1901 年，一位名叫 AE Douglass 的天文學家對於如何研究太陽黑子週期對地球天氣和氣候的影響提出了一個革命性的想法：砍倒一棵樹，觀察其樹幹橫斷面上的年輪。 他發現，在低海拔地區，環的寬度與降水量有關。 後來他意識到，這些戒指還可以用作約會工具，幫助考古學家確定古代文明、維京船隻、斯特拉迪瓦里小提琴、裱框畫作的年代。 事實證明，幾乎任何由木頭製成的東西都保存著迄今為止看不見的記錄，記錄著這棵樹生活的時間和條件。

當時，道格拉斯用卡尺測量戒指。 現在，在他 77 年前在亞利桑那大學創立的樹木年輪研究實驗室，現代樹木年代學家擁有大量高科技工具，可以讓他們提出並回答有關樹木生存條件的複雜問題。 。 這些進步激勵他們創建和維護一個檔案，其中包含來自全球各地的數百萬個樹木樣本，其中一些樣本的歷史可以追溯到數千年前。

該實驗室主任托馬斯·斯威特南 (Thomas Swetnam) 將檔案館比作一個巨大的圖書館，裡面裝滿了許多書籍，但其文學價值尚未確定。 「樹木年輪部分就像書，年輪就像書頁——我們只讀了其中的一些，」他說。 “我們正在照顧木材，因為我們從過去的經驗中知道，我們將開發新的工具和新的測量方法。”

已知的未知與未知的未知：兩條發現之路

就像他之前的道格拉斯一樣，斯威特南明白不可預見的見解和技術發展如何引導我們得出新的發現和結論。 “有已知的未知，”他說，“還有未知的未知。” 這是劉易斯卡羅爾式的描述兩條平行發現之路的方式。 第一個旅行的科學家相信他們可以看到難以捉摸的獵物的形狀，就像基本上完成的拼圖遊戲中的一個洞。 走第二條路的科學家直到到達終點時才意識到自己已經走上了這條路，技術進步、創造力和/或運氣的某種結合揭示了他們從未想過要問的問題的答案。

斯威特南將在後一種情況下獲得的進步稱為“誰會想到呢？” 發現。 1970 世紀 1054 年代的一個例子來自一些天體物理學家，他們想知道公元 XNUMX 年一顆特定恆星的爆炸是否影響了大約六光年外的地球的大氣成分。 他們在樹木年輪研究檔案實驗室測試了一棵古樹的同位素。 在與當年相對應的光環圖案中，有明顯的跡象表明這顆恆星發射出高能量粒子，而 AE 道格拉斯時代的科學家永遠沒有辦法（或者就此而言，沒有概念）來測量這些粒子。

揭開隱藏在眾目睽睽之下的未知秘密

人們想知道：還有哪些自然檔案隱藏在眾目睽睽之下，等待著有人解開它們的秘密智慧？

當一種名為有孔蟲的表層浮游生物死亡時，它們會沉入海底，形成可追溯到 150 億年前的沉積物層。 去年，威斯康辛大學麥迪遜分校的研究人員宣布，他們測量了古代有孔蟲化石的同位素特徵，規模比以前的規模小一百萬倍。 透過這樣做，他們不僅能夠確定浮游生物的生存時間，還能確定當時的海洋溫度。 參與這項研究的地球科學家約翰·瓦利說，這是長期氣候變遷的「有力記錄」。

他的團隊使用的離子微探針並不是新發明，但背後的技術在過去 30 年裡已經有了很大的進展。 此外，Valley 和他的同事還開發了提高測量分辨率的協議。 最近，一組來訪的日本海洋生物學家將一種稀有鰻魚的耳石帶到了瓦利的實驗室，在那裡他們使用他的微型探針來幫助確定生物誕生地的水有多冷，而其確切位置仍是個謎。 他們收集的溫度數據得出了一組新的水下座標——科學家最終在那裡發現了正在孵化的鰻魚。

承認偶然性在我們測量並進而理解自然世界的能力中扮演著多麼重要的角色可能是令人恐懼的。 我們願意相信我們的科學探究是完全有條理的並且在我們的控制之下。 另一方面，意識到事實並非如此，這可能會令人興奮。 研究始終是由我們與生俱來的對第一次看到和學習事物的熱愛以及我們解決問題或完善理論的需要所驅動的。 對於我們所有人的探索者來說，還有什麼比將最後一塊拼圖添加到拼圖中並發現您剛剛解決的拼圖與您認為已經開始的拼圖不同更令人高興的呢？

這篇文章最初出現在 在地球上。

* InnerSelf的字幕。

關於作者

Kim Tingley 是以下網站的定期撰稿人 在地球上 和 紐約時報雜誌。 她擁有哥倫比亞大學非小說類寫作碩士學位，並於 2012 年獲得羅納賈菲基金會作家獎，該獎項每年頒發給六位在職業生涯早期表現出卓越和前途的女作家。

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