《人類科學(xué)技術(shù)史-258》重起的水火之爭(zhēng)（下）

重起的水火之爭(zhēng)（下）
4.水成論與火成論的爭(zhēng)論

在英國(guó)，最先對(duì)赫頓的火成論進(jìn)行猛烈攻擊的，是曾對(duì)英國(guó)煤礦地質(zhì)進(jìn)行過考察的地質(zhì)學(xué)家約翰.威廉斯。他是一位有宗教信仰很深的地質(zhì)學(xué)家。1785年，當(dāng)赫頓去皇家學(xué)會(huì)宣讀他的第一篇有關(guān)火成論的論文時(shí)，威廉斯就對(duì)火成論表示不滿。此后，威廉斯花了4年時(shí)間，以他的煤礦地層考察為基礎(chǔ)，在1789年寫成并出版了《礦物界的自然史》一書，對(duì)赫頓的火成論進(jìn)行了猛烈的攻擊。

威廉斯認(rèn)為，火成論的主要錯(cuò)誤，是以火成作用和其他自然力的作用本身來(lái)說(shuō)明地質(zhì)變化，而這樣做，在理論上就必然會(huì)導(dǎo)致無(wú)神論。因此，他認(rèn)為，無(wú)神論傾向是赫頓學(xué)說(shuō)的主要錯(cuò)誤。他說(shuō)："赫頓關(guān)于地球的永恒性的狂妄和牽強(qiáng)的見解，首先把人引向懷疑論，最后把人引向十足的反正統(tǒng)信仰和無(wú)神論。如果我們一旦相信地球是永恒的，并能繼續(xù)產(chǎn)生不斷進(jìn)步的萬(wàn)事萬(wàn)物，我們就會(huì)認(rèn)為不需要有一個(gè)統(tǒng)治力量來(lái)干預(yù)一切；而且我們因?yàn)闊o(wú)從靠肉眼看到至高無(wú)上的主宰，我們就會(huì)把一切都?xì)w之于盲目的機(jī)會(huì)。"他指責(zé)說(shuō)，赫頓的著作實(shí)質(zhì)上是一種對(duì)宗教的叛逆行為。

新的火成論在18世紀(jì)末，雖然在理論上處于十分幼弱的地位，但也有不少支持者，在英國(guó)，最先在理論上對(duì)赫頓的火成論表示支持的，是他的兩位友人：一位是愛丁堡大學(xué)的博物學(xué)教授普萊費(fèi)爾(1747-1819年），一位是愛丁堡地區(qū)的業(yè)余科學(xué)家霍爾(1761-1832年）。

普萊費(fèi)爾去愛丁堡大學(xué)任數(shù)學(xué)教授時(shí)，就對(duì)赫頓的著作進(jìn)行過深入的研究，同時(shí)，他自己也在英國(guó)、法國(guó)、意大利進(jìn)行過廣泛的地質(zhì)考察。1802年，他出版了《赫頓學(xué)說(shuō)的新證》一書，在書中，他對(duì)赫頓學(xué)說(shuō)所作的理論闡述，比赫頓本人還要清楚。除此之外，他在著作中還論述了他自己對(duì)冰川遺跡所作的地質(zhì)考察，因?yàn)樗l(fā)現(xiàn)，冰川常常把一大塊巖石從一個(gè)地方帶到另一個(gè)地方。因此，他認(rèn)為，冰川作用也曾是地質(zhì)史上的一種重要的地質(zhì)作用。

霍爾主要以實(shí)驗(yàn)方法證明赫頓學(xué)說(shuō)。1790-1812年，他設(shè)計(jì)并進(jìn)行了一些重要的地質(zhì)學(xué)實(shí)驗(yàn)，以求使赫頓學(xué)說(shuō)獲得實(shí)驗(yàn)證據(jù)。維爾納的信徒批判赫頓學(xué)說(shuō)時(shí)，從水成論的觀點(diǎn)出發(fā)，認(rèn)為熔融的巖漿不會(huì)因固化而變成晶體，而只會(huì)像火山的熔巖那樣，變成玻璃狀的東西。對(duì)此，霍爾進(jìn)行了一個(gè)與水成論的說(shuō)法相反、而與赫頓學(xué)說(shuō)一致的實(shí)驗(yàn)，霍爾曾在一家玻璃工廠看到，當(dāng)熔融的玻璃漿緩慢冷卻時(shí)，它就變?yōu)椴煌该鞯慕Y(jié)晶體；而當(dāng)它快速冷卻時(shí)，它就變成透明的玻璃體。霍爾假定熔融巖也是這樣。于是，他從維蘇威火山和埃特納火山弄到了一些熔巖，他把這些熔巖放在煉鐵廠的高爐中熔化后作了類比實(shí)驗(yàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，熔融的巖漿緩慢冷卻時(shí)，它就變成了像玄武巖那樣的結(jié)晶體；而當(dāng)它快速冷卻時(shí)，它就變成了玻璃狀的東西。這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果，使赫頓學(xué)說(shuō)獲得了最初的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。又如，維爾納的信徒在批判赫頓學(xué)說(shuō)時(shí)，曾從水成論的觀點(diǎn)出發(fā)，認(rèn)為象石灰?guī)r一類的巖石受熱后就會(huì)分解，而不會(huì)如同赫頓所說(shuō)的那樣，在受熱后變成新的巖石。對(duì)此，霍爾也進(jìn)行了一個(gè)判決性的實(shí)驗(yàn)：他把石灰石放在一個(gè)封閉的容器中加熱，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，它并沒有象水成論的信徒所說(shuō)的那樣分解掉，而是象赫頓曾預(yù)言過的那樣，在冷卻后變成了大理石一類的巖石。又如，霍爾在一次實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，把散沙放在一個(gè)盛有海水的壺中加熱，結(jié)果散沙凝結(jié)在一起，變成了同沙巖一樣堅(jiān)硬的巖石。

這一實(shí)驗(yàn)，同樣也使赫頓有關(guān)沙巖形成的理論得到了實(shí)驗(yàn)上的證實(shí)。霍爾的這些地質(zhì)學(xué)實(shí)驗(yàn)，不僅使赫頓學(xué)說(shuō)獲得了實(shí)驗(yàn)上的證據(jù)，更重要的是，他首次把實(shí)驗(yàn)方法帶進(jìn)了地質(zhì)學(xué)，這對(duì)19世紀(jì)地質(zhì)學(xué)的發(fā)展，產(chǎn)生了極為重要的影響。

5.發(fā)展趨勢(shì)

從1790年到1830年間，由于水成論與火成論的論戰(zhàn)，由于礦物學(xué)、巖石學(xué)、礦物化學(xué)以及古生物學(xué)等相關(guān)學(xué)科的發(fā)展，地質(zhì)學(xué)進(jìn)入了被稱為地質(zhì)學(xué)史上的"英雄時(shí)代"。19世紀(jì)初，隨著地質(zhì)學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展，水火之爭(zhēng)隨之出現(xiàn)新的發(fā)展趨勢(shì)，這種新趨勢(shì)主要表現(xiàn)在：火成論逐漸向漸變論發(fā)展，而水成論則進(jìn)一步向?yàn)?zāi)變論轉(zhuǎn)化。

早在赫頓提出火成論之初，法國(guó)著名生物學(xué)家布豐就提出過關(guān)于地球演化的漸變理論。在生物學(xué)上，布豐是早期進(jìn)化論的思想先驅(qū)之一。他在進(jìn)行植物種植和植物分類研究的同時(shí)，也進(jìn)行過一些初步的地質(zhì)理論研究。在他自己的早期生物進(jìn)化論思想的影響下，他認(rèn)為，地球也有自己的地質(zhì)演化史。

他曾假定地球的年齡為8萬(wàn)年左右，在這漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代中，地球經(jīng)歷了7個(gè)地質(zhì)演化階段，這些演化階段的主要過程是，最初某顆慧星與太陽(yáng)相撞，使太陽(yáng)的一些物質(zhì)迸發(fā)出來(lái)形成太陽(yáng)系的大小行星。而地球最初也同其它行星一樣，是半液體狀的熔融物質(zhì)，由于自轉(zhuǎn)的作用，逐漸形成具有凸出來(lái)的赤道和扁平的兩極這樣的球體。后來(lái)，由于地表溫度逐漸下降，便形成了地殼以及地表褶皺，這樣就使地表出現(xiàn)了不同的地貌。與此同時(shí)，大氣中的水分在冷卻的地表上逐漸凝結(jié)為水，這樣就逐漸形成浸沒地表的海洋。此后，由于海水對(duì)山脈的浸蝕作用，使蝕碎的巖石逐漸沙化，并和泥土一起發(fā)生沉積，海洋中的一些生物遺體被沉積在其中，這些遺體便逐漸形成化石。最后，由于地表出現(xiàn)裂縫，海水灌進(jìn)了地球內(nèi)部，地表也就出現(xiàn)愈來(lái)愈多的陸地。這樣，當(dāng)初的那種熔融物質(zhì)，也就逐漸演化成現(xiàn)在的地質(zhì)結(jié)構(gòu)。

布豐的這種最初的地質(zhì)演化思想，是從他的最初的生物進(jìn)化論中類比出來(lái)的，但也含有一定的科學(xué)成分，即把地質(zhì)演化看作一個(gè)長(zhǎng)期緩慢的漸進(jìn)過程。

赫頓在《地質(zhì)學(xué)理論》一書中，已有了較為明顯的地質(zhì)演變的思想萌芽，他已較為明確地認(rèn)識(shí)到現(xiàn)在的地質(zhì)結(jié)構(gòu)是多種自然力長(zhǎng)期的緩慢的作用的結(jié)果，因此赫頓本人即是把火成論逐漸發(fā)展為漸變論的思想先驅(qū)之一。

當(dāng)火成論向漸變論發(fā)展時(shí)，水成論已進(jìn)一步向?yàn)?zāi)變說(shuō)轉(zhuǎn)變。水成論向?yàn)?zāi)變說(shuō)的轉(zhuǎn)化，一方面由于水成論自誕生起，本來(lái)就含有災(zāi)變說(shuō)的成份，所謂"摩西洪水"災(zāi)變說(shuō)，即是在伍德沃德那里就有的；另一方面，法國(guó)古生物學(xué)家居維葉對(duì)水成論向?yàn)?zāi)變說(shuō)轉(zhuǎn)化也起了重要作用。正是由于居維葉，水成論完全演化為災(zāi)變說(shuō)，而居維葉則成為19世紀(jì)初地質(zhì)學(xué)與生物學(xué)中的災(zāi)變說(shuō)的代表人物。