您当前的位置:首 页 > 物理资讯 > 科技前沿

深海光之盛宴 有如激发人类想象力的灯塔

作者:转载     发布时间:2022-5-26 点击数:311

 

7e747d5de8c64b07828af8eb680a88fe.jpeg

《深海有光》书封

7a920e012c9d430692acf50898be0001.jpeg

伊迪丝·威德

3d6bc9537b14478e97b91287c5891d52.jpeg

发光的礁环冠水母

43566ecc2bae40558eab0eaaa8854c47.jpeg

深海剑状异腕虾

dbb4f9db9c8a48fcb865ed9f7514ae84.jpeg

不同物种的发光表演

ddfa3d8562354b57801e764b575c64a3.jpeg

不同礁环冠水母

4d311b7371ff4cec84a60e70732c25be.jpeg

竹珊瑚,一碰就会像圣诞树一样闪亮

103827b0d62b48e79376c096bffef397.jpeg

威德在潜水器中目睹的“独立日烟花”

在阳光照射不到的深海,光意味着什么?在没有庇护的黑暗里,生物如何逃避天敌、吸引伴侣?那些我们闻所未闻的海洋生物,如何借着光的语言生存?

居住在佛罗里达州小镇皮尔斯堡的伊迪丝·威德,从小就梦想成为海洋生物学家,而一次意外导致的短暂性失明经历,则让她对光产生了特殊的情感。在那之后的50多年来,她着迷于海洋深处闪现的神秘光芒,一次又一次回到深海,只为解开生物发光的谜团。

威德的科考过程曾收录于BBC纪录片《蓝色星球II》,她是令大导演詹姆斯·卡梅隆以及桥水基金创始人、《原则》作者瑞·达利欧钦佩的深海探险者。卡梅隆感叹说:“威德在艰难中保持乐观,做出了开创性的研究。我梦想要做的事,她做成了——从深海中引出神出鬼没的大王乌贼,还拍下了它的影像。”

近日,伊迪丝·威德的《深海有光:探索生物发光奥秘的生命之旅》中文版,由中信出版集团推出。在威德看来,发光的生物,是在向人类揭示隐秘世界的神奇之处,“我相信这光是一盏激发想象力的明灯,能够点燃人们与生俱来的好奇心。而正是这种好奇心,定义着人类的内核。”

人物介绍:

伊迪丝·威德:美国加州大学圣巴巴拉分校神经生物学博士,海洋学家,海洋生物学家,海洋研究与保护协会(ORCA)联合创始人,麦克阿瑟“天才”奖获得者。

威德结合实验室研究和创新技术,致力于发现、观察深海发光生物,探索生物发光现象的意义。她多次参与设计、改进潜水装备和工具,利用自己设计的隐形摄像机等设备初步实现了对海洋环境的无干扰观察。通过开发创新技术来科学地保护水生生态系统、维持生物多样性。2012年,威德利用自己研发的技术,拍摄到了自然栖息状态下大王乌贼的珍贵影像。

顽皮一跳,遭遇灾难

威德在美国波士顿郊外草木繁盛的居民区长大,童年的大部分时光都在树丛中爬上爬下。附近池塘边一棵年迈畸形的柳树让她情有独钟。“它的树干呈45 度角离岸生长,其后平行一分为二,粗壮的枝条顺其垂下,形成与世隔绝的空间,仿佛一艘完美的海盗船,柳枝离地面大约7 英尺,我曾轻松从上面跳下来几百次。”

威德回忆说,在她八九岁的一个星期天,她穿着累赘的褶皱裙去教堂,回来后她爬上柳树,“就在跳回地面的瞬间,我突然想起不能弄脏衣服。为了保持衣服整洁,我没能充分保护自己。一阵剧烈的疼痛撕裂了我的背脊。那是我从未有过的体验。但这疼痛并未持续太久,就被我抛诸脑后。”

多年以来,这疼痛感一直伴随着威德,但她以为这是平常的腰部酸痛。直到1969年,威德上大学体检,才知道多年前那一跳,让她脊椎错位,“大学第一学期,情况持续恶化,我既无法长时间站立,也不能久坐。我进入大学学习生物学,梦想着将来能成为一名海洋生物学家。然而不到一个学期,我就意识到,不依靠医疗干预我实现不了这个目标。”

就这样,威德做了脊柱融合手术,虽然手术很顺利,但她却在恢复室里走了一遭鬼门关。“不到一分钟的时间,我就从‘还好’变成了‘完蛋’。像码头上的鱼一样翻来覆去,几乎全身出血,我染上了一种名为‘弥散性血管内凝血’的血液疾病。这种病在一些情况下,会引起凝血因子和血小板被过度消耗,导致严重出血。当时,不仅手术部位,肺部也在大出血,使我无法呼吸。直到恢复意识,我仿佛成了一块针垫,浑身上下插满了管子与电线, 呼吸机插在喉管里,说不了话,也看不见东西。”

在重症监护室待了一周后,威德被转到病房,一次朋友来看她,说带了黄玫瑰,威德才震惊地发现自己眼睛出了问题,“我眼中渗进的血液吸收并散射光线,导致敏感性和分辨率双重受阻。我的右眼尚能看到一丝光亮,但左眼前方出血严重,基本看不到东西。我的视野中是一片黑暗与无意义亮光交缠的旋涡。”

医生们无法为威德的眼睛做出明确诊断,因为她玻璃体液中含血量过高,医生看不到视网膜。医生们告诉威德,只能抱着希望等待。

后来,医生们又发现威德的手术部位大面积感染,需要紧急手术。由于全麻可能再次引发弥散性血管内凝血,她仅仅接受了局部麻醉。“手术过程异常恐怖、剧痛难忍,每隔一天进行一次,持续了整整一个月。与此同时,我接受着最大剂量的抗生素静脉注射,这些抗生素烧损了我的静脉,我对不同的抗生素产生了各种引人注意的不良反应,包括皮疹和疖子。好不容易熬到痛苦消退,我又因此前的23次输血患上了血清性肝炎,伴随肝脏的剧烈疼痛,我呕吐不止,全身泛黄。”

雪上加霜的是,医生告诉威德,脊柱融合手术情况不佳,“融合手术使用的‘胶水’应该是由我髋部取下的骨片制成的,装在我的椎骨周围。然而,医生遗憾地向我解释道,我在恢复室桌子上经受的翻转治疗导致骨片飞出,X光显示,几乎什么都没融合。这简直是毁灭性的打击,无法想象,我承受的一切都毫无意义。”

威德形容自己的治疗过程是过山车,她只能拼尽全力抓紧扶手,“这是一趟恐怖怪异的旅程,我无数次直坠深渊,却鲜少上升。”

幸运的是,威德最终挺过这场生死之战。 “我成了一种意外医学现象的受益者——背部的大规模感染使融合部位产生了更多钙化,因此,尽管大部分骨片已经散开,但仍有少数留在原处,足以成为骨质生长的种子,形成一个坚实的融合体。”

几个月之后,威德出院,视力也逐渐恢复。回家5 天后,她努力走到池塘边那棵树下,拍了拍它,“我对拥有正常视力产生了更深的感恩之情,怀着这种感受望向那棵树,唤起了我对所见之物更深入的思考。”

第一次深潜

像看到盛放的烟花

11岁时,威德和父母去了斐济,她被礁石上的神奇生物所吸引,巨型蛤蜊、蓝色海星和狮子鱼……从那时起,威德的梦想就是成为海洋生物学家,探索神奇的海底世界。

1984年,威德第一次身穿“黄蜂”(Wasp)金属潜水服深入水下,从此便沉迷其中。而第一次观测到深海生物发光现象,让威德更为记忆深刻。当时她在圣巴巴拉海岸附近夜潜,“我悬吊在缆绳末端,身处海面以下800英尺的地方,这深度已经超出当时学界的认知范围,我的金属保护壳承受着每平方英寸355磅的压力(相当于24个大气压)。我在那里探索和了解地球上最广阔的生存空间——海洋的中层水域。我希望能看到生物发光现象,因此关掉了照明设备。眼前的景象并未让我失望。事实上,炫目的光芒简直使我眼花缭乱,也彻底改变了我的职业生涯。”

威德介绍说,烟火是光的画作,生物发光亦如是。只不过,它并非白炽现象与人类智慧的产物,而是千百万年进化而来的冷色化学光。人类为这些奇妙的发光生物起了许多引人遐想的名字:水晶果冻水母、凤眼乌贼、胡须海魔、肩灯鱼、绿鹦鲷,还有天鹅绒肚灯笼鲨。它们身体上有各种形式的发光结构——有的长着喷射蓝色液体“火焰”的管嘴;有的拥有高度复杂、看起来像宝石或眼睛般的器官,其功能却是发出而非收集光;还有的身带奇形怪状却“设计精良”的发光附属肢体,乍一看仿佛电脑游戏中的外星生命抽象雕塑……

威德第一次深潜时,人类对于海洋深处壮丽的“灯光秀”还知之甚少,“尽管测光表的观测结果以及捕获生物(大多数已死亡)的发光器官等表明,生物发光现象确实存在,但直接的观察很少,仅有的观测成果也没能捕捉到我亲眼所见的奇观。那是一场超乎想象的光之盛宴。后来,当人们让我描述所见之景时,我脱口而出:‘好像美国独立日放的烟花一样!’这句毫无科学性的形容竟被本地报纸引用,让我被同事们嘲笑了好一阵子。然而在那之后,我多次带人一同深潜,已数不清有多少次听到同样的感叹。”

让威德兴奋的是,与观看独立日烟花不同,她不是站在远处遥望,而是身处这震撼景象的中心。“事实上,我已成为其中的一环,因为我很快发现自己的每个动作都好比触发器,最轻微的晃动都能扩大海蓝色耀眼‘火花’的延展范围。若是启动‘黄蜂’助推器,灿烂的光流便会从中喷涌而出,形成闪闪发光的钴蓝色漩涡与冰蓝色水雾,仿佛篝火添柴时腾升旋起的灰烬。但当我想打开泛光灯一探究竟时,又看不出发光的主体——这片空间内没有任何眼睛可辨认的生命形式。黑暗中,确实曾有闪亮的水雾与旋涡转瞬即逝,犹如烟花中的‘轻爵士乐’表演,不过不是彩虹光谱中的颜色,而是艺术家的调色盘上最绚烂的蓝色混合色—蔚蓝色、钴蓝色、天蓝色、青石色、霓虹蓝色。这超自然的色彩并非阳光的反射,而是产生于某种物质自身。”

遇险太多次,但从未想过放弃

从每一位有幸目睹者的描述中,都能感受到深海发光生物那引人痴迷的力量。人们往往用“魔法”来形容这番体验。

可是,这令人目眩的“魔法”体验背后,同时意味着危险。威德曾数百次潜入海洋,这也意味着她曾太多次置身险境。

威德在《深海有光》中讲述了她早期的一次遇险,那次,她独自一人潜入大洋深处,距海平面有350英尺。突然,她听到了潜水器右舷传来尖锐的鸣响,尖鸣谈不上骇人,却有些不同寻常。

威德坐在潜水器驾驶椅的软垫上东挪西探,在仅有5英尺高的丙烯酸透明球罩中奋力寻找原因。“我弯下腰,几乎将右耳贴到扶手的仪器上,与此同时,双脚探入球罩深处。我竟透过袜子感觉到一种你绝不愿在潜水器中碰到的东西——海水!大量的海水。无边的绝望与恐惧向我袭来。但幸运的是,我还能在一定范围内努力自救。第一步是定位进水口——水是从我座位下方右侧一个打开的阀门处流进来的。第二步是阻断进水——然而阀门的手柄不见了!只剩下阀杆,没有手柄根本扳不动。海水持续从阀口灌入,不断升高的杂音证明潜水器越来越重,下沉速度逐渐加快。在大脑的飞速运转下,我当即排空压载水舱并猛按垂直助推器。”

当然,最后威德化险为夷,抵达海面并被拖至安全地带,但“过程中的恐怖与惊惧远超预料,这段记忆至今萦绕不散”。

对于自己这些年来的化险为夷,威德感谢大学时的病痛:“在一切都失去控制的情况下,我意识到自己拥有的唯一力量是心态与观念。专注于小事极为重要,而那些事关全局的大问题,光是想想就让人恐惧难安。我就像被困在悬崖边,不知要爬多久才能抵达安全地带。此时,最好的建议是不要向下看,否则会产生眩晕;也不要向上看,如果一眼看不到尽头的话。我意识到,自己唯一能做的就是集中精力寻找下一个抓握点。这种转移注意力的能力,成为我之后应对无尽挑战的关键策略。我没有紧盯着那毫无确定性的暗淡前景,也不纠结于我所失去的一切,而是集中全部精力让自己停止恐慌。后来的人生中,这种精神管理技巧也对我大有裨益。”

既然如此危险,为何还要坚持?对这个问题,威德的回答非常简洁:“说实话,我从未想过放弃。”

世界,因缺乏惊奇之心而陨落

在威德看来,认识大自然的愿望,深藏于每个人的内心。探索与分享关乎世界运转的知识,是人们赖以生存的基础。在原始时代,人类揭示自然之谜的动力,推动着基本生存技能的发展。比如寻找食物和住所、确认哪些动物会置人于死地、哪些食物可供安全食用。步入现代,人们在探索欲的引领下取得了惊人的发现,有了巧夺天工的发明。那么,又怎么可能不去探索深海—地球上最广阔的生存空间呢?

威德表示,海洋生物学面临的最大阻碍是一种普遍的错误认知,即人类对地球的考察已经穷尽,这个星球上的每一寸空间都已经过攀登、跨越与探察。而真实情况是,未知的大海广阔无垠,其范围远远超过人们已经涉足的地域。

在威德看来,人类似乎已陷入一种矛盾的闭环——因缺乏探索而无法认识到深海那神秘奇幻、惊心动魄的魅力,结果是没有兴趣一探究竟。“雪上加霜的是,我们尚未了解海洋,却已开始肆意破坏。我们正处在大规模破坏海洋生态系统的边缘,若将地球上的所有生命系统比作精妙的机器,那么海洋生态正是其中的关键齿轮。长期以来,海洋以其浩瀚的水域保护着我们,使我们免受自身的伤害。但爆炸性的人口增长与错误的资源管理,已使具有强大缓冲能力的海洋不堪重负。”

从威德办公室的窗子可以俯瞰佛罗里达州的一道海湾,她在窗边钉了一句名言:“世界不会因缺少奇迹而灭亡,却会因缺乏惊奇之心而陨落。”

威德认为人们在地球上得以存续,有赖于与生命世界建立更深刻的联系,而“惊奇之心”正是其中的关键:“生物发光能向更多人揭示这个隐秘世界的神奇之处,燃起下一代探索者的想象之火,从而为未来地球生命点起希望的灯塔。”

积极探索始终是人类赖以生存的关键,但威德希望人们用一种不会吓跑动物们的方式探索。“小时候,发现通往异世界大门的故事总是让我们着迷:挖出盛满宝藏的古墓的入口,发现通往秘密花园的隐秘大门,跟着兔子跳进洞里进入奇妙仙境……未经勘探的秘境始终吸引着我们。很少有人意识到,我们地球的大部分地区仍笼罩着神秘的面纱。海洋深处藏着地球生命最神奇的奥秘,能够回答那些我们甚至未能提出的问题。”威德表示,如今,比任何时候都更需要伟大的探索者。“这些探索者必将心怀乐观,超越想象的极限,寻找前进之路。他们能征服地图边缘的恐怖巨兽,以恒久的毅力应对那些看似不可能完成的任务。这份坚韧往往并非一腔孤勇,而是源于长久的好奇心。”

文/本报记者 张嘉 供图/威德


本文共1页 

关闭窗口

主办单位:上海市物理学会 上海市教育学会物理教学专业委员会
协办单位:上海市物理业余学校


沪ICP备15028474号-2

 

 

 

 

当前在线人数:2672;累计访问人数:86427640