20世纪80年代初,物理学家、普林斯顿大学教授保罗·斯坦哈特和他的学生在一条堪称完美的科学定律中发现了一个漏洞,这个漏洞让他们意识到创造新物质形式的可能性。
保罗带着学生们走出实验室,跨越大洋和大洲,走入堪察加半岛,最终发现了隐藏在大自然中的天然准晶,开启了一段充满冒险故事的旅程。
“第一种不可能”意味着无法实现,“第二种不可能”意味着重大发现。
保罗想通过自己的故事告诉大家,如果一个人可以揭露潜在的假设并找到长期被忽视的漏洞,“第二种不可能”将会是一座潜在的“金矿”,这将是科学家获得突破性发现的难得机会,也许是一生唯一的机会。
国际陨石猎人、陨石收藏家,嫦娥五号国家标准月壤制备项目联合发起人俞斌老师,常年在世界各地用脚步丈量无人区,探索寻找“天外来客”。
当他翻开《第二种不可能》,一场跨越45亿年的准晶探险与他在沙漠帐篷里的篝火重叠。俞斌以亲历者的目光洞察——科学没有“不可能”,只有尚未被好奇心、热爱、执着与不屈攻克的下一道沙丘。
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俞斌
嫦娥五号国家标准月壤制备项目联合发起人
国际陨石猎人、陨石收藏家
国际陨石收藏家协会会员(IMCA#5192)
国际陨石学会(国际陨石与行星科学学会MAPS)会员
联合国训练研究所-联合国青少年领航计划专家
《国家地理》合作专家
北京第二实验小学、耀中耀华国际学校、北京和平里第四小学等学校校外科技辅导员
先后多次为中国科学院地质与地球物理研究所捐赠火星陨石,支持我国科学研究和科普宣传工作。
陨石中的古老密码
——从失败到成功的准晶探险之旅
当我从野外科考回到房间,收到湛庐文化张晓卿老师送给我的这本书——《第二种不可能》。看到书名的第一反应是:“第二种不可能”是个啥?可能是某个跨学科领域的新发现?放入包中,继续我的科考。
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陨石,上天送给人类的礼物
我是一名国际陨石猎人,探险家,常年在世界各地的无人区探索寻找“天外来客”。
陨石,这个上天送给人类的礼物,对于大多数人来说还是有些陌生,我的任务是在地球上找到曾经坠落的陨石,研究它们所在的星系是如何演变的,并把它的故事讲给大家听。
目前,已发现的陨石都来自太阳系,它们分为三大类,石陨石、石铁陨石和铁陨石,跟我们这颗蓝色星球的地质构造有些相似,分别对应着地壳、地幔和地核。陨石学主要属于行星科学,涉及天体物理、天体化学和矿物学等。
对于我们地球这颗神奇的行星和智慧人类,研究陨石非常重要,它可以帮助我们贯通古今,展望未来。研究它之前,首先需要找到它,我就是那个在地球上捡星星的人——陨石猎人!
图注:俞斌老师的工作,与陨石共处
当“准晶”在“陨石”中涌现
当我完成了一天的沙漠徒步探索,坐在帐篷外的座椅上,远处的沙丘的阴影逐渐暗淡,夕阳的余晖洒在营地和我的身上。我泡了杯茶,从包里拿出了《第二种不可能》。
书从一开始便吸引了我,因为它讲到了“晶体”,很多人并不了解,陨石,尤其是铁陨石,它的铁纹石和镍纹石并不是我们传统理解的铁和镍,它们是铁、镍金属融合在一起的晶体结构,所以无论你如何切割,铁陨石的切面都会呈现出神奇的纹路,专业名称叫“维斯台登构造”,非常神奇,这是45亿年铁、镍晶体变化形成的。
往下看,我才知道了书的本意,地球上所有的晶体都是对称的,比如:一重、二重、三重、四重和六重对称,而五重、十重、二十重对称是被禁阻的,而来自美国的理论物理学家保罗·斯坦哈特当年通过X射线衍射晶体图像,敏锐地感觉到,这种不可能也许能够被打破,那就是“准晶”。从此,保罗走上一条艰难的探索之路。
读到这里,我就知道了他需要寻找各种矿物进行实验,会遭受各种失败的打击,却没想到最后会跟我的专业有关。
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果然,保罗试遍了博物馆、矿物研究机构的各类矿物,都无法突破晶体的禁阻。期间,保罗经历了一系列的挫折和打击,欺骗与嘲笑,直到书中出现了一个熟悉的名字“Allende”(阿连德),引起了我的注意,也跟我想到的一样,为什么不试试陨石?
这里我要讲讲它。
墨西哥有一个州叫Chihuahua(吉娃娃),这名很卡哇伊啊,它的下面有一个叫Allende的村庄。
就在1969年2月8日的凌晨,这里降落了一场举世罕见的陨石雨。当时巨大的火球自南向北照亮了数千平方英里的天空,墨西哥北部甚至美国西南部都有观察到。陨石雨的降落范围超过了50平方英里(约130平方公里),造成了数个明显的陨石撞击坑,其中最大的直径达到60cm,深度15cm。最早进行陨石的追踪和探寻工作的包括了NASA的爱德华·金(E. King)博士和华盛顿史密斯森研究协会(Smithsonian Institution)的 布莱恩·梅森(B. Mason)与罗伊·克拉克(R. Clarke)博士。
Allende陨石最初的发现量也就100公斤,后来陆续发现的已经超过了2吨。Allende之所以知名,不仅是因为它是碳质球粒陨石,还是世界上发现量最大的碳质球粒陨石。其发现量甚至超过了其他所有已知碳质球粒陨石的总和。
Allende陨石可供研究的样本数量巨大,世界上很多国家的实验室都进行了深入研究,Allende陨石也被描述为“历史上被研究最彻底的陨石”。
果然,保罗在尝试了各种矿物晶体测试后,想到了用陨石来测试,这是必然的,因为,地球上没有自然矿物存在“准晶”。Allende陨石的分类为CV3,其中富含钙、铝包裹体,这些包裹体的年龄可以追溯到45.67亿年,比地球的年龄45.43亿岁还早了2000两千多万年。
这些碳质球粒和钙铝包裹体含有已知最原始的物质,自太阳系形成以来,混合和重熔的次数最少,因此也用来作为测定太阳系年龄的依据。碳质球粒陨石一直是科学家特别关注的对象,因为其中有可能含有生命起源的线索。
Allende陨石身上的这些特质正中保罗下怀,看到这,我也认为保罗这次终于找对了。
结果,打脸了,通过电子探针等多项检测,并没有发现“准晶”。这时,我跟保罗的心情一样,充满了失望和沮丧。科学探索就是这样,需要极度的耐心和智慧,一层层揭开真相的面纱。
保罗是个“狠人”,调整心情,重整旗鼓,按照陨石这个思路继续探索寻找......经过不懈的努力和尝试,终于,天空被他的精神撕开了一道缝。
在俄罗斯的堪察加半岛-克利亚克山脉地区发现的哈泰尔卡陨石中发现了”准晶”。哈泰尔卡陨石同样是碳质球粒陨石CV3型,其中发现了二十面体晶体结构。这小小的结构瞬间变得如此伟大,它是迄今为止唯一的发现。
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在“不可能”的突破之后,
是好奇心、热爱、执着和不屈的力量
这个震惊世界的发现可能只是哈泰尔卡陨石的一部分,它在45亿年前就已形成,并跟随陨石在太空中经历了多次撞击,最后幸存下来......
保罗带领团队前往堪察加半岛无人区探索,野生动物的袭击,蚊子兵团的进攻,丢失样本的崩溃,实验室的各种实验的失败,全书精彩纷呈,专业知识与探索历程交替串联,读起来非常过瘾,其中的精彩与感想,还需读者亲自体味。
看到这里,我为保罗执着的探索和一丝不苟的科学精神所折服,最终找到“准晶”也再次证明,没有什么事是“不可能”的,只是你是否具有好奇心、热爱、执着和不屈!
好吧,我也要回到帐篷睡觉了,明天还要继续在无人区科考,又是艰难的一天。
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本期策划:xiaoyu
编辑:芦丁