世界最高峰
位于厄瓜多尔山脉腹地的钦博拉索火山身形庞大,孤独地俯瞰着这片地区。这座火山已将近 15 个世纪未曾喷吐过火焰了,滚烫的熔岩被终年积雪、寂静无声的冰川所取代。但钦博拉索火山的鼎鼎大名却没有受到丝毫的影响。在稍稍偏离西侧山脉的地方,笨重且凹凸不平的圆锥形山体高耸在安第斯高原的天际线上,耸立在海拔 6263 米的高处俯瞰整个厄瓜多尔。钦博拉索火山是厄瓜多尔的最高峰。来自世界各地的登山健将纷纷前来勇攀高峰,小羊驼在这里平静地吃草,厄瓜多尔把钦博拉索火山绘制在国旗和国徽上,当作本国人最深以为豪的标志之一。
然而,尽管钦博拉索火山引得诗人和地形学家对它极尽赞美之词,但它享有的荣光却似乎超出了理性。当地的一些旅行指南肆无忌惮地宣称它是世界最高峰。是啊,是啊,世界最高峰。但凡上过学的人都知道海拔 8848 米的珠穆朗玛峰会瞬间击穿这个谎言。想要和“亚洲巨人”一较高下,厄瓜多尔火山还差了 2000 多米。这种信口雌黄太离谱,让人难以置信,你会纳闷,那些认为我们会对此信以为真的人脑子里都在想些什么?!
但是,就像我们常常看到的那样,现实世界比我们在字典中看到的填鸭式描述更具创造力,更令人眼花缭乱。现实超越了我们的想象,而且它还会再次动摇我们的先验观念。
事实证明,地球并不是正圆形的。它的两端稍扁,赤道位置隆起。但如果说珠穆朗玛峰确实是海拔最高的山脉,那么其纬度已充分偏移到其原本位置的海拔在整体上低于在厄瓜多尔的海拔的程度。从地心到顶峰可测得珠穆朗玛峰的海拔为 6382.6 千米,而钦博拉索火山的海拔则为 6384.4 千米。钦博拉索火山比珠穆朗玛峰高出了大约 2 千米!
总而言之,世界最高峰的问题并没有那么简单。抛开所有的语境,这个问题本身就问得不好,且无法得出明确和唯一的答案。要讨论这个问题,就必须对海拔做出定义,从而做出绝非显而易见的选择。例如,在某些情况下,可能海平面和地心都不重要,而且需要在考虑到可能被淹没部分的前提下看待超出周围地表的高度。在这种情况下,珠穆朗玛峰和钦博拉索火山都无法拔得头筹,胜出的会是夏威夷的茂纳凯亚火山,海拔为 4207 米,但它高于太平洋洋底 10210 米(图 2.1)。
如果鱼类懂地理的话,那么或许它们会最先想到这个定义。对于它们而言,把零置于孕育了它们的海洋的表面没有任何意义。我们是否有过从距离我们头顶十来千米的大气层测量海拔的念头呢?但这可能构成第四个定义,它在客观上没有任何值得其他三个定义艳羡之处。
这种海拔的竞争不禁让人想到了加法和乘法之间的竞争。在过去的几个世纪中,很多科学家在各个领域努力做出这类选择。这些选择让测量、分类和研究成为可能,并具有磨平现实的粗糙之处,从而显露出其大致轮廓的优点。但这些选择也有风险:它们给了我们一种理解上的错觉,如果我们对这种错觉太过关注,它就会变得极端而危险。这些标杆有助于让人继续前进,但你还得知道如何超越这些标杆,从而走得更远。
在天文学研究中,行星学家可能不得不对除地球之外的天体做出海拔的定义。因此,这些行星学家可能会声称太阳系的最高峰在火星上,那就是奥林帕斯山,一座海拔为 21229 米的火山。和它比起来,我们的陆地山脉就好像起伏的小山丘。

但这个信息让我们心怀疑虑。奥林帕斯山的海拔参照基准面是什么?是相较于火星的地心而言的吗?如果是的话,那么火星上的火山就绝不可能成为最高峰,火星明显比地球要小。那么是相较于海平面而言的吗?那是哪个海的海平面呢?火星上并没有海……那么或许是相较于周围地表而言的?有可能,但这个红色星球的地表高低起伏、错综复杂,这里是丘陵,那里是沟壑,稍远处又是裂谷或山脉,以至于做出定义会是一种既困难又随意的做法。
请你先想象自己是个行星学家,然后问自己一个问题:你会如何尽可能客观地对火星上的海拔概念做出定义呢?
得出答案一点儿都不容易,而天文学家选择的惯例需要一定的物理学知识。你可能知道,在地球上,海拔越高,空气越稀薄。我们在高山的顶峰呼吸起来不如在海平面上呼吸得顺畅。还可以用气压计来测量大气压力,这样做可以把大气划分为相叠的几层。于是,海平面的平均气压就是 1013 百帕(注:百帕(hPa)是气压的度量单位,就像千米是距离的度量单位或小时是时间的度量单位一样。),海拔 2000 米处的平均气压仅为 795 百帕,而海拔 8000 米处的平均气压会降至 356 百帕。
换一个角度去看待这种特性,我们就可以根据某个基准面的气压来确定它的海拔,科学家对火星就是这么做的。火星上零海拔的气压被定义为 6.1 百帕。这显然比在地球上要低得多,因为火星的大气层要稀薄得多。如果在我们的星球上采用同样的惯例,则零高基准面就会在距离我们头顶 35 千米的上方!这个距离大约是长途客机飞行高度的三倍,并远远高出钦博拉索火山、珠穆朗玛峰和茂纳凯亚火山的顶峰。说到底,为什么不呢?严格来讲,可以说我们生活在地球的里面,而不是地球的表面,不是吗?也就是说,我们生活在大气之中,就像鱼类生活在海洋里、蚯蚓生活在土壤里一样(图 2.2)。

但同样,这个定义也具有随意性,因为大气层没有明确的界限。气压随海拔的升高而递减,并逐渐融合到星际真空中。地冕,即地球大气层可观测到的最外层区域,绵延 630000 千米,也就是地月距离的将近两倍。那么,我们的卫星也位于地球表面之下吗?这种看待事物的方式似乎过于牵强,以至于无法被严肃对待。没人真正使用过这种定义。但是,公平地说,比起其他的定义,这种定义既不更好,也不更糟。当然,用起来确实不大方便,但并不会更不恰当。
为了让你最终不再对找到一种通用的海拔定义抱有希望,现在想想那些不再具有任何球形外观的天体:彗星“丘留莫夫”(Tchouri)、小行星“龙宫”(Ryugu),或是远远超出海王星的边缘天体“天涯海角”(Ultima Thule)(注:即小行星 486958,于 2019 年 11 月 12 日正式更名为 Arrokoth,寓意“天空”。——译者注)(图 2.3)。

人类的探测器分别在 2014 年、2018 年和 2019 年造访了这三个天体。对于前两个天体,人类甚至把机器人发送到了它们的表面进行实验。因此,执行这项任务的工程师就必须找到方法,估算出探测器在接近目标天体时和地表的距离,以免与天体相撞。换句话说,他们必须对海拔的概念做出定义。而做到这一点是没有奇迹之法的:这些天体没有海,没有地心,没有大气。由于它们形状怪异,人类就必须根据每种情况去摸索并打造出适宜的方法。
海拔只是众多此类例子中的一个,面对这种情况,所有意图将现实梳理出头绪的尝试都可能复杂得令人绝望。如何在正确的时间做出正确的选择?采用什么标准,以及为什么采用这种标准?我们对一个不完美或主观的定义能满意到何种程度?而且应该在什么时候决定对它弃之不用?当一切看起来都是相对的时候,我们又能以什么为仰赖?当世界看起来是流动的,而且每当我们想要抓住它,它就会从指缝中溜走时,我们又该如何进行科学研究?
所有这些问题都既令人兴奋又令人恐惧。理解现实的过程分为几个阶段。首先,以某种模糊的方式直觉地感到领悟了一些事情。一些山比另一些山更高。然后,通过测量和定义来确定直觉的感受。以海平面为基准来测量海拔。这些定义会伴随我们一段时间,并推动我们前行。它们会指引我们去思考,指引得如此之好,以至于到了某一步,这些定义本身会告诉我们,它们无法走得更远,而我们将不得不与它们分道扬镳。这个时候,最为微妙的时刻或许就来了。这一刻最让人感到不舒服,但也最令人陶醉。那就是超脱的时刻。那是当事物变得如此清晰以至于再次变得模糊的时刻。那是我们对事物理解得足够多以至于知道自己理解得其实没有那么多的时刻。就像一张漂亮的照片,因为看的时候凑得太近,变成了一个个像素块。
在经过充分的探究之后,海拔问题似乎就成了像浪花之于海洋那样情理之中的问题。最终,无法客观地选定全球最高峰并不重要。这从一开始就是个伪问题,是一个圈套,是一道暗影。相反,其他谜题现在似乎更值得我们去探个究竟。为什么不同的海拔定义互不匹配呢?为什么地球不是正圆形的呢?而为什么它必须是正圆形的呢?它的这种形状是纯粹偶然的结果,还是自然规律的鬼斧神工呢?在这些情况下,高和低又意味着什么呢?如何对这些看似如此简单,但当你想要深入探究时又变得如此棘手的问题进行科学的探讨呢?
正如超市价格的异常促使我们循着本福特定律而去一样,海拔的不一致不过是大自然为了引起我们注意而放在那里的一个细节。真正的挑战藏在背后。让我们继续前进,前进!美丽的事物就要来临。