地球年龄的故事（1）——热星冷却

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地球的年龄到底是多少岁呢？这个问题，一直困扰着很多富于奇思妙想的人们。他们想知道自己赖以生存的地球从哪里来，最终又会到哪里去。

知道了地球的年龄，是不是就可以知道地球现在是处于生命的那个阶段？也可以知道地球的生命还有多长时间？会不会对我们人类社会延续造成影响？等等。

总之，“杞人忧天”的人们对地球妈妈的真实年龄始终抱着一颗好奇心，从没停止过探索。

那么，地球的年龄到底多大呢？

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最早关于地球年龄的记载，其实是在宗教秘籍中出现的，包括《圣经》在内的一些典籍认为：地球距今大约有6000年的历史了。

这种观点一直持续到1687年。这一年，著名的英国物理学家牛顿（Isaac Newton）提出了“热星冷却”原理，试图从科学的角度解密地球的年龄。

圣经图片

1.牛顿测算

1687年，注定是现代科学史上非常不平凡的一年。而这一年的中国是清朝的康熙26年。

大家都知道的是：这一年的7月5日，那个被苹果砸到脑袋的牛顿先生，发表了《自然哲学的数学原理》，提出了万有引力定律和牛顿运动定律，轰动全世界！从而奠定了经典物理学的基石。

地球年龄的故事（1）——热星冷却

大家不知道的是：这一年，牛顿先生的脑袋里还有另外一个奇思妙想，那就是怎样才能计算出地球的年龄呢？

牛顿在科学研究中发现，宇宙中很多星球都是从炽热状态逐渐冷却下来的，并且处于熔化状态的岩石或者金属球的冷却速度跟直径大小有直接关系，那么是不是可以通过这种方法计算地球的年龄呢？因为，地球在诞生之初确实也是个到处是喷发着岩浆的大火球。

地球年龄的故事（1）——热星冷却 地球年龄的故事（1）——热星冷却

于是，牛顿假定地球全部由铁组成。经过计算，发现地球要从火红的状态冷却到现有的温度需要5000年的时间，因此地球的年龄可能是5000多岁。

但是，当时的西方社会是由宗教统治的，牛顿计算出的结果与《圣经》中的描述格格不入，所以，他的计算结果并没有得到社会的广泛认可。

2.布丰测算

到了18世纪，著名的法国科学家布丰（Comte De. Buffon）接受了牛顿的观点，他在36册的巨著《自然史》中坚持唯物主义的观点解释地球的起源，认为“地球是冷却的小太阳”。

他进行了一系列不同材料、不同体积球体的冷却实验，然后去计算各种星球从炽热状态冷却到适宜生命出现的温度需要多长时间。

这是人类第一次用科学的方法计算地球年龄。

1745年，布丰做出结论：地球的大概年龄是112 681年（11万岁）。

Buffon

布丰的结果比牛顿的结果整整提高了22倍。

那么，哪位科学家算对了呢？

3.开尔文计算

到了19世纪，英国又出现了一个可以与牛顿齐名的大物理学家——开尔文（Kelvin. W. Thomson）。

开氏温标就是纪念开尔文

他是全世界热力学领域里面最权威的科学家。他觉得“热星冷却”是个好理论，只是前面几位科学家的计算方法用了太多的假设，所以结果似乎都有点不太靠谱。

是啊，恐龙在地球上消失的时间都不止11万年呢。

1846年，22岁的开尔文回到自己的母校格拉斯哥大学应聘教授，在就职演说上指出，地球的年龄至少有61万年（据杨庆余，2002年）。

8年后，开尔文提出了新的假设，“地球是一个被太阳抛出的、由熔融状态的岩石组成的物体，脱离太阳后它的温度逐渐降低，千百万年后才冷却到适宜生物出现的水平”。所以，只要计算出地球冷却的速度，就可以推测出地球的年龄了。

又过了8年（1862年），开尔文接受了德国科学家亥姆霍兹的观点，认为地球形成时释放的重力能量最初会导致地球熔化，在冷却的过程中，热量会逐渐传导到地球表面，最后辐射到太空。于是，他假定“地球先从地心开始冷却固化，直到地球变成温度达7000摄氏度的均匀固体热球，这个温度值的热量可以以一定的速度从岩石中挥发，并且假定温度随地球深度以一定的速度升高”，可以算出，地球的年龄可能是在9800万年。

这个结果就比较靠谱多了。

后来，开尔文对他的假设条件进行综合分析后，对计算结果进行了限定：认为地球的年龄在2000万年~4亿年之间。

此后的35年，开尔文成为了地球年龄方面最具有发言权的科学家，他一次又一次的对地球年龄进行了更细致的较正。

直到1897年，他得出了自己认为最科学的答案：2400万年。

那么，这个答案对不对呢？

我们将在下一篇文章中给出结果。

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【下期导读】

伟大的物理学家开尔文的计算结果到底是不是真实的地球年龄呢？

为什么达尔文、甚至他自己的学生都会怀疑呢？

产生怀疑的根据又是什么？

这些问题将在《地球年龄的故事（2）》中给出解答。敬请期待~