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没学过地质学，还能成为地质学家？ 地质学也太容易学了吧？ 趣说地质学--大牌“草根”地质学家 作者：王清晨/中国科学院地质与地球物理研究所（已退休） 网络词“草根”是相对于“正统”、“传统”或“编内”而言的，有“野生”、“非正统”或“编外”的含义。 所谓“草根”地质学家是指那些没有在校学过地质学专业、却为地质学做出贡献的地质学家。 你可能会问：没学过地质学，还能成为地质学家？地质学也太容易学了吧？ 恭喜你，答对了！地质学本来就不难学！地质学家需要的是敏锐的观察和逻辑的思维。 在地质学史上，曾经涌现出一大批没有在校学过地质学的大牌地质学家。他们有着各自不同的成长过程和成名经历，大致可以分成三种类型： 科学史上有一批博学多才的大人物，他们在自然科学的很多领域中都有建树。 这里说的“很多领域”当然也包括地质学领域。例如我们已经介绍过的古希腊的亚里士多德，古罗马的老普林尼，文艺复兴时期的达·芬奇和我国北宋的沈括（见本网站《地质学与博物学》一文）。 科学史称他们为“博物学家”。 这样的博物学家还有不少呐！ 例如，法国的布丰（公元1707～1788年）。他从小喜欢数学和自然科学，1728年大学法律本科毕业后，又学了两年医学。 1730年，他结识了一位年轻的英国公爵，一起游历了法国、瑞士和意大利，考察大地、山川和海洋，寻求地面变迁的根源。 他猜测，地球的发展经历了七个阶段，先是太阳和彗星相撞形成太阳系，然后在地球面发生造山运动，形成山脉和海洋，再后来海水冲蚀地表形成沉积层，出现陆地及陆上植物、动物和人类。 布丰在他的实验室里模拟地球的成分制作了一个小球，然后通过测量这个小球的冷却速率估算地球的年龄。根据他的估算结果，地球的年龄超过7万5千年。 传统《圣经》信奉的地球年龄是6000年，布丰估算的地球年龄值太大了！ 为此，他受到了教会的严厉警告。 布丰从1739年起接任皇家植物园园长职位，第二年开始撰写《自然志》，倾其毕生精力，用50时间完成了36卷巨著。 其中第1-3卷（1749年）是地球与行星的形成以及动物、植物和矿物通论，第25-31卷（1774～1789年）是关于各种自然现象的实验报告，第32-36卷（1783～1788年）论述矿物史及电磁现象。《自然志》被认为是自老普林尼以来最伟大的博物学著作。 布丰（C. de Buffon，1707～1788年） 这些博物学家亲近大自然，见多识广，加上自己的勤奋好学，在自然科学知识积累的初级阶段，他们能成为大牌博物学家毫不令人奇怪。 当然，随着科学材料积累的增多，博物学发生了分化，首先分化成动物学、植物学和地质学；然后，动物学里又分化出鸟类学、鱼类学和昆虫学等，植物学分出显花植物学和隐花植物学等。 1800年之后，再也没有一个博物学家能够兼通植物、动物和矿物三大领域了。 “业余爱好”型是说一些人有自己的本职职业，但业余时间喜好游山玩水，遇事偏爱问个为什么，并且用自己的思考，给出自己的答案。 由于他们的答案在地质学界得到公认，从而赢得地质学家的尊崇！ 先说说N.史丹诺（1638～1686年）。他本是丹麦的医生，移居意大利后，曾任佛罗伦萨宫廷御医。行医之余，他喜欢到山野去找化石，看石头，是一位业余地质旅行爱好者，而且善于把自己在旅行中的见闻进行总结。 他运用自己的解剖学知识，把见到的化石和现代生物进行对比，发现了它们之间的相似性，于是，史丹诺指出，这些化石是古生物的遗迹。 意大利西部托斯卡纳（Tuscany）地区的岩石成层性很好，一层层岩石平平地躺着，一眼望不到头。有些地方岩层虽然倒塌了，但成层性依然保留着，经过侧向追索，发现这些倒塌的岩层与没有倒塌的水平岩层遥相连接。 史丹诺如实记录了他的所见所想，于1669年发表《天然固体中的坚质体》一文，提出了他的认识：地层未经变动时产状是水平的，并且侧向连续延伸，未经变动的地层上层新、下层老。 史丹诺的认识揭示了地层的原始产状特征和新老关系，被后人奉为三大地层学原理： ①原始水平原理，地层未经变动时呈水平产状； ②原始连续原理，地层未经变动时侧向连续延伸； ③地层叠置原理，地层未经变动时沉积年龄上新下老。 见到被侵蚀和垮塌的岩层，史丹诺恢复了它们的原始水平产状 再来说莱伊尔（Charles Lyell, 1797～1875年）。他是学法律的，1816年入学，1821年在牛津大学获硕士学位。 莱伊尔在学习法律期间有机会环游英国乡村，对所见到的地质现象非常感兴趣，就开始在业余时间研究地质学。 他根据自己的观察结果，于1822年发表关于淡水灰岩成因的论文，转年被选举为伦敦地质学会秘书。1827年，他彻底放弃律师行业，专心研究地质学。 莱伊尔（Charles Lyell，1797～1875 ） 莱伊尔的地质考察足迹遍及欧洲各地，掌握了丰富的第一手地质资料。 他以自己的考察资料为基础，完成了三卷本《地质学原理》。这是一部地质学的经典性著作，反映了19世纪地质学的理论发展水平，被誉为自然科学史上划时代的名著。 莱伊尔在书中指出，地壳岩石记录了亿万年的历史，可以客观地解释出来，而无需求助于《圣经》；那些通常看来是“微弱”的地质作用力，例如大气降水、风、河流、潮汐等，在漫长的地质历史中慢慢起作用，就能够使地球的面貌发生很大的变化。 莱尔强调“现在是认识过去的钥匙”，这一思想被发展为“将今论古”的现实主义原理。1849年，莱伊尔当选为伦敦地质学会主席。 后人把他誉为“现代地质学之父”。 “有钱有闲”型是说一些人并没有自己的本职职业，但他们有钱、有闲功夫、有闲心，就是喜好游山玩水。 在亲近大自然的过程中，他们对地质现象产生了兴趣，凭借人类好奇和求知的本能，深刻理解了地质现象背后的成因。 这些认识发表后一鸣惊人，他们也终于修成正果，成了大牌地质学家。 赫顿（James Hutton，1726～1797年） 例如，J.赫顿（1726～1797年）。他毕业于英格兰爱丁堡大学法律系，但他对化学更感兴趣，结果，当了一年律师后辞职，又去学了三年与化学相近的医药学，于1749年在荷兰莱登大学获医学博士学位。 再次毕业后，他不去行医，却和同伴一直琢磨怎么更有效地从燃煤粉尘中提炼卤砂（氯化铵），这是一种制造药品、肥料和颜料的原料。 他们终于研发出一个廉价高效的提炼方法，并因此发了一笔大财。 于是，赫顿买了一个大农场，当起了农场主。 制造卤砂和经营农场让他赚足了钱。但赫顿不甘寂寞，于1765年放弃了农场经营，开始广泛地阅读，到处游览，去野外看岩石，观察大自然的作用过程。 他去苏格兰高地考察了岩石，认为火山活动是在释放地下能量，有点象瓦特的蒸汽机（当时瓦特正在进行这方面的试验）。岩浆通过火山喷发出来，固化为岩石。 他观察了河流的侵蚀作用和沉积作用，认为是河水把风化了的岩石碎屑冲到海里，逐渐积累形成砾石、砂土和泥土，而地层的固化和陆地从海洋中的上升是地下热的作用。 当时，关于地球形成的理论是一个时髦的探究话题，赫顿根据自己的观察提出，地球内部是非常炙热的，储存着改变地球面貌的动力，那些在遥远的过去曾经改变地球面貌的作用过程在遥远的未来也将继续进行。 1785年，他发表《地球的理论》一文，明确指出，地质现象可以用今天看得见的天然过程去解释，这些作用过程一直在缓慢地进行着，看不到开始，也看不到结束。 赫顿的论文标志着地质学从此成为一门有自己理论的科学。 18世纪以前，地质学收集了大量的岩石、化石、地层资料，但从没有被综合进一个可操作的一般性理论。 赫顿完成了这个任务，提出了现代地质学的地球观：自然规律的同一性（uniform）。这一地质学理论又被称为“现实主义原理（Actualism）”。 赫顿在地质学发展史上竖起了一座里程碑。 达尔文（C. R. Darwin, 1809～1882） 再如，达尔文（C. R. Darwin, 1809～1882）。他出生在一个医学世家，1825年16岁时被父亲送进爱丁堡大学学医。 但达尔文对学医不感兴趣，就转入农学院学习，经常到野外采集动植物标本，对自然历史产生了浓厚的兴趣。父亲认为他游手好闲、不务正业，一怒之下，又于1828年送他去剑桥大学，改学神学，希望他将来成为一个“尊贵的牧师”。 达尔文去了剑桥，但完全放弃了对神学的学习，在剑桥的三年中，整天和一些纨绔子弟赛马、打猎、酗酒，成了一个上流社会的公子哥。 达尔文在剑桥认识了一位植物学家。 1831年，海军正在为一次环球航行配备一位年轻的学者随行，据说是为了给船长当陪聊，怕船长因长期航海而郁闷。经这位植物学家推荐，达尔文登上了贝格尔号军舰。 这次，达尔文终于找到了自己喜欢的活儿。他随考察队钻丛林，登高山，采集各种动、植物标本，挖掘古生物化石，描述地层特征。他坚持每天记日记，写报告，为日后的研究工作积累了丰富资料。 5年后回到英国时，达尔文已经成了训练有素的博物学家，言谈举止再不是以前那个无所事事的无业小青年了。 达尔文登船时随身携带了一本刚刚出版的《地质学原理》第1卷。这本书成为他历时5年环球探险的精神指导，使他得以“用莱伊尔的眼睛去观察”。 回国之后，达尔文出版了一系列地质考察报告，包括《珊瑚礁》、《火山岛屿地质观测》、《南美地质观测》等。他在报告中提出，环状珊瑚礁是珊瑚虫的残骸堆积形成的。 莱伊尔本来认为这些珊瑚礁是水下的火山口，看了达尔文的报告后，他修改了原来在《地质学原理》中的认识，采纳了达尔文的观点。 这一来，达尔文成了远近闻名的地质学家，1838年，他被选为伦敦地质学会秘书。 后来，在莱伊尔的多次督促下，达尔文于1856年动手撰写《物种起源》，于1859年出版，建立了以“物竞天择、适者生存”为核心的生物进化论学说。 你读完这篇短文又有什么新的想法？ |
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