第二部分

阿爾弗雷德·魏格納

1912年5月間,世界上很多報紙都在頭版的顯著位置報道了一個德國青年提出的一個大膽假想:今天地球上的各大洲,二億年前是一個連接在一起的巨大的大陸塊。因為大陸不斷漂移,才分離成今天的各個大陸……

這一爆炸性的新聞,使人們紛紛懷疑地說:

“這個青年可能是‘精神病患者’。”

提出這個大膽假想的青年人,就是德國的地球物理學家阿爾弗雷德·魏格納。

1911年的秋天,年輕的魏格納因病住進了醫院。

他住的病室裏設備極其簡單,除了治療必用的器具外,唯一的是一張高掛在牆壁上的世界地圖。

醫生嚴格地限製魏格納的活動,既不許他外出,也不讓他看書。病室四壁潔白,一片寧靜,魏格納像關進籠子裏的鳥兒,被束縛在這狹窄的天地裏。一向好動的魏格納,現在隻能耐著性子,胡思亂想,打發寂寞。

他有時也憑窗眺望,隻見遠處那高聳的建築古樸典雅,蔥鬱的樹木濃蔭成陣,近處那五色斑駁的花朵清新芬馨,泱泱的池水碧綠雋秀。然而,這充滿魅力的誘人景色,他無意欣賞,動聽的鳥語,卻難消他心中的煩悶。

魏格納時而躺在病床上,望著牆上的地圖出神,時而又站立起來,無聊地用食指沿著地圖上的海岸線,畫著各個大陸的外形。畫完了大洋洲,又畫南極洲,畫完了南美洲,又畫非洲。畫著畫著,突然,他發現大西洋兩岸的輪廓有點相對應,特別感到巴西東端的直角突出部分,竟和非洲西岸呈直角凹進的幾內亞海灣非常吻合。

勤於思考的魏格納,頓時精神大振,因為他終於找到了可以排遣寂寞的辦法。

魏格納興奮地站在世界地圖前麵,仔細端詳著美洲、非洲大陸的外形。果然,巴西海岸的每個突出部分,都能在非洲西海岸找到相似的海灣,同時,巴西的每個海灣,又能在非洲西海岸找到相應的突出部分。

“怎麼會有這樣的巧合呢?”

這個好學的年輕人,頭腦裏閃出了一個離奇的念頭:

“莫非當年的非洲大陸和南美洲大陸,曾經連在一起?”

他又進一步推想:“既然是一塊,今天又不在一起,必然是由於破裂,漂移而分開的了。”

“……那時,肯定沒有大西洋,大西洋是各大陸分開之後才形成的!”

魏格納把一張舊報紙,扯成不同的形狀,這些參差交錯的紙塊,宛如地圖上的各大陸。他翻來覆去地拚對著……這一夜,他幾乎沒合眼。

第二天一早,魏格納借故征得護士的同意,跑出了醫院。他氣喘籲籲地叩開了自己的老師——著名氣象學家柯彭教授的家門,並把自己的這一想法告訴了他。

教授盯著地圖看了一會兒,又仔細想了想學生剛才的話,說:“不錯,這在地學研究中,早就有人提出來了。”

柯彭作為氣象學權威,涉獵很廣,對與氣象學關係密切的地質學研究頗為深入。他告訴魏格納:一百多年來,在地學領域裏,占統治地位的是“海陸固定”學說。但是從十七世紀以來,就有人提出異議,著名哲學家培根也曾說:非洲西部和南美東部海岸線的吻合,不大可能是偶然的巧合。十九世紀中葉地質學家斯尼德爾發現歐洲和北美煤層中的植物化石雷同,他指出,在煤層形成時期的石灰紀,歐美曾經連接為統一的大陸。十九世紀末,英國天文學家喬治·達爾文又認為,月球原是地球上的一部分地殼脫離地球後演變成的,而在月球形成後,地球上的大陸塊重新調整了位置,大陸便發生了漂移……但是所有的猜想者都沒有找到足夠的事實根據加以證實。“你不必為此枉費心機,應該把功夫花在氣象學研究上!”教授希望自己的學生打消這些念頭,因為他喜歡魏格納,認為他在氣象學研究上很有發展前途。

“我想集中精力探索大陸漂移這個新課題。”魏格納誠懇地說。

“這談何容易!”柯彭教授極力勸阻道,“要研究這個課題,就得從頭鑽研地質學,古生物學、動物地理、植物地理、古氣候和大地測量等等學科。”

“我認為我能完成!”

柯彭教授麵對魏格納堅定不移的決心,隻能攤開雙手,無可奈何地說:“好吧,祝你成功!”

此後,魏格納在繼續從事氣象學研究的同時,以極大的熱情和精力投入到陌生的地學領域中。他博覽群書,在浩如煙海的地學資料中尋找海陸漂移的重要證據,在各大洲之間的聯係和對比中進行考察和追索……

1880年11月7日,魏格納降生在德國柏林一個孤兒院院長的家裏。學生時代的魏格納雖說不上聰穎過人,卻勤奮好學,尤其酷愛氣象科學。但是,他的身體從小就不夠健壯,尤其是耐久力較差。父親不止一次對他說:“搞氣象科學的人,具備強壯的體質是第一條件,我看,你不適合。”

“我要讓自己健壯起來。”魏格納倔強地說。

為了增強身體素質,魏格納開始了近乎殘酷的體育鍛煉——整個冬天,他每天都去雪地練習滑雪,就是遇到暴風雪,也不間斷。夏天,他規定自己每天早晚各跑5000米,有多少次,他不顧家人的勸阻,仍按時出發,義無反顧地衝進大雨中……

暑假到了,魏格納約上弟弟庫特,爬上一座山峰,進行了整整一個假期的登山活動。大學畢業前兩年的冬天,他常去拜訪一所小型氣象觀測站的朋友。盡管這個觀測站座落在山頂上,山路陡峭不平,樹叢密布,滑雪相當困難,魏格納卻總是奮力前往,摔倒了再爬起來,直到目的地,方才罷休。艱苦的磨煉,使魏格納的身體漸漸強壯起來。

1905年,魏格納以優異的成績結束了在柏林因斯布魯克大學的讀書生活。接著,他便投身於柯彭教授的門下,從事高空氣象學新技術的研究。

高空探測氣球,是當時測量高空氣象情況的必要手段。魏格納認為理論應該和實踐相結合,沒有事實,科學就是僵死的,就沒有說服力。為了獲得可靠的第一手資料,必須到空中去看一看。

魏格納要讓氣球將自己帶上天空,這不僅需要嫻熟的技術,身體條件也至關重要。盡管魏格納經過艱苦的磨煉,體質健壯。但是他第一次坐上氣球,剛剛升空不久,就因頭昏眼花而被迫停飛。

“我早就說過,你的身體不行。”父親又一次相勸。

“我看你還是將精力放在地麵工作上,這是你自身條件決定的。”柯彭教授也不願讓自己的學生受罪。

“不,我認為我行!”每次,魏格納總是重複著這句話。

這以後,魏格納憑著自己堅韌的毅力和勇氣,進行強化性訓練。經過訓練,魏格納的身體一次比一次適應了,技術一次比一次熟練了,在不到半年的時間裏,他掌握了高空飛行的全部技巧,飛行高度達到3000公尺。不久,傳來一個好消息:1906年4月,將進行文登·貝爾特探空氣球比賽。魏格納異常興奮,他認為這是一次評判和考驗自己的好機會,於是,他的訓練更加刻苦了……

4月5日這天中午,魏格納和他的弟弟合作,乘坐3000立方米容量的大氣球,開始了驚心動魄的氣球飛行。他們從柏林飛往德國北部的尤特蘭德,又往南飛到阿沙芬堡,在空中飛行了整整54小時,飛行高度達3700公尺,打破了當時在空中停留35小時的世界紀錄。

兄弟倆在白雲中間飄蕩,好像踏著雲朵走來走去。仰望藍天,太陽時出時隱,氣球越飛越高了。到了夜晚,氣溫降至零下16度,凍得無法睡眠。第三天,氣球上升到3000多米高空,真是冷氣徹骨,好在魏格納平時經過艱苦訓練,他終於得以完成了這次氣球飛行。在這次飛行中,他們準確地測得了高空的氣溫、氣壓、風速和風向,達到了預期的目的。這兩位英俊的青年一著陸,便被前來采訪的記者們團團圍住了。

記者們熱情地讚揚:

“啊,上帝!真是棒極了!”

“熱烈祝賀你們創造了新的世界紀錄,請談談你們的感想。”

魏格納兄弟愣住了。他們沒有想到自己會打破世界紀錄。

“我們隻是熱心於這項工作。在空中,我們總想再飛一會兒,再飛高一點兒,就是這樣。”魏格納的回答竟這樣輕描淡寫。弟弟微笑地點點頭,完全讚同哥哥的話。

顯然,創造世界紀錄的勇士是一直潛心致力於科學的人們。他們參加探空氣球比賽,完全是為了科學事業。

在從事高空氣象學的研究中,魏格納雖說是後來者,但在大學畢業後不到一年的時間裏,他憑著自己的鑽研精神,寫出了好幾篇有獨到見解的論文。這些論文受到了當時氣象學界權威人士的高度重視。

當時,氣象學是一門新的學科,各國從事這一領域研究的許多專家、學者都以全球為目標,迫切需要了解各式各樣的氣象資料,以便推動這門新學科向更準確、更完整的方向發展。於是,許多氣象科學家隨各種考察隊、探險隊一起,前往世界各地,親自去獲取那裏的第一手資料。

1906年夏天,魏格納得知將有一支著名的丹麥探險隊去格陵蘭考察。這是一次多麼好的機會!魏格納立即向政府提出申請,要求隨隊一道前往,對那裏的氣象進行實地考察。

然而,提出這一申請的遠不止他一個人。在眾多的競爭者中,年輕的魏格納憑著在氣象學領域內的突出成績,和他那遠近聞名的頑強精神,終於贏得了政府的信任。政府派他以官方氣象學者的身份,隨這支丹麥探險隊一起前往格陵蘭。

格陵蘭是世界上最大的島嶼,在北美洲東北方,位於北冰洋和大西洋之間。格陵蘭島三分之二在北極圈內,這是一個人們難以想象的酷寒地帶。在215平方公裏的地麵上約有164平方公裏的麵積為冰川覆蓋,有些地方冰層的厚度竟達1.5公裏,是僅次於南極洲的巨大大陸冰川。在本世紀初,除南極洲外,這裏人跡罕見。

格陵蘭考察隊的目標是從格陵蘭東岸北緯76°起,一直朝島的最北點走,考察沿途的水文、氣象、動物、冰川和地質情況,並繪製地圖。

7月15日,考察船出發了,經過20多天的航行,到達了北緯77°附近的丹麥港。魏格納在這裏建立了氣象觀測站和風箏室。經過半年多的實地觀測,魏格納積累了大量的氣象資料後,他決定深入到格陵蘭腹地去。

1907年3月,魏格納與探險隊員帶了10架狗拉雪橇繼繼向北進軍。

氣溫越來越低,雪也越來越深了,雪橇深深陷了進去,使前進的速度緩慢。同行者顯出了焦急的神色,而魏格納卻時刻注意著地麵上的情況……忽然,他看到了一塊強風掠過後露出的土地地麵,他急忙跳下雪橇,走近一看,那是一片泥地,嚴寒使它皺褶著。地麵上還留有貝殼,雞蛋大小的圓石子垂直插在泥裏。顯然,在很久以前,這裏曾經是一片汪洋大海。

經過艱難的奔波,魏格納終於到達了北緯81°的地方,獲得許多寶貴的第一手氣象資料。以後,他們返回了丹麥港。在兩年的時間裏,魏格納在離海濱60多公裏的地方建立了兩個觀測站,搜集了格陵蘭島上高原和海濱氣候的珍貴氣象資料,還觀測了北極光和各種光學現象。他放出風箏和探空氣球多次測量了3000米以上高空的溫度、濕度、風向和風速。在當時能取得這樣的觀測資料,實在難能可貴。盡管這次格陵蘭之行讓魏格納吃盡了苦頭,但他卻說:“在那個地區探險,是我一生中最有興趣的事情之一。”

探險歸來,魏格納一邊整理從格陵蘭搜集的大量資料,一邊到馬爾堡物理學院任教,繼續從事天文學和氣象學的講授和研究。不久,他完成了一個重要的科研項目——“大氣圈熱力學”的研究。他試圖從近幾十年大量的自由大氣測量中找到普遍的物理規律。他先用這個題目在課堂上講演,接著又用這個題目寫了一部著作。這是一個相當難的題目,而他卻講得那樣生動有趣。他在課堂上層示許多照片,什麼冰天雪地裏的光反射圖呀,雲圖呀,由於光折射而產生的大氣光學現象圖呀,海霧的形成和翻卷的圖呀,都是人們從未見過的。這一切,加上他那流利的口才,把學生的心給抓住了。那些天,校內很多有名望的學者也去聽。他們還提議將學院的最高教職——教授授予他,而他,那時不過是名普通的講師。

魏格納對名利倒不熱心,他仍然把自己當作學生,當作聽眾。就像在探空氣球飛行中打破世界紀錄之後一樣,不炫耀個人的功勞,不迷戀已經獲得的榮譽,而是始終把目標指向前方。

經過兩個月的緊張工作,總算在離海岸四公裏的地方建立了過冬站。遙望前方,展現在他們視野裏的依舊是蜿蜒起伏的冰雪世界。

度過嚴冬,到了第二年的春天,格陵蘭島上的氣溫仍然很低,強烈的暴風雪不斷襲來,使探險家們步履艱難,行動不便。但是,魏格納二探格陵蘭的研究重點正是冰川學和古氣候學,要想不吃苦冒險,是難以得到第一手資料的。魏格納和隊友們以非凡的勇氣,迎著風雪,攀著岩,向冰柱林立的地方挺進,終於在1913年7月中旬,到達格陵蘭島的西海岸。

就在這次探險開始前半年,也就是1912年的1月,魏格納先後在法蘭克福和馬爾堡作了題目為《從地球物理學的基礎上論地殼輪廓的生成》和《大陸的水平移位》的講演,提出了關於大陸漂移的假說。猶如一石激起千層浪,魏格納的理論立即引起全國地質學界的震動。有人興奮,有人責難,那一段時間,幾乎所有的地質學者都在議論這一話題。

這次來格陵蘭考察,魏格納也正是為了印證大陸漂移說而來的,所以,在格陵蘭的考察過程中,他不放過任何一個對大陸漂移說有用的資料和數據。他還下了決心,把自己的研究方向從氣象學轉向地質學。這是他學術生涯中的偉大轉移。

……

作為新地球觀的經典之作,魏格納的這本《海陸的起源》,以驚世駭俗的觀點打破了一百多年來人類在這個問題上傳統的,固定的認識。一些明智的學者,已經估量到它的偉大意義,認為“這個理論一經證實,它在思想上引起的革命堪與哥白尼時代天文學的革命相比擬。它將揭開地球科學史上新的篇章。”

羅伯特·哥達德

羅伯特·哥達德1920年1月13日看紐約《時代》雜誌時,心裏並不高興。有一段時間了,他一直擔心在報刊上成為逐漸消逝的人物,但那天當他拿起報紙時,他驚呆了。讀報報導說:

“不久前,在麻省維塞斯特的克拉克大學,物理學教授哥達德發表了一篇題目激昂且措詞尖刻的短文。哥達德相信火箭技術是一種可行的技術,他的文章過於認真地取名為《一種達到極端高度的方法》,該文的目的就是為了證明這個觀點。對於非專業的讀者而言,這些文字沒有多少激起興趣的東西,但從各方麵看,這位沉默寡言的教授的話匣子打開了一些。他認為,如果你用他的技術造一枚足夠大的火箭,而且如果你用能量足夠有力的燃料起動火箭,你就可能隨它到達月球。”

哥達德有關月球冥想的打算在當時是極其天真的,但《時代》雜誌發現了它,就緊緊抓住不放,開始撰文指責。正如人們知道的,用編輯的眼光解釋的文章說,太空航行是不可能的,因為沒有大氣層為依托來推動,火箭將不能移動一英寸遠。哥達德教授顯然缺乏在高級學校的知識學習。

哥達德憤怒了。不是因為編輯對科學的錯誤理解,也不是因為他們不關心他的工作,而是因為他們把他認作了蠢人。對一個科學家的研究,你可以說三道四,但當你責備這個科學家時,你千萬要仔細一些。那天,哥達德——這位最終被人們叫做現代火箭之父的人——開始生悶氣;這悶氣一生就是1/4個世紀,他從此未能從中走出來。這悶氣一生,卻生出了他那個時代的一些最燦爛奪目的成就。

哥達德出生於1882年,在他成年之前就是搞火箭的。孩提時代,他對所有的火藥技術都有一種本能的感覺。給爆竹和成串的炸藥(TNT)作燃料的威力極大的火藥引起了他的極大興趣。他知道,如果計算出控製那些化學爆炸力的方法,人們就能進行一些炸起來很好玩的飛行。

作為一個學者和教授,他先是在維塞斯特多種技術研究所,後來在克拉克大學,哥達德努力計算這種控製方法。他計算推動力,算出不同燃料的能量與重量之比。通過研究密封艙,他發現火箭真的能在真空中飛行,這多虧牛頓的作用力和反作用力定律。在基礎化學的實驗中,最重要的是他學會了:如果希望將導彈發射得特別遠,就永遠不該使用長期用作火箭材料的可憐的黑色火藥。相反,他將需要有強大推進能量的東西——種像蓖麻油的液體,或者是液化氫,混之以液化氧,以便在太空無空氣的環境中能讓爆炸發生。用這種燃料填充導彈,人們就可以讓黑色火藥水遠退下來。

哥達德的理論停留在理論階段曾長達近20年時間。當他造了一枚火箭,將它運到一塊地裏時,這枚火箭根本就飛不到哪兒去。回到克拉克大學時,他手頭總是一枚失敗了的火箭,一個同事習慣性地用這樣的問題迎接他:“喂,羅伯特,你那邁向月球的火箭怎樣了?”當他堅強起來,發表他的作品時,《時代》雜誌希望他做他不想做的事。