第二章　与我们大气的形成和组成有关的一般看法

我所采取的有关弹性气态流体或气体的这些看法，极有助于阐明行星大气，尤其是我们这个地球的大气最初形成的情况。我们很容易设想，它必定是下列物质的一种混合物：第一是可以蒸发的所有物体，更严格地讲是能够在我们大气的温度下，在与气压计的二十八吋水银柱相当的压力下，保持气体弹性状态的所有物体；第二是能够被这些不同气体的混合物所溶化的一切物质，不论是液体还是固体。

最好是确定我们关于这个问题的思想，这个问题迄今还没有得到充分的考虑，让我们设想一下，假若地球的温度突然变了，组成我们地球的各种物质中会发生什么变化。例如，假若我们被突然送到水星的范围之内，那里的常温很可能比沸水的温度高得多，那么，地球上的水以及在接近沸水温度时可呈气态的所有其他流体，甚至水银，都会变得极为稀薄；所有这些物质都会变成永久的气态流体或气体，而成为新的大气的一部分。这些新的空气或气体种类就会与那些业已存在的气体混合，发生相互的分解和新的化合，直至存在于所有这些新旧气态物质之间的一切有择吸引力或有择亲和力完全起作用时为止；此后，组成这些气体的基本要素被饱和，才会静止下来。然而，我们必须注意这一点，即甚至在上述假设的情况下，这些物质的气化也会有个界限，而这个界限正是由这种气化本身所产生的；因为大气压会随弹性流体的增加而成比例地增大，任何一点压力多少都会阻止气化，就是最易气化的流体也能抗拒极高温度的气化作用，如果按比例地加压，水和其他流体在帕平蒸煮器（Papin's digester）中就能保持炽热状态；我们必须承认，新的大气终会达到某个重度以致还没有气化的水停止沸腾，并且保持液体状态；因此，照这种想象，对于同样性质的所有其他物质，大气重力的增加都会达到某个不能超过的极限。我们也许可以进一步扩展这些想法，考察石头、盐以及组成我们地球的物体的绝大部分可熔物质会发生什么变化。这些东西会软化、熔化，变成流体等等。不过这些推测使我离开了我的目的，我得赶紧回到我的目的上来。

按照与我们已经形成的想象相反的一个想象，假若地球竟然被送进某个极为寒冷的区域，那么现在组成我们的海洋、江河和流泉的水，以及我们所知道的可能更多的流体，就会变成密实的山脉和坚硬的岩石，它们本来像水晶一样透明、均质，但是由于与外来的异种物质混合，迟早会变成带有各种颜色的不透明岩石。在这种情况下，空气，至少是现在组成我们大气的气态流体的某些部分，由于缺乏使其保持流体状态的足够温度，无疑会失去其弹性：它会回到液体存在状态，而且还会形成新的液体，我们目前还不能就其性质形成隐约的想法。

这两种相反的想象清楚地证明了下列定理（corollary）：第一，固性（solidity ）、液性（liquidity ）和气态弹性（aeriform elasticity ）是同一种物质仅有的三种不同存在状态或 三种特殊变态，几乎所有的物质都可被依次设想为这些状态，而这些状态唯一取决于它们所经受的温度；或者换句话说，取决于渗入其中的热素的数量 ⁽¹⁾ 。第二，极为可能的是，空气是一种以蒸气状态自然存在的流体；或者我们可以更好地表达为，我们的大气是在常温和普通压力下所能呈蒸气弹性状态或永久弹性状态的所有流体的一种复合物。第三，并非不可能的是，在我们的大气中我们也许可以发现某些天然地极为坚实的物质，甚至是金属；因为金属物质，例如仅仅比汞更易挥发一点的某种金属，可能存在于那种情况之中。

在我们所知道的流体当中，某些流体，譬如水和酒精，可以按各种比例混合；而相反，另一些流体，如水银、水和油，只能瞬时地结合；而且在混合到一起之后，它们便分离开来，按照各自的比重排列。大气中应当会发生，至少也许会发生同样的事情。可能，甚至极为可能的是，最初形成的气体和平常形成的气体难以与大气混合，不断从中分离。如果这些气体与大气相比特别轻，当然，它们必定会聚集在较高的区域，形成飘浮在普通空气之上的气层。伴有似火效应的大气现象使我认为，在我们大气的上部存在着一个与产生北极光现象及其他类燃烧现象的空气层相接触的可燃流体气层。——我打算以后在一部单独的论著中继续讨论这个问题。

————————————————————

(1) 必须考虑它们所受压力的程度。——E