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科学中的革命-第47部分
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最近发生的地球科学革命，由于具有一些表征科学革命全部性质的特点而引人注目。
但这场革命也因显示出我们这个时代科学所独有的特性发人深思。从根本上讲，这场革
命包括抛弃大陆是在一个固定的基础上形成、生长或发展这一传统观念，引进了大陆在
地球表面彼此之间以及相对于洋底“漂移”这一如此激进的概念。这场革命的一个特征
是其板块构造说，亦即：地球表面被分成一个个刚性板块，包括大陆和洋底，它们相互
之间相对于地底在作非常缓慢的漂移运动。
大陆漂移说是阿尔弗雷德·魏格纳（1880—1930）在1912年一篇重要的学术论文中
提出来的，并且在几年后（1915）出版的一部专著中加以发展和完善。人们几乎立刻就
意识到了这个假说潜在的革命性质，因为它要求对地理学的全部基础进行重新修订。20
世纪20…30年代间，地理学家对大陆运动的观念进行了广泛的讨论，结果，反对意见几乎
是同声一片。因此，魏格纳提出的地球漂移说长期以来处于我所说的理论革命阶段，直
到SO年代中期，不断发现的新证据才越来越对大陆可能运动的假说有利。但直到本世纪
60年代，一场地球科学革命才真正发生。
历史分析表明，这场地球科学革命结束了长达半个世纪之久的理论革命状态外仅仅
是因为人们勉强接受了一整套已处休眠状态或早先被摒弃的观念或理论。这场科学革命
伴随着研究地球的新手段和传播知识的新技术的产生而产生。不仅许多地球科学家沿着
非传统的路线思考，而且，有不少物理学家也投入了地球科学的研究之中，并做出了伟
大的发现。因此，最终发生的地球科学革命并不仅仅是长期受到抵制的、作为传统观念
的一次根本性转变的大陆漂移说的简单复活，而且还创立了新的板块构造理论来描述大
陆的漂移说的简单复活，而且还创立了新的板块构造理论来描述大陆的运动。从某种意
义上说，魏格纳的原始理论并未导致一场科学革命，但是，最终的科学革命确实体现了
魏格纳理论中大陆运动这一中心思想和把地表分成两类地域（陆地和海底）的观念。
这场革命的一个最突出的特点就是，处在学科工作中的地理学家普遍意识到他们正
在经历一场地球科学革命。许多科学家撰写文章或专论都强调了考察大陆和地球的思维
方式所发生变化的革命性质；他们写出了标题醒目的著作，如《地球科学中的革命：从
大陆漂移说到板块构造说》（哈拉姆1973）或《地球科学革命的严峻年代》（格伦1982）。
强调革命性不仅是后来历史性或评论性文章和书籍的特点，也是地球科学革命年代中学
术论文的特点。例如，《科学》杂志中的一篇颇具新意的学术论文（奥普代克1966）的
标题是“南海深海岩心的古磁研究”，它的副标题是“确定地球历史事件发生时间的革
命方法”。1970年，在讨论“新的一类错误”期间，J．T。威尔逊声称最近关于地磁逆转
的发现构成了地球科学中的“革命”。在（国际科学联合会理事会的）“上地幔计划”
（U．M．P．）的最终报告（1972）中，“U．M．P．实施期间提出的板块构造的统一概
念”被说成是地球科学中的一场“革命”（舒利文1974，343）。
20世纪7O年代发表的有关历史评述和总结性著作（主要由母语是英语的科学家著述）
所体现的革命意识在某种程度上反映了这一事实；20世纪60年代大陆漂移和板块构造说
为人们所接受是与库恩1962年出版的《科学革命的结构》产生的巨大影响分不开的。因
此，阿兰·考克斯（1973）安东尼·哈拉姆（1973）、乌苏拉·马文（1973）和J．T．
威尔逊（1973、1976）在讨论和评述大陆漂移理论的最新发展时都特别提到了库恩。这
场科学革命还由于在其后的十几年间出现了一系列出色的历史著作而引人注目。这些著
作有许多本身就是地球科学家撰写的，其中一些科学家亲自对这场革命做出了根本性的
贡献。
作为对最近这段历史的考察结果，我们现在已经知道，弗兰西斯·培根不是大陆运
动观的创立者（马文1973）。他仅是指出非洲和秘鲁西海岸之间有一种大致的吻合。几
乎两个世纪之后的亚历山大·冯·洪堡也没有通过认识大西洋两边海岸线之间的相似，
从而进一步提出两个大陆曾经是连在一起，以后才分开的。但是，1859年，居住在巴黎
的美国人安东尼奥·斯尼德－佩雷格里尼用法文写的名为《创世纪及其未解之谜》这本
边缘书中，首次提出了原始大陆分裂和组成部分移动的思想。有人还宣称，奥地利地质
学家爱德华·苏斯是大陆漂移说的早期倡导者，正如马文（1973）所指出的，这个看法
是完全错误的。但是苏斯在20世纪初确实曾提出最初有两块古生代大陆，“亚特兰蒂斯”
（位于北大西洋）和冈瓦纳大陆（在南大西洋）。他把后者命名为冈瓦纳，这是印度中
部地区（巩德人居住地）。苏斯像19世纪一些先驱一样，认为我们现在的大陆是更大的
原始大陆的遗迹，其碎片已沉没到海底盆地。但他并没有提出原始大陆的分裂过程，因
而也就没有建立我们今天所理解的大陆漂移思想（马文1973，58）。
一个更能说明问题的例子是美国地质学家F．B．泰勒。他在1910年发表了长篇论文，
首次提出了一个具有内在逻辑性的、连贯一致的假说，这个假说包含了某种我们今天所
理解的大陆漂移说的成份（哈拉姆1973，3）。这个假说最早是在1898年出版的一本小册
子中阐述的，但泰勒的理论主要是依据天文学，而不是地理学或地质学。他假设很久以
前地球俘获了一颗彗星，它后来成了今天的月亮。这场天文学事件增大了地球的旋转速
度，产生了更大的潮汐力，这两种作用的合力将大陆从极地拉开。在他1910的论文中以
及后来的出版物中，泰勒用地质学证据（爱尔德雷季1976，271）进一步完善了他的大陆
运动的论点，但是这些没有引起地质学界的普遍重视（马文1973，63－64）。1911年，
另一位美国人，H．B．贝克尔指出，存在一种由宇宙力包括太阳系行星的摄动引起的大
陆移动（同上，65）。当魏格纳出版他的著作时，他总结了许多前人的工作，有一段详
细讨论了泰勒的贡献。但是魏格纳两次宣称他“仅仅是在漂移理论的基本轮廓已经形成
时，才了解到泰勒所做的这些工作”（同上，8－10）。在这部著作的最后一版（1962中，
魏格纳在历史回顾部分中又加上了一些新的人名。他在这一版中写道：“我还在F．B．
泰勒1910年的著作中发现了与我的理论非常相似的观点”。
魏格纳的大陆运动理论
地质学家和地球物理学家开始对大陆漂移假说进行认真的讨论是在A．魏格纳的著作
出版以后。从所受的教育和个人职业看，魏格纳并不是一个地质学家，而是天文学家和
气象学家（他的博士论文是天文学史方面的），魏格纳的学术生涯先是在马尔堡谋得了
一个天文学和气象学的职位，后来在格兰兹获得了一个气象学和地球物理学教授的职务
（1924…1930），在二、三十岁时，他一直在格陵兰进行气象考察。1930年，在第三次探
险时，他献出了生命。按照曾与魏格纳一起进行第一次考察的劳格·科赫的说法，大陆
漂移思想是魏格纳在观察海水中冰层的分解时形成的。但是魏格纳自己只是说，大约是
在1910年的圣诞节期间，他突然被大西洋两边海岸极度的相似和吻合所震惊，而这一点
启发他思考大陆横向运动的可能性。
很明显，魏格纳当时并没有认真地看待这一思想，反而认为“这是不可能的”而放
弃了（魏格纳1924，5；1962，1）。但他确实在第二年秋天开始建立他的大陆运动假说。
他说他当时“相当偶然地”读到了“一篇描述非洲和巴西古生代地层动物相似性的文献
摘要”（马文1973，66）。在这篇摘要中，大西洋两岸远古动物化石的相同或相似被用
来证明当时非常流行的、非洲和巴西之间存在陆桥的说法。例如，蛇很显然不能渡过浩
瀚的大西洋。因此，在南大西洋两岸发现同样的或十分相似的蛇化石，就证明很久以前
的南美洲和非洲之间存在一条陆路通道的可能性是相当大的。如果换一种相反的解释，
即假设在这两个地区的大部分土地上存在极其相似但又是相对独立的生物进化过程，而
这是完全不可能的。
魏格纳对化石的相似性的印象非常深刻，但他不同意这两块大陆曾由某种形式的陆
桥或由现已沉没的大陆联结起来的假说。因为这些假设需要进一步对这些陆地或陆桥的
沉没或崩解做出解释，而对于这些不存在任何科学证据。当然，大陆之间确有陆桥存在，
如巴拿马地峡和曾存在过的白令地峡，但没有真正可靠的证据证明古代跨越南大西洋的
陆桥。作为一种替代性的理论，魏格纳把他早年关于大陆漂移的可能性的思想重新发掘
出来，并且按照他的说法，把原来纯粹是“幻想的和非实际的”、“没有任何地球科学
意义的、只是一种拼图游戏似的奇思异想，上升有效的科学概念。魏格纳在1912年的一
次地质学会议上，引用了各种支持证据，对他的假说作了进一步的发展，概括并总结了
他的成果。他最初的两篇论文在当年的晚些时候发表。1915年他发表了专题论文《大陆
和海洋的起源》（Die Entstehung der kontinente und Ozeane）。魏格纳在这部著作
中，详细罗列了他所发现的所有支持大陆漂移说的证据。该著作的修订本于1920、1922
和1929年陆续出版，并被译成英文、法文、西班牙文和俄文。在译自1922年德文第三版
的英译本（1924）中，魏格纳的表述“Die Verschiebung der kontinente”被准确地译
为“大陆位移”，但很快就被普遍使用的术语“大陆漂移”所取代。
魏格纳将自己的论点建立在地质学和古生物学论据的基础上，而不仅仅是海岸的高
度吻合，他着重强调大西洋两岸地质学的相似性。在他的著作的最后一版中，他引用了
来自古气象学的证据。1924年，他还与科本合作撰写了一部关于古气象学的专著，并由
此推论地球的极地始终是在迁移的（要详细了解魏格纳关于地理学、地质学、生物学、
古气象学、古生物学方面的论点和论据，请参阅哈兰1973年出版的著作的第2章）。魏格
纳认为，在中生代并一直延续到不太遥远的过去。曾存在过一个巨大的总陆地或原始大
陆，他将其称为“庞哥”（Pangaea）。这块原始大陆后来破裂，庞哥碎片的分裂、位移，
逐渐形成了我们今天所处的各大陆的格局。他认为，大陆漂移（或称运动、移动）的两
个可能的原因是：月亮产生的潮汐力和“极地漂移”力（pohlflucht），即由于地球自
转而产生的一种离心作用。但是，魏格纳懂得，大陆运动的起因这一难题的真正答案仍
有待继续寻找。他在他的著作（1962，66）中写道，大陆漂移理论中的牛顿还没有出现。
这话与当年居维叶、范托夫和其他一些人的心态是多么的相似。他承认，“漂移力这一
难题的完整答案，可能需要很长时间才能找到”。现在看来，魏格纳最根本也是最富创
造力的贡献在于，他首次提出大陆和海底是地表上的两个特殊的层壳，它们在岩石构成
和海拔高度上彼此不同这样一个概念。在魏格纳所处的时代，大多数科学家认为，除了
太平洋以外，各大洋都有一个硅铝层海底。魏格纳的基本思路后来为板块构造说所证实。
尽管魏格纳的大陆漂移理论长时间处于理论革命阶段，但这并不意味着他的思想没
有引起注意或没有追随者。事实上，当时的情况远非如此！20世纪20年代，国际科学界
就此展开了一系列全球性的激烈论战。1922年4月16日，在影响巨大的《自然》杂志（v
ol．109，p．200）上，发表了一篇未署名文章，对魏格纳著作的第二版（1920）进行了
评论。这篇文章详细概括了魏格纳理论的基本观点，并希望这部著作的英文本能早日面
世。“考虑到许多地质学家持强烈的反对意见”，文章的作者指出，如果魏格纳的理论
最终被证实，将会发生一场与“哥白尼时代天文学观念的变革”相似的“思想革命’
（P．203）。一位名叫O．巴辛的人，在听了魏格纳的一次演讲后，在德国最重要的科学
杂志《自然科学》（1921，219－220）上的一篇文章中写道，在柏林地理学会听过魏格
纳演讲的人，“都绝对地被征服了”，魏格纳的理论得到了“普遍赞同”，尽管在随后
的讨论中有过一些小心的反对意见和善意的警告。巴辛的结论是：“没有反对魏格纳的
充分理由，但是，在理论得到毫无保留地接受以前，还必须找到更加坚实可靠的证据。”
在英国《地质学杂志》1922年8月号的一篇评论中则出现了完全不同的声音，在这篇
文章中，菲利普·赖克直率地指出，魏格纳“不是在探求真理，而是在为一种理由辩护，
而对反对这一理论的事实和论点置之不理”。在美国，《地理学评论》1922年10月号上
发表了H．F．雷德的文章，他尖刻地指出，他所了解的所有事实无不是对大陆漂移和极
地迁移理论的致命打击。在同一年秋天，大陆漂移说也成了英国科学促进会年会上探讨
和争论的主题。公开发表的由W．B．怀特撰写的年会报告将这一事件描述成“活跃的也
是毫无结果的”。但是，1922年3月16日的《曼彻斯特卫报》发表了F，E．维斯教授的
《大陆移动：新的理论》这一署名文章。维斯指出，魏格纳的理论“对于地理学和地质
学都是极为重要的”，“对于生物科学也大有禆益”。他最后总结说，这一理论“是一
个极好的科学假说，它将大大激发进一步的探究”。
20世纪20年代有关大陆漂移的主要科学事件，是1926年由美国石油地质学家协会在
俄克拉何马州的图尔萨召开的一次辩论会，会议论文集《大陆漂移理论：魏格纳关于陆
地起源和运动的论文集》于1928年出版。出席那次辩论会的有魏格纳本人和F．B．泰勒，
其他11位与会者中，有8位美国人和3位欧洲人。会议主席，荷兰地质学家，马兰德石油
公司副总裁W．格拉赫特为这本文集写了支持大陆漂移说的长篇序言和驳斥反对意见的后
记。这两篇文章占据了该文集一半以上的篇幅。一些与会者（耶鲁大学的C．R．郎格维
尔，都柏林大学的J．乔里，德尔夫特大学的G．A．F．莫兰格拉夫，格拉斯哥大学的J．
W．格利高里，霍普金斯大学的小约瑟夫·T．辛格瓦尔德）对这个理论深表怀疑，但他
们的态度是宽容的，而另一些人（斯坦福大学的贝莱·威利斯，芝加哥大学的罗林·T．
钱伯林，美国海岸和大地测量局的威廉·玻维，霍普金斯大学的爱德华。贝利则极力坚持
他们提出的相反的地质学论据，并且故意用一种伪科学的和错误的方法为他们自己进行
辩护，他们还以嘲讽的口吻宣称，他们的作法与魏格纳的思维方式和著述风格是完全一
致的。从今天占优势的观点反过来看，这些批评中充满的仇视和恶意的情绪是耐人寻味
的。很显然，魏格纳确实已经向地球科学和牢固的传统信仰的基础发起了正面攻击。
魏格纳假说在诸多方面招致反对。首先，它直接反对几乎所有地质学家和地理学家
的传统思想。这些人从懂事时起受到的一直就是旧有理论的教育，这种理论认定大陆是
静止的，地表是固定不动的。大陆漂移说则认为，陆地之间存在一种相对的横向运动。
这个大胆的设想就像伽利略时代的哥白尼学说一样，在世人眼中是荒谬的“异端”’
“。其次，新的假说认为，对于最肤浅的观察者来说，地球显然是刚性的，而事实并非
如此。不过，魏格纳的假说也由此带来了新的问题，正如地球物理学家哈·杰弗里斯等
人很早就指出的，大陆漂移似乎需要巨大的、几乎无法想像的动力，它远远超过魏格纳
本人提出的潮汐力和极地漂移力。争论的焦点似乎可以用形象的语言加以描绘：“脆弱
的陆地之舟，航行在坚硬的海床上”（见格伦1982，5），一般人都认为，这显然是不可
能的。
在科学史上，对新理论的提出者往往进行怀有偏见的指责，试图将已开始的科学革
命扼杀在萌芽状态，不幸是一种普遍现象。不仅魏格纳的方法受到攻击，而且因为他没
有专业文凭，不是地质学家，而是一位德国气象学家，因此，他被拒绝参加地质学会议，
耶鲁大学古生物学名誉教授查理·舒克特（1982，140），把大陆漂移假说称为“德国理
论”，而且，他以明显赞同的态度引用P．特迈（法国地质勘探局局长）的话说：魏格纳
的理论仅仅是“一个漂亮的梦，一个伟大诗人的梦”，当人们试图拥抱它时，将发现
“他得到的只是一堆泡沫和一缕清烟”。而且在舒克特看来，“魏格纳的归纳太轻率了，
根本不考虑地质学的全部历史”（p．139），他只是一个局外人，一个在古生物或地质
学领域中没有做过任何实际工作的人。舒克特断定：“一个门外汉把他掌握的事实从一
个学科移植到另一个学科，显然不会获得正确的结果”。
魏格纳被拒绝——至少部分是因为他不是地质学“俱乐部”的成员，这一点已经被
文献所证实。哈·杰弗里斯在攻击魏格纳的理论，证据和科学方法时，宣称“魏格纳基
本上是个气象学家。”1944年，切斯特·R。郎格维尔在《美国科学杂志》（vol．242，
p．229）上的一篇文章中虚伪地指出：“仁爱的评论家们指出”，魏格纳的前后不一致
和种种疏忽“可以得到宽容，因为他不是地质学家”。更有甚者，直到1978年，乔治·
伽罗德·辛普森（1978，272）还一再重复他早年的观点，认为“魏格纳的大部分古生物
和生物学依据，要么是歧义的，要么是完全错误的。”他指责魏格纳（这个“德国气象
学家”）竟然敢涉足他“没有第一手知识”的领域。
20世纪30…40年代，大多数地质学家都赞同杰弗里斯在其颇有影响的著作《地球》第
3版（1952）中所表述的观点：“30年代为大陆漂移说进行的辩护，没有产生经得起检验
的理论”。保守的地质学家和古生物学家甚至把大陆漂移的观点用作课堂上“解闷的笑
料”。哈佛大学古生物学教授帕西·E。雷蒙德，告诉他的学生，泥盆纪的瓣鳃纲斧足动
物有一半在美国发现而另一半在爱尔兰发现。这两部分“吻合的相当好”，因而肯定是
“同一瓣鳃纲斧动物的两半，这是被魏格纳的假说将其在更新世一分为二的”（马文19
73，106）。
然而，本世纪20－30年代，支持魏格纳的也大有人在。哈佛大学的雷金纳德·A．戴
利赞同大陆漂移的基本思想，尽管他不是严格的魏格纳派，而且他本人有一次也说过魏
格纳是“一个德国气象学家”。戴利提出了他自己的大陆运动学说，现在看来这一学说
已经有些“接近现行的板块构造模型之门了”（马文1973，99）。在他那本《我们这颗
运动的地球》（1926）一书的扉页上，戴利写下了“Eppur si Muove”——这是伽利略
在被迫放弃他一直信仰的哥白尼的地动说时所说过的一句辩解的话。（“Eppur si Muo
ve”意思是“地球仍在运动”）。
20年代，魏格纳观点的主要支持者之一是瑞士诺伊夏特地质学院的创始人和院长埃
米尔·阿岗德。1922年，在第一次世界大战结束后的第一次国际地质学会议上，阿岗德
勇敢地站出来支持魏格纳提出的“亚洲板块构造”的基本思想，阿岗德不仅收集并整理
了大量支持魏格纳学说的论据，而且在划分魏格纳的“运动说”和传统的“固定说”的
界限方面作了有益的工作。他宣称，“固定说不是一种理论，而是对几种粗糙理论的消
极拼凑”（阿岗德…卡洛兹1977，125）。尽管阿岗德确定无疑地赞成“运动说”并列举
了支持这个学说丰富且详细的证据，但他不得不承认：“对产生大陆漂移的力，目前我
们还一无所知”（p．162）。
为年代魏格纳的两个主要支持者是亚瑟·霍尔姆斯（许多人认为他是“本世纪英国
最伟大的地质学家”）（哈拉姆1973，125）和南非地质学家亚历山大·杜·托依特。1
928年那部美国大陆漂移论文集出版时，霍尔姆斯接受了大陆漂移说，并在1928年9月号
的《自然》杂志上发表了一篇评述该论文集的文章。他在文章中指出：“所有反对意见……
主要是针对魏格纳本人而不是他的基�
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