地质学现代革命史上的奇丽瑰宝——魏格纳与《海陆的起源》

上海市北虹高级中学（200080） 陈 丹

大炮轰鸣，弹片横飞，子弹呼啸而过，大地在战火中呻吟。35岁的德军上尉魏格纳突然被子弹击中，血从他的军服中慢慢散开。昏迷中，他似乎看到那块古大陆正在裂开，向汹涌的大洋中漂移……1915年，在第一次世界大战的硝烟中，死里逃生的科学家魏格纳，奇迹般完成了《海陆的起源》这部划时代的著作，书写了科学史上最伟大的传奇。任何科学理论的建立都并非始于偶然，任何著作问世的背后也都蕴含着作者巨大的艰辛。

一、魏格纳其人奇事

阿尔佛雷德·魏格纳，1880年生于德国柏林，1905年在柏林洪堡大学获得了天文学方向的博士学位。但他对地球物理学和气象学更有兴趣，所以在获得博士学位以后就放弃了天文学方面的发展，专攻气象学方面的研究。作为当时年轻而又极具才华与抱负的科学工作者，魏格纳毕业后短短两年时间里，在气象学领域已开始崭露头角，并受聘于马堡大学，从教生涯就此展开。第一次世界大战后，魏格纳先后被聘为汉堡大学和奥地利格拉茨大学教授。有生之涯，魏格纳的从教经历不过是他传奇人生的一部分。他曾一举打破高空探测气球比赛的世界纪录，战胜高空的寒冷和两个黑夜，准确地测得高空的气温、气压、风向和风力；他曾于1911年编写了一本名为《大气动力学》的教科书，成为当时德国大学通用的气象学教材；他曾作为预备役大尉被征召入伍，并两度负伤入院，养伤期间书写传奇；他曾四赴格陵兰岛探险，置生死于度外，最终长眠于这片令他深深着迷并与他一生的理论、实践以及精力紧密联系的土地。

魏格纳为科学而生，为科学而死。他的科学精神深深地激励着一代又一代的青年。他对事物具有敏锐的洞察力与非凡的预见性以及严密的逻辑判断能力，使他能把与他思想有关的每一件事正确地组合起来。尤其突出的是魏格纳具有任何一个后来成为科学史上的伟大人物的那一类人中司空见惯的自信心和进取心，勤奋和勇气。正如德意志民族的一个谚语所说：一个人丢了金钱并不可怕，还可以挣，一个人失去了朋友，当然可悲，而一个人若失去了勇气，便一切都完了。魏格纳在探求科学真理的道路上，始终保持着一种非凡的一往无前的勇气。他勇于涉足各个学科接壤的空白领域。他是气象学家，但绝不把自己的视野局限于狭小的学科范围之内，而是吸取了看来是各不相干学科的丰富养料，加以升华、结晶。同时，他献身于追求科学真理的崇高品格，质朴和诚恳的风度，为人做事光明正大，从不弄虚作假，坦率的性格等等，均赢得世人的尊重与爱戴。

魏格纳一生中除了在大气动力学领域作出一些贡献以外，在地质学方面也作出了重要的贡献。概括地说，他在地质学中的贡献主要有两个方面：一是他最早提出月球上的环形山是由陨石撞击形成而非火山爆发形成。当时人们普遍接受的观点是月球上的环形山主要由于火山爆发而形成。直到20世纪60年代末至70年代初的“阿波罗”登月计划实施之后，他的这一观点得到证实：月球表面的环形山绝大多数是由于陨石撞击形成的陨石坑，而非火山口。另一个，也可以说是魏格纳最大的贡献，就是他的“大陆漂移学说”。大陆漂移假说的提出影响着20世纪地质学的现代革命。

二、《海陆的起源》之诞生

在20世纪50年代以前，由于人们对地球的认识只限于陆地的范畴，在当时的地质学界盛行一种根深蒂固的观点，即地球自形成以来，陆地与海洋之间的相对位置一直保持恒定（后人称为“固定论”）。而魏格纳的“大陆漂移学说”宣扬的是完全与之对立的一种观点，即陆地与海洋之间的相对位置在地质历史中不是恒定不变的（后人称为“活动论”）。

1910年的一天，年轻的魏格纳在生病住院时，虽然躺在病榻上，勤于思考的脑子却不肯闲下来。他的目光落在一幅西方的世界地图(大西洋位于地图中央)上，突然发现大西洋两岸的轮廓是如此的相对应，特别是巴西东端的直角凸出部分与非洲西岸呈直角凹进的几内亚湾非常吻合。自此以南，巴西东海岸每一个凸出部分都恰好和非洲西岸同样形状的海岸相对应，在西海岸有一个海湾，非洲方面就有相应的凸出部分。他突发灵感，认为这决非偶然的巧合，而是非洲大陆与南美大陆曾经是一块大陆，他们之间并没有大西洋，后来才破裂，漂移分开而形成大西洋。

次年秋天，他在翻阅文献时，查到一篇论文，其中提到巴西和非洲有着同样的古生物化石——中龙、水龙兽、肯氏兽和舌羊齿。这更加证明这两块大陆曾经在一起，也坚定了魏格纳从事这个课题研究的信心和决心。就此，魏格纳对传统固定论的解释产生了怀疑，开始收集和整理全球各地各种古生物化石、沉积和地层的资料，并进行古气候的分析，从中得出了对大陆漂移的认识。1912年1月，魏格纳在一次学术报告上首先提出了“大陆漂移”的观点。由于学术报告会影响范围有限，在当时并没有引起学术界的多大关注。1914~1915年，他在战争中两度负伤住院，使他有时间将“大陆漂移学说”的思想和证据进行系统的汇总并整理成文，并于1915年正式出版，之后多次再版。这就是他的《海陆的起源》。随着本书的出版，魏氏的“大陆漂移学说”观点开始受到广泛关注。

三、《海陆的起源》之基本内容

《海陆的起源》全书分为三篇共13章。第一篇中首先阐述了大陆漂移学说的基本内容，作者开宗明义地提出了大陆块体在地质历史中发生过巨大的水平运动。在列举了具体实例阐述其“大陆漂移学说”思想之后，作者在第二章中细致分析了当时地质学界广泛流行的、基于“固定论”解释地壳构造运动、生物地理分布和海陆分布的几种观点与大陆漂移学说的关系。文中从根本上驳斥了认为地球通过冷却而收缩，在它表面形成了褶皱山脉，使深海底隆升成陆，大陆块沉降为海底的“冷缩说”。关于“陆桥说”和“大洋永存说”之争，作者认为这两种观点是各持偏见，都只抓住了有利于自己一方的部分事实，而在另一部分事实面前就受到了驳斥，从正确的前提下得出了错误的结论。“大陆漂移学说”能够合理解释它们争论的全部事实。

第二篇名为证明，作者以大量的篇幅，从地球物理学、地质学、古生物学和生物学、古气候学和大地测量学的角度论证“大陆漂移学说”的正确性。可以说，本篇中所引用的地质学、古生物学和生物学、古气候学证据，尽管文笔不是很流畅，论述也不是很严谨，前后缺乏连贯性，但在论证大陆发生过漂移的事实上还是非常有说服力的。

在第三章中作者从地球物理学不同的角度论证大陆和洋底地壳的性质不同。第四章中作者主要从地质学角度论证今天被大西洋分隔的大陆曾经联合在一起和大陆发生过大规模的水平运动。第五章中作者接受“陆桥说”的支持者作为说明这些大陆之间曾有陆地连接的论据，并用他的“大陆漂移学说”比较合理地解释了若干个重要的、“陆桥说”不能合理解释的古生物学和生物学事实，特别是涉及陆地之间存在距离上的变化。作为一位气象学家，作者对现代地球表面主要气候带的控制因素非常敏感，而且也非常清楚。故而，第六章中，作者通过对当时来自世界各地的大量古生物学和沉积学资料所反映的各个大陆不同地质时期的古气候信息的分析整理和归纳，发现世界上许多地区过去具有与今天完全不同的气候，以实例充分论证了用传统固定论观点无法合理解释古代气候的变化问题。即按照今天大陆的位置，无论怎样安放地极和气候带，都不可能与当时的气候相适应；而“大陆漂移学说”可以给予非常合理的解释。第七章中，作者首先根据前人的有关地质时期绝对年龄的资料估算了一些大陆块体之间的分离速度。之后，作者引用了一些大地测量的数据试图说明一些大陆块体之间在短时期存在纬度和经度上的距离变化。

第三篇中，作者分地球的黏性、大洋底、硅铝圈、褶皱与断裂、大陆边缘、大陆漂移的动力等六章呈示大量的解释与结论。本篇的内容正是当时学术界对作者的学说质疑的症结所在。这些解释和结论大多建立在“较轻的刚性硅铝层（大陆）在较重的黏性硅镁质（大洋底）上滑动”的错误假设前提之上。

纵观全书，无论是结构框架的安排还是具体内容的阐释，都彰显了作者良好的逻辑思维、严谨的治学态度。鉴于当时的测量技术误差较大以及可供参考资料相当有限，大陆漂移的速度与相对距离，测地学上的数字证据仍显不足。另外，对于一些重大问题，诸如产生大陆破裂及水平移动的力源、深源地震的产生、石炭纪以前的地史等，本书仍不能予以确切的解释。尽管如此，《海陆的起源》一书全面系统地总结了当时有关科学的研究成果，进行了比较缜密的探讨与论证，具有较大的说服力，不论是支持者或反对者对于此书一般都给予了较高的评价。

四、《海陆的起源》之伟大意义

在自然科学领域中，关于地球上海陆的起源问题一直是争论得很多的。就是到今天，也还没有能得出一致公认的肯定的结论。这个问题所牵涉到的科学范围很广泛，它不仅是一个地球物理学上的问题，也和构造地质学、自然地理学、古气候学、古生物学、大地测量学等都有密切的联系。早在19世纪后期，人们对于地壳运动与大地构造的探讨即已提出了各种假说，如地壳皱缩说、陆桥说、大洋永存说等。到了20世纪初，由于地学各部门的资料累积和研究成果的进展，原有各种假说对海陆的起源与分布已不能作出全面而圆满的解释。这时，德国地球物理学者魏格纳教授在地球物理学者普拉特、杜顿等创立的“地壳均衡说”的基础上，提出了大陆漂移的设想，创立了著名的“大陆漂移学说”，并于1915年写作并出版了《海陆的起源》一书，把他的学说作了全面系统的阐述与论证。此书于1920年及1922年连续修订再版，尤其以1922年第三版所作的补充与修正为多。

由于魏格纳对大陆漂移动力机制解释上的瑕疵，使他的学说一直没有得到科学界的普遍认可，在他去世后就逐渐被世人淡忘。直至20世纪60年代起，由于海洋科学和地球物理科学等迅速发展，加之古地磁测试技术的提高，人们根据岩石的磁性信息对古地理纬度和古地磁极的位置进行推算，发现许多问题从原有的“固定论”的角度解释根本行不通，科学家们重新想起了魏格纳的“大陆漂移学说”。从对海地扩张和地球内部圈层结构的认识中，科学家们赋予了“大陆漂移学说”新的内涵——板块构造运动，并为之找动了新的动力学机制——板块构造机制。魏格纳的大陆漂移假说，终于在他长眠于极地冰盖几十年后，发扬光大，发展成为时下最为盛行并被大众普遍接受的大地构造理论。

《海陆的起源》一书也随着地质学界对魏氏的大陆漂移学说的探讨获得新的活力而在世界各地又出现多种译版，各国学者通过此书更加了解魏格纳和“大陆漂移学说”。 在中国，最早的中译本是1937年由商务印书馆出版的林绍良译本《大陆移动论》，其中疏误较多。1963年又由商务印书馆出版了李旭旦的译本《海陆的起源》。这个译本是根据1924年英国人J.G.A.斯克尔由德文原著第三版译出的英文本(The Origin of Continents and Oceans)转译的。这本书为国内这一研究领域提供了详实参考，此版本在国内极具影响力。

无论将来我们的先进观测技术的成果如何，也无论他对今日海陆形状的演变的见解是否还得修正，魏格纳教授通过《海陆的起源》这本书引导我们注意到，在地球变迁上有一个任何人所不容忽视的重要的新要素，他的这个功绩总是极为可贵的。他本人及其著作可以说是地质学现代革命史上的奇丽瑰宝。