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世界因何美妙而优雅地运行 46ON OCEANS AND AIRPORT SECURITY论海洋与机场安保
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凯文·汉德（Kevin P. Hand）
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行星科学家，天体生物学家，加州理工学院NASA喷气推进实验室太阳系探测项目科学家。
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听 起来或许比较奇怪，尽管很讨厌机场的警戒线，但我必须承认，当我站在那里，脱去外套、取下手表或其他带金属的物件，等待经过安检门时，我一半的心思已经飘荡在可能存在于太阳系中、那遥远的茫茫海洋之上了。
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这些海洋隐蔽在覆盖整个木卫二、木卫三、木卫四（木星的卫星）、土卫二、土卫六（土星的卫星）的冰层下。这些地方的海洋均为液态水，就如在地球上我们所熟知和热爱的水一样，它们存在的历史可能与太阳系一样久远，大概有46亿年了。这些水的总体积至少是地球现有水体积的20倍。从我们找寻地球之外生命的角度看，这些海洋是第二个生命的起源和外星生态系统进化的首选之地。
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但我们怎么才能知道它们是存在的呢？这些卫星被皑皑冰雪所覆盖，我们无法从宇宙飞船俯瞰到液态水。这个时候，机场安保系统就可以大显身手了。在你走过机场安全门之时，犹如经过一个快速变化的磁场。如果你将一块导电材料带进一个不断变化的磁场中，物理定律会导致电流出现并产生二次磁场。这个二次磁场通常被称为感应磁场，是由安检门的主要磁场所引发的。安检门的检测器可以感应到磁场的存在。当检测到磁场时，警报随之响起，你就会被带到特别搜查的队伍里去。
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在探索遥远世界的海洋时，同样的基础物理学也得以大量运用。木卫二就是一个不错的案例。回溯到20世纪90年代，美国国家航空航天局的伽利略宇宙飞船多次飞越木卫二，飞船上的磁场感应器发现木卫二并没有很强的内在磁场。相反，木卫二却存在一个感应磁场，该磁场是由木星强大的背景磁场所形成。换句话说，警报器响起来了。
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但要让警报器响起来，必须有一个导体。木卫二的数据显示，其导体层接近其表面。其他证据已经表明，木卫二表面的150公里都被水覆盖着，但这些数据并不能帮我们来分辨那些是固态坚冰还是液态水。然而，对上述的磁场数据，冰并不发挥作用，因为冰不是一个好的导体。溶有盐的液态水，譬如地球上的海洋，就是导体。最符合数据的推论有：木卫二有一个约10公里厚的冰层壳体，在壳体下有一片大约100公里深的全球海洋。海洋之下则是岩石海底，或许充满了深海热泉和奇异的外星生物。
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所以说，下次你在机场接受安检时，如果排在你前面的人让你临近崩溃，因为他的皮带、钱包和手表都让警报频频作响，那么你最好深呼吸一下，想想我们现在知道的那个遥远的、或许适合生存的海洋。感恩美妙的物理学，它让你的思绪天马行空的同时，也错过了自己的航班。
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世界因何美妙而优雅地运行 47PLATE TECTONICS ELEGANTLY VALIDATES CONTINENTAL DRIFT大陆漂移之谜
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保罗·萨夫（Paul Saffo）
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科技领域预测专家，斯坦福大学工程系顾问教授。
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板 块构造论是对至美理论——大陆漂移说的阐释，该阐释令人称奇并十分优雅。困惑与解答皆为远在天边、近在眼前。一代代转着地球仪的学生们都会注意到，南美洲凸出来的部分与非洲的海湾完美契合，加利福利亚半岛看上去好像是从墨西哥大陆切出来的。上述这些和其他更多的微妙线索引导了阿尔弗雷德·魏格纳（Alfred Wegener）在1912年德国地质学会上提出，大陆在当时曾是连接在一起的。他的这条美妙的理论，在当时却得到了一片嘘声和科学界的斥责。
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魏格纳的理论问题在于缺乏一种机制。批评者们轻蔑地断言，较轻的大陆板块绝无可能穿越密集且坚硬的海洋地壳。包括魏格纳在内，没人会想象得到，有一种能够推动大陆运动的力量。作为一名地球物理学界的气象学者，魏格纳对此也束手无策。1930年，魏格纳死于格陵兰岛的探险途中，而他的理论也被世人冷落甚而忘却。
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与此同时，这个被忽略的机制，其暗示随处可见，但要么是太小，要么是太大，以至于总被人们忽略。就如同蚂蚁趴在地球仪上，渺小的人类无缘一见那些显而易见之物。只有强大的科学新工具出现之后，才能掀开大陆漂移的隐藏证据。声呐沿着海洋底部，追溯到如拉链一般的神秘线状脊峰。把磁力仪从海床处拖拽之后，可以绘制出对称的、如斑马纹般的逆磁化模式。地震将板块的边界传递给地震仪，再利用放射测年法则测算出深邃时间的刻度。
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魏格纳辞世30年后，板块构造机制再度清晰地出现在人们的眼前。大陆不需要有任何的穿越，因为它们漂流在地壳之上，犹如棉花糖粘在一块正在冷却的热巧克力上。海洋地壳像传送机一般运动着，新的地壳在海洋中央产生，而老的地壳则下陷、销毁或是在板块与板块之间联结处被推挤形成高山。
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优雅的理论归属于库恩式的范畴，从旧范例中滤出黏合物，使得新理论拥有发展空间。在20世纪60年代中期，板块理论从质疑当中逐渐站稳脚跟。矛盾一瞬间成为合理的存在，矛盾的终结也变得自如许多，以至于无人会认为这些大陆板块曾经在很久以前联结在一起过。大陆被视为流浪者，喜马拉雅山被认为是印度板块与其接壤的欧亚板块碰撞的结果，显而易见的是，新的大洋将会在非洲的东非大裂谷中产生。在这个美妙的理论预测能力和对其优雅的阐释面前，神秘犹如多米诺骨牌一样纷纷倒下。对魏格纳的质疑销声匿迹，魏格纳终获昭雪。
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世界因何美妙而优雅地运行 它们起初都是“不过如此的故事”，而最终变成了特别的故事，这就是科学的先进性所在。
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They were just-so stories until they weren’t, in other words. That’s the way science advances.
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——丹尼尔·丹尼特（Daniel C. Dennett）
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