有些人开始把太阳当作一台正在运行的机器来算账。他们不需要飞上天，也不需要摸到太阳，他们只要抓住两件已经能确定的事实。第一件是太阳到底有多亮。你不用把亮度讲成很难的单位，你只要想象：白天是靠太阳照亮的，太阳照亮的不只是你家门口那条路，而是半个地球的天空和大地。第二件是燃烧能给出多少能量。地上的燃烧早就被人研究过，你烧一斤煤能放出多少热，烧一车木头能暖多久，这些都可以在生活里估出来。于是他们做了一件很朴素的事，把“太阳每天给出的热”跟“烧掉多少煤能给出的热”摆在一起比。比完之后，很多人的表情会变得很难看，因为数字太吓人了。太阳若靠燃烧，它每一秒钟要吃掉的燃料多到不可思议，像把整个世界的煤矿同时点燃还不够。更难受的是，太阳不是烧一天两天，它已经照了很久很久，远比一个人的一生长。哪怕你不懂地球到底有多老，你也知道人类的记忆里一直有太阳，书里一直写太阳，老人讲故事也会说太阳，太阳像一座不疲倦的灯塔。那它靠燃烧怎么能撑这么久。你可以想象一堆煤山，即便大得像一座山，只要你点着了，它也会有一个烧完的那天。烧得越旺，那天来得越快。太阳看起来烧得比任何炉火都旺，按这个逻辑，它应该早就烧完了。

于是有人开始做更直接的“寿命估算”。他们不一定能把太阳的每个细节都算准，但他们能做数量级的判断。就像你看见一个水桶漏水，不需要精确到每一滴，只要看漏得快不快，你就知道桶里的水能撑多久。太阳如果靠燃烧，就是一个漏得极快的水桶。你可以给它一个很夸张的燃料储备，比如把太阳想成全是煤，甚至比煤还更“耐烧”的东西，然后再按它现在的亮度去算。算出来的寿命仍然短得离谱，短到连很多当时已经被提出的地质线索都对不上。地面上的岩层一层层叠起来，河流慢慢切开山谷，海浪一点点磨圆石头，这些过程不是几年能完成的。哪怕你不说几十亿年这种遥远的词，你也会觉得，地球的变化像一部很长很长的故事。可燃烧模型算出来的太阳寿命像一段很短很短的插曲。太阳明明像一个长期稳定的主角，燃烧模型却让它变成一个匆匆登场就要退场的角色，这种不合拍会让越来越多的人开始怀疑：直觉虽然舒服，但可能不是真相。

除了“寿命不够”，燃烧模型还有另一块越来越刺眼的漏洞，那就是燃烧需要条件。地上的火为什么会烧，人们在很早之前就逐渐弄清楚了，它不是木头自己发光，而是木头和空气里的某种东西发生反应。你把火焰罩在一个密闭的玻璃罩里，罩里的空气用完了，火就会慢慢变弱，最后熄灭。你再往里补充新鲜空气，火又能旺起来。这个实验不需要高深学问，孩子也能看懂：火需要“呼吸”。可太阳在太空里，周围看起来空空的，那里没有像地球这样可以呼吸的空气。燃烧模型就会被问到一个很直接的问题：太阳在跟什么反应，它的“空气”从哪里来。你可以硬说太阳自己也带着足够的空气，可这又会引出新的麻烦：如果太阳携带了这么多可供燃烧的东西，那它为什么不会很快被消耗掉。或者你可以说太阳燃烧不需要空气，可这就等于把“燃烧”这个词改得面目全非，因为地球上所有熟悉的燃烧都离不开那种条件。于是这个模型开始变得像补丁衣服，你这里补一下，那里补一下，越补越不像最初那个直觉的“像火一样烧”。

更麻烦的是，燃烧模型不仅要解释太阳“怎么发热”，还要解释太阳“怎么一直这么稳定”。地上的火并不稳定。你把柴堆摆得松一点，火就旺；摆得紧一点，火就闷。风一吹，火就跳。雨一落，火就灭。火像一个脾气很大的小动物，你稍微碰它一下，它就改变。可是太阳每天升起落下，它的亮度在普通人的感觉里几乎没有变化。农民靠它播种收割，水手靠它辨认方向，诗人靠它写春夏秋冬。这样的稳定让人想不通：如果太阳真是一团巨大的燃烧物，它为什么不会像炉火那样忽明忽暗。你可以说太阳太大了，大到变化不明显，可只要你承认它在猛烈燃烧，就等于承认它在快速消耗燃料。消耗得越快，变化就越应该明显。可它没有。于是燃烧模型在“该变化却不变化”和“该不够却还没烧完”这两条路上都开始走不通。

这时候科学史里常见的一幕就出现了：模型还在，人们还在用它讲话，但最聪明的人已经开始在心里给它打叉。因为科学对一个解释的要求不是“听上去像”，而是“能算得通，能对得上，能经得住追问”。燃烧模型第一次输给的就是算账。它让太阳寿命太短。它第二次输给的就是条件。它需要某种类似空气的东西，却无法自然地给出。它第三次输给的就是稳定。地上的火不稳定，太阳却稳定得可怕。三次输下来，这个模型就算还没彻底退出舞台，也已经从“大家都信”变成了“大家用着，但心里不踏实”。

你可以把那段时期想成一群人围着一个巨大的谜题。最早大家说，它就是火。因为火最像。后来有人把火的规则一条条拿出来对照，发现对不上。对不上不是因为他们不够浪漫，而是因为世界不讲浪漫。世界讲证据。太阳如果真是火，那它就要吃燃料。燃料要么来自太阳自身，要么来自外界。如果来自自身，就会很快吃完。可它没有吃完。如果来自外界，那外界要不断送来可燃物和能支持燃烧的条件。可太空里看起来什么都没有。于是“像在燃烧”这个解释开始被挤到角落里，像一张旧地图，曾经帮你走出家门，但走到更远的地方就不够用了。它不是毫无价值，它至少让人们学会了一个朴素的原则：发热发光一定要付出代价。只不过它把代价看成了地球上最熟悉的那一种，而太阳要付出的代价，显然是另一种。

于是，燃烧模型就这样成了最先被淘汰的解释。淘汰不是因为有人突然宣布它错了，而是因为越来越多的对照让它自己站不稳。它就像一件旧衣服，最开始很合身，后来你长大了，袖子短了，扣子紧了，走路不舒服了，你就知道它该换了。科学里的“换”也一样，不是讨厌旧衣服，而是因为你得继续往前走。太阳仍在天上发热发光，暗线仍在光谱里安安静静地站着，而人们心里那句“太阳像在燃烧”，从一个很自然的答案，慢慢变成了一个需要被放下的习惯。放下习惯不容易，但一旦放下，你就会开始寻找另一个能撑得住更久、能解释得更稳、能经得起更多算账的新说法。

当“太阳像在燃烧”这个说法开始站不稳的时候，人们心里其实很矛盾。它太顺口了，太像生活里每天见到的火了，连小孩子都能立刻明白。可越是认真算的人，越会被同一个问题卡住。火要吃东西，火要有条件，火会越烧越少。太阳如果真是在烧某种“太阳的煤”，那它不可能一直这么稳定，也不可能这么久都不熄。更刺眼的是那个“没有空气也能烧”的难题。地上的火离不开空气，离不开能反应的东西。太阳挂在高空，周围看起来空空荡荡，你把它说成火，就等于把地面上一套熟悉的规矩硬搬到天上去，可天上并不给你配套的空气和燃料。这时候的聪明人开始转方向。他们不再追着“太阳在烧什么”问，而是问得更狠一点。太阳每一秒都在把热和光送出去，这些能量从哪来。只要能量守恒这条规矩一立起来，太阳就像一台开着的炉子，你总要找到它背后的燃料仓。燃料仓不一定真的是“可燃物”，也可以是别的形式的储备。十九世纪中期，人们对“能量”的理解越来越清楚，蒸汽机、热机、做功、热量转换这些概念把很多人的脑子训练得更“硬”。他们开始相信，热不是凭空来的，光也不是凭空来的，哪怕你看不见太阳的内部，你也得给它一个能量来源，而且这个来源必须能被物理规律支持。就在这种背景里，一种更“物理”的解释被拿了出来。它不像燃烧那样借用生活比喻，而是把太阳当成一个巨大的天体，问它最根本的力是什么。答案是引力。引力不是火焰那样看得见的东西，可它每天都在做事。引力把一切往中心拉，把大质量的东西紧紧聚在一起。于是有人提出一个很朴素但很大胆的想法。太阳不需要空气也能发热，因为它的热可以来自“自身的下落”。不是掉进坑里的那种下落，而是整个太阳在自己的引力下慢慢收缩，收缩的时候，内部的物质向里靠近，像一切东西在往更深的“引力井”里落。落下来的过程中，原来属于“位置”的能量会变成“运动”和“撞击”的能量，最后变成热。热再从表面发出去，变成我们看到的光和感到的暖。这样一来，太阳发热发光不再需要“烧”，也不再需要“氧气”，它只需要不断地用引力把自己压紧一点点，就能把那一点点“压紧”换成巨大的热量。

这个想法听上去有点抽象，所以当时的人很喜欢用一些日常的感觉去帮自己抓住它。你用手去握一个橡皮球，球被捏紧的那一瞬间，你会觉得手心有点发热。你用打气筒给轮胎打气，打得久了，筒身会变热。你把空气压缩到更小的空间里，它会变热，这不是想象，是你摸得到的。于是他们说，太阳像一个巨大的气体球，内部充满热气和压力，引力就像一双看不见的手，不断把它往里捏。只要它被捏得更紧一点，内部的压力就会变大，温度就会上升。更妙的是，这个故事还能把太阳的“稳定”解释得更顺。太阳表面一直在把热送出去，像一个一直在散热的热水壶。热送出去以后，内部的能量少了一点，压力就会略微下降。压力下降，原本能顶住引力的那股劲就弱了一点，于是引力就能把太阳再拉紧一点点。太阳一紧，内部又升温，压力又上来，又能顶住一点。这样，它就像在做一种很慢很慢的呼吸。热散出去一点点，就收缩一点点，收缩一点点就升温一点点，升温一点点又让它不至于一下子塌掉。这个“慢慢收缩换热”的想法，跟燃烧相比最让人舒服的地方，就是它不需要外界提供氧气，也不需要太阳不断吞进可燃物。太阳只要存在，只要有质量，只要有引力，它就天然拥有一笔巨大的“引力储蓄”。把这笔储蓄一点点取出来，就能付出光和热的“日常开销”。那时候很多物理学家觉得，这简直像是天体给出的最干净的答案。你不必假设太阳里装着什么神秘燃料，也不必假设太空里有看不见的空气。你只要承认引力存在，承认物体下落会释放能量，承认压缩会升温，就能讲通太阳为什么会发热。

为了让这个解释更像科学而不是比喻，人们开始把它写进计算里。太阳有多大，有多重，当时已经能通过天文观测和力学推算得到大概。太阳有多亮，也能通过对地球收到的光热量进行估算来得到一个数量级。于是新的问题变成了算账。太阳如果靠“引力收缩”供能，它这笔引力储蓄到底有多少。每秒的支出又是多少。只要这两件事能对上，解释就站得住。算账的方法并不需要每个孩子都懂公式，但孩子能懂“存款”和“花钱”的比喻。你有一罐糖，每天吃一把，你能吃多久，取决于罐子里有多少糖，也取决于你每天吃多少。引力收缩模型的糖罐就是“太阳如果从更松散的状态缩到现在，甚至继续缩一点点，能释放多少能量”。每天吃的那一把糖就是“太阳每秒辐射出去多少光和热”。一些当时最有名的物理学家把这个账一笔一笔算了出来。收缩一点点能释放的能量确实很大，大到足以让人相信太阳不需要燃烧也能很亮。算到这里，很多人会觉得终于抓到了太阳的秘密，因为它既解释了“没氧气也能发热”，又解释了“为什么能稳定”，还把问题变成了可以计算的形式。它看起来比燃烧聪明得多，也更符合当时物理学逐渐建立起来的那套能量观念。于是这套想法在 1850 到 1860 年代迅速变得流行，甚至显得有点“板上钉钉”。在很多人的脑海里，太阳就是在缓慢收缩，靠收缩放出的能量在照亮世界。

可科学最残酷的地方也在这里。一个解释只要敢走进计算，就必须接受计算给出的结果。引力收缩模型在最关键的一步撞上了墙。墙不是某个小细节，而是尺度。账算出来以后，人们发现糖罐的大小并没有他们想象的那么大。太阳当然很重很大，引力当然很强，可太阳的亮度也太夸张了，支出也太可怕了。把“总储蓄”除以“每秒开销”，得到的不是几十亿年的寿命，而是只有几千万年甚至更少的量级。换句话说，如果太阳只靠引力收缩来发光发热，那么它最多只能像现在这样稳定地亮上“千万年级别”的时间。这个数字听起来也很大，因为一千万年对一个人的生命来说已经大得像永远。但当时的另一些证据正在把人们的时间感往更大的方向拉。地面上的岩层一层层堆积，海岸线一点点变化，山谷被河流慢慢切开，化石在不同地层里呈现出有次序的更替，这些都在告诉地质学家和研究生物的人，地球的历史不是几百万年能写完的，更不是一千万年能塞得下的。尤其是当人们开始认真思考生物怎样一点点变复杂、物种怎样一点点分化、自然界怎样通过极慢的累积产生今天的样子时，“需要时间”这四个字变得越来越重。你可以把它讲给孩子听。你在沙滩上堆一个城堡很快，但海浪把石头磨圆要很久。你把一本厚书从头到尾抄一遍要很久，更何况是让世界自己一点点“写出”这么厚的地球故事。地质与生物的研究者越来越相信，地球需要的时间是“几十亿年尺度”的故事长度，而不是“几千万年尺度”的短故事。于是矛盾出现了。引力收缩模型刚刚解决了燃烧模型最尴尬的“氧气问题”，却立刻在“时间问题”上被狠狠卡住。它像是给了一个看起来很漂亮的钥匙，结果发现这把钥匙只能开一扇小门，而不是大家真正想进的那座大门。

矛盾一旦摆到桌面上，就会变成一种紧张的气氛。因为这不是两个人吵架，也不是两派人互相看不起，而是两套证据在争夺同一个现实。物理学家这边说，按我们最可靠的能量计算，太阳不可能这么久，它的“钱”不够花这么多年。地质学家和生物学家那边说，按我们看到的地层和生物变化，世界不可能这么短，它的“故事”需要这么多年。两边都不是随口说说，因为两边都在用当时各自最坚硬的工具。物理学家手里的工具是能量守恒和力学计算，它给出一个冷冰冰的数字。地质学家手里的工具是岩层、侵蚀、沉积、化石序列，它给出一个同样难以轻易否定的时间感。于是引力收缩模型虽然比燃烧模型先进得多，却还是被“尺度墙”拦住了。它能让太阳发热发光，但它让太阳活得太短。它解释了“怎么热”，却解释不了“为什么能热这么久”。对科学来说，这种情况特别难受，因为你已经走出了直觉的舒适区，已经把问题交给了计算和证据，可你得到的却是两个世界对不上。你越认真，就越难装作没看见。你不能随便把物理学的计算扔掉，因为它是当时最可靠的语言。你也不能随便把地质和生物的时间扔掉，因为它们是从大地和生命身上读出来的痕迹。于是人们只能承认一件事。引力收缩是一种真实存在的能量来源，它可能确实在某些时候、某些阶段起作用，它也确实把“没有氧气也能发热”讲通了，但它还不足以成为太阳长期稳定发光的最终答案。这个承认并不等于退回到燃烧的老路上，因为燃烧已经被淘汰。它更像是走到了半山腰，回头看见身后的路确实走对了，可抬头发现前面还有一道更高的坎。太阳的热从哪来，这个问题被推进到了一个更尖锐的形式。你不仅要找一种能量来源，你还要找一种能撑得住“极长时间”的能量来源。你不仅要让它在逻辑上成立，还要让它在时间尺度上成立。引力收缩模型的出现，让人们第一次真正用物理的语言去解释太阳，也第一次真正被时间尺度狠狠教育。它让整个故事变得更真实，也让“答案还没完”的感觉变得更强。

人们后来回想这一段，会发现它很像孩子长大时的一次体验。你小时候觉得很多事靠一个简单的理由就能解释，比如“它像火所以它在烧”。长大一点，你学会用更硬的道理，比如“引力能做功，收缩能升温，所以它靠收缩发热”。再长大一点，你会发现硬道理也要过关，不只是过“有没有道理”的关，还要过“够不够”的关。够不够久，够不够大，够不够稳定。太阳的故事在 1850 到 1860 年代就是这样。人们把解释从生活直觉推向了物理计算，又被更大的时间尺度推回去重新寻找。引力收缩这条路并没有白走，因为它教会人们用能量账本去审判解释，也教会人们一个更深的事实。天上的问题，最后往往不是“能不能”，而是“能不能撑得住”。当你把“撑得住”这个标准放进去，很多看似合理的答案就会自动露出短板。太阳依旧每天升起，照亮每一个普通人，可在那些认真算过的人心里，太阳已经不再是一个简单的火球，也不再是一个只要说“收缩”就能结束的谜题。它变成了一个更大的问号。这个问号不允许你用未来的答案来安慰自己，只允许你老老实实面对当时的矛盾。太阳需要的能量来源，必须既能解释它不靠氧气也能发热，又能解释它为什么能把光和热稳定地送出极长的时间。引力收缩把第一半讲通了，却在第二半被卡住了。故事就在这道尺度墙前停住，停在一种既进步又不甘心的状态里。人们知道自己离真相更近了一步，因为他们已经把问题从“像什么”推到了“能量从哪来”。可他们也知道自己还没到终点，因为时间的账怎么也对不上。于是他们只能继续往前找，继续等待一个能同时满足两边证据的解释出现。

到了十九世纪末，太阳的谜题已经把很多人逼得有点难受了。前面那套“慢慢收缩就会发热”的解释，比“像在燃烧”体面得多，因为它不需要氧气，也不需要把太阳想成一堆煤。可它一旦写进账本里，就露出一个硬伤：只能撑千万年量级。千万年听起来很长，可地质学家从岩层、河谷、海岸线和化石里读出来的故事，像一本厚得离谱的书，怎么也不像能在这么短的时间里写完。于是当时的科学界像被拉在两头的绳子上：一头是物理的计算，一头是大地和生命留下的痕迹。你不能轻易说计算错了，因为计算背后是能量守恒这种“谁也不敢随便推翻”的规矩；你也不能轻易说地质和生物错了，因为那些层层叠叠的地层摆在那儿，化石的顺序摆在那儿，很多变化慢得让人心里发凉。太阳到底靠什么活这么久，这个问题像一个关不上的抽屉，越拉越开。很多人开始隐隐觉得，自己一直在同一个层面兜圈子：要么是化学反应，要么是引力收缩，可这两条路似乎都不够长。就在这种“明明更聪明了却还是不够”的气氛里，1896 年之后，一件意外的发现让人们突然意识到：也许能量根本不在你一直盯着的那一层，而在更里面。

1896 年，有个法国人亨利·贝可勒尔在研究一种当时很吸引人的现象：有些物质晒过太阳后会发出微弱的光，像在黑暗里还留着余辉。那时候照相术已经很普及了，摄影用的感光板对光非常敏感。贝可勒尔手里有一种含铀的盐类晶体，他想知道：这种晶体在阳光下发光，会不会也能像光一样影响感光板。于是他做了一个看起来很简单的实验：把感光板包好，避免外界光线干扰，再把铀盐放在上面，中间隔着不透明的纸或薄片，想看看在太阳照射后会不会留下影像。实验本来安排得很规矩：需要阳光，需要曝光，需要等待。可事情偏偏就在“没按计划发生”的时候发生了。那几天巴黎的天气不太配合，天空阴沉，阳光不够。贝可勒尔把已经摆好的样品和包好的感光板放回抽屉里，想着等天气好了再继续。抽屉里是黑的，没有阳光，也没有你能看见的亮光。按原来的想法，这样就什么也不会发生。可过了一阵子，他还是把感光板拿出来冲洗检查，结果看到的东西让他愣住了：感光板上竟然出现了清晰的黑影，像是有什么东西穿过了遮挡，直接把感光板“照黑”了。最要命的是，抽屉里根本没有阳光。也就是说，这种含铀的物质不需要先被太阳“充电”，它自己就能放出一种看不见的东西，能穿过不透明的包装，让感光板变黑。