻岩和其他结晶岩都是火成岩。他和邦普朗还攀登了钦博拉索山(当时人们认为它是世界最高峰),爬到海拔5878米处,这是当时人类所到过的最高点,这一记录一直维持了29年之久。在高山峻岭之中,洪堡忙着用空盒气压表测定高度,用温度表测定气温,用磁力仪测定地球磁场,观察热带山区的气温、气压、植物和农业随高度不同而明显变化的有趣现象,他还记载了因缺氧而导致的高山疾病的征象。

两人后来到达秘鲁。洪堡在沿海还测量了海水的温度,他发现这里有一股从海底向上翻腾的强大的冷水流,即秘鲁寒流,后来人们也把它称为洪堡寒流。然后洪堡和邦普朗渡海到墨西哥,又到古巴。他们把积累下来的大量考察记录、图表和日记,以及约6万件无价之宝的植物与岩石标本,集装成箱,全部运往欧洲。1804年洪堡和邦普朗两人又到美国去旅行。最后他们从费城乘船离开新大陆,于该年 6月 30日返回欧洲。

他们这次在中、南美洲的旅行考察,总行程达6.5万千米,相当于绕行地球一圈半。返归欧洲后不久,洪堡和邦普朗便留居在巴黎,埋头分析整理带回来的35箱科学资料,用了将近20年时间,最后写成30卷本的《新大陆热带地区旅行记》。这部著作不仅充满了异乡奇域的旅游趣闻,还为人们提供了详细的科学调查报导。

19世纪20年代,洪堡回到柏林,他的私人财产由于他的旅行和印刷发行他的科学论著而耗尽了。因此,他后来接受了普鲁士王宫一个宫廷大臣的职位。两年以后,他又应俄国沙皇的邀请,去了圣彼得堡。这时他已年过花甲,但仍壮心不已。在那里,他骑马乘车考察了广袤的西伯利亚,从叶尼塞河直到中国边界的阿尔泰山脉,并在归途中考察里海。洪堡在途中十分注意对温度的观察,他清楚地看到在同一纬度上气温因为离海洋的远近而不同。回到圣彼得堡以后,他力劝沙皇建立起一个气象站网来定期记录天气情报。后来,俄国气象站网已从圣彼得堡往东一直设立到北美洲阿拉斯加沿海的一个岛屿上。洪堡根据这些观测站的资料,制成第一幅世界年平均等温线图。洪堡回到柏林以后,开始编写《宇宙》一书,这是一部意在包罗万象地描绘地球的书,并把地球作为一个整体来描绘的书。

洪堡以异乎寻常的高龄,完成了《宇宙》的写作,这是一部相当准确的地理学和地质学的百科全书。几乎可以说,洪堡在这部书里奠定了地球物理科学的基础。

在洪堡以前,没有任何一个具备像他那样迅捷的头脑的人,能够这样充分地认识世界,也没有任何一个人具备如此丰富的知识来撰写这样一部巨著。洪堡以自己的博学多才、聪明睿智,让全世界人民记住了他的名字。

科学交流的先驱李希霍芬

李希霍芬是德国著名的地理学家、地质学家,近代早期中国地学研究专家。

李希霍芬19世纪30年代出生于普鲁士上西里西亚卡尔斯鲁赫(今属波兰),50年代毕业于柏林大学,曾任柏林国际地理学会会长、柏林大学校长、波恩大学地质学教授、莱比锡大学地理学教授等。他早年曾研究蒂罗尔和阿尔卑斯山脉地质,成功地建立了南蒂罗尔的三叠系层序。他在中国辽宁、山东、山西和河北北部建立了3条系统剖面。他首先提出了“五台系”和“震旦系”等地层术语。

他对喀尔巴阡山、多洛米蒂山和特兰西瓦尼亚区域地质的研究也卓有成效。19世纪60年代,他作为地质学家,应邀随同德国经济使团去远东,访问了锡兰(今斯里兰卡)、日本、西里伯斯、爪哇、菲律宾,并从曼谷旅行到缅甸。在美国加利福尼亚进行地质调查,发现了金矿。

李希霍芬于19世纪60年代末到中国进行地质地理考察,历时几年,走遍了大半个中国(14个省区)。回国之后,他先后写出并发表了5卷并带有附图的《中国——亲身旅行的成果和以之为根据的研究》。这套巨著是他几年考察的结晶,对当时及以后的地学界都有重要的影响。

他在这本书的第一卷里,以专门的章节论述了中国的黄土,最早提出了中国黄土的“风成论”。他也采集了大量各门类化石,收集了很多各时代的地层资料。德国古生物学家弗莱希、施瓦格、凯塞尔等对李希霍芬所采化石的研究论文也发表在《中国》各卷中。

他对中国造山运动所引起的构造变形有开创性的研究。他在山东、北京西山、大青山、五台山等地发现了许多褶曲和正断层,在秦岭发现了逆掩构造,在《中国》第二卷中的“中国北方构造图”上,他画了一条被称为“兴安线”的推断构造线,这条线从兴安岭经太行山,一直到达湖北宜昌附近。他还提出了中国北方有一个古老的“震旦块”,是一个具有时间关系的地质构造单元。

他在《中国》第二、三卷中,将中国各地火成岩作为地层剖面中的一部分加以描述,如辽东古老的高丽花岗岩,秦岭天台山志留纪花岗岩、南京山地花岗岩、安山岩和玄武岩等。

李希霍芬为中国地质、地理之研究作了奠基性、开创性的贡献,尤其为当时的中国带来了近代西方地学、甚至整个自然科学的思想和方法。

李希霍芬是近代中国和西方国家科学交流的重要先驱,对近代中国地质学、地理学的产生和发展具有重大影响。他谦虚谨慎、事必躬亲、博学多闻,他为我国地质、地理学的发展做出了开创性贡献。

为岩石而生的鲍文

鲍文,加拿大地质学家、岩石学家、矿物化学家。

鲍文生于加拿大安大略省金斯顿,在金斯顿女皇大学攻读化学、矿物学和地质学,后转入美国波士顿麻省理工学院。曾利用假期在加拿大安大略省矿业局工作,并为加拿大地质调查局在不列颠哥伦比亚太平洋铁路沿线工作。后来,他在华盛顿卡内基学院地球物理研究室从事过多种矿物实验研究,取得博士学位以后,又回到该研究室,并在那里断续工作了40年。

鲍文年仅28岁时就在岩石学极关键的问题上,完成了一系列实验性的研究,并写成重要论文《火成岩演化的晚期阶段》,开始确立了他在岩石学上的国际地位。第一次世界大战结束后,他回到女皇大学任矿物学教授。接着,他返回华盛顿从事研究工作。他为专攻硅酸盐系统化学,前后花了16年时间。他研究并尝试把实验物理化学数据用于野外岩石学问题研究,在这项工作的后期,他亲自考察了与火成岩问题有关的标准产地。

鲍文在美国普林斯顿大学为地质系高班学生讲授他在岩矿学领域长期研究得到的成果,并写成专著《火成岩的演化》。此巨著主要依据他对安大略火成岩的研究和熔岩结晶的室内实验,在此巨著中生动地表述了对岩石学研究产生深远影响的调查和综合方法。他正式提出了“反应原理”,科学界称之为“鲍文反应序列”。

后来,鲍文与参加耶鲁大学实验室的实验学家J·F·沙雷伊尔合作研究含铁的硅酸盐系统,接着,鲍文应芝加哥大学之邀担任“C·L·哈钦森功勋岩石学教授”,他在那里很快发展了一个实验岩石学学派,并由他的从事碱性系统平衡研究的学生们写出了一系列论文。几年后,鲍文再次回到卡内基学院地球物理实验室,研究包含挥发分、特别是水分的矿物系统。他与O·F·塔特尔合作进行花岗岩的研究,取得很大成就。

鲍文似乎是为岩石学而生,为了岩石学、矿物学的研究,他奉献了自己的一生。

鲍文的一生,是奉献的一生。如今,他已远离我们,但他的科学成就仍如同天上的星星,熠熠生辉。

征服北极的南森

南森是挪威的一位北极探险家、动物学家和政治家。他由于跋涉格陵兰冰盖和乘“弗雷姆”号横跨北冰洋的航行而在科学界扬名。

南森生于挪威的奥斯陆附近,他年轻时勤奋好学,成绩优异,获哲学博士学位。他曾建议滑雪横越格陵兰,然而他这一提议不为世人所理解,挪威政府也拒绝资助他。于是,他就去丹麦募集资金。然后,他同5位助手乘坐一只海豹捕猎船登上了荒凉的格陵兰的东海岸。一路上他们战胜了种种意想不到的困难,经过400多英里的长途跋涉,最后终于精疲力竭地抵达目的地,第二年春,回到挪威,他成为人们眼中的英雄。

早在19世纪80年代的某一天,他在当地的报纸上读到一篇有趣的文章,文章报道说:最近在格陵兰的西南沿海发现了一艘3年前沉没在西伯利亚近海中的北极探险船“珍妮号”的残骸。是什么力量使这些残骸从远在2000英里以外的北极的那一头漂到这里来的呢?当时文章的作者认为这是由一种尚未查明的洋流造成的,南森对这个假设很感兴趣,为此找了大量的资料来加以证明,其中一个比较有说服力事情的是在格陵兰近海也曾发现过从西伯利亚森林中漂过来的木头和阿拉斯加北部爱斯基摩人制造的一种木兵器,为了实地证明,他决定到北极进行一次探险,利用洋流来自行漂流,以验证是否会出现和“珍妮号”一样的结果。

“前进号”驶向北极 。在探险格陵兰取得成功之后,他得到了充分的在极地附近生活的经验,同时也赢得了上至国王下至普通百姓的支持,趁此时机,南森在90年代初向克里斯蒂安娜地理学会提出了自己的建议——专门建造一只船,让其在西伯利亚的海面上封冻,然后向北漂移越过北极,并用这个机会探清广大北极地区的奥秘,这个航程约需2~5年,人们纷纷解囊资助这次探险。当时挪威政府提供了大部分资金,这样一来,资金问题很容易就解决了。

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