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科学中的革命(111章/113章)

第111章

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      赫斯进而提出了海底扩张说的合理推论。他认为,由于海底扩张效应,海底壳层不
      断地在大陆一边创生,而同时又在大陆的另一边消失(麦肯奇1977,117)。这个观点通
      常被看成板块构造说进一步发展的主要内容,也是我们理解大陆漂移理论的主要基础。
      大西洋地壳层从海丘移出的速度大约是每年四厘米。按照这个速度推算,大西洋海底壳
      层从海丘全部移出,也就是移动整个大西洋宽度的距离所需的时间为两亿年。这个数字
      立即可以用来解释许多未知的奥秘。例如,海底钻孔找到的化石标本都未超过两亿年
      (中生代前后)。而从陆地上挖掘出的海生化石研究表明,这些海生生物都可追溯到二
      十亿年以前。再如,假设海床的年龄与大陆同样古老,那么按正常的沉积速度,海床上
      应当产生很厚的沉积层,但钻探分析表明,海床上的沉积物很少。简而言之,在海洋存
      在的几十亿年中(乌耶达1978,63),海底并不是永恒的,而是在不断地变化,不断地
      运动。
      如果把赫斯的观点同板块构造说的一般思想结合起来,就可以满意地解释另一个现
      象或过程;板块边缘新物质的增加,并不使板块的面积增大。由于压力作用,板块在不
      断地缩小。这一点在两个板块的碰撞处山脉的形成和山脉的更替中,表现得非常明显。
      哈里·赫斯在阐述他的海底扩张说时,很清楚他的理论“与大陆漂移说并不完全相
      同”(1962,617)。按照大陆漂移说的思想,“大陆…受某种未知力的驱动,在海底壳
      层上漂移”,但他的理论的基本思想是,大陆“被动地浮在地幔之上,当地幔物质从海
      底海丘上流出时,大陆便横向移动开来。”
      前面曾谈到,一般人都认为:最初的纯粹古磁学证据并不能完全说服大多数地球科
      学家放弃“大陆固定观”。决定性的证据来自新的磁机制的研究,它戏剧性地证实了海
      底扩张说。船载磁测仪揭示出海底壳层条状磁化区域的存在(休莱1959,61)。如果赫
      斯的解释是正确的,那么在海丘两侧就应该有对称的条状磁化区域。这项验证性实验是
      剑桥大学当时的研究生F.J.维恩和他的导师P.H.马修斯提出的。实地测量很快证实,
      条状磁化区域确有预期的那种对称性。
      按照这一理论,当炽热的熔融物质沿海底海丘流淌并固化时,它便感应了当时的地
      磁场。既然新的物质把它从海丘上推开,它仍将保持冷却时所感应的磁性。因此,每一
      条前后相继固化的物质带应该有记录形成日期的磁性标志,而海丘两侧同时对称形成的
      物质带也因此具有相同的磁性方向。1963年,维恩和马修斯在《自然》杂志上发表了这
      一重要假说,这个假说翌年就通过了实验(实测)检验。事实上,地球磁场演化的历史
      不仅表现出一些微小的变化,而且在目前已知的年代中还经历过南北逆转。所有这些,
      都是在实测和研究海底海丘两侧的条状磁化带过程中发现的。
      虽然这个假说今天听起来非常具有逻辑性,一点也不令人惊奇,但在当时看来却是
      异常激进而大胆的。维恩回忆说,当他第一次把他的观点告诉剑桥大学地球物理学家莫
      里斯·希尔时,尽管希尔“很有礼貌的一声不吭,只是看着我并且谈些别的事情,但他
      一定在想我今天疯了”(格伦1982,279)。维恩还把他的假说告诉了爱德华·布拉德爵
      士,即使布拉德爵士“这有点大胆猜测的味道”,但他却对此持“非常积极的鼓励和赞
      赏的态度”。维恩“非常渴望能和特迪(爱德华的爱称)·布拉德共同发表这个观点,”
      因为他觉得他们俩的名字并列在一起,“布拉德和维恩看起来很了不起”。但特迪非常
      直率地拒绝了,他不想让他的名字出现在这篇论文上。布拉德是地球物理学界一位著名
      的革新家,他对地球热流理论作出过重要的贡献。他善于接受新思想,“以极大的热情
      接受了这个假说并以高度赞赏的态度四处传扬”。他只是不愿意在一开始就接受维恩的
      请求成为合作者(p.358)。
      维恩和马休斯提出的假说(加拿大的劳伦斯·莫雷也曾独立地提出过,详情见1982,
      271)“堪与本世纪地球科学中的任何成就相媲美”(p.271)。它不但能确定无疑地证
      实赫斯的海底扩张说,而且还能推算出扩张的速度。推算方法是基于一种独立的、由地
      磁场倒置所标定的精确的时间尺度。看来,人们普遍赞同这样的看法:维思-马休斯-莫
      雷假说的确证,触发了地球科学的“革命”。在这些突破性成就的基础上,下一步要做
      的工作便是:“建立全球构造的新理论,重构地球知识的新体系”(哈拉姆1973,67)。
      革命地位的确立
      凡是研究过地球科学最近刀年发展史的人(如上述舒利文1974,特别是格伦1982)
      都会认识到,要最终完成这样一场革命,还有多少重要的工作有待完成。在前面的论述
      中,我只是介绍了几位最著名人物的杰出贡献。关于爱德华·布拉德、图佐·威尔逊、
      莫里斯·欧文以及其他一些科学家的重要工作,我几乎没有提及。长期以来,许多著名
      的地球物理学家不但拒绝接受板块构造理论,也拒绝接受海底扩张说的基本思想。被
      《自然》杂志誉为“苏联最伟大的地球物理学家”的弗拉基米尔·贝洛索夫1970年宣称:
      “海底扩张说没有一个方面能经得住批评”(舒利文1974,IOS)。12年后的1982年12月,
      年届91岁高龄的哈罗尔德·杰弗里斯爵士在《皇家天文学会地球物理杂志》(vol。71,
      555-556)上发表文章,仍然以不屑一顾的口吻,把“海底板块的错动”比作“用黄油
      做的刀切黄油”。60年来,杰弗里斯一直是反对大陆漂移说的主要代表人物。
      地球科学界的保守主义除了托依特提到的之外,在权威性的《科学家传记辞典))
      1976年版中也得到了印证。在该辞典中,魏格纳的条目(vol.14,214-217)是澳大利
      亚悉尼大学的K.E.布伦撰写的。他在这篇文章的结论部分,不大情愿地提到了倾向于
      支持魏格纳观点的证据(来自古磁学和海底壳层研究)。但紧接着,他罗列了一大堆
      “反对大陆漂移说”的新旧批评意见。布伦写道:当“该理论的创立者们就这些批评意
      见作出答复后,这些答复也受到了质疑”(p.216)。1976年,也就是哈拉姆和马文的
      历史研究著作(二者都宣称地球科学革命已经取得了成功并分析了它的结构)出版三年
      后,当时这篇最新的魏格纳传记的最后结论是:“大多数地球科学家的热情,甚至是宗
      教式的狂热,促使他们相信大陆漂移理论已建立起来了”(p.217)。
      布伦使用“宗教式的狂热”这种说法,是因为60年代观念变化时期所使用的语言带
      有很强的宗教隐喻色彩,在涉及到转变问题时更是如此。库恩通过研究发现,这一点是
      科学革命过程中相当普遍的特点之一。图佐·威尔逊的经历便是一个典型的例子。威尔
      逊在1959年还是大陆漂移说的主要反对者之一。但没过几年,他的观念发生了转变,并
      自称是“改造了的反大陆漂移说者”(见威尔逊1966,3-9,谈及了他的转变过程)。
      后来,他不仅提出了一些支持大陆漂移说的重要的地质学证据,而且还成为地球科学革
      命的主要先驱之一。1963年,国际地质学和地球物理学联合会第13次会议在美国伯克利
      举行。在会后出版的关于“上地幔计划”的文集中,威尔逊发表文章勇敢地宣布:“地
      球科学中已经在孕育一场伟大的科学革命”(塔克奇1970,244)。他说,地球科学目前
      的情境正同“哥白尼和伽利略的观念被接受前天文学的情境;分子和原子概念引入以前
      化学的情境;进化论建立之前生物学的情境;量子力学诞生前物理学的情境”一样。
      60年代末70年代初,出现了大量关于大陆漂移说。古磁学和地磁学的论文集。1968
      年4月,美国哲学学会年会文集便是其中之一,其标题为《重游冈瓦纳大陆:大陆漂移说
      的新证据》。该文集收录了这样一篇文章:《静止还是运动的地球:当前的科学革命》。
      文章作者威尔逊(1968,309;317)宣称:“我们这个时代发生的这场伟大的科学革命
      应当称作魏格纳革命”,以纪念这场革命的“主要倡导者”。地球科学家们一般都赞同
      威尔逊的意见,认为确实存在一场科学革命,作为首先提出大陆漂移说的关键人物魏格
      纳理应获得这一殊荣。可是,历史上以个人名义命名革命的荣誉曾经赋予给哥白尼、伽
      利略、牛顿、拉瓦锡、达尔文和爱因斯坦,但至今仍未赋予魏格纳。
      正如我们已经看到的那样,许多文献的作者把魏格纳开创的科学革命比作哥白尼革
      命。二者有一点是极为相似的:地球科学中最后的革命与魏格纳最初的假说已相去甚远,
      而开普勒、伽利略和牛顿最终建立起的体系中,与哥白尼的理论一样大相径庭。




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