在過去很長一段時間，除了文字記載,，人類并沒有什么可靠的年代測定法,，最古老的可靠年代只能追溯到埃及第一王朝，大約公元前 3000 年,。再早的事情就沒人能說出準(zhǔn)確的年代了,。例如，地球上最后的冰蓋是何時退卻的,？法國的克魯馬農(nóng)人是何時在他們居住的洞穴中畫下了壁畫,？某一片出土的陶器到底距今多少年？我們只能靠猜測,。直到二十世紀(jì) 40 年代,，測定年代的事才出現(xiàn)了轉(zhuǎn)機。

芝加哥大學(xué)的利比發(fā)明了放射性碳年代測定法,，這種方法可以讓科學(xué)家測出化石和其他有機殘骸的精確年代,。利比的發(fā)明實用價值很大,，他因此贏得了 1960 年的諾貝爾獎,。他的這種年代測定法簡單說來是這樣的，在自然界中最常見的 C 是含有 6 個質(zhì)子和 6 個中子的,，加起來是 12,，稱為C-12，它有一種多兩個中子的同位素C-14,，這兩種碳在自然界中的比例基本上是恒定不變的,。生物活著的時候，不管是植物還是動物,，和自然界有物質(zhì)和能量交換,，所以體內(nèi)的 C-14 的含量也是相對恒定的。但是,，當(dāng)生物死亡后,，就不再與外界發(fā)生物質(zhì)交換,，碳-14 便以一個固定的半衰期開始衰變。碳-14 的半衰期是 5600 年,，因此只要測出樣品中的碳-14 含量,，就能倒算出該樣品的年齡。當(dāng)然這種方法也有一定的局限性,，因為只要經(jīng)過八個半衰期,，那么樣品中的碳-14 含量就只剩下了原始的 0.39%。這一點點量已經(jīng)太微小了,，再小下去就很難保證測定的可靠性了,。因此，放射性碳年代測定法最多也只能測定 5 萬前期左右的生物化石,。但對于一兩萬年以內(nèi)的化石年代的測定是相當(dāng)管用的,。

隨著這項技術(shù)的普及，一些缺點也開始暴露出來,。首先，人們發(fā)現(xiàn)在利比公式中的一個最基本的衰變常量有誤,，比實際值偏高了 3% 左右,。但此時，全世界范圍內(nèi)已經(jīng)完成了上千個測定,。但科學(xué)家們沒有一件件地去糾正錯誤,，而寧愿選擇保留了這個不夠精確的衰變常數(shù)。所以我們今天看到的很多用放射性碳年代測定法測出來的年齡實際上都年輕了大約 3%,。問題還不止這一個,。人們很快又發(fā)現(xiàn)了碳-14 的樣本很容易受到其它含碳物的污染，例如,，取樣時不小心連同樣本一起取下的微小的一點點植物,。對于一些年代較近的樣本，比如 2 萬年以內(nèi)的樣本,，輕度的污染影響還不算大,。但是對那些更古老一些的樣本就會是個大問題，因為樣本中殘留的碳原子本身就已經(jīng)少得可憐了,。在前一種情況下,，就好比在數(shù) 1000 元時多數(shù)了 1 元；而在后一種情況下,，總共只有 2 元錢你卻多數(shù)了 1 元錢,。

利比的方法還基于另外一種假設(shè)，那就是大氣中碳-14 的含量，以及生物吸收的速率,，在歷史上都是穩(wěn)定不變的,。實際卻并非如此。我們現(xiàn)在已知,，大氣中碳-14 的含量受到地球的磁場和宇宙射線的雙重影響,，因此，在歷史上會有顯著的變化,。這就意味著,，某些用碳-14 測定的年代是不可靠的，這其中就有人類首次到達(dá)美洲大陸的年代,。這就是為什么長久以來,，人們對此爭論不休的原因。

最后,，可能有點兒出乎意料,，年代測定的讀數(shù)還有可能被看似完全不相干的外部因素所干擾，例如骨頭主人生前常吃什么,。最近一個爭論不休的例子是關(guān)于梅毒到底起源于新大陸還是舊大陸的問題,。赫爾的考古學(xué)家發(fā)現(xiàn)修道院墳地里埋著的修道士曾經(jīng)感染過梅毒。最初的結(jié)論是這些修道士早在哥倫布的航行之前就已經(jīng)患上了梅毒,，但是人們發(fā)現(xiàn)他們生前曾經(jīng)大量吃魚,，因此結(jié)論開始遭到質(zhì)疑。因為吃魚會導(dǎo)致他們的骨頭的測定年齡要比實際年齡大,。所以這些修道士曾經(jīng)患過梅毒是肯定的,，但問題是他們是在什么時候，又是怎樣得上這種病的,，依然是一個待解決的誘人問題,。

因為碳-14 年代測定法有以上種種的缺點，所以科學(xué)家們又發(fā)明了一些其他方法測定古物的年齡,，比如熱釋光測年法,，主要用來測定陶瓷的年代；但是,，在 20 二十世紀(jì)上半葉,，即便是最好的方法也無法測定超過 20 萬年的東西，而且也無法測定無機物的年代,，比如巖石等。不解決這個問題,，就絕無可能測定地球的年齡,。

其實，測定巖石年代還遇到一個大問題，那就是沒人去干這件事,，似乎全世界的人都放棄了,。要不是有一個叫霍姆斯（Arthur Holmes）的英國教授決心很大，這項事業(yè)會在很長一段時間中陷于停頓,。

霍姆斯像英雄一般克服了重重困難,，最終取得了成果。上世紀(jì) 20 年代,，霍姆斯正是最年富力強的時候,，地質(zhì)學(xué)正在慢慢地過氣，他就是搞地質(zhì)學(xué)的,，這時候物理學(xué)正在成為時代的新寵,，只是資金匱乏，尤其是在它的誕生地英國,?；裟匪咕吐氂谶_(dá)勒姆（Durham）大學(xué)。但很多年來,，他一個人就是整個地質(zhì)學(xué)系,。他在追求的目標(biāo)是利用放射性法測定巖石的年齡，但他常常不得不靠借用和拼湊儀器設(shè)備來進(jìn)行研究,。有一次,，為了等待校方給他提供一臺簡單的加法機，他一個計算足足耽擱了一年,。有一陣子他不得不停下全部學(xué)術(shù)工作去掙錢養(yǎng)家糊口,，一度在紐卡斯?fàn)栭_了一家古董店。有時他連地質(zhì)學(xué)會每年 5 英鎊的會費都交不起,。

霍姆斯的工作采用的技術(shù)從理論上來說并不深奧,。它基于 1904 年盧瑟福首次做出的發(fā)現(xiàn)，即某些原子會以固定的速率衰變?yōu)榱硪环N元素的原子,。這個穩(wěn)定的速率可以用來作為一種時鐘,。例如，如果你知道從鉀-40 衰變?yōu)闅?40 所需的時間,，那么你就可以通過測量這兩種元素在樣本中的含量來計算出樣本的年齡,。霍姆斯的貢獻(xiàn)在于他測定了鈾衰變?yōu)殂U的速率,。他希望能以此測定巖石的年齡,，進(jìn)而測定出地球的年齡。

然而技術(shù)原理講起來是簡單,，但他實際要克服的技術(shù)難題其實還有很多,。他很渴望擁有一臺高級點的儀器，能讓他精密地測量一些很細(xì)小的樣本?？墒?，我們前面講過，他僅僅得到了一臺簡易的加法機而已,。所以,，在這樣的條件下，1946 年他竟然非常自信地宣布地球的年齡至少有 30 億年,，很可能更長,，這個數(shù)字已經(jīng)接近正確答案了，這確實挺了不起的,。

不幸的是,，現(xiàn)在他又遇到了另外一個巨大的阻礙。他的那些保守的同行科學(xué)家,、很多同行對霍姆斯的方法都表示贊揚,，但他們堅持認(rèn)為他測出的并不是地球的年齡，而不過是組成地球的材料的年齡而已,。

與此同時,，芝加哥大學(xué)的布朗（Harrison Brown）發(fā)展出了一種測定火成巖中鉛同位素的新方法（火成巖指的是由地?zé)嵝纬傻膸r石，相對于由沉積形成的沉積巖）,。但布朗覺得這項工作會相當(dāng)?shù)目菰锓ξ?，所以他把這個課題分配給了年輕的研究生彼得森，讓彼得森作為畢業(yè)設(shè)計,。布朗很誠懇地向彼得森保證,，用他發(fā)明的新方法測定地球的年齡簡直“輕而易舉”。結(jié)果,，彼得森一干就是好多年,。

彼得森從 1948 年開始這項研究，他先是在芝加哥大學(xué),，1952 年又轉(zhuǎn)到加州理工學(xué)院,，整整7年，他默默地在無菌實驗室中工作,，精心挑選古老的巖石樣本,，一絲不茍地測定其中鈾/鉛的比例。

測定地球年齡的難點在于巖石樣本的稀有,，因為必須要找到與地球本身一樣古老的含鉛和鈾晶體的巖石,。如果巖石樣本太年輕，顯然就會得出錯誤的結(jié)果,。但是這種與地球一樣古老的巖石卻非常稀有,。直到上世紀(jì) 40 年代末,，都沒人知道為什么會這樣,。實際上,，要等到人類進(jìn)入太空時代之后，才貌似合理地解釋了這些古老巖石都到哪里去了（答案是板塊構(gòu)造學(xué)說,，我們當(dāng)然還會談到這個話題）,。可憐的彼得森只能在極度缺乏樣本的情況下盡力工作,。不過,，他很聰明，最終給他想出了一個解決方案,。既然在地球上很難找到需要的石頭,，可不可以到地球之外去尋找呢？是的,，他想到了隕石,。

他提出了一個假設(shè)，一個極大膽但最后被證明是正確的假設(shè),。他認(rèn)為隕石是太陽系在形成初期遺留下來的建筑材料,，肯定或多或少保留著原始的化學(xué)結(jié)構(gòu)，只要確定了這些在太空中游蕩的石塊年齡,，就等于知道了地球的年齡,。

但這是典型的知易行難，合適的隕石不好找,。另外,，彼得森還發(fā)現(xiàn)布朗教授教給他的方法，從技術(shù)上講極為繁瑣,，必須進(jìn)行一些改進(jìn),。此外，彼得森還要面對一個大難題,，他發(fā)現(xiàn)只要樣本在空氣中暴露過,，就會被大氣中的鉛莫名其妙地嚴(yán)重污染，不可避免,。最終,，彼得森建成了一個無菌實驗室，有一份資料上說這是全世界第一個無菌實驗室,。

彼得森任勞任怨地工作了七年,，才收集到了合適的樣本進(jìn)行最后的實驗。1953 年春,，他帶著樣本前往伊利諾伊州的阿岡尼（Argonne）國家實驗室,。他申請到了一些使用最新型的質(zhì)譜儀的時間,，這種儀器能檢測鎖定在古老巖石晶體中的鈾和鉛的微弱含量。當(dāng)他最終獲得了結(jié)果時,，彼得森簡直興奮的不得了,，他直接驅(qū)車回到艾奧瓦州的老家，一回去就讓他老媽把自己送往醫(yī)院,，因為他說自己心臟受不了了,。

沒過多久，在威斯康星州的一次會議上,，彼得森宣布了一個地球的準(zhǔn)確年齡——45.5 億年（加減 7000 萬年）,。這個數(shù)字整整保持了 50 年沒動過，人類經(jīng)過了 200 多年的努力,，終于給了地球一個歲數(shù),。

幾乎與此同時，彼得森將他的注意力轉(zhuǎn)向了大氣中的鉛污染問題,。他震驚地發(fā)現(xiàn),，關(guān)于鉛對人體造成的影響，人們僅有的一點認(rèn)識幾乎全是錯誤的,，而且是被誤導(dǎo)的,。這并不奇怪，因為 40 年來,，所有關(guān)于鉛影響的研究課題無一例外地都是由生產(chǎn)含鉛添加劑的企業(yè)資助的,。這家企業(yè)叫做四乙汽油公司。他的創(chuàng)始人叫做托馬斯·米基利,，發(fā)明家的反面典型,。

米基利原本是一個訓(xùn)練有素的工程師。毫無疑問,，如果他始終堅守這份職業(yè),，那么我們的世界會比現(xiàn)在更安全一些。但米基利卻對化工業(yè)發(fā)生了興趣,。1921 年,，在位于俄亥俄州代頓的通用汽車研究所工作期間，他開始研究一種叫做四乙鉛的化合物,。他發(fā)現(xiàn)這種物質(zhì)能有效地降低發(fā)動機爆震的現(xiàn)象,。在20世紀(jì)初，盡管鉛的危害性已被廣泛知曉,，但依然能在各種各樣的消費品中找到鉛的身影,。罐頭食品以焊鉛封口；飲用水常常被存放于鉛皮罐子中,；砷酸鉛被用作殺蟲劑噴灑在水果上,；甚至在牙膏管子的材料中也含有鉛,。每一種含鉛的產(chǎn)品都不可避免地會給消費者的生活中帶去一點兒鉛。然而,，帶來的鉛最多,、持續(xù)時間最長的卻是添加了鉛的汽油。

鉛是一種神經(jīng)毒素,。如果攝入過多,，就會不可避免地?fù)p傷大腦和中樞神經(jīng)系統(tǒng),，出現(xiàn)很多癥狀,，其中包括失明、失眠,、腎衰竭,、失聰、癌癥,、癱瘓和抽搐,。嚴(yán)重的時候會突然出現(xiàn)可怕的幻覺，讓患者和看護者都措手不及,，經(jīng)常會導(dǎo)致昏迷和死亡,。你肯定不希望自己攝入過多的鉛。

但另一方面,，鉛又很容易開采和提煉,。工業(yè)化生產(chǎn)鉛的利潤很高，四乙鉛也確實可以防止發(fā)動機爆震,。因此,，在1923年，三家美國最大的公司,，通用汽車,、杜邦化工和新澤西標(biāo)準(zhǔn)石油公司共同投資成立了四乙汽油公司。世界上需要多少四乙鉛,，它就生產(chǎn)多少,。后來也證明世界上的需求量真的很巨大。它們把這種添加劑稱為“四乙劑”,，避免出現(xiàn)“鉛”字,。這樣聽起來更加友好一些，也顯得無害,。1923 年 2 月 1 日,，四乙公司正式公開推廣這種添加劑（絕大多數(shù)老百姓并不知道它實際上是什么）。

沒多久,，四乙鉛的生產(chǎn)工人便開始出現(xiàn)走路不穩(wěn),、官能混亂的癥狀,。這就是鉛中毒的表現(xiàn)。

幾乎在同時,，四乙公司也立即采取了對策,，他們一面息事寧人，一面堅決否認(rèn),，這個對策竟很好地為這個公司掩護了幾十年,。麥格雷恩（Sharon BertschMcGrayne）寫過一本引人入勝的書，叫《實驗室中的普羅米修斯》,。這本書中記錄：每當(dāng)有工廠的雇員產(chǎn)生了不可治愈的幻覺,，公司的發(fā)言人就會對記者們老調(diào)重彈：“這些人很可能是由于工作太投入了，從而導(dǎo)致精神失常,?！痹谏a(chǎn)含鉛汽油的初期，就至少有 15 名工人死亡,，生病的人數(shù)則從未公開過,，而且一生病往往都是大病。每當(dāng)出現(xiàn)令公司難堪的泄露,、溢出,、毒害事故，四乙公司總是會設(shè)法掩蓋,。所以準(zhǔn)確的受害人數(shù)已無法弄清了,。不過，想完全封鎖消息也是不可能的,。1924 年四乙公司發(fā)生了一次通風(fēng)故障的事故,，幾天之內(nèi)，就導(dǎo)致 5 個生產(chǎn)工人死亡,，35 個或更多的人終生殘疾,。

當(dāng)四乙公司的新產(chǎn)品具有危害性的傳言四起時，正如日中天的四乙鉛發(fā)明者米基利決定搞一次現(xiàn)場表演,，以打消記者們的擔(dān)憂,。他一面大談公司對安全的重視，一面往自己的手上潑灑四乙鉛,，還把一杯四乙鉛在自己鼻子下面放了 60 秒,。他宣稱即便每天都重復(fù)這些動作也不會有什么危害。其實,，米基利太知道鉛的嚴(yán)重毒副作用了,。而且他在幾個月之前就因為過多暴露在四乙鉛下得了嚴(yán)重的疾病，要不是為了安撫記者,，他也是豁出去了,，要是有其他辦法,，他是絕不會再去碰那些玩意的。

加鉛汽油的成功讓米基利深受鼓舞,，他又把注意力轉(zhuǎn)向了當(dāng)時的另外一個技術(shù)問題,。上世紀(jì)20年代的冰箱有極大的危險性，因為使用了一種很危險的有毒氣體,，有時會泄露,。俄亥俄州克里夫蘭的一家醫(yī)院在 1929 年發(fā)生過一起冰箱泄漏事故，導(dǎo)致 100 多人遇難,。米基利打算制造出一種替代氣體,，要求穩(wěn)定、不易燃,、不腐蝕,、吸入無害。他竟又離奇地發(fā)明出了氯氟烴,，簡稱為 CFCs。

歷史上很少有一種工業(yè)產(chǎn)品像氯氟烴這樣快速地受到了熱烈擁抱?，F(xiàn)在看來,，這是很不幸的。在上世紀(jì) 30 年代早期,，氯氟烴找到了一千種用途,，廣泛地進(jìn)入到了各種產(chǎn)品中，從汽車空調(diào)直到除臭噴霧劑,。但是半個世紀(jì)后,，人們卻發(fā)現(xiàn)氯氟烴正在吞噬平流層里的臭氧層，正如你已經(jīng)知道的,，這不是一件好事,。

臭氧是氧氣的另一種形式，一個臭氧分子含有三個氧原子（O3）,，而普通的氧氣只有二個氧原子（O2）,。它的化學(xué)性質(zhì)有一點古怪。在地面上它是一種有害氣體,，但是到了大氣層的平流層,，就成了一種有益的氣體，因為它可以阻擋危險的紫外線,。然而有益的臭氧的總量并不十分豐富,。如果把大氣中的全部臭氧平鋪在平流層中，只能形成一層不到2毫米厚的薄層,，這就是為什么臭氧很容易遭到破壞的原因,。

氯氟烴對臭氧的破壞力極為巨大,。一克的氯氟烴可以捕捉和毀掉一萬克的臭氧。氯氟烴的存活期也很長,，平均可達(dá)一個世紀(jì),，持續(xù)地對臭氧層進(jìn)行嚴(yán)重破壞。此外,，氯氟烴還是一種效率極高的溫室氣體,。一個氯氟烴分子所產(chǎn)生的溫室效應(yīng)是一個二氧化碳分子的一千倍。當(dāng)然,，二氧化碳也是一種很不錯的溫室氣體,。總之,，氯氟烴很可能是 20 世紀(jì)最糟糕的一項發(fā)明,。