詹姆斯·杜瓦爵士（Sir James Dewar）1885
这些定期发生的流星雨，是地球通过散落于太阳系中的尘埃流时产生的现象，而这些尘埃流就如同某个曾在此处游荡的彗星撒落下来的一缕面包屑。
不可思议的时空探索之旅
1.陨石是什么？
2.流星划过天空时，光束是怎么产生的？
3.陨石的成分是什么？
4.流星雨是怎么产生的？
太空并不总是像它看上去的那样广阔得不可触摸。偶尔，外太空的一些“使者”会从天而降，摔落到地球上。在杜瓦爵士的讲座中，他将注意力集中在陨星这一令人迷醉的目标上，它们不仅会在撕开天际之时发出梦幻般的光芒，还会带来很多重要的信息，如它们曾经到过的地方。通过它们，我们不必离开地球，便可以获知很多有关太空的事。
根据1885年12月30日出版的《每日新闻》（Daily News）报道，这一年的系列讲座一如既往地受欢迎：“跟往常一样，这次讲座在开场前一小时就已经满座，由于放假在家，爱好科学的年轻学生对儿童预留专座提出了巨大需求……讲桌上的设备比过去很多次讲座摆的都要少，不过有很多陨石藏品，其中一些还是大颗的。”
除了这些珍品以外，讲座正式开始之前，我们还看到了一幅巨大的示意图。那是一张欧洲地图，显示的是陨星曾经掉落过的位置。杜瓦解释说，这些陨石其实都是从太空降落下来的石块或金属块。然而，它们只有掉落到地球上之后才会被称为陨石，当这些物体还在空中飞时，它们会被称作流星。听众此时可以看到一张讲解图，上面有很多运动物体的速度，其中重点标记出了陨石的惊人速度。一辆快速列车的速度可以达到每秒90英尺（27米），同样的时间里声音可以传播1100英尺（330米）；地球在轨道上运行的速度大约是每秒18英里（28.8千米），然而对比之下，陨石与彗星在太空中猛冲时可以达到每秒36英里（57.6千米）与每秒45英里（72千米）。
詹姆斯·杜瓦爵士（1842-1923）
1842年，杜瓦出生于苏格兰珀斯郡（Perthshire）。作为化学家与发明家的他，最为世人熟知的，莫过于他在1892年发明的真空容器。这是现代保温容器的开山鼻祖，无论瓶中物质的温度相比环境来说是过热还是过冷，它都可以使之保持。在使用钯元素进行实验时，他突发灵感，将一个黄铜腔置入另一个腔体，以调控内部的温度。他最初制成的容器如今仍在皇家科学院展出，彼时他正在皇家科学院担任富勒化学教授[译注：Fullerian Professor of Chemistry，由慈善家约翰·富勒（John Fuller）生前赞助创立，第一个获此基金赞助的是著名物理学家、化学家迈克尔·法拉第，而詹姆斯·杜瓦于1877年起担任这一职位]。对于退休的要求，他不管不顾，一直坚守在这一岗位，直到1923年在皇家科学院的住宅里离世。杜瓦一共开办了10场圣诞讲座，总数仅次于迈克尔·法拉第与约翰·廷德耳（译注：John Tyndall，著名物理学家，他所发现的“廷德耳现象”应用十分广泛），成为史上第三。
杜瓦特别提到了一件奇闻。1860年，一颗流星不幸撞入了地球的大气层。它划破天际，在印度旁遮普地区杜尔姆萨拉（Dhurmsala）的上空发生猛烈爆炸，炸成很多碎片，比大炮齐发的声音都要响亮。任何人如果想要捡起散落的碎片都不得不立即丢掉，因为它们实在是冷得出奇。这是由于，在外太空那样一个酷寒的世界里，石块被极度冷冻，而大气的热量很难穿透到冰冷的岩石内部。杜瓦还解释，巨大的响声其实在爆炸之前就出现了，因为太空岩石在飞快地旋转。他通过一只旋转的轮子证明了这一观点——那轮子的确发出了刺耳的声音（在皇家科学院档案保存的一本笔记本上，可以看到杜瓦勾勒出的这一装置，见第26页）。
这样的事件发生时，天空中通常会伴有一道炽热的光束，仿佛飞速的流星碾碎了空气中的粒子一般，摩擦力则导致它变得过热。借助那些捆扎在车床上被设计用于模拟流星的装置，我们得以发现线速度与温度之间的关系。当旋转的线速度达到每秒180英尺（54米）时，就足以让装置的温度上升了。
杜瓦给我们展示了在这样疾驰的状态之下，陨石上的物质，尤其是那些细小颗粒，会产生怎样显著的反应。使沙砾高速撞向玻璃，玻璃表面遍布的麻点就是它受损的证据。通过一台砂轮，杜瓦也给我们演示了，这样的细小颗粒相对来说更容易着火。他收集了一些火花，随后在他的显微镜下向我们揭开了它们的真面目。有一些颗粒呈现完美的球形，这是因为强烈受热导致它们彻底熔化并形成球状液滴，随后又冷却、再次固化——科学家们所称的“熔合”过程。很明显，坠落陨星的最外层就像杜瓦那台砂轮制造出的火花，经历了熔合过程。然而，这个过程在空气中持续的时间实在太短，所以熔合层还没有一张纸厚。通过一个令人兴奋但需要一定勇气的实验，杜瓦展示了物体中心的温度可以与其边缘的温度相差极大（杜尔姆萨拉陨星这个案例也一样）。他将熔融的玻璃倒入一盆冷水，玻璃随后便开始固化。突然，他将手伸入水中，将玻璃珠取出并放到讲台上砸个粉碎。很显然，玻璃珠的内部还是白热状态，并持续发光了一段时间。这与陨星的情况正好相反。尽管如此，这仍然是个令人记忆深刻的证明过程。
通过将一颗陨石放入一杯水中并观察排出的水量，杜瓦证明了它大约有多重。这些陨石主要由铁和镍构成，排出的水量多于地球表面你所能见到的大多数石块。
接下来，他开始证明陨石的成分与地球的熔岩类似。此时在展示板上出现一张高倍放大的陨石晶体结构照片，随后出现的则是熔岩的对比照片，两者的相似性十分引人注意。因此，令人确信的是，这些陨星是远古火山向太空中喷发出的石块，只是在后来某个时刻又落回地球上。（不过，如今我们已经知道事情并非如此，这些太空岩石比地球的年龄古老得多。）
杜瓦在其身后的屏幕上展示了一些壮观的火山照片，并特别关注了维苏威火山（译注：Vesuvius，位于意大利南部，著名的庞贝古城在公元79年因该火山的喷发而损毁）。火山喷出的蒸气云射向天空高处，同时他指出，这些物体所到达的高度，正是人类此时刚刚企及的。1886年1月8日出版的《每日新闻》报道称：“他说，还没有人到过大气层中比5英里（8千米）更高的高度。毫无疑问，终有一天会有人升空到10英里（16千米）处，但这需要的装备与现有的迥然不同，他们恐怕必须自己带上空气，也许还得把全身包裹起来。”杜瓦说得没错，2014年，谷歌公司的高级副总裁艾伦·尤斯塔斯（Alan Eustace），穿着定制的加压太空服，带着生命支持系统，从25.7英里（41千米）的平流层一跃而下，打破了此前由跳伞员费利克斯·鲍姆加特纳（Felix Baumgartner）在2012年创下的纪录。
杜瓦指出，在如此高的位置，大气要稀薄得多，但仍然可以导电。为了阐明这一点，他用气泵将玻璃瓶中的大多数空气抽出，随后给置于其中的红宝石通以电流，制造出了色彩斑斓的壮观景象。
如果在一个晴朗的夜晚外出，或许还需要远离城市里的明亮灯光，那么你将很可能撞见偶尔划过天空的耀眼光带。它们就是流星（也被称作“飞星”）。当然，它们压根不是星体，但当它们冲进大气层时，细小的太空尘埃就会变得白热而明亮。杜瓦指出，每一年都有几次广为人知的流星雨——流星集中爆发，持续好几天。每年8月与11月的年度秀尤其引人入胜，此时地球带着我们来到了尘埃的路径上。就在此次讲座前不久，瑞典城市乌普萨拉（Uppsala）还报道了一次令人记忆深刻的流星雨，当地人肉眼可观测到多达4万颗流星。据估计，在此次流星雨期间，总共有15万颗流星闯入了大气层，但其中只有一部分被认了出来。
这些定期发生的流星雨，是地球通过散落于太阳系中的尘埃流时产生的现象，而这些尘埃流就如同某个曾在此处游荡的彗星撒落下来的一缕面包屑。然而，相比这条轨迹的尺度，我们这颗行星实在是太小了。《每日新闻》的另一篇文章提到了杜瓦此时打的比方：“这就好像是一个只有四分之一英寸（0.64厘米）厚的身体穿过一辆足有一英里（1.6千米）长的列车。当地球穿过这辆流星列车时，一些流星自然会被地球的强大引力吸引，这就造成了它们的大量坠落。”为了证明地球的引力究竟有多强，杜瓦制作了一块巨大的磁铁，那还是之前为迈克尔·法拉第特制的设备，重达2英担（大约100千克）。它将物体吸向自己，就如同地球吸引流星一般（虽然利用的是电磁力而非万有引力）。
流星发出的光芒可以用于确定它的成分，这就是光谱技术。流星产生的光线，穿过一台光谱仪（一种通过棱镜使光线变向的光学仪器），并发射出一系列彩色明线，即所谓的“发射光谱”。每一种元素都有专属于自己的一套发射光谱，因此我们只需要将流星光谱上所看到的线与已知线谱进行对比就可以了。杜瓦通过一只电坩埚和一台光谱仪对此进行证明。他先是投入了一小粒钠，后来还放了碳，于是我们可以看到当它们被加热时所产生的发射光谱。接着，他投入了一些磨碎的流星物质，非常肯定的是，我们看到了同样的线条。流星里肯定含有钠和碳。
在当时，科学家们开始思考，认为流星与地球之所以都由相同的物质构成，是因为它们具有相同的来源。1886年1月10日出版的《劳埃德画报》（Lloyd's Illustrated Newspaper）对杜瓦的最后一场讲座进行了报道，“现代观点认为，在非常遥远的某个时期，我们所处的这整个系统，并不是以液体或固体的形态存在，而是一团气体，随后气体逐渐凝结，变得更明亮，并释放出大量热”。如今的天文学家应该会同意这一点。
好了，到了本年度系列讲座闭幕的时候了。根据《每日新闻》报道，“杜瓦教授向他的青少年听众致谢，感谢他们的关注；又向更年长的一些听众致谢，他们常常是台下的主力，杜瓦很感激他们耐心地听完了这些原本为初中生准备的讲座”。不过他还有最后一张王牌要展示。矿物学家詹姆斯·R.格雷戈里（James R.Gregory）从杜尔姆萨拉陨石上切出了很多小颗粒，然后将它们分给每一个孩子做礼物，并附送了一本小册子，其中包含了一段戏剧性的解释，也就是一颗太空岩石从天而降的那一天所发生的一切。
以下内容来自档案
虽然讲座是在130多年前举办的，但杜瓦在1885年圣诞讲座上留下的一些手工制品仍在皇家科学院的档案室里保存完好，包括一本随杜尔姆萨拉陨石一同送给参会孩子的小册子。其中，有一段于1860年7月28日送达旁遮普政府的报告，开头是这样写的：
1860年7月14日，星期六。当天下午2:00至2:30，杜尔姆萨拉观测站人员受到可怕的爆炸声惊吓，开始他们猜测这应该是一场巨大的爆破，或是站点上方某个地方的矿场发生了爆炸；其他人则猜测可能是发生了地震，或是发生了一场特别大规模的滑坡，因为坚信房子会倒塌，将他们掩埋，于是都从自己的房间里冲了出来。
档案资料里还有一本杜瓦手写的原始笔记（可以看到右图的封面，以及下一页中的一些手写内页），在本子上他潦草地记载着自己的一些想法，事关他可能在1885年讲座期间进行的示范。笔记本有轻微的放射性，那是他当时在实验室操作的其他实验导致的（放射性现象直到10年后才被发现，因此杜瓦并不知道自己暴露在危险之中）。在其中一页上，你可以很清晰地看到他勾勒的一些车床设备，他在第二场讲座中用这些设备演示了伴随流星出现的温度上升现象。在另一页上，有一幅用来解释镀锌这种化学过程的电路图，即采用薄薄的一层锌保护铁使其不生锈的方法。