《人類科學技術史-258》重起的水火之爭（下）

重起的水火之爭（下）
4.水成論與火成論的爭論

在英國，最先對赫頓的火成論進行猛烈攻擊的，是曾對英國煤礦地質進行過考察的地質學家約翰.威廉斯。他是一位有宗教信仰很深的地質學家。1785年，當赫頓去皇家學會宣讀他的第一篇有關火成論的論文時，威廉斯就對火成論表示不滿。此后，威廉斯花了4年時間，以他的煤礦地層考察為基礎，在1789年寫成并出版了《礦物界的自然史》一書，對赫頓的火成論進行了猛烈的攻擊。

威廉斯認為，火成論的主要錯誤，是以火成作用和其他自然力的作用本身來說明地質變化，而這樣做，在理論上就必然會導致無神論。因此，他認為，無神論傾向是赫頓學說的主要錯誤。他說："赫頓關于地球的永恒性的狂妄和牽強的見解，首先把人引向懷疑論，最后把人引向十足的反正統信仰和無神論。如果我們一旦相信地球是永恒的，并能繼續產生不斷進步的萬事萬物，我們就會認為不需要有一個統治力量來干預一切；而且我們因為無從靠肉眼看到至高無上的主宰，我們就會把一切都歸之于盲目的機會。"他指責說，赫頓的著作實質上是一種對宗教的叛逆行為。

新的火成論在18世紀末，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，最先在理論上對赫頓的火成論表示支持的，是他的兩位友人：一位是愛丁堡大學的博物學教授普萊費爾(1747-1819年），一位是愛丁堡地區的業余科學家霍爾(1761-1832年）。

普萊費爾去愛丁堡大學任數學教授時，就對赫頓的著作進行過深入的研究，同時，他自己也在英國、法國、意大利進行過廣泛的地質考察。1802年，他出版了《赫頓學說的新證》一書，在書中，他對赫頓學說所作的理論闡述，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冰川遺跡所作的地質考察，因為他發現，冰川常常把一大塊巖石從一個地方帶到另一個地方。因此，他認為，冰川作用也曾是地質史上的一種重要的地質作用。

霍爾主要以實驗方法證明赫頓學說。1790-1812年，他設計并進行了一些重要的地質學實驗，以求使赫頓學說獲得實驗證據。維爾納的信徒批判赫頓學說時，從水成論的觀點出發，認為熔融的巖漿不會因固化而變成晶體，而只會像火山的熔巖那樣，變成玻璃狀的東西。對此，霍爾進行了一個與水成論的說法相反、而與赫頓學說一致的實驗，霍爾曾在一家玻璃工廠看到，當熔融的玻璃漿緩慢冷卻時，它就變為不透明的結晶體；而當它快速冷卻時，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驗。結果發現，熔融的巖漿緩慢冷卻時，它就變成了像玄武巖那樣的結晶體；而當它快速冷卻時，它就變成了玻璃狀的東西。這一實驗結果，使赫頓學說獲得了最初的實驗證據。又如，維爾納的信徒在批判赫頓學說時，曾從水成論的觀點出發，認為象石灰巖一類的巖石受熱后就會分解，而不會如同赫頓所說的那樣，在受熱后變成新的巖石。對此，霍爾也進行了一個判決性的實驗：他把石灰石放在一個封閉的容器中加熱，結果發現，它并沒有象水成論的信徒所說的那樣分解掉，而是象赫頓曾預言過的那樣，在冷卻后變成了大理石一類的巖石。又如，霍爾在一次實驗中發現，把散沙放在一個盛有海水的壺中加熱，結果散沙凝結在一起，變成了同沙巖一樣堅硬的巖石。

這一實驗，同樣也使赫頓有關沙巖形成的理論得到了實驗上的證實。霍爾的這些地質學實驗，不僅使赫頓學說獲得了實驗上的證據，更重要的是，他首次把實驗方法帶進了地質學，這對19世紀地質學的發展，產生了極為重要的影響。

5.發展趨勢

從1790年到1830年間，由于水成論與火成論的論戰，由于礦物學、巖石學、礦物化學以及古生物學等相關學科的發展，地質學進入了被稱為地質學史上的"英雄時代"。19世紀初，隨著地質學的進一步發展，水火之爭隨之出現新的發展趨勢，這種新趨勢主要表現在：火成論逐漸向漸變論發展，而水成論則進一步向災變論轉化。

早在赫頓提出火成論之初，法國著名生物學家布豐就提出過關于地球演化的漸變理論。在生物學上，布豐是早期進化論的思想先驅之一。他在進行植物種植和植物分類研究的同時，也進行過一些初步的地質理論研究。在他自己的早期生物進化論思想的影響下，他認為，地球也有自己的地質演化史。

他曾假定地球的年齡為8萬年左右，在這漫長的地質年代中，地球經歷了7個地質演化階段，這些演化階段的主要過程是，最初某顆慧星與太陽相撞，使太陽的一些物質迸發出來形成太陽系的大小行星。而地球最初也同其它行星一樣，是半液體狀的熔融物質，由于自轉的作用，逐漸形成具有凸出來的赤道和扁平的兩極這樣的球體。后來，由于地表溫度逐漸下降，便形成了地殼以及地表褶皺，這樣就使地表出現了不同的地貌。與此同時，大氣中的水分在冷卻的地表上逐漸凝結為水，這樣就逐漸形成浸沒地表的海洋。此后，由于海水對山脈的浸蝕作用，使蝕碎的巖石逐漸沙化，并和泥土一起發生沉積，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，由于地表出現裂縫，海水灌進了地球內部，地表也就出現愈來愈多的陸地。這樣，當初的那種熔融物質，也就逐漸演化成現在的地質結構。

布豐的這種最初的地質演化思想，是從他的最初的生物進化論中類比出來的，但也含有一定的科學成分，即把地質演化看作一個長期緩慢的漸進過程。

赫頓在《地質學理論》一書中，已有了較為明顯的地質演變的思想萌芽，他已較為明確地認識到現在的地質結構是多種自然力長期的緩慢的作用的結果，因此赫頓本人即是把火成論逐漸發展為漸變論的思想先驅之一。

當火成論向漸變論發展時，水成論已進一步向災變說轉變。水成論向災變說的轉化，一方面由于水成論自誕生起，本來就含有災變說的成份，所謂"摩西洪水"災變說，即是在伍德沃德那里就有的；另一方面，法國古生物學家居維葉對水成論向災變說轉化也起了重要作用。正是由于居維葉，水成論完全演化為災變說，而居維葉則成為19世紀初地質學與生物學中的災變說的代表人物。