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霍金简短事迹1.霍金事迹简略概括时间简史续编》作为宇宙学无可争议的权威，霍金的研究成就和生平一直吸引着广大的读者，《时间简史续篇》是为想更多了解霍金教授生命及其学说的读者而编的。
该书以坦白真挚的私人访谈形式，叙述了霍金教授的生平历程和研究工作，展现了在巨大的理论架构后面真实的“人”。
该书不是一部寻常的口述历史，而是对二十世纪人类最伟大的头脑之一的极为感人又迷人的画像和描述。
对于非专业读者，本书无疑是他们享受人类文明成果的机会和滋生宝贵灵感的源泉。
《霍金讲演录——黑洞、婴儿宇宙及其他》，是由霍金1976-1992年间所写文章和演讲稿共13篇结集而成。
讨论了虚时间、有黑洞引起的婴儿宇宙的诞生以及科学家寻求完全统一理论的努力，并对自由意志、生活价值和死亡作出了独到的见解《时空本性》80年前广义相对论就以完整的数学形式表达出来，量子理论的基本原理在70年前也已出现，然而这两种整个物理学中最精确、最成功的理论能被统一在单独的量子引力中吗？世界上最著名的两位物理学家就此问题展开一场辩论。
本书是基于霍金和彭罗斯在剑桥大学的6次演讲和最后辩论而成。
《未来的魅力》本书以史蒂芬·威廉·霍金预测宇宙今后十亿年前景开头，以唐·库比特最后的审判的领悟为结尾，介绍了预言的发展历程，及我们今天预测未来的方法。
该书文字通俗易懂，作者在阐述自己观点的同时，还穿插解答了一些有趣的问题，读来饶有趣味。
《果壳中的宇宙》该书是霍金教授继《时间简史》后最重要的著作。
霍金教授在这本书中，再次把我们带到理论物理的最前沿，在霍金教授的世界里，真理甚至比幻想更令人眼花缭乱，缤纷多彩。
霍金教授用通俗的语言解释制约我们宇宙的原理，并加之以他独特的热情，邀请我们一起进行宇宙之旅，做非凡的时空遨游。
《时间简史——从大爆炸到黑洞》（1988年撰写）霍金畅销书-《时间简史》这本书是霍金的代表作。
作者想象丰富，构思奇妙，语言优美，字字珠玑，更让人咋惊，世界之外，未来之变，是这样的神奇和美妙。
科学家的伟大发现科学家们以其勇气、智慧和毅力，不断探索未知的领域，为人类创造了一个个伟大的发现。
他们的贡献对于人类社会的发展和进步起到了关键作用。
以下是一些科学家们的伟大发现。
发现一：爱因斯坦的相对论爱因斯坦是20世纪最重要的物理学家之一，他的狭义相对论和广义相对论被公认为具有里程碑意义。
狭义相对论颠覆了牛顿力学的观念，提出了时间和空间的相对性以及质能等效性。
广义相对论则解释了引力是由于物体弯曲了时空的结构引起的。
这些理论不仅对当代物理学产生了深远影响，还被广泛应用于天体物理学和宇宙学。
发现二：达尔文的进化论达尔文的进化论提出了生物进化的基本原理，迅速成为生物学的基石。
他的研究揭示了物种的起源和演化，通过自然选择和适者生存的概念解释了生物多样性的形成。
达尔文的进化论在后来的遗传学和生态学研究中得到了广泛的验证和发展，为理解生命的起源和多样性提供了重要的框架。
发现三：居里夫人的放射性居里夫人是世界上第一个获得两次诺贝尔奖的科学家，她的发现对于理解原子结构和放射性具有巨大影响。
居里夫人发现了镭和钋两种元素的放射性，并开展了深入的研究。
这项研究不仅在医学上有重要应用，还揭示了原子核结构和原子核衰变的基本原理，为核物理学的发展打下了基础。
发现四：牛顿的万有引力牛顿的万有引力定律揭示了物体之间的引力相互作用规律，成为了经典力学的基础。
该定律解释了行星运动、落体运动以及地球上的重力现象，对于理解天体运动和宇宙结构提供了重要的理论支持。
牛顿的万有引力定律的发现也为后来的运动学和天体力学的研究奠定了基础。
发现五：居里夫人的放射性居里夫人是世界上第一个获得两次诺贝尔奖的科学家，她的发现对于理解原子结构和放射性具有巨大影响。
居里夫人发现了镭和钋两种元素的放射性，并开展了深入的研究。
这项研究不仅在医学上有重要应用，还揭示了原子核结构和原子核衰变的基本原理，为核物理学的发展打下了基础。
发现六：达尔文的进化论达尔文的进化论提出了生物进化的基本原理，迅速成为生物学的基石。
地球年龄的证据主要来自以下几个方面：
放射性同位素测年：通过测量地球上岩石和矿物中的放射性同位素的衰变速率，可以推测它们的年龄。
比如，通过铀系列衰变的方法，可以估计地球的年龄约为45亿年。
射星和流星的测年方法：通过分析射星和流星体中的同位素比例，可以推算它们形成的时间，从而得到地球的近似年龄。
元素组成分析：通过分析地球上岩石和矿物中的元素组成，可以判断它们的次元素与放射性同位素的比例，从而推断它们的年龄。
地壳磁性记录：地球上的岩石中含有磁性矿物，这些矿物会根据地球地磁场的变化而记录下来。
通过分析地壳中的磁化情况，可以推测地球的年龄。
这些证据的综合分析，结合地球上的其他化石记录、地质演化等方面的研究，科学家们普遍认为地球的年龄约为45亿年左右。
20世纪的科技成就方面的例子20世纪是一个伟大的世纪,人类在这个世纪创造了无比辉煌、超越任何世纪、超越前人梦想的巨大科技成就,深刻地改变了并且继续改变着人类的生产、生活方式及对世界的认识和既有的思维观念,不仅极大地推动了社会的发展,也空前地提高了全人类的生活质量。
以下是店铺为大家整理的关于20世纪科技成就故事，欢迎大家前来阅读!20世纪科技成就故事篇1：20世纪初科学革命两大成就20世纪的科学是在19世纪的重大理论成果如热力学与电磁学理论、化学原子论、生物进化论与细胞学说等基础上发展起来的。
19世纪的三大发现(X射线、放射性、电子)导致了20世纪前30年的物理学革命，诞生了相对论和量子力学，成为20世纪科学发展的先导和基础。
1、相对论1905年，20世纪最伟大的科学天才爱因斯坦在他26岁时创立了狭义相对论，提出了不同于经典物理学的崭新的时空观和质(m)能(E)相当关系式E=mc2(此处光速C=3×108米/秒)，在理论上为原子能的应用开辟了道路。
关于E=mc2，即物体贮藏的能量等于该物体的质量乘以光速的平方，这个数量大到令人难以想象的程度。
我们不妨打个比方说，1克物质全部转化成的能量，相当于常规状态下燃烧36000吨煤所释放的全部热能;或者说，1克质量相当于2500万度的电能。
1915年，爱因斯坦又创立了广义相对论，深刻揭示了时间、空间和物质、运动之间的内在联系——空间和时间是随着物质分布和运动速度的变化而变化的。
它成为了现代物理学的基础理论之一。
从1923年开始，爱因斯坦用他的后半生致力于统一场论的探索，企图建立一个既包括引力场又包括电磁场的统一场理论，虽然他没有取得成功，但是杨振宁和米尔斯于50年代创立了“杨—米尔斯场方程”，发展了所谓“规范场”的理论，使爱因斯坦梦寐以求的统一场论可望在规范场的基础上得以实现。
2、量子力学1900年，普朗克创立了量子论，提出能量并非无限可分、能量的变化是不连续的新观念。
天文理论说地球年龄的说法读后感20字
天文学理论提出了地球年龄的说法，让人们对地球的历史有了更深入的认识，引起了人们对宇宙的好奇和思考。
地球作为我们生存的家园，其年龄一直是人们关注的焦点之一。
在传统的认知中，地球的年龄大约为46亿年，这是通过对地球各种地质、地貌、化石等证据的研究而得出的结论。
然而，近年来，随着天文学理论的不断发展，人们对地球年龄的认识也发生了一些变化。
根据最新的天文学理论，地球的年龄可能比传统认知的更长。
据一些天文学家的测算，地球的形成可能在约50亿年前，这意味着我们对地球历史的认识将会有着更深入的了解。
这一理论的提出让人们对宇宙的起源和演化有了更加清晰的认识，也激发了人们对宇宙奥秘的更多好奇和思考。
在这个天文学理论的提出中，我们可以看到人类对宇宙的认知是一个不断发展和进步的过程。
过去，我们只能通过地质、化石等证据来推断地球的年龄，但通过天文学的发展，我们可以通过更加精确的
测算和计算来得出地球年龄的新认识。
这也让我们对地球历史有了更加清晰和全面的认识。
同时，地球的年龄也让我们对地球的未来有了更加深刻的思考。
如果地球的年龄比传统认知更长，那么地球在未来的演化和变化也将更加复杂和丰富。
这也需要我们更加注重环境保护和可持续发展，让地球成为子孙后代的乐园。
总之，天文学理论对地球年龄的新说法让我们对宇宙的认识变得更加清晰和深入。
这不仅让我们更加了解地球的历史，也让我们对地球的未来有了更加深刻的思考。
希望未来，天文学的发展能够让我们对宇宙有更加全面的认识，让人类能够更好地探索宇宙的奥秘。
山东省地球物理学科发展现状与展望（煤田地球物理勘查）1 现状1．1 国际、国内发展现状地球物理勘探产生于二十世纪二十年代初，法国Corad和Marcel Svhlumberger 首创电法勘探技术，地震勘探方法最早为折射法（1919~1921年），二十世纪三十年代美国地球物理工作者第一次用地震反射法绘制出得克萨斯Liberty地区盐丘图。
随后十年，重力、磁法、电磁波法，测井及海洋物探也得到了发展。
为适应第二次世界大战的紧急需要，众多物探方法用于探查矿产、潜水艇和火炮阵地，其后物探基础理论、电子学、计算机和信息处理等学科发展给物探技术提供了强有力支持。
我国物探技术是从1939年开始的，当时物探老前辈翁文波先生从英国伦敦大学获得哲学博士学位回国后，在原中央大学物探系开设地球物理课程，培养物探人才，1940年用他在留英时自制的不稳定型零长式重力仪，及回国后自制的双磁针不稳定式磁力仪，在天门油矿和四川石油沟气矿进了重磁试验。
新中国建立后，1951年石油部成立第一个地震队。
煤炭部门于1954年8月组建第一个电法队，并开始煤田测井，随后1955年在河北唐山开滦煤矿建立第一个地震队。
山东省煤田物探队伍始建于1956年7月。
五十年代中期，相继开展了重力、磁法、电法勘探，较系统地在山东境内开展了煤田物探普查，配合钻探对隐伏煤田构造形态和煤田边界进行了控制，掌握了隐伏煤田大的构造轮廓，确定基岩起伏及新地层划分，为普查找煤，预测含煤远景区提供了依据。
同时，在找水、探测老窑及采空区范围也做了不少工作。
1958年9月原煤炭部在山东兖州一二三勘探队，召开的“地质—地球物理综合勘探现场会议”对全国电法勘探在隐伏煤田普查找煤取得的成果进行了交流总结，此后电法勘探得到很快地发展。
至60年代以来，应用电法技术发现了山东济宁、巨野（含梁宝寺井田）、金乡、黄河北等含煤盆地，这些含煤盆地经过后续勘探已陆续——建井开发，成为我省重要的煤炭生产基础。
天文学地球年龄的说法
（原创版）
目录
1.引言：介绍天文学对地球年龄的测定方法
2.地球年龄的测定方法：放射性同位素法
3.放射性同位素法的原理：放射性元素的半衰期
4.地球年龄的测定结果：约 46 亿年
5.结论：总结天文学对地球年龄的测定方法及其意义
正文
天文学是研究宇宙中一切天体的学科，它对地球年龄的测定方法为我们揭示了地球的诞生之谜。
地球年龄的测定方法主要有一种，即放射性同位素法。
放射性同位素法是一种利用放射性元素的半衰期来测定物体年龄的
方法。
地球上的岩石和地壳中含有大量的放射性元素，如铀、钍、钾等。
这些元素的半衰期是已知的，因此，通过测定岩石和地壳中放射性元素的含量，就可以推算出地球的年龄。
根据放射性同位素法的测定，地球的年龄约为 46 亿年。
这个结果意味着，地球是在约 46 亿年前由宇宙尘埃和碎片聚集而成的。
在这个漫长的时间里，地球经历了无数的变化，从最初的炽热球体，到如今的宜居星球，地球的演化历程充满了奇迹。
天文学对地球年龄的测定，不仅让我们更好地理解了地球的诞生和演化，也为我们揭示了宇宙的奥秘。
地球的年龄告诉我们，宇宙中有无数的星球，它们的诞生和演化都可能与我们的地球相似。
因此，通过对地球年龄的研究，我们可以更好地理解宇宙，更好地探索宇宙的奥秘。
总的来说，天文学对地球年龄的测定是一项重要的科学成果。
它不仅
让我们更好地理解了地球的诞生和演化，也为我们揭示了宇宙的奥秘。
世界科学技术史1、除＿＿＿＿之外，世界各大洲都曾孕育过程度不同的古代文明，但世界史表明，当今世界的主导文明发源于亚欧大陆和北非。
A南极B大洋洲C亚洲答案A2、猿人在技术上取得的一项决定性的进步是学会了用＿＿＿＿。
A石器B木棒C火答案C3、图腾崇拜与＿＿＿活动有关。
A捕鱼B狩猎C种植答案B4、＿＿＿＿＿＿标志着人类第一次把以往的简单工具改革成了复合工具．并且利用了弹性物质的张力。
A石器B木棒C弓箭答案C5、在大约公元前＿＿＿＿＿＿＿＿年，人类发明了青铜。
A1000B2000C3000答案C6、今日汉字的祖先可以追溯到＿＿＿＿＿＿＿＿A甲骨文B象形文字C楔形文字答案C7、一旦某动物被一个部落奉为图腾，则该部落＿＿＿＿A绝不能吃这种动物B可以随便吃这种动物C只能在特殊的场合吃这种动物答案C8、在公元前＿＿＿＿＿＿年埃及人便开始实行人类历史上最早的历法之一—埃及历了。
A4000B4241C4600答案B9、公元前＿＿＿＿＿＿＿年埃及被亚历山大帝国征服。
A330B331C332答案C10、今日的埃及92%的人民是＿＿＿＿A阿拉伯人B古埃及人C后裔柯普特人答案A11、原始农业是直接从＿＿＿＿＿＿＿＿业演化发展而来的。
A采集业B捕鱼业C狩猎业答案A12、中国人最早开始种植的农作物是＿＿＿＿＿A玉米B谷子和稻子C马铃薯答案B13、原始畜牧业是从＿＿＿＿＿＿＿＿中发展而来的。
A采集业B捕鱼业C狩猎业答案C14、国家产生之后化学方面的杰作是发明酿酒，在中国，传说夏代的少康帝于公元前＿＿＿＿年左右发明了酒。
A2010B2015C2020答案B15、我们用来称呼各个星座的那些名称都是＿＿＿＿人取的。
A希腊B罗马C巴比伦答案C16、＿＿＿＿＿＿＿人建立的古巴比伦王国。
A闪族阿摩利B迦勒底C阿卡德答案A17、＿＿＿＿＿＿＿人是世界上最早的轮车的发明者。
A闪族阿摩利B苏美尔C阿卡德答案B18、＿＿＿＿＿＿是第一个全面认真研究物理现象的人。
天文学地球年龄的说法读后感“地球至少有多少岁？”自古以来，人们对于这个问题一直提出许多猜想，但从未得到令人满意的答案。
直到中世纪，勃朗士提出了他的天文学地球年龄理论。
它指出，地球已经存在了4545万年，从此，地球的年龄问题终于有了一个明确的答案。
勃朗士的理论受到了当时诸多科学家的认可。
为了验证他的理论，他们开始探索天文学的许多细节，经过许多论证和实验，他们发现，他的推测是正确的。
他们觉得很惊讶，他们认为，这是多么不可思议的事情，一个人竟然可以凭空捏造出一个像地球这么古老的存在！地质学也发现了地球的存在，甚至发现了4545万年以前的生物和矿物信息，而且，地质学的发现还有助于证明4545万年地球年龄的可靠性。
尽管古代人们无法确切地知道地球的具体年龄是多少，但他们的研究一直在推动科学的发展，给我们提供了一些关于地球演化过程的信息。
比如说，根据古代文献，我们可以推断出大约4500万年前，大气中含量较低的氧气开始慢慢增加，有助于植物的生长和发展。
另外，科学家们发现，大约4000万年前，神秘的水，也就是前代的海洋，开始形成，而这也是地形变化的开始。
4545万年地球年龄的推测，给了人们对地球演化史的认识以及对宇宙深处奥秘的意识。
它还帮助我们理解了地球演化过程中发生的各种细微变化，从而更好地了解这个世界上的奥秘。
宇宙中每一个星球都是独一无二的，地球也不例外。
它被誉为“家园”，更是我们人类赋予了它弥足珍贵的意义。
同时，它也一直深深地吸引着人们思考它的“年龄”，研究它的“奥秘”。
毫无疑问，真相永远那么的美妙，即便是4545万年的猜测，也有助于让我们了解这星球的奥秘与传奇。
物理学史地球年龄的确定———20世纪最伟大的物理学成果之一杨庆余(徐州师范大学物理系,江苏徐州 221009)(收稿日期:2001212231) “地有多久?”这一千古难题迷住了古今中外的多少思想大家,很多人为此冥思苦想耗尽心血.最早对地球年龄作出论断的是《圣经》,它认为地球距今不过有6,000年的历史.由于欧洲大多数知识分子接受了带有浪漫色彩的犹太教和基督教的创世说,并从灵魂深处束缚了一代又一代的思想大家,就连最伟大的科学家艾萨克・牛顿也成了《圣经》的受害者;随着近代地质学和生物进化论的产生,开始对“上帝创世”的日期提出挑战. 1896年,法国物理学家亨利・贝克勒尔发现了铀的天然放射性,这一发现使地球年龄的准确确定成为可能;物理学家们大约经过近60年的努力,在20世纪50年代给出了地球的年龄约45亿年的准确论断,终于解决了困惑人类达2,000多年之久的千古谜底,这被人们一致公认为20世纪最伟大的物理学成果之一.1 近代哲人的理性思考几千年来,由于没有任何有效地测定长的时间间隔方法,从而使基督教的创世说误导着包括伟大的思想家们.影响最大的早期关于地球年龄的解释是阿菲利加努斯(Alfeligluth)在公元3世纪所著的《年历学》一书中认为,地球年龄大约有6,000年的历史,这一观点一直持续到了中世纪.1520年,伟大的宗教改革家马丁・路德(Martin Luther)再次作出论断:地球是在公元前4000年形成的.后来继任者的厄舍尔(Essher)大主教把这一数值精确到公元前4004年,距今也不过6,000年而已.对这一年龄首先作出思考的是有史以来最伟大的物理学家牛顿(Isaac Newton),他以他特有的思考方式,首先观察了一系列热星是如何冷却下来的,并把他发现的冷却定律用于地球.他假定地球全部由铁组成,在形成时可能是处于火红状态,牛顿估计要冷却到现在的表面温度那将需要花费50,000年时间.当然这一观点与《圣经》说格格不入而未被人们接受;他遗憾地说道:“我真希望用实验证实地球冷却前后真正的温度比例”.18世纪杰出的科学家孔特・德・布丰(Comte de.Buffon)接受牛顿的观点,并敢于反对阿菲利加努斯所想象的宇宙学,他进行了一系列不同成分不同体积球体的冷却实验,然后计算出各种星体从炽热冷却到生物可以生存的温度所需要的时间.并在1745年作出结论:地球需要100,696年才能冷却到现在的温度.然后,他考虑到石灰质材料比铁质材料冷却所需时间短,又对此作了修正:太阳的热效应最终需要74,832年.布丰估计,生命在37,849年以前在地球上出现,当时地球表面温度已经很低,足以允许生命的存在.他还指出,由于月球冷却极快,所以月球上的生命已经在2,318年前绝迹.我们现在已经知道,孔特的计算远不准确,但重要的是他取得了历史性的突破,打破了《圣经》的权威,并应用现代已知的物理学定律估计地球的年龄.同时,大哲学家伊曼纽尔・康德在《自然通史和宇宙论》中描述了关于宇宙的一个非常惊人的现代观点:“宇宙在时间和空间上是无限的.”康德认为,充满星体的星系是由宇宙本底物质浓缩而成的.他在他的《自然通史和宇宙论》中说道:“在我们有序的自然世界中发现我们自己,并在其中达到十分完善的境地时,或许已经过去了几百万年甚至几百个世纪……世界的起源不是一下子就完成的……无数个世纪流逝而去,在这期间,新的世界将会形成……”.2 开尔文勋爵的论断开尔文勋爵(Kelvin.W.Thomson)这位维多利亚时代的巨人,他对数学、物理和工程学具有超凡的才能,在热力学、电磁学、动力学和地质学上提出了许多新观点;一生对地球年龄保持着永久的兴趣,1846年当他在格拉斯哥大学作就职演讲中指出,地球的年龄至少有61,000年.1854年,他通过对太阳的研究认为,太阳的年龄也是有限的.德国物理学家亥姆霍兹(F.Helmhotz)认为,太阳的热量来自其形成时期释放的重力能.开尔文接受了亥姆霍兹的观点,认为太阳能来自陨星.这使他得出如下结论:太阳的年龄几乎小于5亿年,最有可能小于一亿年.这一论断与查理・达尔文(Charles Darwin)进化论中提出的关于白垩纪形成具有3亿年的结论有着明显分歧.1862年,开尔文认为:地球年龄与地球冷却的历史有关,在地球形成时释放的重力能量最初会导致地球熔化.在冷却过程中热量将被对流传送到地球表面.然后地球把能量辐射到宇宙空间,因此地球逐渐先从中心开始固化,直到地球变成温度均匀的固体热球.假定这个温度达7,000摄氏度,这个温度值的热量可以以一定速度流出岩石,并且假定温度随地球深度以一定的速度升高;照这样计算,地球可能是在9,800万年以前固化的.开尔文通过对上述假设的综合分析作出推断:地球的年龄在2,000万年和4亿年之间.在以后的35年中,开尔文勋爵一次又一次地回到这个问题上,他的名望也越来越高,因此他的地球年龄的时间极限也变得越来越严格.地球的年龄一减再减,从1862年的4亿年减到一亿年以下,5,000万年以下, 2,000～5,000万年,直到1897年的2,400万年.这对开尔文来说是比较满意的答案,因为他曾修订过他对太阳年龄的估计,最大值为2,000万年,19世纪后半叶,地质学家利用沉积岩形成的速度得出了许多估计值都在开尔文估计的一亿年左右,因此开尔文勋爵关于地球可能有9,800万年的估计值被广泛接受,这使得地质学家和一些物理学家不愿意附和开尔文对地球年龄估计的减小.达尔文的次子、著名物理学家乔治・达尔文(J.Darwin)、以及开尔文勋爵的学生约翰・佩里(J Perre)和奥利佛・亥维赛(Oliver Heaviside),这几个科学家明确指出了开尔文的假说中存在不确定性,表明了这些不确定性的变化可使地球的年龄远远大于开尔文估计的4亿年的上限.他们并未说开尔文的估计值是错误的———但是指出开尔文对其结果如此自信则是不正确的.就在这时,巴黎自然历史博物馆的物理学教授亨利・贝克勒尔(Henri Becquerel)于1896年发现了放射性:一种铀盐散发出一种奇怪而穿透能力很强的射线.这一发现是物理学史上的一座丰碑,它把我们带到了原子核的时代,并以两种方式冲击了开尔文勋爵对地球年龄的估计值.首先,发现了放射性产生的热量.由于开尔文在他的热理论计算中未能考虑到这一点,因此他的模型不能完全适用于真正的地球.其次,具有讽刺意义的是,正是由于放射性现象给了开尔文的计算以沉重打击,同时也给我们一劳永逸地解决地球年龄问题提供了工具.3 博尔特伍德铀—铅时钟在1896年发现放射性的八年之后,没有人认识到放射性可能被用作地质时钟.首次发现具有真正意义的地球年龄的人之一是年轻的新西兰科学家恩斯特・卢瑟福(Emest Rutherford),当时是位于加拿大蒙特利尔的麦吉尔大学物理学教授.他和索迪(Frederick Soddy)在麦吉尔大学获得了关于放射性的一系列发现,1904年,当他到英国伦敦皇家学院发表演讲时,谈到了用放射性对地球年龄测定的意义,年过八旬的开尔文勋爵也是他的一名听众.不言而喻,他对地球年龄确定方法的最新见解在英国引起了争论.同年,美国耶鲁大学化学家伯特拉姆・博尔特伍德(Borden Boltwood)提出,铅可能是铀放射衰变链中的最终产物,因此“铀—铅测定方法”具有很大的潜力.1907年,博尔特伍德获得了首次发表铀—铅时钟的殊荣,他首先根据在北美、挪威和锡兰的10个地点的铀矿物的分析得出结论,认为地质年代分布为411亿年到22亿年之间.他指明了地球年龄的探索之路.地质年代测量取得这一激动人心的突破之后,在后来几乎长达半个世纪的前进旅程中却异常崎岖和缓慢,有许多艰难险阻等待克服.到20世纪50年代,由于种种原因博尔特伍德的铀—铅时钟在年龄测定标杆中却是颇受注目的胜利者,所有这些都是围绕着同位素概念而产生的.弗里德里克・索迪以一位敏锐的化学家的头脑认识到,如果原子是一种比人们想象的还小而且复杂的物质,那么他将能够解释放射性的许多令人不解的特性.索迪认为可能存在着仅仅是质量不同的铜原子(一种铜的质量为63原子质量单位,而另一种可能是65原子质量单位),称为同位素.而一种元素的两种同位素在化学上是难以区分的,因此给铀—铅年代测定方案增加了困难.博尔特伍德不知道铀有两种同位素即铀238和铀235二者均是放射性的;因此,的确存在两个铀—铅时钟———铀238和铀235时钟.正如博尔特伍德所作的正确推测那样,铀的确衰变成铅,但是我们现在知道,铅有四种同位素(铅204、铅205、铅206、铅207),而铀238仅仅衰变成铅206同位素,而铀235最终衰变成铅207.两个时钟的运行速度截然不同却不知不觉地合在一起,事实上铀235时钟比铀238时钟运转快615倍.因此,在发现同位素之前,铀—铅时钟就不可避免地被错读.由于这一点,似乎博尔特伍德所测定的年龄完全无效.直到发明了可分离并精确测定铀和铅同位素的设备,铀—铅时钟研究才取得新进展,获得了辉煌的成就.1914年,卢瑟福在卡文迪什实验室用质谱仪首次测出了同位素,并阐明著名的氖气是由氖20和氖22两种同位素组成的.后来质谱仪的开发工作由弗雷里克・阿斯顿(Francis Aston)继续,直到1927年,阿斯顿才发现铅的四种稳定同位素中的三种:即铅205、铅206、铅207.两年后,两位美国科学家从放射性矿中分离出的铅寄给阿斯顿进行质谱分析,并将阿斯顿分析的结果与他们自己的铀测定结果结合起来,同时考虑到了铅的同位素成分正确计算了第一个从未有过的年代为10亿年.卢瑟福同样利用这些资料以截然不同的方式计算了星体中由热分子过程形成的铀被排出的时间.他得出结论说,这个时间不超过34亿年,并说:“地球的年龄不超过34亿年———是已知最早的放射性矿物的年龄的两倍.”其后一位名叫阿尔弗莱德・尼尔(A.Niae)的美国物理学家崭露头角,他大大改进了阿斯顿的质谱仪,并用它精确地测定出方铅矿铀235和铀238的相对比例,同时还证明了阿斯顿发现的最后一种同位素———铅204.在后来的几年中,英国最伟大的地质年代学先驱爱丁堡大学地质学教授亚瑟・霍姆斯(Arthur Holmes)和其他两位杰出的科学家也利用这些同位素估计了地球的年龄.4 铀系地球年龄断定阿尔弗莱德・尼尔对方铅矿进行质谱分析的方法显得格外重要,由于二次世界大战的爆发,尼尔便很快卷入美国的原子弹研制计划,将他最重要的对铅同位素结果的解释工作留给了他人.有三位天才的科学家独立承担了尼尔留下的工作,其中,前苏联科学院镭研究所的俄罗斯地球化学家格尔林(G alin)于1942年写成一篇题为“根据放射性资料测定地球的年龄”仅有三页文字的杰出论文.格尔林方法的理论是:首先分析了尼尔的结论,将其译成数学方程,然后将尼尔的数据代入方程,解方程便得到地球的年龄.这一方法基本上是后来所有地球年龄研究人员所应用的理论基础.格尔林假定,地球在形成时含有一些铀同位铀235、铀238和一些铅同位素(铅204、铅205、铅206和铅207).显然,铅具有一定的初始同位素成分,即这些不同的铅同位素含量存在一定的比例.那么,由于铀同位素放射性衰变成为铅207和铅206,因此地球中铅的同位素组成将随时间推移而稳定变化.因此,铀—铅系统是地球深层中的一个完美的时钟,滴哒一声就会使铅同位素发生变化.格尔林从铀同位素的半衰期知道了铅同位素组成变化的速率.他选择方铅矿作为地球内部的时钟,方铅矿是矿石中的铅以某种方式来自地球的最深层,彻底与其相关的铀分离,然后铺在矿床周围,就像打碎的时钟,其铅同位素成分在铅矿形成时完全被凝结在其中.如果格尔林知道地球从太阳系星云收缩时地球初始铅同位素含量,那么他就可以从方铅矿时钟上的读数中减去这个最初读数,地球形成和方铅矿形成的时间差就是地球经历的时间.格尔林选取尼尔来自南格陵兰岛伊维赫图特的方铅矿进行分析,于是他发现这一时期铅读数和现代矿石时钟读数的差值约为31亿年.但是我们已经看到他的“现代”大约是113亿年以前,因此,他又将这一数值加到31亿年,得出今天地球的年龄为3213亿年,这被认为是一个最小值,1942年,格尔林在他著名的论文中写道:“从这些计算中得知,地球的年龄不低于30～40亿年”.但是他的方法和结果并未引起大家的注意,因为那一年世界大战激战正酣.第二次世界大战结束不到一年,爱丁堡大学地质学教授亚瑟・霍姆斯,转向了研究尼尔方铅矿资料,并用这些资料估算了地球的年龄.霍姆斯分析的理论与格尔林的完全相同,但霍姆斯并不知道这位俄罗斯人的杰出的研究结果,他在1946年的研究论文中写道:“自尼尔和他的同事关于来自各地质年代的25种普通铅矿中铅同位素丰度资料发表以来,我一直抱有这样一种愿望:用这些精确的数据,可能测定地质年代……从放射衰变产生铅开始在地球矿物中累积计算的地球年龄为30亿年.”同时,著名的德国物理学家弗里茨・豪特曼斯(Fritz Houtermans)也认识到尼尔的资料是一座金矿,他与格尔林使用了同一基本方程,但他发现了第三种用尼尔资料解地球年龄方程的方法.格尔林用了尼尔方铅矿的9项资料;霍姆斯用了全部的25项,而豪特曼斯于1940年在其发表在《自然科学》杂志上的十分简短的通讯只用3项方铅矿资料便估计出地球年龄为29亿年,其可能的误差为3亿年.到1946年,已经基本明确地球的年龄至少有30亿年,而格尔林推测至少有40亿年.格尔林十分清楚,他的计算结果显然是地球年龄的最小值,因为他知道他在寻找地球形成时的铀—铅时钟盘上的读数时,只能选择了伊维赫图特方铅矿的时钟读数.然而,这种方铅矿毫无疑问是在地球形成很久以后才形成的,其读数自然与初生的地球时钟不一致.为了使计算进一步精确,必须寻找更早的方铅矿与地球铀—铅最早的照片进行比较.5 铁陨石———地球的零点时钟1947年,豪特曼斯和美国加州理工学院的化学家哈里森・布朗(H.Brown)各自独立提出了一个方案,他们指出,铁陨石实际上不含铀,因此铁陨石所含的铅因陨石结晶而总是保持不变.所以,如果铁陨石与地球在同时形成,并且俘获同样的同位素组成的铅,那么格尔林就缺了一张快照———地球形成时的铅同位素组成,即在真正时间零点时铀—铅时钟上地球年龄读数的那张快照.为了准确测定地球的年龄,你所要做的就是测定铁陨石中的铅的同位素组成(即时钟盘上的零点读数),准确测定现代方铅矿中铅的同位素以及求两个时钟读数的差值.首先开发这种复合的陨石—地球时钟的是美国地质化学家克雷尔・帕特森(C. Betson)等人,豪特曼斯也于1953年再次投入到这一研究中.这些美国科学家经过艰苦的努力,建立了严谨的化学分析方法,用于分离和浓缩来自铁陨石的微量且未被污染的初始铅量.他们还建造了高灵敏度的质谱仪,并用其测到这种原始的铅的同位素成分.帕特森及其同事从代阿布洛峡谷铁陨石上发现了铀—铅时钟上的零点年龄读数,即原始同位素成分.代阿布洛峡谷铁陨石在美国亚利桑那州上空爆炸产生火山坑陨石之后,帕特森在宾夕法尼亚州的一次会议上公布了他的地球年龄计算结果,他在获得零点年龄代阿布洛峡谷时钟读数之后又发现从铅同位素获得的现代时钟读数,所用的铅同位素一种来自海洋沉积岩,另一种来自年轻的火山矿物,从海洋沉积岩时钟的读数减去铁陨石的时钟读数,得到地球年龄为4511亿年,而年轻火山铅测定地球的年龄为4516亿年.帕特森在美国口头公布他的结果几个月后,豪特曼斯的论文便发表在意大利的一个科学杂志《新试验》上,论文的题目为“由陨石铅的同位素成分来测定地球的年龄”.在这篇文章中,豪特曼斯用读数为零点年龄的铁陨石铅同位素时钟(即帕特森及其同事发表的全部地球年龄的计算值),并将其从当前年轻的方铅矿中发现的同位素时钟读数中减去,结果发现,地球的年龄为45亿年,可能的误差为3亿年.帕特森和豪特曼斯这种将陨石和地球联系在一个时钟的开拓性工作迎来了认识宇宙的新时代;同时表明,地球的年龄大约为45亿年.在以后的几年中,帕特森将其深透的分析技术应用于陨石,1956年,他发现石质陨石年龄为4515亿年,可能误差为017亿年.帕特森杰出的分析工作立即得到广泛承认,他测定的45亿年的地球年龄也被广泛接受.到此为止,我们可以断言:在某种意义上,除非我们对放射性过程以及对时间本质意义的认识有什么错误,否则人类认识地球年龄这个两千多年来的重大问题可以说已宣告解决———地球年龄大约为45亿年.参考文献[1] Y ork D.In Search of Lost Time.Originally FirstPublished,England.1997.22～46.[2] Faure G.Principles of Isotope G eology.John Wiley&Sons,IIInc.New Y ork,1977.187～188.[3] 范嗣昆,潘勒生编著.同位素地质年代测定.北京:科学出版社,1975.(上接第33页)的不确定度u( y)=(u2A+u2B)1/2相应牛顿环实验的测量结果,即待测球面曲率半径R的不确定度为u( R)=u( y) 4mλ4 结语通过上述回顾与讨论,使我们对牛顿环的实验数据处理有了下述基本的认识: (1)牛顿环实验是非等精度测量;(2)实验中的测量误差主要由玻璃挤压变形误差、条纹定位精度误差、以及直径的单次测量而引入的仪器误差所构成;误差的合成遵循方和根合成法.可以看到这样的基本认识为我们在牛顿环实验中正确使用不确定度表示打好了基础.参 考 文 献[1] 李平.物理实验.1991,11(3):115.[2] 王德新.物理实验.1995,15(1):19.[3] 张望霞.物理实验.1997,17(3):112.[4] 李慎安.测量结果不确定的估计与表达.中国计量出版社,1997.。
