1920年,阿斯顿对于氢原子量的精密测定说明,氢嬗变为别的元素时,可以得到大量的能量,这样便提供了能量的另外一种来源。在近几年来,这个来源看来更加可能。这个过程进行的方式就是在碳和氮的催化作用下,氢转化为氦。
这样所获得的能量自然比由湮灭理论而得的少些,因湮灭用去太阳的全部质量,而由氢嬗变为非氢只用去了质量的10%。于是太阳的辐射可以维持100万万(10[10])年,这样长的时间已足够满足地质学者,虽然比较湮灭说所说的万亿年要短些。恒星的年龄似乎也可能只是星系退行所需的时间的几倍,我们得出的数量级约为几十万万年,譬如说2×10[9]年。如果考虑到引力收缩和放射物质所释放的能量,这数字还可能大一些。这个理论表明太阳和恒星具有稳定性。这是这一理论被人相信的原因之一。
我们可将这些数字和地球的年龄比较,这年龄是根据各种岩石里放射元素铀和钍与其蜕变后的产物两者的相对含量测定的。由这一研究求得地壳的形成当不晚于16万万(1.6×109)年以前。
根据相对论,空间,或者时空,有某种自然曲率,这曲率在物质附近或在电磁场里便会增加。这自然曲率是与宇宙斥力等价的相对性。在单位距离,这宇宙斥力是一个宇宙常数,常写为Y。这个常数的值,可由星系的退行速度并同时考虑万有引力而估计之。取爱丁顿的数字,星系的退行速度与距离成正比,这速度是每百万秒差距每秒500公里。在15000万(1.5×108)光年处,这速度是每秒15,000英里。在19万万(1.9×109)光年处,它是每秒190,000英里,但是这个数字大过光速,显然是有错误存在。也许爱因斯坦的或德·西特的闭合的时空(其中没有任何距离超过某一数量),可以拯救我们的理论免于毁灭。
地质学
近年来,地质学的最重要的进展,是通过研究地球物理学而取得的。以物理学的方法研究的结果说明,地球不恰是一个类球体,而是一个不规则的形状,名叫“大地水准面”(geoid)。由物理学的方法也获得一些海陆表面下的知识。
在地面各处精确测量重力的结果,有一些异常的情况。杰弗里斯(Jeffreys)认为,这些异常的情况想必说明山岳不只为其下面的岩石所支持,而且部分地为地壳的力量所支持。地壳有时受到很大应力。明内兹(Meinesz)等人在东印度附近乘潜水艇观测,发现地壳上有一窄带,在不稳定的平衡状态下,向下发生显着的弯曲。布拉德(Bullard)指出,非洲大裂谷一带底部有重力反常现象;说明地壳的较轻物质,因变山谷两侧的向内推力,而被挤下去。
地震观测,包含近震与远震两种地震的观测。近震波主要在地球表面或地壳内传播,而远震波才经过地球的深层,有些甚至通过他心附近。杰弗里斯认为,地震的研究,说明地壳是相当薄的一层(大约只有25英里),地壳里不同的物质分布在不同的地层之中。除了熟悉的凝结波与畸变波之外,现在又发现别的低速波。对这些波的观测说明,不同地区上有反射与折射现象,表明地壳内物质分布的不连续情况。经过地球内部的远震表明,地核的半径大于地球的半径之半。需要固体介质传播的畸变波并不重新出现于地核之外;因此地核可能是液体的,据杰弗里斯说,可能是铁或铁镍的熔液。
地面下几英尺的强烈火药爆炸,可以激起类似天然地震的波动。用地震仪在若干选定地点对各种波到达时刻加以记录,可以测量其传达的速度。有些波向下通过未凝固的结构在比较凝固的层上反射回来,形成“回声”,由其反射所需的时间,可以求得这些层的深度。类似的方法可用以探寻油层,并用于海底地质学,以绘海底的地貌图。美国地质调查学会发明一种方法,从一个固定浮标上测量船只的距离:一个小炸弹由船上掷出,并记录其时刻,声音在海面传播,使浮标上的一个扬声器与一具无线电发射机开始工作,扬声器和发报机所发出的信号也在船只上加以记录;由这两种记录之间的时间差便可推算距离。大部分美国沿海地貌是这样绘成的;在大陆架与其外面的斜坡之间常有鲜明的界限。靠了观测波在岩层分界面处的反射,也获得一些有用的知识,在软的岩层中间波行较慢,在硬的岩层中间波行较速。不列颠群岛陆地是火成岩和早期水成岩的结构,但其附近的海底是较软和新形成的水成岩的结构,这些岩石在距岸150哩外,以百噚(600尺)的测索测量,深度差可达8000尺之多。
科学的哲学及其展望
二十世纪的哲学——逻辑与数学——归纳法——自然律——认识论——数学与自然界——物质的消灭——自由意志与决定论——机体概念——物理学、意识与熵——天体演化学——科学、哲学与宗教
二十世纪的哲学
哲学思想的各个线索,已于第八章中讲到十九世纪,现在须追踪到二十世纪了。
法国百科全书派所传授的哲学,本根源于牛顿的科学,其后又与达尔文学说汇合而成德国的唯物主义。但在此以前,康德、黑格尔及其信徒已建立起一个唯心主义的派别。此派在经院派哲学家中虽颇占优势,但引起科学家的反感,因而大部分科学家唾弃哲学达一百多年之久。
1879年,罗马教皇列奥八世(LeoⅧ)发出通谕,重新宣布圣托马斯·阿奎那的学说为罗马教会的官方哲学,这使托马斯学说在天主教会思想学派中又得复活。当时有人企图用现代知识或者说用正统神学家所能接受的那种现代知识,来诠释中世纪经院哲学。这种尝试的成果,或者可以说是使经院哲学与某几门科学实现了妥协,而不是接受了整个科学精神。所以这些成果不在我们讨论之列,我们须对其他方面的发展加以探讨叙述。
二十世纪的初年,多数科学家都不自觉地抱持一种朴素的唯物主义,或者,如果他们对于这类问题的确予以考虑,则必倾向于马赫和皮尔生的现象论,或海克尔或克利福德的进化一元论。