金刚居住的地心世界在哪里
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电影《哥斯拉大战金刚》正在上映中。
作为怪兽宇宙的一环，哥斯拉和金刚这两头分别代表了东西方怪兽片源头的庞然巨物在银幕上大打出手。虽然剧情不可避免地落了俗套，好在大多数观众本来也就是冲着那砸了一亿多美元做的特效去的。
哥斯拉和金刚并不是第一次在银幕上交手，1962 年《金刚大战哥斯拉》里它俩就比过高下了 | 日本映画放送株式会社
大概是为了给「地球上存在超巨型生物」这种设定赋予一定的合理性，电影里的地球内部存在巨大空洞，那些体长动辄数十米的巨兽们就栖息其中，它们只有在偶然的情况下才会通过漫长的隧道抵达地表。所以得亏怪兽们探索欲不强，人类文明才有发展的机会。
不过，地球空心说实际上并不是传奇影业为了给怪兽们找个家才新近捏造出来的假说，正相反，它在科学和科幻的历史上，都曾有过举足轻重的地位。
如果将时间不断向前追溯，「地球空心说」很可能源自几乎各个民族都存在的「地狱」观念。
鉴于人类寿命难过百年，各家宗教观里能上天堂或者转世投胎的灵魂比例也有限，千万年下来，要在冥界永居的亡者恐怕不是个小数目，能容纳他们的地底世界肯定不会是个小地方。
达瓦札天然气燃烧坑更广为人知的叫法是「地狱之门」，它是位于土库曼斯坦达瓦札的一处天然气田，1971 年塌陷后燃烧至今，看起来颇似通往冥狱的入口 | Göran Höglund (Kartläsarn), Flickr
约翰·弥尔顿，就是写《失乐园》那位老兄，说人们自由落体到地狱底层要九天时间。基于风阻，人类坠落的终端速度约为 195 km/h（55 m/s），算成九天的话那就是 42120 公里。
考虑到地球平均半径只有 6371 公里，弥尔顿版本的地狱比地球要还大几个量级，应该是什么地方搞错了。但无论如何，说古人认为我们脚下有一个超级巨大的空间，大抵是没有问题的。
科学意义上的地球空心假说，最早是由爱德蒙·哈雷在 1692 年提出的——就是那个算出哈雷彗星每 76 年回归一次公转轨道的天文学家哈雷。
埃德蒙·哈雷，英国天文学家、地理学家、数学家、气象学家和物理学家 | Wikipedia
哈雷认为地球由三个球层嵌套而成，最外头的那一层，也就是我们脚下的大地厚 800 公里，地球内部还有两个同心球层以及中央的核心，直径分别接近金星、火星和水星。这些球层有不同的磁极和自转速度，彼此之间由大气相隔。
哈雷眼中的地球长这样 | Wikipedia
哈雷之所以提出这个假说，是为了解决地球磁极和地极不完全重合的情况，顺带把神奇的极光解释成了从两极泄漏的地球内部大气。
虽然今天我们对地磁和极光有了更为靠谱的解释——它们是金属地核转动，以及太阳带电粒子被地球磁场俘获的产物——不过哈雷从科学角度出发，不把事物归结为乱力怪神的态度，还是值得肯定的。
哈雷辞世约莫半个世纪后，另一位伟大的学者也推出了他的地球空心说。这位仁兄就是莱昂哈德·欧拉——引进函数概念，建立流体力学欧拉方程那个欧拉。
莱昂哈德·欧拉，瑞士数学家和物理学家 | Wikipedia
相比哈雷，欧拉的「地球空心说」更令人喜闻乐见。
欧拉相信地球如同乒乓球，地壳的另一面是宽广的陆地，那里存在各式各样的生物甚至文明，而为它们供能的，是直径 600 英里，如同小太阳般散发着光和热的地核。
这幅光景听着就让人心驰神往，难怪包括怪兽宇宙在内，各种描绘空心地球的文艺作品基本上是对欧拉假说的修改。
威廉·R·布拉德肖在他的科幻小说 The Goddess of Atvatabar 里构想的地底世界，显然来源于欧拉的假说 | Wikipedia
今天我们所熟知的地球空心说作品里，最出名的莫过于儒勒·凡尔纳出版于 1864 年的《地心游记》。
这篇小说讲了德国地质学教授李登布洛克、他的侄子阿克塞尔，外加导游汉斯在地底的奇遇，故事中的地心世界有浩瀚的海洋、早该灭绝的远古生物，巨型的植被等等等等，一整个失落的世界。
1864 年凡尔纳《地心游记》里的插图，完美符合怪兽宇宙的世界观 | Édouard Riou, Wikipedia
1987 年哆啦 A 梦的长篇漫画与同名剧场版动画《大雄与龙骑士》可能更符合演化论一些，这部作品里，蛰居地底的恐龙不但没在 6500 万年前灭绝，还发展出了像是中世纪和当代混合而成的社会形态。
就连《机动战士高达》的创造者富野由悠季也拍过地底世界的动画。
某种意义上，1983 年的《圣战士丹拜因》是奇幻版的《机动战士高达》，这个地底世界存在精灵与魔法，也有高度发达的科技，甚至开发出了强大的机甲兵器，而来自地面的主角被召唤至地底，被迫卷入了诸国间的残酷战争。
圣战士丹拜因的地底世界一派草木葱茏，然而世界逾美丽，物语逾残酷 | 动画截图
可惜的是，诱人的「地球空心说」只能停留在美好的幻想里。
1774 年，皇家学会在苏格兰榭赫伦山近做试验，测量了地球的密度。在已知地球体积的情况下，我们很容易能推论出地球内部究竟有无空洞。
榭赫伦山 | Wikipedia
该实验的过程非常巧妙。皇家学会之所以选择榭赫伦山，是因为它形状对称，体积容易计算，周围又是平地，干扰较少。
根据牛顿的万有引力定律，我们知道一个物体的质量越大，对周遭其他物体的引力就越强，而这支科学团队要做的就是在山体边安置铅摆，看它在运动时靠近山的那一侧会在引力作用下产生多大的偏角。
这个偏角取决于地球与山的相对密度和体积，它一旦得到测定，我们便能据此推出地球的密度。
榭赫伦山实验。Z 为真天顶，Z’ 为由铅垂确定的视天顶。皇家学会要测量的就是之间的夹角。为方便理解，本图对夹角进行了夸大
测量结果显示，榭赫伦山的密度值为 2,500kg/m³，而地球的平均密度值约为山体的 9/5 倍，这个数据和现今测量得出的 5,515kg/m³ 误差不到百分之二十。
如果地壳之下真的是巨大的空间，其质量显然无法产生 1G 标准重力。实际上别说中空了，地球内部物质的紧实程度远在蓬松的地表山脉岩石之上。
也就是从那个时起，人们意识到了地核可能由金属构成，而这一发现为今日行星科学奠基了基础。
虽然「地球空心说」就和世上存在百米高的怪兽一样靠谱，但如果我们把目光放辽远一些，看看地球之外，就会发现宇宙里确实存在一些空心天体，譬如「行星状星云」。
人们在 1779 年发现的行星状星云，后编号为 M57。哈勃太空天文望远镜拍摄 | NASA
今天在银河的这一隅环视，我们可以看到许多恒星被发光的气体球状外壳包裹。早期天文学家在观测条件有限的情况下，把它们和行星联想到了一起。
这些天体呈环形，但那只是因为从我们的视角看起来边缘比中心更厚，就像肥皂泡有个清晰的轮廓一样，而肥皂泡，我们知道，是空心的。
行星状星云其实是恒星走到生命末期的标志。
以我们的太阳为例，随着氢燃料耗尽，它会在几十亿年后膨胀成红巨星，随后快速缩退成一颗白矮星，但它膨胀至巅峰时抛洒出的外部物质不会一道收缩，而是化作外部的壳层，能够存在数万年之久。
太阳化作红巨星后直径约为 2 AU（1 AU=149597871 km），而目前太阳的直径只有 0.01 AU，也就是图中得到放大的那个小可怜 | Oona Räisänen, Wikipedia
如果一颗非常、非常大的星体发生这种状况，那么它抛洒出的物质会再度凝结，成为下一代恒星及其周遭的行星的材料。
我们的太阳就是第二代，或者第三代恒星。构成它的所有物质、构成你我以及周围一切的物质，都已经在恒星这口大坩埚里熔炼过一两轮。
从这个角度上来讲，我们的地球，确实曾经是空心天体的一部分。
又或者在宇宙的某个地方，确实存在空心的行星，它的内部繁育着芸芸众生，只是我们从未听说过，也不了解它的形成过程。
毕竟，宇宙很大很大。
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封面图来源：
Warner Bros. Entertainment
参考资料：
[1] Halley, Edmond.(1692). An Account of the cause of the Change of the Variation of the Magnetic Needle; with an Hypothesis of the Structure of the Internal Parts of the Earth, Philosophical Transactions of Royal Society of London.
[2] Davies, R.D. (1985). "A Commemoration of Maskelyne at Schiehallion". Quarterly Journal of the Royal Astronomical Society.
**[3] CARL SAGAN. COSMOS[M].**Random House:USA,1980:233.
