隨著科學(xué)研究的步步深入，各種新發(fā)現(xiàn)不斷涌現(xiàn)，它們對(duì)現(xiàn)在學(xué)校中教授的內(nèi)容乃至人們的某些常識(shí)提出了挑戰(zhàn)。相比之下，不少知識(shí)已經(jīng)過(guò)時(shí)，有些甚至是錯(cuò)誤的。因此，適時(shí)地更新某些教學(xué)內(nèi)容，盡量縮小教學(xué)大綱與最新的研究發(fā)現(xiàn)之間的差距，向社會(huì)公眾特別是青少年傳輸正確的科學(xué)知識(shí)和理念，已成為當(dāng)務(wù)之急。

地球內(nèi)核中可能存在一個(gè)“最內(nèi)核”

科學(xué)界通常認(rèn)為，地球是46 億年前形成的，其結(jié)構(gòu)包括地殼、地幔和地核，其中地核又分為液態(tài)外核和固態(tài)內(nèi)核。地殼各處厚薄不一，最薄處不到5 千米，最厚處可達(dá)70 千米，通常由花崗巖和玄武巖構(gòu)成。地幔厚約2 900 千米，上部的組成成分與橄欖巖相近，下部則為密度較大的硅酸鹽和氧化物。地核的半徑約為3 470 千米，其中心溫度大約是6 880℃，主要成分是鐵鎳合金……但是，由于當(dāng)今世界上最深的地下鉆孔也只有十幾千米，難以監(jiān)測(cè)數(shù)千千米深的地下情況，只能依靠一些微弱的地電、地磁信號(hào)進(jìn)行分析判斷，科研人員至今對(duì)地核深處的情況所知不多。

澳大利亞國(guó)立大學(xué)的研究人員宣稱，他們分析了200 次6 級(jí)以上地震的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)有些地震波的傳播會(huì)穿過(guò)地核到達(dá)地球的另一頭，然后再反向傳播，這個(gè)過(guò)程有點(diǎn)像乒乓球來(lái)回跳動(dòng)。這項(xiàng)研究首次分析了沿著地球直徑傳播多達(dá)5 次的地震波的數(shù)據(jù)，通過(guò)分析地震波穿過(guò)地核時(shí)出現(xiàn)的變化，以及地震波在不同物質(zhì)中傳播的特性，發(fā)現(xiàn)在地球內(nèi)核的最深處，可能存在一個(gè)主要由鐵元素構(gòu)成的半徑約650 千米的球狀結(jié)構(gòu)，它與內(nèi)核中較外層的部分存在明顯區(qū)別。研究人員認(rèn)為，這個(gè)“最內(nèi)核”是在此前認(rèn)識(shí)的地殼、地幔、外核、內(nèi)核之外的第五層結(jié)構(gòu)。在地球中心的巨大壓力和高溫下，鐵元素會(huì)以與人們?nèi)粘ＵJ(rèn)知不同的方式組成這個(gè)球狀結(jié)構(gòu)。

專家分析認(rèn)為，在目前人們對(duì)地球深部構(gòu)造了解甚少的情況下，這個(gè)新發(fā)現(xiàn)的意義重大。了解地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)的起源和演化，可以幫助我們更多地了解地球磁場(chǎng)是如何形成的，進(jìn)而了解生命如何在地球和其他行星上生存。

什么是真正的“地球之肺”

多少年來(lái)，科普書都是這樣告訴我們：樹木在生長(zhǎng)過(guò)程中能吸收二氧化碳，釋放氧氣。氧氣是地球上人類和其他生命賴以生存的重要物質(zhì)。所以，人們常常把森林形象地比喻為“地球之肺”。20 世紀(jì)80年代初，當(dāng)亞馬孫雨林遭到大量砍伐時(shí)，各環(huán)保協(xié)會(huì)和媒體紛紛向國(guó)際社會(huì)發(fā)出警告：“地球之肺”正在遭到破壞，正在逐漸消亡！

其實(shí)，這是不準(zhǔn)確的。如上所述，樹木在生長(zhǎng)時(shí)固然能吸收二氧化碳、釋放氧氣，但是當(dāng)樹木死亡、腐爛時(shí)，它就會(huì)反過(guò)來(lái)吸收氧氣、釋放二氧化碳。對(duì)于一片成熟的森林（例如亞馬孫雨林）來(lái)說(shuō)，它消耗的氧氣與釋放的氧氣一樣多，氧氣、二氧化碳的吸收與排放已達(dá)到平衡，正、負(fù)正好相抵。在亞馬孫雨林，真正受到威脅和破壞的主要是生物的多樣性。例如，這里每年都可能有上千種尚不為人所知的動(dòng)植物在消失。

那么，什么是真正的“地球之肺”呢？答案是海洋。在面積大大超過(guò)陸地的浩瀚海洋中，浮游植物群落也能吸收二氧化碳、釋放氧氣。這些浮游植物死亡之后，有一小部分沉入海洋深處，成為海底沉積物的“俘虜”，在那里一待就是幾百萬(wàn)年；而它們釋放的氧氣，大部分從海水中進(jìn)入空氣。所以，現(xiàn)在科學(xué)家認(rèn)為海洋才是真正的“地球之肺”。這一觀點(diǎn)，已被法國(guó)的教科書采納。

世上最小的物質(zhì)是什么

這是古今中外的哲學(xué)家和科學(xué)家一直在探索、爭(zhēng)論的一個(gè)問(wèn)題。隨著研究的不斷深入，人們的認(rèn)識(shí)也在一步步深化。

早在2 000 多年前，古希臘哲學(xué)家德謨克利特曾設(shè)想，物質(zhì)是由肉眼看不到的極小粒子組成的，他說(shuō)：“如果我們不停地敲擊一個(gè)石塊，我們最終會(huì)得到一些永遠(yuǎn)不變、不可再分的粒子，即原子?！?9世紀(jì)后期，科學(xué)實(shí)驗(yàn)雖然證實(shí)了確實(shí)存在著原子，但是同時(shí)發(fā)現(xiàn)原子并不是永遠(yuǎn)不變，也不是不可分的，它可以變成別種原子，并從中分出比它更小的電子。

20 世紀(jì)初到20 世紀(jì)30 年代，科學(xué)家進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)原子的中心有一個(gè)很小的原子核，它由質(zhì)子和中子組成，從而揭示出物質(zhì)結(jié)構(gòu)的一個(gè)新層次，即物質(zhì)是由電子、質(zhì)子、中子、光子等組成的?？茖W(xué)家給了這些粒子一個(gè)新的統(tǒng)稱——“基本粒子”。這個(gè)詞的意思是：這些粒子扮演著以前原子所扮演的角色，它們才是組成各種物質(zhì)的永遠(yuǎn)不變、也不可再分的基本單元。

但是，這個(gè)結(jié)論又一次遭到否定。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，中子會(huì)衰變成質(zhì)子，并放出一個(gè)電子和一個(gè)反中微子。后來(lái)又發(fā)現(xiàn)了大量的基本粒子衰變及其互相轉(zhuǎn)化的事實(shí)，從而證明了基本粒子也不是永遠(yuǎn)不變的。至于基本粒子可不可以再分的問(wèn)題，這要復(fù)雜得多，但結(jié)論仍是肯定的。

20 世紀(jì)60 年代，物理學(xué)家為了解釋一些能量現(xiàn)象，設(shè)想了在中子和質(zhì)子中存在一些更小的粒子——夸克和輕子。它們的存在直到20 世紀(jì)70 年代才得到證實(shí)。由于二者非常非常小，要觀察它們極端困難。是否還有比夸克和輕子更小的粒子？2012 年，歐洲的科研人員又宣布發(fā)現(xiàn)了希格斯玻色子，認(rèn)為它是最后一種未發(fā)現(xiàn)的基本粒子。但是，一些物理學(xué)家認(rèn)為還有更小的前子在等待被發(fā)現(xiàn)。事實(shí)上，我們至今并不能確定在尋找最小粒子方面還有多遠(yuǎn)的路要走。

人類的祖先究竟是誰(shuí)

在將近50 年的時(shí)間里，一個(gè)名叫“露西”的南方古猿曾被認(rèn)為是我們?nèi)祟愖罟爬系淖嫦?。這個(gè)觀點(diǎn)在學(xué)校的課本里存在了許多年。后來(lái)的一系列考古發(fā)現(xiàn)證明，事實(shí)并非如此。

1974 年11 月30 日， 古人類學(xué)家伊夫·科龐及其同事在東非干涸的奧莫河谷發(fā)現(xiàn)了一些骨骼碎片化石。據(jù)分析，這些骨骼屬于一個(gè)身高1.06 米的雌性南方古猿，研究人員給它起名叫露西。于是，在很長(zhǎng)一段時(shí)間里，320 萬(wàn)歲高齡的露西一直被認(rèn)為是“人類的祖母”。據(jù)此，伊夫·科龐在1981 年創(chuàng)立了關(guān)于人類起源的理論。按照這一理論，在800 萬(wàn)年前，一些類人猿生活在非洲大陸東部，那里樹木繁茂，氣候濕潤(rùn)。后來(lái)，由于大規(guī)模的地質(zhì)變動(dòng)，出現(xiàn)了一個(gè)從北到南長(zhǎng)約4 000 千米的斷層——東非大裂谷，將類人猿分成兩群，并導(dǎo)致了一些氣候變化。在大裂谷的西部，類人猿繼續(xù)在潮濕的森林里生活。而在東部，那里的氣候變得干旱少雨，茂密的森林變成了稀樹草原。為了適應(yīng)惡劣的自然環(huán)境，類人猿不得不站立起來(lái)，為的是便于看清來(lái)犯之?dāng)?，同時(shí)也是為了能走很遠(yuǎn)的路去尋找食物。于是，直立行走的形態(tài)被保留下來(lái)，這一地區(qū)就是“人類的搖籃”。

但是， 這一理論很快就受到挑戰(zhàn)。1995 年，古生物學(xué)家米歇爾·布呂內(nèi)在非洲中北部的乍得共和國(guó)沙漠深處發(fā)現(xiàn)了一個(gè)類人猿（起名叫“阿貝爾”）的下頜。據(jù)考證，阿貝爾與露西是同時(shí)代的。問(wèn)題在于：二者并不生活在同一地區(qū)，阿貝爾居住在東非大裂谷以西2 500 千米遠(yuǎn)的地方。2001 年7 月，還是在乍得，米歇爾·布呂內(nèi)又發(fā)現(xiàn)了一塊700 萬(wàn)年前的顱骨。雖然有些學(xué)者認(rèn)為這塊顱骨應(yīng)屬于大猩猩的祖先，但是米歇爾·布呂內(nèi)根據(jù)大量研究認(rèn)定：“很顯然，它屬于古人類。”這一看法后來(lái)得到伊夫·科龐的認(rèn)可。

由于現(xiàn)在世界各地發(fā)現(xiàn)的古人類化石越來(lái)越多，加上分子生物學(xué)技術(shù)的飛速進(jìn)步，對(duì)人類起源問(wèn)題的研究還在步步深入。也許用不了多久，就可闡明或基本闡明現(xiàn)代人的起源問(wèn)題。

（責(zé)任編輯：白玉磊）