地底下的思索
这块岩盐超过2亿年之久，是在德国山区经过古代地质学的过程形成的。2003年4月之前最佳。
——产品标记〔27〕
奥克洛矿的现象也许并非是独一无二的。支持链式核裂变反应所需的条件是不寻常的，但绝不是稀奇古怪的。有可能其他天然反应堆遗址已经被开采，而未受到关注或者在地球上另一些地点有待发现。虽然在非洲和在美国科罗拉多的其他遗址显示铀235的不足可能是由天然发生的核反应引起的，但没有人相信它们是天然反应堆。
这些可能的天然反应堆遗址的发现，不仅对研究大自然的常数是重要的。它们告诉核物理学家们有关很长时间深埋在地底下的核裂变产物的未来稳定性和可约束性的重要事情。或许有一天一本非常仔细记录的化学簿记会导致重现揭示奥克洛反应堆真相的令人激动的研究结果。
如果天然反应堆能在地球上出现，那么为什么在其他地方不会有呢？猜测已被认定的支持生命的热能新来源在其他世界的酝酿生物化学的进化方面可能也起着非凡的作用，这是一件引人入胜的事。天文学家弗雷德·霍伊尔〔28〕曾写过一本有关在彗星上生命发展的科学幻想小说，它是由彗星核范围内的天然核反应引发和维持的。或许搜寻太阳系外的行星会发现某个行星或月球上会出现更大规模的奥克洛现象，在它关闭并留下行星休眠和表面上死亡之前，在行星寿命的长时期里其内部不停加热并支持复杂的细菌生命。
值得清醒地思考的是，在宇宙的历史中生命的存在已经记录下某些对人类生命有重要意义的核反应结果。我们已经知道两种铀同位素有不同的衰变率造成在古时候铀235相对更丰富。按照同样的理由，在像地球那样的行星上，在遥远的未来铀235会相对更少些。在20世纪我们发现我们的行星的地壳里含有放射性元素，这使我们能够利用某些技术制造出核弹，如果我们从较丰富的铀238中分离出活性的铀235同位素，如果人类在我们的行星上比他们的实际存在出现得更早得多或更晚得多，那么他们利用核武器的前景就会非常不同了。这是约翰·冯·诺伊曼的有先见之明的分析，他是20世纪里最著名的科学家之一，他在核时代黎明时写道：
如人类和他的技术早几十亿年出现于这舞台，分离铀235[制造炸弹的关键]会较容易。如果人类出现较晚——比如晚100亿年——铀235的浓度会如此之低以致制造炸弹实际上是不可能的。〔29〕
我们得益于地球的地质学上许多有意义的方面。具有重要意义的磁性和放射性的重元素的存在导致我们对大自然的基本力的了解。在一颗快乐的、滋润的行星上的生命，沐浴在友好的恒星之光中，可能在行星表面近处的任何地方没有什么东西对核或放射性有兴趣。但它的栖居者会严重地妨碍他们寻求了解大自然的各种力和常数的范围和丰富性。
〔1〕考恩（G.A.Cowan），《科学美国人》，第235卷，1976年7月号，第41页。
〔2〕列维（P.Levi），《周期表》，阿巴克斯出版社，伦敦，1986，第196-197页。让读者的脑子放心，列维的同事们所拥有的金属已证明是镉。
〔3〕R.Bodu,H.Bouzigues,N.Morin和J.P.Pfifelman，“关于位于奥克洛铀偶然存在的同位素的反常”，《巴黎，科学院报告》，D275，1731（1972）。
〔4〕这个分析是用质谱仪完成的。六氟化铀气体分子当它们通过磁场被偏折之前被电离并被加速。分子的质量是由偏析的量值显示出来的。这项技术的精确度是很高的。关于铀的“正常的”自然丰度公布的标准数值，铀235为百分之0.720 2±0.000 6，而来自奥克洛的样品经分析显示为百分之0.717 1±0.000 7。
〔5〕同位素是同一元素的各种形态，它的原子核包含相同数目的质子但有不同数目的中子。最简单的例子是氢的同位素，它们的原子核只含一个质子而没有中子。氘是最小的氢同位素，含一个质子和一个中子。
〔6〕标准值是0.007 202±0.000 006。
〔7〕钕发现有七种同位素。其中一种为钕142，它不是裂变产生的，可用来确定在奥克洛矿的自然钕成分在反应堆运行产生影响之前的丰度。
〔8〕M.Neuilly,J.Bussac,C.Frejacques,G.Nief,G.Vendryes和J.Yvon，“关于（加蓬）奥克洛铀矿层在很久以前存在天然裂变反应链”，《巴黎，科学院报告》，D275，1847（1972）。
〔9〕黑田（P.K.Kuroda）“论铀矿的核稳定性”，载《化学物理杂志》，25，81-82（1956），以及“论无限增殖因数和铀矿的年龄”，载《化学物理杂志》，25，1295-1296（1956）。
〔10〕乔治·考恩报告说，1953年加利福尼亚大学洛杉矶分校的乔治·韦瑟里尔（George Wetherill）和芝加哥大学的马克·英格兰姆（Mark Inghram）曾做出不怎么详细的预言。他们研究过沥青铀矿（一种贫钍形态的铀氧化物，沥青铀矿为胶体溶液中的小晶粒）的矿藏并写道：“[我们的]计算表明所产生中子的10%被吸收产生裂变。因此这沉积物是以25%的规模变成一座原子核反应堆。还有意义的是外推回溯20亿年，当时铀235的丰度是3%而不是0.7%。这种沉积必然会更接近于能运行的反应堆。”引自《科学美国人》，第235卷，1976年7月号第40-41页。原始文章是G.W.Wetherill和M.C.Inghram，《原子核过程地质环境会议报告》，第30-32页，（美国）国家研究委员会，华盛顿特区（1953）。
〔11〕（利用铀-铅确定年代法求得）临界状态开始于18.4±0.7亿年之前的时间，这是由这样条件而敲定的，即在够远的古代铀235的丰度十分之大，但又非早至液态水尚未出现难以生成富铀氧化物的浓溶液之前。反应堆运作寿命跨度是22.9±7万年，参阅彼得罗夫（Y.V.Petrov），“奥克洛天然核反应堆”，载《苏联物理学成就》，20，937（1977）以及欧文，诺德（J.M.Irvine.R.Naudet），“奥克洛核反应堆：18亿年之久”，载《交叉领域科学评论》，1，72（1976）。
〔12〕详细的事件重构证明，大约18亿年前加蓬这个地区的特定的地质布局促使六个天然核反应堆产生自持的链式反应。在反应堆活动的超过20万年期间，总的平均功率输出是相当微弱的，大体上为25千瓦。
〔13〕莫雷特（M.Maurette），“化石核反应堆”，载《核科学年度评论》，26，319（1976）；J.C.Ruffenach，R.Hagemann和R.Roth，“同位素丰度测量——理解奥克洛现象的关键”，载《自然研究杂志》，35A，171（1979）。
〔14〕威尔斯（H.G.Wells），《托诺-邦盖》，沃特洛公司，伦敦，1933，第215页。这本值得注意的小说，最初出版于1909年，讲述科学家探险者戈登-纳斯米司的秘密冒险经历，他从西部非洲带回一种放射性材料——一个敢于冒险的大亨庞德勒伏，他的神药托诺-邦盖，给了这本书的书名。几吨“腐烂”泥土运进他们的船，其价值为等重量的黄金，但由于船的木质结构受辐射使船漏水。最终船沉了，而破产的风险资本家得到联合城堡海洋班轮的营救。
〔15〕照片得到伊利亚·什利亚克特的同意，更多的信息参读Website(网址)http://a lexonline.info。
〔16〕藤井（Y.Fujii）等，“20亿年前奥克洛的核反应”，载《原子核物理学》，B 573，381（2000）。
〔17〕什利亚克特（A.I.Shlyakhter），载《自然》杂志260，340（1976）；什利亚克特，利用奥克洛反应堆直接测试与时间无关的基本的核常数，ATOMKI报告A/I，列宁格勒原子核物理学研究所，1983。
〔18〕达莫和戴森（T.Damour和F.Dyson），《原子核物理学》，B480，37（1996）。
〔19〕藤井（Y.Fujii）等，“20亿年前奥克洛的核反应”，载《原子核物理学》，B 573，381（2000）。
〔20〕达莫和戴森的分析能够理解为给的数值范围是：-94±26毫电子伏特和46±44毫电子伏特，他们选择这些范围融合起来产生单一范围（现在这个范围包括零而分离的范围不包括零），约束这范围的端点）为-120毫电子伏特<ΔEr<90毫电子伏特。
〔21〕藤井等，在前面引用的文中，考虑钆的某一同位素俘获的中子。这是一种基于新样品的有前景的方法，但污染问题是尖锐的，而且允许对它的分析有显著的修正是必要的。最合理的选择看来有利于右手支钐的解答，分析的四个样品中有三个符合共振能量的零变化。
〔22〕对带有额外维度空间的卡卢察-克莱因（Kaluza-Klein）理论，我们将在最后一章来考察，预言α和αs两者必将与R-2成比例，这里R是任何额外维度空间的平均直径，只要R随时间而变化。
〔23〕特勒（E.Teller），《关于物理学的黑暗秘密的谈话》，普莱纳姆出版社，纽约，1991，第87页。
〔24〕威尔金森（D.H.Wilkinson），《哲学杂志》（系列8），3，582（1958）。
〔25〕戴森，《物理学评论通信》，19，1291（1967）。
〔26〕佩莱斯（A.Peres），《物理学评论通信》，19，1293（1967）；奇特和帕尔（S.M.Chitre and Y.Pal），《物理学评论通信》，20，278（1968）；T.Gold，《自然》，218，731（1968）。
〔27〕《观察家》，2002年1月27日，第30页。
〔28〕霍伊尔（F.Hoyle），《哈雷彗星》，迈克尔·约瑟夫出版社，伦敦，1985。
〔29〕冯·诺依曼，《论文集》，A.H.Taicb编，帕格蒙出版社，纽约，1961，第6卷，第39篇文章。