2016年5月8日 星期日

Reading the Rocks

看了《地球用岩石寫日記》,從岩石講述地球的歷史,許多專門術語,記不住,唯有略說。

地球之所以保持穩定,原因之一是相對其他岩石行星(水星、金星、火星)較大,表面面積與體積比較低,散熱較慢。此外地球內部有大量會產生熱的放射性元素,如鈾238與鉀40,令地球保持溫暖。侵蝕與重力崩解作用令山峰不會過高,火山維持活躍,為大氣補充二氧化碳與水蒸氣。地球系統各種負回饋機制,包括生物圈在內,都有助地球系統平衡。

岩石大致可分為三種︰火成岩在熾烈溶化的狀態下形成,沈積岩源於早先的岩石,並在地表沈降而成,變質岩則是在固態時由溫度、壓力、變形作用塑造而成。火成岩形成過程有點像行星規模的蒸餾作用,其中一種方式是分熔,不同熔點的物質會在不同深度成岩,地質學家可以依岩石的元素成份比例判斷岩石組成方式。唯有地球才有兩次分熔形成的花崗岩,從地殼岩石中產生,富含矽而少鎂,與地球內部的地函成份比例完全不同。

沈積岩形成的必要條件為水與大氣,依粒子大小分為頁岩、砂岩與礫岩,通過粒子大小與顆粒形狀可以推斷沈積距離與過程。在沈積岩中偶然可以找到不易變質的鋯石(矽酸鋯),藉測量其放射性鈾的水平就可推斷砂岩沈積時地表岩石的年齡。

從變質岩中可找到某些在相當嚴格條件下才會形成的礦物,這些礦物稱為指標性礦物,可用於推斷岩石在處的地壓或地熱。

地球在赤道的半徑比極半徑長3%,這種差異是由四十億年以上的自轉形成。地球周長不等與太陽、月球及地球的重力互動,造成地球歲差運動,影響太陽能量分布於地球的方式,規制着氣候變遷。

地球磁性由外地核的液態鐵運動維持,構成一個強大的磁性保護罩,令地球不受宇宙特線傷害。過去地球經歷過數百次磁極反轉,即南北兩極調位。磁極反轉每次長度約一千年以內,轉換期間雙極元件規模幾乎消失,只有一片強度較低的雜訊場。化石證據顯示,多次磁極反轉與重大滅絕事件無關,利用磁場導航的動物能以其他方法不致迷路。

過去的溫度可以代理紀錄推算出來,其中之一是輕水與重水(氫2濃度非常高的水)的比例︰輕水在溫度較高的時候比例較多,透過對比極冰的輕水與重水比例,就能對過去溫度作量化推論。

任何生態圈中大型肉食動物一定比較少,因為其個體能量需求較高。當生態圈中某一層級突然消失,就可能會導致生態失衡,整個生態系統覆滅。過去任何食物鏈頂層的統治都短暫而徒勞,反而單細胞初級生產者以光合作用直接從陽光汲取能量,在三十五億年來世系從未中斷。在維持行星恆定、中介大氣與海洋化學作用的角色上,微生物才是重要角色。

內太陽系之所以能成為年輕行星的安全居所,有賴木星的巨型重力場將太空岩石吸引過去。有些天文學家與太空生物學家認為,行星要有生物存在,附近必須有木星這樣大小的星體,以避免行星因不斷撞擊而衰弱。

行星科學家估計月球是一火星大小的行星與地球碰撞後的殘餘,此一假說指撞上的行星大部份為地球吸收,其地函與原本地球的一部份地函則噴到太空,再聚合成月球。

地球的地函與地殼始終處於不斷重複混合與循環,大陸地殼受水驅動而侵蝕毀滅,為地函添加燃料,以製造下一輪海洋地殼。地震也有助於將沉積物自大陸棚落入深海,地球的板塊構造運動,令岩石以濁流岩的方式返回地函。

洋流是地球的散熱系統,墨西哥灣流將暖水送往極區,在旅程中水因蒸發循環而變鹹,最終因密度過高在格陵蘭海再度下沉,以底層水形態回到印度洋。鹽度平衡是此一循環的重要因素,北大西洋海水鹽度過低,未能下沉,大量淡水就會在北大西洋泛濫,南邊的熱量無法帶到北大西洋,觸發上一次冰河期晚期短暫的冰河回歸情況。

約二十億年前,光合作用令大氣中氧含量大為提高,對當時的生物造成挑戰。有些生物開始利用這些氧「廢氣」為代謝燃料,例如線粒體,另一些厭氧生物則與這些線粒體合併,形成現在所有動植物細胞的基本構件。氧含量提高也衍生出平流層的臭氧層,吸收了UV-B輻射對DNA的傷害。放射性攻擊緩減,古生物學家估計這與有性生殖出現的時間脗合,基因創新變得更有優勢︰有性生殖將基因物質洗牌,容許基因在環境變遷時調適,強化天擇適應效率。

寒武紀中期掠食策略出現徹底改變生態系規則︰肉食性動物可以吃掉(或不理會)草食性動物,但草食性動物既不能吃也不能漠視肉食性動物。新世界秩序既無情又史無前例地創新︰甲殼、外骨骼、腿、脊柱、眼睛、高超的泳技。氧革命的創新起源是合作與共生,掠食創新的起源則是無情的競爭。掠食者與獵物的競賽,就如《愛麗絲鏡中奇緣》的紅心皇后所言︰「要不斷地跑才能留在原地」。兩者演化速率相同時,生態營養結構得以保持平衡,反之,就會引發生態災難,例如人類引入入侵物種,本土生物演化速度跟不上,造成環境浩劫。

生物創新的能力多少也來自極度的保守,保存舊有多餘部分,記住過去的技巧。生物基因顯示大量垃圾DNA串存在,這些DNA沒有明確用途,佔人類染色體95%以上。有研究人員認為垃圾DNA是用於將鄰接基因功能關閉,使生物得以保持基因組的彈性。

人類對環境影響速率與最具毀滅性的地質災害相當,甚至猶有過之。物種滅絕速率與地質史上最嚴重的大滅絕事件相當,以地質標準而言大氣化學組成變化速率也很極端。人工建築降低地下水流入比例,改變地表反射能力、生物多樣性與土地碳儲存能力。作者以地質學家身份,表示岩石告訴我們地球有智慧與耐心,軍備競賽永遠沒有贏家,垃圾堆、肆意掠食、瘋狂消費、劫貧濟富都違反循環與重分配的古老律法,岩石也令作者知道,世界有多麼美好。

2016年5月1日 星期日

舊制度與大革命

看完了《舊制度與大革命》,講述舊制度時法國的形勢怎樣引起大革命。作者似乎認為大革命後貴族制消失,令專制制度似乎越來越強勢。在專制制度中人們只關心自己的個人利益,公民彼此孤立,只顧賺錢而不顧公共生活。唯有自由能令公民再度聯合,沒有自由的民主社會不會見到偉大的公民。

大革命攻擊一切既有勢力、傳統、風俗,卻保留舊制度龐大的中央政府。沒國革命就像一場宗教運動,抽象地看待公民,超脫一切具體的社會。大革命的成就是摧毀歐洲多年的封建制,代之以人人平等為基礎的社會。

在考察舊制度時,作者指出法國農民獨特之處是他們已獲分地,自取所得,卻不得不交租給已放棄統治村莊的貴族。城市已失去自主,自由選舉只是假象,權力都在中央政府手中。中央政府管理全國,大臣領導幾乎所有事務,各省則由總督領導所有事情。

中央政權成為公共生活唯一代理人,與個人之間沒有中間機構,甚至令改革者都認為任何改革都必須藉中央政府之手完成。大革命前夕巴黎除了是統治核心,也因工業化而成為全國經濟核心。作者認為,中央集權與巴黎無上的權力,是革命後政府不斷更替的重要原因,只要控制了巴黎,全國都會隨之改變。

作者也指出舊制度中法國人彼此孤立。與英國貴族不同,法國貴族不會與平民通婚,就像是一個種姓階級。在十八世紀貴族也不再治理領地,卻保留不少特權,特別是免稅特權,令稅負落在平民身上,增加平民對貴族的仇恨,也令貴族更為孤立。至於資產階級,舊制度法國賣官鬻爵也令資產階級設法捐官以取得免稅權,並更希望脫離村莊,不願與農民混同,甚至在資產階級內也分成各種彼此分離的小團體,以爭取各種小特權。農民處境非常困難,絕大部份稅收都由他們負擔,也幾乎沒可能尋求司法正義。階級之間無法接近與聯合,只依附於國王,各人形同路人或仇敵,這種情緒甚至到革命後幾十年仍然存在。

作者認為大革命前法國文人以抽象方式思考社會秩序的原因,是他們不參與政治,沒有公職在身,生活遠離實際,不會去估計改革現實的困難與後果。法國民眾也因為中央集權無法參與政務,反對意見無法在公共場合表現出來,似乎只要忍受或摧毀兩項選擇,更容易接受文人的抽象理論。

作者也指大革命前夕反教會態度出於教會對作家們世俗政府計劃的阻礙,教會專重傳統、承認高於個人理性的權威、建立在等級基礎上,都與政治革命的目標不合,而當時未能做到政教分離,因此攻擊國家制度就必須摧毀教會制度。

作者較認同以專制君主完成改革,比以人民主權人民進行革命更有可能使法國發展成自由民族,後者不分好壞攻擊舊制度所有事物,既摧毀許多與自由背道而馳的制度、思想、習慣,也埋葬了同樣多自由賴以生存的事物。大革命的理想認為國家主權高於一切,人民集體而言有一切主權權利,但每個公民卻只能依附於政府之下。作者稱,人們似乎熱愛自由,其實只是痛恨主子,沒有對自由的熱愛,就無法長久保持自由。

作者稱路易十六是舊君主制最繁榮的時期,偏偏就在這時發生大革命,原因是人們處境改善後會覺得壓迫不能忍受︰

革命的發生並非總因為人們的處境越來越壞。最經常的情況是,一向毫無怨言彷彿若無其事地忍受着最難忍受的法律的人民,一旦法律的壓力減輕,他們就將它猛力拋棄。被革命摧毀的政權幾乎總是比它前面的那個政權更好,而且經驗告訴我們,對於一個壞政府來說,最危險的時刻通常就是它開始改革的時刻(p. 187)。

革命政府的司法訴訟方式在舊制度已見其形,輕視的有財產,隨意逮捕農民,訴訟程序草率,大革命加添的是處置更為殘忍。

1787年的行政改革試圖令省議會自治,將行政移交選舉團,由第三等級選舉,彼此隔離的階級需要重新合作,但多年來人們必須依賴政府行事的習慣遭打亂,村莊的相對地位突然改變,引起各個階級對立衝突,造成巨大動盪,大為1789年的政治革命。

作者總結舊制度對法國大革命的影響︰封建制不再提供保護,只留下傷害人的事物;貴族不再統治只保留特權,並與資產階級隔離,猶如種姓;中央政府取代地方權利,巴黎成為國家主宰,令一次騷亂就能徹底摧毀君主制;政治生活消失,個人沒有處事能力,缺乏人民運動經驗,沒有政黨,令輿論受抽象原則及普遍理論領導;大革命擺脫宗教、習俗與法律的束縛;人民彼此孤立不依賴,獨自承受重負,受到隔離,變得偏見、嫉妒、仇恨、冷酷無情。

作者也認為唯有法國這民族才能造就如此突然、徹底、迅猛,但又反復、矛盾、對立的革命︰這民族愛走極端、任感情擺佈;不論好壞地表現極端,總是出人意外;本性經久不變,好惡卻變幻無常;獨處時喜歡因循守舊,要改變時卻無所畏懼;一時堅持反對逆來順受,一時又甘願俯首貼耳;表現最出色的是戰爭;崇尚機遇、力量、成功、光彩與喧鬧多於真正的光榮;長於英雄與天才行為;適於設想龐大規劃而非完成偉大事業;充滿熱情,絕不會令人無動於衷。

本書三四年前受中國政府領導層推崇,原因似乎頗堪玩味。