辛

杰出貢獻

英國科學家弗雷德.霍伊爾(Fred Hoyle)于2001年8月20日逝世,享年86歲。霍伊爾無疑是第二次世界大戰以後,最重要的物理學家之一。他的主要貢獻在于解決了化學元素的宇宙起源問題:1954年,他已證明從氮到碳這些輕元素能夠在溫度為1億開的紅巨星中產生:1957年,他和伯比奇(G.and M.Burbidge)夫婦、福勒(W.A.Fowler)四人提出了著名的B²FH元素合成理論;1967年,霍伊爾、福勒和瓦戈納(R.V.Wagoner)合作,用大爆炸理論解釋了所有其他輕元素的起源,徹底完成了這一壯舉。

他把幾十年的時間用在研究宇宙起源之謎上,1948年,與戈爾德(T.Gold)和邦迪(H.Bondi)一起提出了穩恆態宇宙模型,認為宇宙從來都是存在的。雖然,後來的一些觀測事實有利于宇宙創生大爆炸(Big Bang)*學說,但霍伊爾與G.伯比奇和納里卡(J.V.Narliker)于1993年仍提出了準穩恆態宇宙模型,亦可見他對宇宙學研究的執著精神。

他和魏克拉馬辛格(C.Wickramasinghe)還探索了地球就生命的起源問題,認為地球上的生命來源于太空,組成生命的一些復雜分子是由彗星或隕星攜帶到地球上來的(以下簡稱HW學說)。此學說多年來成為理論界-個有爭議的問題,但近年來發現了一些有利于HW學說的事例。

霍伊爾的研究涉及到現代天體物理學的眾多領域,他還發表了不少科普著作,寫過幻想小說和劇本,如和別人合作寫過一個名為A for Andromeda的電視連續劇(參見中國大百科全書•天文學卷1980年12月,167頁)。

然而,直言不諱和不遵從科學界門戶之見也使他成為一位有爭議的人物,他對一些權勢機構的不斷批評可能是他落選諾貝爾物理學獎的原因。雖然,對B²FH理論的主要貢獻應歸功于霍伊爾,但1983年的諾貝爾獎卻只授予了福勒。

有利于HW學說的例證

一、1994年,一些天文學家在人馬座B2星際氣雲的光譜中發現甘氨酸的譜線。該氣雲是恆星、行星還可能是彗星形成的溫床。這是1977年HW學說問世17年後獲得的首例證明。

二、2000年1月,在玻色國家基礎研究中心工作的恰克拉巴爾提(S.ChKrabarti)夫婦.宣稱他們的計算機模型可以解釋一個一直困擾著人類的謎:為什麼生命會在地球于45億年前形成之後又過了6億年突然開始出現?

他們從研究一含有氫、碳、氧和氮等十幾種元素,跨度為7光年(~6.6×10¹米)的典型星際氣雲開始,氣雲在自身的引力作用下坍縮。當用計算機模擬這團氣雲經過100萬年坍縮到跨度為1百億(10)米大小時,他們發現這些元素已經結合

產生出了巨量的腺嘌呤 (Adenine) 腺嘌呤是脫氧核糖核酸(DNA)中的一種堿基。

這兩位科學家說,如果地球曾經穿越這樣的星際氣雲,就會有數百萬噸腺嘌呤這種生命有機物質降落到地球上來。

但英國曼徹斯特大學的米勒（T.Millar）懷疑:在溫度接近絕對零度的寒冷深空是否有足夠的能量促進這些元素發生化學反應生成腺嘌呤,即使形成了也會因其他反應過程而被破壞。

三、2001年1月,魏克拉馬辛和他的同事們在印度的海德拉巴釋放了一個氣球,氣球攜帶了幾個經過消毒後的真空鋼制容器,在氣球通過大氣層20-41千米時的四個不同高度上,容器分別采集了大氣樣品。氣球著陸後,科學家們立即對四個收集有氣樣的容器和兩個密閉容器進行分析研究,結果發現在高空被打開采樣的容器內有細菌集叢而密閉容器未被細菌污染。

魏克拉馬辛格說,如果這些細菌是從地面吹起的,則在更高的高空也還會有殘存的細菌;但他同時指出,16千米以上是一個對流層頂的大氣“屏障”區,在這一高度,溫度隨高度的增加不是變冷而是變暖,這就阻擋了大氣對流,從而也就阻擋了來自地面的細菌進入到更高的大氣層。如果這些細菌是天外來客,按照魏克拉馬辛格的估算,若每個細菌集叢包含100個細菌,則平均每天落入地球的地外細菌就將達到1/3噸。

HW學說是否成立,尚待更多的事例加以證實,但這幾個例子己可初步告慰霍伊爾在天之靈了。

謹以此文紀念為自己在科學史上贏得了永久的一席之地的弗雷德•霍伊爾爵士。

*Big Bang(嘩　)是1950年霍伊爾給命名的,頗具嘲諷之意,但科學界卻一直沿用至今。

(責編李芝萍)