在探險中“享受”科學(xué)

尹傳紅

1803年初夏，法國巴黎傳出了亞歷山大·馮·洪堡的死訊，說他“命喪北美土人之手”。次年6月，普魯士（德國）的《漢堡通訊》更是言之鑿鑿：“驚悉著名旅行家洪堡先生不幸罹患黃熱病，卒于美洲阿卡普爾科?！?/p>

其實，此時這位探險家正在美國，享受著國賓級的款待，時任美國總統(tǒng)托馬斯·杰斐遜也專門接見了他。一個多月后，1804年8月1日，洪堡和他的搭檔邦普蘭帶著滿是草木花卉標(biāo)本，以及各種礦樣和化石的40余箱美洲“土貨”，突然現(xiàn)身法國波爾多港，讓歐洲學(xué)人驚愕不已。

他們這次在中、南美洲的旅行考察歷時5年之久，總行程達(dá)6.5萬千米，相當(dāng)于繞行地球一圈半。洪堡隨即向人們展示他們的收獲，報告他們的考察歷程和新發(fā)現(xiàn)。這個傳奇人物一度被看作是歐洲聲望僅次于拿破侖的最令人矚目的名流。

自由童年

時間回溯到1769年。這一年的9月14日，洪堡出生于柏林一個普魯士的地主貴族家庭。他的父親是一名軍官，在他10歲那年就去世了。他和哥哥威廉·馮·洪堡（后來的柏林大學(xué)創(chuàng)辦人之一）由母親撫養(yǎng)成人。洪堡從小就接受了極其良好的家庭教育。不過，與迷戀古典文學(xué)和語言的哥哥不同，洪堡玩心十足，對正規(guī)學(xué)校之外的一些事情以及各種事物有著無止境的好奇。他最愛擺弄花草、昆蟲和石頭，也喜歡閱讀旅行、探險之類的書籍。

18歲那年，洪堡與哥哥奔赴法蘭克福大學(xué)。哥哥進了法律系，而洪堡攻讀的是財政經(jīng)濟。他只用一年便完成學(xué)業(yè)，然后又開始在格丁根大學(xué)和弗萊堡礦業(yè)學(xué)院研修他很感興趣的工藝學(xué)、希臘語、植物學(xué)等帶有百科全書性質(zhì)的學(xué)業(yè)。他活躍的思維經(jīng)常使他對觀察到的所有事物提出各種新的問題。

1796年，洪堡在不幸中迎來了影響他一生的轉(zhuǎn)機。這一年他的母親逝世，他繼承了一筆豐厚的遺產(chǎn)。隨后，他果斷地辭去礦業(yè)局的美差，一門心思地投入到外出考察的各項準(zhǔn)備工作之中，以實現(xiàn)他在少年時代就立下的宏愿。

探險生涯

18世紀(jì)的最后一年，洪堡與跟他志同道合的邦普蘭揚帆出海，開赴南美洲，開始了一次延續(xù)多年的考察——這次考察被后人看作是“擴大人類視野的最偉大的探索之一”。他們的第一站為委內(nèi)瑞拉的庫馬納。這里的熱帶景物別有洞天。由于人類活動較少，此地的老虎、鱷魚，甚至猴子，都不怕人，儼然是這塊土地上的主人。

洪堡還考察了火山，觀察了日食。由于長時間地仰視天空，他的臉被嚴(yán)重曬傷，不得不上藥休養(yǎng)。在南美北部考察奧里諾科和亞馬孫兩大河系源頭時，行程十分艱苦，天氣異常悶熱，蚊子更是難纏，不時還遭逢毒蛇和食人魚。他們一度只能依靠野生的可可豆充饑。

有一次，在泥濘的河水中，洪堡突然感覺似乎被電擊了一下，立刻感到膝蓋和關(guān)節(jié)痛得厲害，原來他遇到了電鰻。為了救他，當(dāng)?shù)氐挠〉诎踩藢⑺麄冿曫B(yǎng)的馬和騾子趕下了河里，分散電鰻的注意力和攻擊。這樣洪堡才得以脫身，還抓到了一條電鰻進行解剖。

接著，他們又沿著水流向下游前進。整個行程，他們走過了2775千米荒涼的、從未有人勘察過的曠野。在古巴逗留一段時間后，他們來到哥倫比亞的喀他赫納港，在那里他們開始了對哥倫比亞、厄瓜多爾和秘魯?shù)陌驳谒股矫}的考察。在每一個觀察點他們都測量了經(jīng)度和緯度，第一次科學(xué)地描述了熱帶山地高度、氣溫、植被和農(nóng)業(yè)之間的關(guān)系。時至1801年9月，他們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了3000多種以前從未有過記錄的植物品種，弄清了許多山脈和特殊地形的分布。

在沿美洲西海岸的航程中，他們測量了海水的溫度，而且第一次描述了海水的流動，包括從海底涌上來的冷水。洪堡把溫度比鄰近兩邊之海水涼得多的這段海流在海圖上標(biāo)出，稱為“秘魯洋流”（又叫“洪堡洋流”）。

1802年6月，洪堡和邦普蘭攀登到鐵博拉索山5762米的高度，創(chuàng)造了當(dāng)時人類登高的最高點。盡管他們有登山的經(jīng)驗，但還是都得了高山病。曾經(jīng)研究過空氣成分的洪堡第一個意識到，這種病是由于高山空氣稀薄缺氧而引起的。

洪堡把探險當(dāng)作了科學(xué)研究的手段。他不太看重理論假設(shè)和推測，而認(rèn)為親身經(jīng)歷和透徹研究比這重要得多。他仔細(xì)描述隨著地勢增高和緯度提高植物帶的變化，并在科學(xué)上第一次嘗試劃分了地球的植物帶，從而創(chuàng)立了植物地理學(xué)。

洪堡在地磁學(xué)方面也有重要發(fā)現(xiàn)。他最先證明，地磁強度在不同緯度上的變化——從兩極開始越接近赤道越弱。他還于1817年第一個繪制了全球等溫線圖，奠定了比較氣候?qū)W的基礎(chǔ)，并使大陸氣候和海洋氣候的差別得以顯示。

作為近代氣候?qū)W、植物地理學(xué)和地球物理學(xué)的創(chuàng)始人及開拓者之一，洪堡通過腳踏實地、艱苦卓絕的考察、探索與思考，創(chuàng)立了一整套新的科學(xué)分支?，F(xiàn)在我們所知的生態(tài)學(xué)、環(huán)境科學(xué)的建立，從一定意義上說都跟洪堡的成就有所關(guān)聯(lián)。

最早的科普者

晚年的洪堡主要致力于整理、分析他的考察所得。他先后出版了30卷本的《1799～1804新大陸亞熱帶區(qū)域旅行記》。他還在各種沙龍、社交場合及大學(xué)課堂上講述他在南美的所見所聞，吸引了許多包括王公貴族在內(nèi)的聽眾。從這個意義上講，他堪稱第一個真正的大眾科學(xué)普及者。1842年，洪堡被國家授予英雄勛章，他成了家喻戶曉的偉大科學(xué)家。

洪堡一輩子獨身，并且耗盡了自己幾乎所有的財產(chǎn)用于科學(xué)探索和科學(xué)研究。有人打趣說，他跟科學(xué)結(jié)了婚，而且這有可能是世界科學(xué)史上最為成功的婚姻。他熱愛科學(xué)，常常工作到深夜，他曾笑言：“按時睡覺在洪堡家族里被視為過時的偏見?！?/p>

在洪堡看來，自然科學(xué)的各個分支有著天然的密切聯(lián)系，一切自然科學(xué)的最重要的目的是：在差異性中找出一致性，抓住被表象掩蓋的自然的實質(zhì)。他的抱負(fù)和理想就是發(fā)現(xiàn)所有自然現(xiàn)象之間的聯(lián)系，尋找跟地形、氣候、有機體相關(guān)聯(lián)的自然規(guī)律。

洪堡也總是想從整體上去了解自然，而且一直有一種狂熱的意圖：要在一部書內(nèi)，用生動的、能刺激和誘發(fā)感情的語言來描繪整個的物質(zhì)世界。這就是它花費了很大精力撰寫的5卷本《宇宙》。他創(chuàng)作此書，試圖使地理學(xué)成為與天文學(xué)同樣水平的科學(xué)，實際是要作為天文學(xué)的延續(xù)，以天文學(xué)系統(tǒng)描述天空的方式，系統(tǒng)地描述地球?！队钪妗烦闪?9世紀(jì)上半葉最主要的科學(xué)暢銷書，被譯成10種語言，發(fā)行十余萬冊。洪堡的著作和成就為他贏得了盛名，社會上都將他看成知識界的“大祭司”。時人描述說：“他一入場，我們其他的人在前一刻所進行的活動就變成了不屑一看的木偶戲了。他好比一頭巨象，拉垮一株橡樹就像我們撿起一根針那么容易?！钡聡娙烁璧乱矠橹C然起敬，夸贊說：“洪堡像一個有許多龍頭的噴泉，你只需把一個容器置于其下，隨便一觸，任何一邊都會流出清澈的泉水?！?/p>

1859年5月6日，洪堡以90歲高齡辭世，國人為他舉行了國葬。就在這一年，達(dá)爾文的《物種起源》出版。達(dá)爾文年輕時讀了洪堡的游記后，“心中升騰起為自然科學(xué)做出貢獻的炙熱愿望。”成名后的達(dá)爾文則說：“年輕時我欽佩洪堡，現(xiàn)在，我?guī)缀跏浅绨菟?。”他贊美洪堡是歷史上最偉大的科學(xué)旅行家。

小貼士：電鰻

電鰻行動遲緩，棲息于緩流的淡水水體中，并不時上浮水面，吞入空氣，進行呼吸。體長，圓柱形，無鱗，灰褐色，長可達(dá)2.75米，重可達(dá)20千克。背鰭、尾鰭退化，但占體全長近4/5的尾，其下緣有一長形臀鰭，依靠臀鰭的撥動而游動。尾部具發(fā)電器，來源于肌肉組織，并受脊神經(jīng)支配。能隨意發(fā)出電壓高達(dá)650伏特的電壓。體表光滑無鱗，背部黑色，腹部橙黃色，臀鰭特別長，是主要的游泳器官。有兩對形狀為長梭形的發(fā)電器，位于尾部脊髓兩側(cè)。

電鰻尾部兩側(cè)的肌肉，由規(guī)則排列的6000～10000枚肌肉薄片組成，薄片之間有結(jié)締組織相隔，并有許多神經(jīng)直通中樞神經(jīng)系統(tǒng)。每枚肌肉薄片像一個小電池，只能產(chǎn)生150毫伏的電壓，但近萬個“小電池”串聯(lián)起來，就可以產(chǎn)生很高的電壓。

電鰻放電的損傷力取決于電鰻的大小和機體的狀況。當(dāng)電鰻長不到1米時，電壓隨著電鰻的成長而增加。當(dāng)長到1米后，只增加電流的強度。電鰻每秒鐘能放電50次，但連續(xù)放電后，電流逐漸減弱，10～15秒鐘后完全消失，休息一會兒后又能重新恢復(fù)放電能力。在水中3～6米范圍內(nèi)，常有人觸及電鰻放出的電而被擊昏，甚至因此跌入水中而被淹死。電鰻可以放出50安培的電流，有海中“活電站”之稱，也被人們稱為活電池、電魚等。