《人類科學技術(shù)史-256》早期水火之爭

早期水火之爭
1.伍德沃德與早期水成論

當早期地質(zhì)學最先在意大利萌芽時，它也在手工工場發(fā)展比較迅速的英國產(chǎn)生了萌芽。在英國，由于采煤場與采礦場的迅速發(fā)展，化石的發(fā)現(xiàn)也日趨增多，引起人們對地質(zhì)現(xiàn)象的關注。

在英國，最早對化石進行認真研究的代表人物，是劍橋大學的牧師、著名的植物學教授約翰.雷伊(1627-1705年）。他早年在劍橋大學進行植物教學與植物分類學研究，并在1660年首創(chuàng)植物分類的自然分類法體系。此后，雷伊又與英國地質(zhì)學家維路比(1635-1672年）一起進行過廣泛的生物和地質(zhì)考察，開始致力于動物分類的自然分類法體系的建立，在此過程中，雷伊研究了動物的比較解剖學，并由此走向了對生物化石的研究。

在對化石的看法上，當時的英國仍普遍受神學自然觀的影響，即認為化石是上帝創(chuàng)世留下的廢品，那些在高山上發(fā)現(xiàn)的海生生物化石，是由于《圣經(jīng)》中所說的摩西洪水的作用，對于這種對化石成因的神學解釋，雷伊在1660年以后發(fā)表的一些論文中提出了質(zhì)疑，雷伊指出，化石并非上帝創(chuàng)世時留下的廢品，而是古生物的遺跡。至于海生生物的化石出現(xiàn)在高山地層之中，他覺得那是難以用《圣經(jīng)》中的摩西洪水說解釋的。

當時，水成論尚未明顯地形成一種學說，只是由于《圣經(jīng)》中有關于摩西洪水的傳說，而早期地質(zhì)學先驅(qū)斯臺諾在論述地質(zhì)作用時，即提到過"地下火"的作用，又提到過水成作用，因此早期的水成論似乎既有神學背景，又有科學依據(jù)。因此它比早期的火成論似乎更有影響。反之，當植物學家雷伊在批駁水成論時，他也尚未形成系統(tǒng)的火成論思想。

雷伊在對早期水成論提出質(zhì)疑時，雖然尚未形成系統(tǒng)的火成論，但是他對水成論的質(zhì)疑卻引來了一些對化石與地質(zhì)持有神學見解的人的不滿，并因此對雷伊的非神學見解提出了反駁。其中，對雷伊反駁得最起勁的人物，要數(shù)格雷山姆學院的醫(yī)學教授、英國早期地質(zhì)學的先驅(qū)伍德沃德(1665-1728年）。

伍德沃德早年學醫(yī)，后因醫(yī)學化學的關系，轉(zhuǎn)為研究早期的礦物化學，并因此進行過一些地質(zhì)考察。他考察了一些在水成作用下生成的地層及其化石，形成了較系統(tǒng)的水成論見解。他曾向劍橋大學贈送了一批能證明水成作用的化石，以示向雷伊證實水成論的正確性。1695年，他出版了他的地質(zhì)學著作《地球自然歷史試探》，論述了他的水成論思想。

對于地質(zhì)的變化原因，伍德沃德以《圣經(jīng)》的摩西洪水為依據(jù)，論述了地質(zhì)變化中的水成作用。他認為，摩西洪水之大，比雷伊所設想的規(guī)模還要大得多。他說："那時整個地球被洪水沖得土崩瓦解，而我們現(xiàn)在看見的地層都是從混雜東西中沉積而成的，就像含土液體中的沉淀一樣。"這說明，伍德沃德是把《圣經(jīng)》中的摩西洪水說作為地層變化的主要原因的。

對于地層的變化過程，伍德沃德也闡述了他的一套比較系統(tǒng)的水成論的見解，他認為，摩西洪水作用于地層變化的過程，基本上可分為兩個過程：破壞過程與沉積過程。在破壞過程中，摩西洪水不但毀滅了地球上大部分生物，而且粉碎了地表構(gòu)造，使地表的巖石、土壤、雜物以及各種無機物全部被沖擊起來，整個地球就成了一片包括人體、生物遺體、巖石，以及各種雜物在內(nèi)的沉渣泛起的汪洋。他認為，在水成作用下的地層變化的第二個過程是沉積過程，他認為，在摩西洪水的后期，洪水慢慢澄清。最重要的金屬礦產(chǎn)、骨頭化石先沉積到最底層；海生動物的遺骸沉積到白堊層；而最輕的人體和高等動物的遺骸則沉積古沙土層。由于動植物遺體被卷入了整個沉積過程，因此在地層最深處也能見到生物化石。至于海生生物中的貝殼化石之所以在高山地層中出現(xiàn)，那是由于它們比較輕的緣故。

在論述地層變化原因與變化過程的基礎上，伍德沃德指出：地層中的所有生物化石，都是古代曾經(jīng)有過的生物的遺骸。只不過是由于摩西洪水所造成的彌天之災，使其中的某些物種絕跡了。無論是仍然流傳下來的生物化石，還是已經(jīng)完全絕滅的生物的化石，他認為它們都是《圣經(jīng)》中所提到的摩西洪水的見證。

以伍德沃德為代表的早期水成論，雖含有濃厚的神學色彩，但也確實含有一定的科學成分，因此，英國不少科學家也持有類同于水成論的見解，如牛頓、哈雷等。

2.雷伊與早期火成論

伍德沃德的水成論著作發(fā)表之后，雷伊即著文反駁，并在反駁中較為系統(tǒng)地提出了他的火成論學說。

1693年，雷伊在他的最初的比較解剖學研究的基礎上，建立起了動物分類的自然分類法系統(tǒng)。在建立動物的自然分類系統(tǒng)的過程中，雷伊通過對不同地層的化石的考察，朦朧地發(fā)現(xiàn)了生物化石在地層中的新老迭加現(xiàn)象。他認為，含有不同化石的地層的一層一層地堆積現(xiàn)象，用水成論的摩西洪水的一次破壞和一次沉積作用是無法解釋的，因此他也根據(jù)人們當時所關心的地質(zhì)的變化原因和地質(zhì)的變化過程這兩個基本問題，闡述了他的火成論見解。

對于地層變化的原因，雷伊認為，巖石和地層的形成，化石在不同的地層中的分布，并不是摩西洪水的作用，而是地球內(nèi)部的火運動的結(jié)果，即火山運動的結(jié)果。而地球內(nèi)部的火的運動，乃是出于上帝的命令。在上帝的指令下，由于地球內(nèi)部火的作用，山岳和陸地便從大海深處升起，最后升出水面形成現(xiàn)在的地層與地表構(gòu)造。

對于地質(zhì)變化的過程，雷伊認為，地球內(nèi)部的火在持續(xù)的運動中，因此使火山不斷爆發(fā)，生物不斷死亡，這樣就使火山熔巖與生物遺體混雜在一起，一層一層地堆積起來，于是在不斷的堆積中形成現(xiàn)在的新老迭加堆積的地層產(chǎn)狀。如果說，伍德沃德的水成論把地質(zhì)變化過程看作是水成作用的一次沉積過程的話，那么雷伊則把地質(zhì)變化過程看作是火成作用的多次堆積過程。

對于化石的成因和分布，雷伊也運用他的火成論進行了解釋。雷伊認為，化石是在火山爆發(fā)時被毀壞的生物遺體與火山熔巖混雜堆積的結(jié)果。而高山地層中之所以出現(xiàn)貝殼化石之類的海生生物化石，說明該地區(qū)在漫長的地質(zhì)年代以前是海洋，由于火山爆發(fā)使該地區(qū)隆起，并最終升出水面成為高山。反之，現(xiàn)在是海洋的地方，可能是以前的高山沉降的結(jié)果。

雷伊的火成論雖然帶有一定的神學色彩，但也含有重要的科學成分，特別是在那些仍有活火山的國家，雷伊的火成論更易于為人們所接受。繼雷伊之后，在18世紀前期持火成論觀點的著名代表人物，是意大利威尼斯一個修道院的院長莫羅(1687-1764年）。

18世紀初，莫羅對意大利的一些山地地層進行了考察，在高山上發(fā)現(xiàn)了不少海生生物貝殼的化石。莫羅認為，高山上存在的貝殼化石用摩西洪水說是解釋不了的，而只能用火山的作用才能加以解釋。為此，他在1740年發(fā)表了一篇題為《論在山里發(fā)現(xiàn)的海洋生物》的論文，論述了他的火成論見解。

莫羅的火成論繼承和發(fā)展了雷伊的火成論。他認為，地質(zhì)的變化原因，純粹出于地球內(nèi)部的熾熱的熔巖的運動，引起一系列的火山爆發(fā)。每次火山爆發(fā)之后，冷卻的熔巖都與混雜在其中的生物遺骸堆積成新的巖層。火山不斷爆發(fā)，巖層不斷堆積，也就逐漸形成了現(xiàn)在的地質(zhì)結(jié)構(gòu)。至于在不同的地域所表現(xiàn)出來的地質(zhì)差異，他認為，那是因為每次每處的火山爆發(fā)存在著時間和地點的差異，所以在地質(zhì)結(jié)構(gòu)上也就表現(xiàn)出了差異。對于摩西洪水的作用，他認為，它可能是地質(zhì)作用中的一種因素，但在整個地質(zhì)作用中，它并不占主要地位。

由于莫羅的火成論繼承和發(fā)展了雷伊的火成論學說，同時也概括了南歐地區(qū)的一些近代地質(zhì)史實，因此它產(chǎn)生了比雷伊的火成論更為深遠的影響。

到了18世紀后期，盡管水成論仍具有神學背景，但火成論已發(fā)展為一種可以與水成論勢均力敵的地質(zhì)理論了。