文：唐納德．普羅泰羅

爬蟲類時代終結是科學因為時間已經相當久遠，而且從一開始就是家為絕因個錯誤。中生代結束，何相更好的信恐行星日子終於來臨。當時有些體型較小的龍滅溫血動物，專門偷吃恐龍蛋，為顆後來牠們慢慢學會偷取其他東西，地球文明因此逐漸開展。科學

──威爾．柯皮（Will Cuppy），家為絕因《滅絕完全指南》（How to Become Extinct）

意外的何相珍寶

拜無數過度簡化的科學教科書之賜，大多數人都認為科學就是信恐行星規劃研究工作，以達成某個特定目的龍滅、進行簡單預測，為顆再透過實驗找出答案。地球大多數教科書（或民眾）不知道的科學是，科學也有運氣成分。科學界許多重大發現不是出自計畫，而是誤打誤撞的結果。這類意料之外的發現通常稱為「偶然力」，出自古波斯「塞倫迪普三王子」的故事。

意外發現的例子在科學史上至少有好幾百個，尤其是化學界。諾貝爾（Alfred Nobel）不小心把硝化甘油和火棉膠混合在一起，發現了膠質炸藥，也就是他後來開發黃色炸藥的主要成分。佩克曼（Hans von Pechmann）於1898年無意中發現聚乙烯。魔術黏土、鐵弗龍、三秒膠、撥水劑和嫘縈纖維，都是意外產物，氦和碘元素則是無意中發現的。

在藥物中，盤尼西林、笑氣、治療脫髮的米諾第爾（minoxidil）、避孕藥和迷幻藥，也都是意外發現。威而鋼原本用途是治療高血壓，不是性無能。物理學和天文學中許多重大發現也在意料之外，包括天王星、紅外線輻射、超導性、電磁學、X射線等等。在實用發明中，噴墨印表機、玉米片、安全玻璃、康寧鍋和硫化橡膠也都是意外。

二次世界大戰結束後，史賓塞（Percy Spencer）為剩餘的磁控管尋找新用途時，意外發現磁控管把他放在實驗衣口袋裡的糖果融化了，因此發現磁控管可用在微波爐裡。1964年，潘奇亞斯（Arno Penzias）和威爾森（Robert W. Wilson）想去除他們剛開發完成的微波天線「雜訊」。在去除尋常的「臭蟲」後，發現有個背景「哼聲」沒辦法消除；更令人驚訝的是，這種雜訊的來源比原先預期強一百倍，甚至遍布整個天空，所以不是地球上或太空中的單一來源。最後他們才知道，他們發現了很早之前就有人預言過的大爆炸宇宙背景輻射。1978年，他們以這項發現獲得諾貝爾獎。

從這些例子和其他許多例子可以得知，科學界純粹為探索和瞭解事物而進行「純研究」有多麼重要。可惜的是，許多短視又受到誤導的人士（尤其是打算刪減國家科學經費的國會成員），把「純研究」視為沒有價值的自我思考，要求每個科學家為自己的研究工作提出實際或有用的理由，否則就不提供經費。這麼做絕對會使科學發展停滯。就連許多以這種方式運作的科學經費分配機構，通常也很重視傳統且「大致相同」的研究，而很少提供經費給有點冒險性的研究。電視主播或政治人物經常嘲笑沒有特定實際目標或用途的「純研究」。目光短淺又知識不足的人，經常干擾完整的科學審查過程，終止他們不欣賞的研究（即使已經取得真正的科學家認可也難逃魔掌）。

這種「科學一定要實用」的錯誤觀念最可悲的矛盾是，科學界的重大發現大多不在預期或計畫中，而是出自意外。大多數狀況下，科學家發現重要新證據不是出於刻意尋找，反而是在尋找其他東西時，重大發現意外出現。在科學界中，偶然力大多出現在研究人員準備觀察某種預期之外的新發現，到底意義何在時。巴斯德（Louis Pasteur）說過：「在觀察這個領域中，機會只留給準備好的人。」著名科學家和科幻作家艾西莫夫（Isaac Asimov）說：「在提出許多新發現的科學界中，最令人激動的一句話不是『我知道了！』而是『這很有趣⋯⋯』。」

亞平寧山脈中的意外

發現恐龍時代終結事件的證據，就是偶然和意外的經典範例。幾10年來，許多人都在爭論，白堊紀結束時恐龍滅絕的原因究竟是什麼，但卻不得要領而沒有結論。有人說是氣候變得太熱，也有人說是太冷。有人歸因於開花植物出現，但開花植物出現在白堊紀早期，比恐龍滅絕早了8000萬年，而且開花植物或許還有助於鴨嘴恐龍和有角恐龍等草食性恐龍出現。有人說是哺乳類吃掉了恐龍蛋，但哺乳類和恐龍同樣出現在三疊紀晚期（約2億年前），而且並存了1億3500萬年，哺乳類並沒有突然變得特別愛吃恐龍蛋。此外，甚至還有更誇張、更不合科學的說法，包括傳染病和疾病、憂鬱症和心理問題，甚至還有小報宣稱，是外星人綁架了全部的恐龍，甚至把牠們全都殺掉！

古生物學家傑普森（Glenn Jepsen）曾在1964年寫道：

恐龍為什麼滅絕？擁有各類專長的作者提出，恐龍消失的原因是氣候惡化（突然或緩緩變得太熱、太冷、太乾燥或太潮濕），或是飲食惡化（食物中的羊齒油等物質太多或不足，水、植物或攝取的礦物中含有毒素、嚴重缺乏鈣或其他必需元素等）。有些作者歸因於疾病、寄生蟲、戰爭、器質或新陳代謝疾病（椎間盤移位、荷爾蒙和內分泌系統失調或不平衡、使大腦縮小及智力減退、熱絕育、溫血動物在中生代時所受的影響）、種族老化、演化漸趨過度特化、大氣壓力或成分改變、毒氣、火山灰、植物釋出氧過多、隕石、彗星、小型哺乳類動物吃掉恐龍蛋導致基因庫流失、精神性自殺因素、熵、宇宙輻射、地球自轉軸移動、洪水、大陸漂移、月球由太平洋盆地脫離、沼澤和湖泊乾涸、太陽黑子、上帝的旨意、造山運動、乘飛碟而來的綠色小獵人、諾亞方舟裡沒有恐龍位子，以及古厭世主義等。

如果沒有獨立證據加以檢視，這些說法都只是猜測，而非科學。此外，這些說法只著重在恐龍本身，忽略了更重要的部分：白堊紀末大滅絕是全球性事件，影響了海洋食物鏈（尤其是某幾種浮游生物和許多種海洋動物）和陸地植物。範圍如此廣泛的滅絕事件需要更全面性的解釋，而不只是針對恐龍。事實上，如果它的影響如此深遠，食物鏈各階層有這麼多生物死亡，那麼恐龍滅絕應該只是最後結果，而非事件中最重要的部分。

年輕地質學家艾爾瓦瑞茲（Walter Alvarez），在義大利中部的亞平寧山脈進行地質調查時，白堊紀大滅絕的研究狀況就是如此（1976年，我在拉蒙─多爾蒂地質觀測所認識艾爾瓦瑞茲，當時他是沒沒無名的獨立研究者，而我是研究生）。他的研究主題跟恐龍完全無關，而是一直對這些岩石的結構地質以及它們如何傾斜與褶皺很有興趣。

他繪製義大利古比奧附近的白堊紀末期與新生代早期（古新世）石灰岩層分布圖及說明，結果發現有些不尋常。在白堊紀和新生代的分界處有一層特別的深色黏土，而非石灰岩（圖20.1）。白堊紀的標準地質縮寫是K（源自德文的Kreide﹝白堊﹞），第三紀（新生代中6600萬年前到240萬年前）的縮寫是T，所以當時把這層黏土稱為KT界線。後來地質學家廢除「第三紀」，改用古近紀（Paleogene）來稱呼6600萬年前到2300萬年前的這段時間。因此不再稱為KT界線，而是KPg界線。

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後來，偶然力發威了。華爾特因為好奇，而決定看看黏土層是否能提供關於KPg大滅絕期間的蛛絲馬跡。他帶了一些樣本，到美國加州大學柏克萊分校的新工作上任，並詢問在柏克萊擔任物理家的父親路易．艾爾瓦瑞茲（Luis Alvarez），如何運用這個黏土層得知滅絕事件持續了多久（圖20.1）。路易在物理學界相當有名，曾參與開發原子彈的曼哈坦計畫，也曾因自己的發現而獲得諾貝爾獎。艾爾瓦瑞茲父子認為，透過偵測這些黏土中的宇宙塵土，或許可以得到一些訊息。宇宙塵土量少時代表黏土層沉積得很快，量多則代表黏土積聚的時間很長。

我們該如何偵測古老的宇宙塵土？路易的方法是偵測在地殼岩石中極少、但在宇宙塵土和其他外星物質中較常見的元素。他選擇了稀有元素銥，這種元素相當重，屬於週期表底部的鉑系金屬。他們把樣本交給在柏克萊主管中子活性分析設備的物理學家阿薩羅（Frank Asaro）和米契爾斯（Helen Michels）。這具機器能測量極少量的物質。

結果出爐，他們都非常震驚。銥含量高到破表！黏土中的銥含量高得超乎宇宙塵土長期應該積聚的程度。接著，他們試圖解釋銥含量為什麼如此之高。如果銥大多來自外太空，就表示來源可能是在地球外。他們提出各種說法，包括彗星和許多可能的解釋。

最後他們推測，白堊紀末期有一個直徑約為10到15公里的小行星撞擊地球，帶來了這些銥。這個小行星的能量為100萬億噸的黃色炸藥，相當於投在廣島或長崎的原子彈的10億倍（路易曾以科學觀察員的身分乘坐B-29轟炸機，和艾諾拉．蓋號轟炸機一起前往廣島，親眼目睹原子彈爆炸）。如此猛烈的撞擊不只把宇宙碎屑散播到全球各處；更重要的是，地球大氣會充滿塵土雲，形成「核子冬季」效應，遮蔽陽光，使得陸地和海洋植物死亡，從而根本破壞食物鏈。這些理論經整理後，於1980年發表在頂尖的《科學》期刊上。阿瓦瑞茲父子和阿薩羅的論文，從此成為科學史上被引用次數最多的論文。

相關書摘 ►地質學發展初期的最大謎團：四處遊走的大圓石

書籍介紹

《改寫地球史的25種石頭故事：人類如何破解地質學上的重大謎團》，八旗文化出版
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作者：唐納德．普羅泰羅
譯者：甘錫安

石頭可以透漏的訊息比我們想像的更多！對大多數人而言，石頭就只是石頭，但對學有專精的地質學家而言，石頭蘊含豐富又珍貴的資訊，但前提是必須懂得怎麼看。

《改寫地球史的25種石頭故事》是一本既專業又生動好讀的地質書，作者的功力在於，訴說各個石頭組成和形成的特殊地貌之餘，也還原每種石頭形成之初的地質場景，將讀者帶回礦石形成的古老時代，逐一看到地球太初之時如何從一塊火熱熔岩，逐漸冷卻，形成溫熱海洋與古老地殼，直到地函與地殼分離，無氧地球逐漸析出氧氣，更多樣的生命型態出現，然後一路演變成現在的地球……作者也不忘寫有人味的故事。每個發現背後都有為了尋找答案努力不懈的科學家身影，而作者也不忘寫下每種岩石，特別是礦石以及礦物，在人類文化發展上各自擁有的起落興衰。

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責任編輯：朱家儀
核稿編輯：翁世航