地球的温度关乎生命的源头读

　　大多数人每天醒来时都会自问：今天要去哪里？现在是什么时候？外面有多冷（多热）？这三个问题，分别对应长度（距离）、时间和温度，这三种衡量确定了生活的节律。
　　如果说，长度（距离）和时间很容易引发哲思；那么温度则更为微妙、更为切己。人体很容易感知环境温度或体温的少许上下；而从宏观来说，几十亿年前的地球温度，涉及地球生命的源头这一问题，宇宙的温度则涉及宇宙形成的奥秘。
　　正因为如此，理论物理学家、美国宾夕法尼亚大学物理和天文学教授吉诺塞格雷写了《迷人的温度》一书，这本书还有个副标题温度计里的人类、地球和宇宙史。这话题实在太大，每个角度都可以写一本厚重大书，在此只能撷取几个细节。
　　为什么总是37。2
　　《迷人的温度》〔美〕吉诺塞格雷著上海译文出版社
　　关于人体温度，有一个还没说清的问题为什么总是恒定在37。2左右？
　　放一支温度计到一个人的舌头下面，无论他是北极的因纽特人、非洲森林中的俾格米人，或是纽约的一个白领，得到的读数都是相同的。不论人种、性别、年龄，无论是一个月大的婴儿、二十岁的运动员，还是一位百岁老人，都有着相同的体温。即使它只变动2，人也会觉得痛苦；如果它的升降超过了5，你就要考虑去急诊室了。人和人的相似，在这一点上真是惊人。
　　当然了，严格来说，37。2只是一个均值。每天15时体温最高，晚上体温最低；此外我们身体的各处温度也不同，皮肤比内脏低，不同的脏器之间，温度也有差异，身体上最热的部位是肝脏。
　　但是，人体内部有一套调节机制，使我们的体温大致保持在37。2附近，这套机制听命于一个深埋于大脑之中的最高控制中心，那就是下丘脑。这个渺小的器官不仅设置温度，也操纵着各种激素的分泌，由此掌控着大量关键的代谢功能。此外，它还调解着人体内的水、糖和脂肪水平，并且指导激素的释放，从而对我们的各种活动进行抑制或是加强。这一小块组织几乎只有一个指甲盖那么大，但它的内部却坐落着原始生命的力量之源，负责生长、情绪和繁殖。
　　从下丘脑到皮肤，有着两条重要通路，一条是边缘神经系统，另一条是称为毛细血管的小型血管所组成的密集网络。
　　来自这两条通路的信息进入下丘脑，并在其中负责温度调节的部分汇总。如果信息显示身体太冷，毛细血管就会收缩，从而保存热量；如果身体太热，毛细血管就会扩张。不仅如此，下丘脑还会向汗腺发送激素信号，命令它们将汗液通过毛孔排到皮肤外面。它同时还向大脑皮层发送信号，敦促其改变身体的行为，比如穿衣或者脱衣。这是一个在数百万年中演化而成的高效系统。
　　《迷人的温度》认为，体温恒定的最主要理由，是使动物体内一套复杂的化学反应达到最优，好让它们完成生活中的各项复杂活动，比如，在被狮子追赶的生死关头，同时运行观察、分析、决策、执行等各个系统，能够一边逃命，一边注意到前方地形地物，思考是继续奔跑还是捡起石头搏斗。
　　那么为什么是37。2呢？作者认为，可能是为了适应人类起源的非洲局部地区气温，在此时此地、在这个体温上，人体产生热量的速度和身体热量向外散发的速度大致吻合。这就意味着，人类先祖在很长一段时间里不必考虑穿衣、用火等问题。
　　体温升高带来的危险已经讲得很多，人体用出汗的方式来解决；但是体温过低同样危险。《迷人的温度》讲了一个故事。1987年，长距离游泳健将琳恩考克斯决定挑战白令海峡，从美国境内游到一个苏联小岛，全程大约8公里，距离不算长，但水面温度是67，水下温度可能低到1，以前没有人成功过。
　　考克斯作了周全准备。其中包括，下水前吞服一枚热感应胶囊，胶囊里有一部发报机，它向随行的船只发送数据，供船上的一名医生随时监测，以免考克斯失温。她用两小时游完了全程，而且始终保持了正常体温。
　　考克斯的成功还有一个个人原因：她的体格理想，身高168厘米，重82公斤，体脂比几乎是妇女平均值的两倍。不仅如此，她的脂肪在全身均等分布，在外界的寒冷与内脏器官间形成了一道天然的隔热层。正因为如此，她才能活着游完全程，成为横渡白令海峡第一人。
　　绝对零度如何被发现
　　考克斯在接近0的冰水里游泳，但是在科学家看来，真正的零度还没有达到，而且似乎永远不可能达到。
　　度量的意义，只有在了解了度量的对象之后才会显现出来换句话说，度量需要目的。我们都知道长度为0、时间为0是什么意思，那么温度为0又代表了什么呢？要回答这个问题，就需要对热有更深的理解。英国伯爵波义耳的一组实验，将热量、温度和能量首次联系在了一起。
　　17世纪，当时实验科学刚刚在英国站稳脚跟，手头富裕的波义耳定居牛津，并且和一群志同道合的人做起了实验、讨论结果。1663年，这群人组成了增进自然知识伦敦皇家学会，也就是今天的皇家学会。
　　波义耳的实验显示，当温度恒定，一团气体受到的压力与它的体积成反比，一个上升，一个就下降，但两者的乘积始终不变。而当温度上升时，气体的体积也会增大，这说明气体的温度和压力、体积都有些关系。
　　1802年，约翰道尔顿和约瑟夫路易盖吕萨克进一步发现：一旦将压力固定，那么温度每升高1，所有气体的体积都会增加原来的1273；而温度每降低1，气体的体积又会减少原来的1273。比如在10时，气体体积会变为原来的283273；而在10时，它又会变为原来的263273。总之，气温每变动1，气体的体积就会变化1273。
　　1804年9月，盖吕萨克乘着热气球飞到约7000米的空中。随着气球的升降，他在各个高度上采集了气体样本、记录它们的温度。他的公式始终有效。由此引出一个惊人的结论：如果在压力不变的情况下，温度每降1，气体体积就下降1273，那么到了273，它的体积就会缩小到0。也就是说，气体的体积和压力的下降，最多持续到273。那是刻度的终点，是气体的最低温度，是名副其实的绝对零度。
　　这是绝对零度的概念第一次进入科学。而且了不起的是，这个概念是完全正确的，就连273都是正确的值（严格来说应该是273。16）。
　　另一方面，现在的科学水平，只能逼近绝对零度，而无法达到这一真正的零度。如果在网上搜索绝对零度达不到的原因，互联网会告诉你：当粒子的运动静止不动时，动能变为零，热能也是零，但是微观粒子是躁动的，粒子的运动不可能停止，因此温度也只能无限接近绝对零度，而无法到达。这是来自粒子物理的解释；而先贤们在19世纪就用烧杯、试管和基本的数学原理测出了这一极限，确实令人感佩。
　　用温度来度量文明和宇宙
　　海底烟囱，喷口储藏着丰富的生物、铜矿以及其他贵金属。
　　关于温度的未解之谜还有不少，比如，我们知道太阳的中心温度，但对地球的中心温度却不甚明了。
　　1979年，阿尔文号深海探测器在墨西哥湾附近一处约2743米深的海沟上方，忽然撞进了一小团黑色的烟雾。它随即被上升的水流裹挟，并撞上一根从海床上升起9米的烟囱。
　　这根烟囱似乎由某种柔软的火山材料构成，它是中空的，在探照灯的照射下，那里面闪闪发光，似乎布满了晶体。随着烟囱越来越近，阿尔文号外壳上记录到的温度也节节升高。等驶到近旁时，科学家遥控钳臂，将一支温度计通过裂口送进了烟囱内部，然而一送进烟囱，它的读数立刻冲到了顶点。第二天，兴奋的船员再次下潜。他们用一支特制的温度计测水温，它测出的最高读数是350。
　　今天，人们将这些深海热泉称作海底烟囱。它们的发现具有重大意义。首先，它们解释了大洋底部何以会出现大量出人意料的矿产：是灼热的水流在巨大的压力之下，将它们从地下深处的矿脉带到了表面，并从那些热泉中喷射出来。典型的海底烟囱在形成之初是一条由富含硫质的酸性水构成的热流。然后，多孔而易碎的硫酸钙开始从海水中析出，它们在喷口周围逐渐堆积成烟囱，并将其中喷出的热水与周围的冷水隔离。这些烟囱的生长速度大约是每天0。3米，最高可以长到15米左右。它们形态各异，表面分布矿苗。有的烟囱只在顶部有一个喷口，有的则浑身遍布喷口。喷口处的热水和2。54厘米之遥的海水，温度可以相差333，这是地球上自然形成的最大温差。
　　更奇妙的是，在这种环境中，仍然有生命，科学家发现了一种庞贝蠕虫，在海底烟囱附近进进出出。它们身长10厘米，尾部常常浸泡在77的热水中，而它们的头部海水温度只有约20。
　　造物如此神奇，《迷人的温度》感慨：如果要以温度为标记叙述人类文明的发展，我会引用人类一路以来对火的运用从狩猎采集到建村定居，再到生产工具，我们制造出了越来越热的火。最初是石器时代的第一堆篝火，然后是用木炭帮助燃烧，接着又用风箱锻造了铜和铁。更进一步，我会说到蒸汽机，说到19世纪伟大的贝塞麦炼钢炉，还有最近的核子时代。我的这部历史将从0度开始，经过500度、1000度、2000度和2500度，直到数百万度。至于最近的这两百年，我可以用实验室中不断创造的低温作为标记。一个接着一个，我们将已知的气体全部液化我和同事在实验室里制造过几十亿摄氏度的高温，也曾经差了几十亿分之一摄氏度就达到绝对零度我们常常用时间来度量宇宙、地球、生命、人类和文明的演化，但时间并不总是最好的计量单位。
　　（长江日报记者李煦）
　　【编辑：张靖】
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