思想者小傳

　　汪品先 海洋地質(zhì)學(xué)家,。1936年11月生于上海,，1960年畢業(yè)于莫斯科大學(xué)地質(zhì)系，1991年當選為中國科學(xué)院學(xué)部委員（院士）,。同濟大學(xué)海洋與地球科學(xué)學(xué)院教授,。曾任國際海洋研究科學(xué)委員會副主席、中國海洋研究委員會主席,。1999年作為首席科學(xué)家,，主持我國海域的首次國際深海科學(xué)鉆探,，南海的ODP184航次,，取得西太平洋區(qū)最佳的晚新生代環(huán)境演變紀錄，隨后又擔(dān)任深?！?73”首席科學(xué)家,。目前正主持國家基金委“南海深部過程”大型研究計劃。

視野大小決定認知寬度
　　人要了解世界,，應(yīng)當知道自己時空尺度的局限性,，不能只從自己的視野和視角出發(fā)。我們要不斷擴展自己的眼光,，大的科學(xué)要有大的視野和大的實驗,。
　　我們看世界，一個是視野的大小,，還有一個是視角的位置,。蘇東坡寫廬山： “橫看成嶺側(cè)成峰，遠近高低各不同”,，原因在于視角的不同,；杜甫登泰山： “會當凌絕頂，一覽眾山小”,，原因在于視野的擴大,。比如地圖，不知道從什么時候開始,，大家看地圖的習(xí)慣都是上北下南,。可是澳大利亞一個藝術(shù)家偏偏把地圖倒過來畫,，南極朝上,，北極朝下。這幅畫還得了專利,，實際上就是視角的差別,。
　　中國人到英國，發(fā)現(xiàn)郵筒是紅的,，覺得奇怪,，因為我們的郵筒和郵差的衣服都是綠的,。其實，這是我們自己的視野太狹所致,。人們認識世界都是從自己的眼耳口鼻手等開始的,。比如我們現(xiàn)在為什么都用十進位？因為人有十個手指頭,，如果是八個或十二個手指頭,，說不定現(xiàn)在用的就是八進位或十二進位了。這就是我今天要跟大家重點講的——科學(xué)與視野,。
　　實際上,，一部科學(xué)史就是人類不斷擴展自己視野、改變自己視野的歷史,。日本有一位著名動物生理學(xué)家叫本川達雄,，他寫了一本書 《老鼠的時間，大象的時間》,，里面說：大象的壽命是70年左右,，老鼠只有2年，但是老鼠的心跳快,，大象的心跳慢，所以它們一生中的心跳總數(shù)是差不多的,。也就是說,，不同大小的生物他的時間尺度是兩樣的。他還發(fā)現(xiàn),，老鼠雖小,，但4天就能吃下和自己體重相等的食物；牛個頭大,，但要吃完相當于自己體重的食物得花一個月,。究其原因，動物的體型不同,，它們的時間和空間的尺度也就不同,。所以人要了解世界，也應(yīng)當知道自己時空尺度的局限性,，就不能只從自己的視野和視角出發(fā),。
　　深海生物有很多“大家伙”。比如法國作家凡爾納《海底兩萬里》描寫的巨型章魚,，可以把船掀翻,。深海里確實有許多體型大到你難以想象的生物，有的就是傳說中的“海怪”,。比如一條魷魚可以長達14米,，一只螃蟹能長得跟衛(wèi)生間那么大,，還有生活在1000米深海里十來米長的皇帶魚，也就是傳說中的“海蛇”,。另外一個極端是小,，深海里也有許多微生物小到你用一般顯微鏡都看不見。但是你別小看它,，這些被稱作“原核生物”的海洋細菌才是地球生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ),。小小一滴海水里，就有上千個細菌,，至于更小的海洋病毒數(shù)目就更多了,。有人比喻，全大洋里的病毒如果排起隊來的話,，長度將超過60個銀河系,，不知道要排到哪里去。
　　每種生物都有它自己的生態(tài)世界體系,，如果單從自己的視角出發(fā),，很多事物就難以理解。前面我說,，人類認識世界是從自己的手,、腳、眼睛,、鼻子,、耳朵、嘴巴開始,。所以總以為自己是中心,，總以為自己最偉大。實際上,，人類在世界上非常渺小,，時間上非常小，空間上也非常小,。一部科學(xué)史也是人類不斷糾正認識錯誤,、克服人類中心觀的歷史。
　　最早的人類,，中國的也罷,，希臘的也罷，都認為世界像一個圓盤子,，外面是海洋,，中間有一些陸地，自己就是世界的中心。比如蘇東坡當年到了海南三亞,，就認為那里是世界的天涯海角了,。歐洲也是這樣，像英國西南方的地角 （Land’s End）,、西班牙的耶羅島（ElHierro）等,，都曾被認為是“世界的盡頭”。哥倫布到了巴哈馬群島,，以為是到了印度,，把土著民叫“印第安人”，因為那時候的地圖上沒有太平洋,、沒有美洲,。人類用眼睛來看世界，看到的東西是很有限的,。光譜里面,，人類看到的可見光就那么一點點，這一點還不如很多別的生物,。論運動能力,，劉翔算跑得快了，一秒也只能跑幾米,。論聲音,，20個赫茲和2000個赫茲之間我們能聽得見，但是別的聲波你都聽不見,。論壽命,，人活到100歲就很神奇了，但和整個宇宙的歷史相比,，100年實在是太微不足道了。
　　18世紀人類發(fā)明了蒸汽機,，20世紀發(fā)明了火箭,，現(xiàn)在可以克服地心引力到太空去了。應(yīng)該說到今天為止,，人類上天的能力很好,，空間穿越的能力強。但是從整個人類的認知水平來講,，還是非常有限的,。大家知道，在哥白尼用望遠鏡觀測星球之前,，人們都以為地球是中心,，太陽是圍繞著地球轉(zhuǎn)動的，哥白尼改變了那個時代人們對于宇宙的理解,，這被稱為“哥白尼革命”,。到了上世紀60年代,，因為現(xiàn)代遙測、遙感技術(shù)的應(yīng)用,，可以從空間看到整個地球,，有人說發(fā)生了“第二次哥白尼革命”。相對于第一次哥白尼革命人們用望遠鏡看到地球外面的宇宙,，“第二次哥白尼革命”是指人類離開地球,，從太空的視角回過來審視地球，這才獲得了全球的視野,，才談得上 “全球變化”的研究,。
　　回過頭來看，地球上的很多事情都是有周期性的,。人的心跳是一種周期,，白天、晚上,、潮汐是一種周期,，春夏秋冬是一種周期，地球軌道變化有萬年等級的周期,。再往大里去,，地球上大陸的聯(lián)合和分解，也是一種幾億年的周期,；一百幾十億年前的宇宙大爆發(fā),，現(xiàn)在有人懷疑這也是一種周期性現(xiàn)象。這樣看的話,，整個宇宙就是一個無窮無盡的不斷的旋回,，今天的地球其實就是一系列不同尺度、不同空間里的東西,，摻雜,、疊加在一起的奇妙組合體，這是很復(fù)雜,、但也很有意思的事情,。所以我們說科學(xué)好玩就是在這里。當你從一大堆現(xiàn)象里找出一點頭緒來了,，你會興奮得不得了,，這是一種洞察、省悟的樂趣,。
　　所以我們要不斷擴展自己的眼光,，大的科學(xué)要有大的視野和大的實驗。比如我們現(xiàn)在研究中微子，要追蹤中微子在宇宙中的來源,，實驗室放在哪里好呢,？歐盟就選擇地中海的深海做實驗室，在兩三千米水深的地方安放檢測器,，叫作“中微子望遠鏡”,，用地中海做望遠鏡。這就是用“大尺度”研究“小問題”,。
　　各個生物體除了空間尺度不同,，時間尺度也各異。不同的生物有不同的生命,，也有不同的樂趣,，人類不能只從自己的時間尺度去看待。莊子說,，“朝菌不知晦朔,，蟪蛄不知春秋”，可憐的小生命,，有的不到一天,、有的不到一年就死了。但是“今人不見古時月,，今月曾經(jīng)照古人”,，李白的話提醒我們：人類的壽命和月亮比，豈不是羞愧得無地自容嗎,？
　　關(guān)于地球形成的時間也有一個認識的過程,，也存在過爭論。古代西方認為只有幾千年,，當年有大主教考證,，上帝創(chuàng)造世界是在紀元前4004年10月23日，星期天早上9點鐘,。后來地質(zhì)證明完全不是這樣,，太陽系是差不多同時形成的，距今大約46億年左右,。人類自古以來用天文記時，年,、月,、日都是天文周期。其實年以上還有更長的天文周期,，但是幾萬年的周期太長,，老百姓用不上，可地質(zhì)學(xué)家有用。比如現(xiàn)在地球的傾角23度半,，這就是回歸線的緯度,。但是地傾角、回歸線是在變的,，1908年臺灣嘉義縣造的回歸線紀念碑,，到1996年就不在回歸線上了，差了1.2公里,。這是因為地傾角有四萬年的周期,，這種周期可以用來做地質(zhì)紀年。比如說 “生命大爆發(fā)”發(fā)生在5.3億年前,，用“年”作單位實在太小,，就像你說每過3000多萬秒過一次生日一樣的別扭。

認識世界不能光看表象
　　人類歷來相信海洋是世界的盡頭,，什么東西掉到海里了,，就是“泥牛入海無消息”，就沒了,，其實這是錯的,。海底熱鬧得很，海底有很多東西在往上拱,，只是你不知道而已,。你不知道的不等于不存在。
　　上面我講的是看問題的視野要大,，空間視野,、時間視野都要大。下面我要講的不光是大小的問題,，還有角度的問題,。
　　我們認識地球，認識世界一般都是從表面來看,，其實背后還有很多看不見的東西,。比如，物理里面我們說有暗能量,、暗物質(zhì),，地質(zhì)上也是這樣，我們能看到的比如能量流,、物質(zhì)流,，都是表面的流，下面的很多東西是看不見的,。
　　美國有一位科學(xué)家10年前寫了一篇文章,，說海洋里的浮游植物（也就是藻類）,，其實就是一個看不見的森林。為什么,？這么多的浮游植物,，雖然它小到你肉眼都看不見，但它吸收二氧化碳的能量跟地球上的森林是一樣多的,。這是因為陸地植物生活的周期是30年,，而海洋生物只要幾天就可以傳種接代。它雖然生物量少,，但周轉(zhuǎn)快,。
　　地球上的水，大家再熟悉不過了,。但你知道嗎,，你看到的“滔滔江河水”其實只是地球上水的一小點。地球上的水,，97%都是海里的,，只有3%是在陸地上。而陸地上的水,，80%又都凍結(jié)在南極的冰蓋里,，剩下的20%主要是地下水，地面的水只有很小的一部分,，也就是說,，我們平時看到的河流里的水和湖泊里的水，只占了地表水資源的百萬分之一,。還有些河流湖泊你是看不見的,。南極冰蓋幾千米厚,，冰蓋底下還有河網(wǎng)和湖泊,，最大的叫東方湖,，論容積在全世界淡水湖里排行第七,。
　　我想說的是，我們眼睛看不見的東西太多了,。比如世界上最大的山脈在海底,，六萬公里長,，海底的起伏比陸地上的起伏也要大得多,。另外,，海底到底有多少山，人們到今天都搞不清楚,。大家可能不相信,，人們對于海底地形的了解還比不上對月球表面、比不上對火星的,。這是因為我們現(xiàn)在調(diào)查地形都是靠衛(wèi)星,、靠遙感，全球海水平均深度將近3700米,，隔了3700米水什么遙感都派不上用場,。所以，到現(xiàn)在我們都不明白海底到底有多少火山,。有人估計大概100米高的火山有100萬個,，約1000米高的火山有10萬個。
　　我在這里跟大家強調(diào)一個概念：海洋實際上是雙向的,。有從上往下的運動,，也有從下往上的運動。人類歷來相信海洋是世界的盡頭,，什么東西掉到海里了,，就是“泥牛入海無消息”，就沒了,，其實這是錯的,。海底熱鬧得很，海底有很多東西在往上拱,，只是你不知道而已,。你不知道的不等于不存在。我要告訴大家,，海底是“漏”的,。所謂“漏”，是說水可以掉下去,，也有東西可以冒上來,。無論是下去的，還是上來的,，都有價值,。上來的很多東西是礦產(chǎn)，是可以開發(fā)的,。比如著名的“黑煙囪”,，其實就是海水從大洋中脊邊上滲下去碰到巖漿，再涌出來所造成的,。這種像黑煙的東西其實并不是煙,，而是海里面的一股黑水。為什么會有這樣的水,？為什么會往上冒,？因為海水碰到了巖漿升溫，從海底出口的溫度就有三四百度,，熱的水輕,，輕的水就會往上冒,。為什么黑呢？因為海水碰到巖漿帶上了很多細小的硫化物顆粒,，冒出海底冷卻以后就變成了“煙囪”,。這種“煙囪”站不了很久，倒下去就形成了我們的礦藏,。
　　我們大家都知道一句話：萬物生長靠太陽,。其實深海里的很多生物是不靠太陽的，靠的是地球內(nèi)部的熱能在生長,。我們吃的食物靠光合作用,，靠有光食物鏈，而深海里的 “黑暗食物鏈”見不得太陽,，也不靠氧氣和葉綠素,，靠的是地?zé)岷土蚣毦Ｔ龠M一步說,，海底的下面還有生物在生活,。海底的玄武巖，在電子顯微鏡下你可以看到巖石上面有許多小球狀的細菌,。玄武巖也好,，沉積物里面也好，都有細菌在生活,，而且數(shù)量極大,。有人說大概占地球上生物量的十分之一，有人說要占30%,，到底是多少呢,，我不知道。反正這個數(shù)量是很可觀的,。這就告訴我們：海底里面有另外一個生物圈,，它的能量不是來自外面，不是來自太陽,，而是來自海底,，來自地球內(nèi)部，這是一個極重要的信息,。
　　近幾十年來的深海探測,，發(fā)現(xiàn)了海底下的許多故事。我們今天研究碳循環(huán),、研究全球變化,，主要都集中于地球表面的部分，地球內(nèi)部的循環(huán)不考慮,，實際上這是非常錯誤的,。我剛才講海底是漏的,，這里頭其實就有碳循環(huán)。有人把地球比作雞蛋,，其實按比例講,，地殼還遠不如雞蛋殼，蛋黃算是地核,，最大的部分是蛋白，蛋白就是我們的地幔,。地幔實際上是地球的主體,，而地幔里是有水的，這個水你看不見,，因為是結(jié)合在礦物里面,，達到一定條件是可以出來的，但到底有多少不知道,。有人說相當于一個半的大洋,，有人說是五個大洋，有人說是幾十個大洋,。地球上的水會跑到地底下的俯沖帶里去,，然后需要大約16億年，在地幔里面轉(zhuǎn)一圈,。當然也有從地?；蛘哐蟮咨鰜淼乃傮w來說今天地球上面的水是在減少,。有人說,，前面6億年估計已經(jīng)有6%-10%的水資源流失了，漏到地球內(nèi)部去了,。碳也是這樣的,，地球上有很多碳，有的你沒法用,，有的你想用拿不著,。有人估計地球總重量的 1.5%或者0.07%是碳，這類估計本身就差了20倍,。地核里的碳是和鐵結(jié)合在一起,，是碳化鐵。地幔里的碳就有意思了,，壓力小的出石墨,，壓力大的出金剛石。金剛石實際上在上,、下地幔之間有一個富集層,，可惜只有隨著巖漿才會冒上來,，這就是火山口含金剛石的金伯利巖。
　　總之,，關(guān)于地球內(nèi)部的事情人們還知道得太少,，所以我們需要進一步擴大研究視野。

科學(xué)好玩源于好奇心
　　科學(xué)很好玩,，但它要求你有好奇心,、有興趣。如果你沒有好奇心,，那么最好不要去做科學(xué)家,，因為這不是掙錢的捷徑?？茖W(xué)的本質(zhì)首先是一種精神,，一種對于奇妙宇宙探索的渴望。
　　最后我想說的是,，科學(xué)是很好玩的,。我研究的科學(xué)問題對別人有用，我非常高興,，但是即便我研究的科學(xué)問題你覺得沒用,，我還是要研究，因為這是我的愛好,。我認為科學(xué)研究是人生中最有趣的事情,。
　　我們國家最近這些年來對科學(xué)的投入非常大，對科學(xué)非常重視,。我們常說“科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”,，這句話是非常好的，但是科學(xué)不僅僅是生產(chǎn)力,，科學(xué)更是文化,，因為科學(xué)是從興趣開始的，是從覺得好玩開始的,。有用固然很重要,，但是好奇心更重要。很多重大的發(fā)現(xiàn),，特別是原創(chuàng)性的發(fā)明,，都不是沖著目的性、沖著需要去的,。比如達爾文研究進化論就是出于興趣,，他一輩子沒有上過班，就是參加環(huán)球航行，在自己的莊園里做各種實驗,。他的進化論等了20多年才發(fā)表,。可是我們現(xiàn)在有很多研究成果,，有的連實驗都沒有做成就發(fā)表了,。
　　那么自然界有趣在哪里呢？前面我說過,，我們的地球?qū)嶋H上是一個奇妙的混合體,，今天地球上既有一百幾十億年前宇宙大爆發(fā)的殘留微波，也有十分鐘就要繁殖一次的細菌,。這是一個復(fù)雜的系統(tǒng),。一旦你從這錯綜復(fù)雜的系統(tǒng)里找到某種頭緒、發(fā)現(xiàn)某種機制,，那就是一種精神升華的樂趣。阿基米德會從浴缸里跳出來,，就是這個道理,。
　　宇宙萬物是神奇的。比如,，夜晚的星空非常美麗,，但是你知道嗎，星空是不同時期的星球所發(fā)的光,，傳到地球上來的,。有的星球距離地球很多光年，有的星球你看到它在那里,，說不定它已經(jīng)消失了,。又如，巖石是有年齡的,，地質(zhì)學(xué)家的一個工作就是把不同時期巖石的年齡標示出來,，所謂地質(zhì)圖就是不同年齡的巖石在地面上的分布圖。不僅巖石有年齡,，海水也有年齡,。我們現(xiàn)在運用碳十四的方法可以將海水的年齡測算出來。
　　這實際上是一種時空的轉(zhuǎn)化：空間上的差異,，是時間上差異的投影,。如果你去追索時間里的演變過程，就會發(fā)現(xiàn)很多非常有意思的事情,。比如,，五六億年前地球上是沒有這么多細胞生物的，海底還沒有鉆泥打洞的底棲生物，所以當時海底也是硬的,，里面也沒有那么多的水,。更有趣的是大氣的演變，起初地球上是還原環(huán)境,，隨著生物演化,，二氧化碳逐漸減少，氧氣逐漸增多,，到了距今3億多年的時候,，大氣中的氧氣含量太多，占35%左右（現(xiàn)在占21%）,，結(jié)果蜻蜓可以有75公分長,，比鳥還大，樹木也長得特別高大,，有的高達45米,，世界上許多煤炭就是那時候形成的。
　　說到這里,，你就可以感到科學(xué)和藝術(shù)是相通的,，只有科學(xué)家才能洞察自然界的美。比如說,，微生物在游泳的時候居然是相互配合的,，如果把它們的運動軌跡畫出來，那就像是在“跳舞”,。最先發(fā)現(xiàn)細菌的列文虎克,，在1676年就描寫過在顯微鏡下看微生物游泳的舞姿，他說“我的眼睛從未見過這樣有趣的景象”,。
　　很多藝術(shù)家同時也是科學(xué)家,。大家知道達·芬奇不光是個畫家，他還是個發(fā)明家,。達·芬奇的畫跟我們國畫最大的區(qū)別就是,，他有科學(xué)的功底，他畫的波浪有水力學(xué)的功底,，他畫的動物有解剖學(xué)的功底,。這就是藝術(shù)與科學(xué)的結(jié)合。我們眼前的例子是電影 《阿凡達》的導(dǎo)演卡梅隆,，他的職業(yè)是藝術(shù)家,，但他的愛好是海洋，他潛入海里拍攝了許多珍貴的片子,。今年3月,，卡梅隆坐深潛器在馬里亞納海溝下潛到10898米，創(chuàng)造了單人深潛的紀錄。當然,，科學(xué)和藝術(shù)相結(jié)合在我國是受到鼓勵的,，不過有時候有點誤會，以為科學(xué)家會唱戲,、藝術(shù)家為院士畫肖像就是結(jié)合,。其實，科學(xué)和藝術(shù)的交點是創(chuàng)造,，是一種創(chuàng)造的意境,。
　　我繞了很大的圈子，其實就是想告訴大家,，科學(xué)是很好玩的,，但是它要求你有好奇心，要求你有興趣,。如果你沒有好奇心,，那么最好不要去做科學(xué)家，因為這不是掙錢的捷徑,?？茖W(xué)的本質(zhì)首先是一種精神，一種對于奇妙宇宙探索的渴望,。如果有一批有志之士,，能夠懷著好奇心去鉆研科學(xué),、去追求創(chuàng)新,，那么我們的國家一定大有希望。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　?。ǜ鶕?jù)錄音整理,，經(jīng)演講者本人審閱）