到19世纪初,以法国古生物学家、比较解剖学家居维叶为领袖的非现实 主义灾变论占据了统治地位。
乔治·居维叶(1769—1832)毕业于斯图加特的加罗林研究院。1792年 他写成第一部著作《帽贝属软体动物解剖学》,得到当时著名科学家圣·伊 利的高度评价,并邀请他去巴黎。1795年,他在皇家植物园任比较解剖学教 授,在法兰西学院任博物学教授,同年当选为法国科学院院士。后来,他还 当过路易十八的内务大臣、巴黎大学校长、拿破仑时代以及复辟时代的国会 议员、贵族院成员等要职,是一个身居爵位的科学家。
居维叶的研究范围,主要是比较解剖学、古生物学以及动物分类等,并 成为这些学科的创始人,为地史学以及古脊椎动物学的建立做出了卓越的贡 献。
居维叶同布朗尼亚尔(1770—1847年)合作,对巴黎盆地第三纪沉积岩 层 (主要是覆盖在白垩系之上的一套岩系)进行了长期、详细的研究。他们 取得的成就早已闻名于世。1808年,他们发表了《巴黎盆地附近地质》一文, 1811年,居维叶又和布朗尼亚尔合写了《巴黎附近矿物志》,以及《化石骨 骼论》(1812年),都是深受同行赞扬的优秀作品。
他们在长期的地质研究中,发现了在不同的地层中,含有不同的动植物 化石,并认为地层越深、越古老,所含动植物化石就越和现在生活着的动植 物不相同,有些显然是属于灭绝的种属。这证明生物界是变化着、发展着的, 而绝迹了的动物就是现代动物的祖先。这本来是19世纪上半叶的重大科学论 断,对当时盛行的上帝创世论和物种不变论是个有力的批判。但是,居维叶 作为封建贵族的政治代表,政治偏见使他颠倒了科学上的真理和谬误。为了 把活生生的科学事实同创世论调和起来,他臆造了一个全球灾变理论,其实 质就是用上帝多次创造世界来代替水成论和火成论的一次创造。他说,不同 的地层结构是由于发生过多次洪水灾变,不同地层中的不同生物化石则是在 每一次灾变后的重新创造。他甚至断言:《圣经)中的诺亚洪水,就发生在 五六千年之前。居维叶的这个论点,维护了物种不变论。居维叶的灾变论, 在他1825年发表的《论地球表面的变动》一书中有系统的阐述。
居维叶在古生物学比较解剖学方面的造诣使他能够达到根据一块化石复 原出整个生物的地步。在居维叶活动的年代,虽然进化论与物种不变论的争 论还是相当激烈的,但是生物在环境影响下可能发生变异的思想,由于拉马 克的提倡已经不是什么新概念了,甚至连反对拉马克学说的居维叶也承认生 物在局部环境和气候长期连续变化的积累下有发生变异的可能性。但是他认 为这种变化不足以改变生物原有的类型,即不足以引起物种的改变。因为在 居维叶看来,生物在构造上划分为四个不同的类型,如果这些类型在构造上 有联系,应该有中间类型存在。可是从地下发掘出来的大量古生物化石中并 没有过渡类型的生物化石。为了说明不同地层中脊椎动物化石在物种上的明 显差别,以及这些化石与现存生物的差别,居维叶提出了灾变论。居维叶指 出:干燥陆地的出现并不是由于水面或多或少引起逐渐的和广泛的下降,而 是存在着多次地面突然上升和接连多次水的退却。这种水的反复进退不是缓 慢的和渐进的,恰恰相反,大多数是突然激变,先是淹没,然后退却,最后 才出现现今的大陆基本轮廓。居维叶还举例说,在辨别化石中发现的新种属, 和现有的种属之间存在着重大差异,这是灾变的结果。最近的一次灾变,海 水曾淹没了现今的各大洲,后来又退去了,在北方各国留下了大四足动物的 尸体(冻土中的猛犸象等)。这些动物连皮、毛、肉都保留到现在,这说明:
(1)当时的普通气候状态,不是常年冰冻的,这些动物不可能在如此低温下 生存;(2)这些动物的死亡,是由于当地的气候在瞬间发生了翻天覆地的变 化。当那可怕的洪水席卷地球时,那些习惯于干燥陆地生活的生物被大洪水 卷走;而当海底灾变为干燥陆地时,另外一些水生生物也被枯死;整个物种 灭绝了。在当地的生物灭绝后,从远处迁移过来的生物代替了原有的物种, 因此在多次灾变中被埋葬在同一地区地层中的化石在种属上就会有明显的差 别。但是居维叶并没有从灾变论中直接引出上帝创造的观点。在《论地球的 革命》一书中,他写道:“当我坚持石质地层中包含着不同属的骨头,而泥 质地层中包含着现已灭绝的不同种的动物骨头时,我并不是指需要新的创造 行动产生生存的物种,我仅仅是说这些不同的种属过去并不存在于同一区 域,它们必定是从另外的地方来到这里的”。书中的内容,比较确切地反映 了居维叶灾变论的观点和论证。由于他夸大了研究对象的范围,错误地做出 了全球性的灾变结论,某些论点就同诺亚洪水结上了亲缘。
以居维叶为首的灾变论者在实际论证方面,修补了水成论学派的一些破 绽,使之更加迎合神学家们的口味。在宗教势力的影响下,灾变论曾风行一 时。居维叶及其门徒以反科学的理论,来消除新发现的事实与物种不变论的 重重矛盾,竭力把地球演化的历史,说成是周期重复的大灾变。这种错误理 论,严重地阻碍了地质进化论和生物进化论的发展,而使地质科学蒙上了不 可知的神秘色彩。
对灾变论的错误实质,恩格斯在《自然辩证法》一书中做过深刻的批判:
“居维叶关于地球经历多次革命的理论在词句上是革命的,而在实质是反动 的。它以一系列重复的创造行动代替了单一的上帝的创造行动,使神迹成为 自然界的根本的杠杆。”
作为一个自然科学家,居维叶在实际研究工作中揭示了许多在科学上颇 有价值的事实,特别在古脊椎动物学、古生物学和比较解剖学方面确有重大 贡献,恩格斯在《自然辩证法》一书中,论述科学上打开6个缺口时,与达 尔文、拉马克一起,也提到了居维叶的贡献。他所制定的“生物肢体对比” 原则,给人们以很大启示,使人们有可能根据任何一根小骨头来再造出未知 动物的整个骨骼,并推论出它生存的条件以及周围的气候条件和古地理环 境。
百年来,对居维叶科学成就的评价,批判者多,而对他在科学上的贡献 多有忽略。近年来,国外出版了一批介绍居维叶科学成就以及生平传记的论 著,使我们对居维叶学术思想和成就有了较多的了解和认识。
正当灾变论思潮风靡地质界的时候,一种生物缓慢进化思想在法国形 成,其代表人物是拉马克。
拉马克(174—1829年)是法国著名的生物学家,公认的物种变异论的 创始人。他早年从事过医学、植物学、物理学、地质学研究。1788年,拉马 克著有《法国植物》三大卷,在书中运用了自己独创的植物分类法,颇受重 视,不久,政府给予出版。从此,拉马克成为有名的生物学家之一,1793年 任科学院动物学教授。拉马克对于巴黎盆地第三纪介壳类化石与近代介壳类 的对比研究,为古生物学的发展做出了重大的贡献,因而拉马克被誉为无脊 椎动物学者的先驱,后来著有《动物哲学》及《无脊椎动物》,这两本书早 已成为世界名著。
拉马克生活的年代,正巧是灾变论产生与繁荣时期,拉马克对各类化石 颇感兴趣,长期进行研究,从而得出种与种之间有过渡关系的结论。他认为 一些种属是由另外一些种属逐渐发展而来的,而低级种属向高级种属的变 化,则需要一段漫长的地质时期。由此,拉马克得出地球已经存在十分久远 的结论:“一旦人类清楚地了解生物的起源——人类心目中的地球的这一久 远历史,一定还得拉长。……”这种进化的思想,受到当时权势的压制,在 拉马克生前没有得到鉴识和发扬。
与此同时,地球缓慢进化的思想在莱伊尔的学术思想中也逐渐孕育成 长。莱伊尔的成长,正反映出地质渐进论的形成。
19世纪20年代,莱伊尔满怀对地质科学的深厚感情离开了牛津大学, 但在父亲的压力下,他不得不到伦敦从事法律研究工作。
1821年,莱伊尔得知当时地质权威詹姆逊教授要在爱丁堡讲授地质学课 程的消息,为了进一步掌握地质理论,他毅然决定去爱丁堡听课。
詹姆逊 (177—1854年)是魏尔纳的得意门徒,1804年在苏格兰大学担 任自然历史教授,1808年在爱丁堡创立了魏尔纳自然历史学会,公推魏尔纳 为名誉会长。该会的目的,就是宣扬水成论学派的理论。在郝屯的火成论取 得公认后,魏尔纳的门徒逐渐发现自己的理论破绽百出,于是纷纷拥戴郝屯 学派。这就是地质学发展史上的火成论兴起和水成论的衰落时期。
詹姆逊讲的地质课,内容十分丰富,在理论上概括了19世纪以前各家的 观点,这对莱伊尔地质思想的形成与发展影响很大。
1823年,莱伊尔根据自己收集的资料,特别是对自己家乡地质情况的了 解,撰写了第一篇论文——佛法尔郡的河流地质,在伦敦地质学会上宣读, 受到了与会者的称赞。这篇论文是莱伊尔早期对地质考察的总结,也充分表 明了他当时基本上是一个水成论者。论文发表后,有许多评论称赞他观察地 质现象的细致和深入,并显示了他在地质研究中的才干。
为了占有各类地质资料,掌握野外考察的基本知识,莱伊尔于1822年特 地到家乡文其尔海地区考察海退现象,验证这个地区的海陆变迁和地层变 化。1823年,莱伊尔参加了将他引进地质学大门的导师巴克兰教授领导的地 质小组,到英格兰南部萨塞克斯郡和怀特岛进行地质考察,研究那里的下白 垩统地质界限与相互之间的关系。1824年,又随同巴克兰到苏格兰湖区进行 专题考察,对湖的形成以及该区地层、地质演变做了详细的记载。这些活动 大大丰富了莱伊尔的地质知识。
同年,莱伊尔专程陪同法国地质学创始人普利沃斯特到英格兰和苏格兰 进行地质考察,对那里的地层、岩石、矿物及构造等,进行了详细的研究。 在野外的共同生活中,莱伊尔从普利沃斯特那里学习他的专长和工作方法; 在共同探讨中,莱伊尔受到极大的启发和教育。
1825年,莱伊尔发表了关于岩脉侵入沉积岩的论文。从这篇论文可以看 出,随着对地质现象的广泛观察和深入分析,莱伊尔逐步发现有许多地质现 象不能用水成论的观点来解释,开始对老师的水成论产生疑问。
1827年春,莱伊尔有机会读到拉马克的名著《动物哲学》。这本书引起 了他的深思,尽管一时他还不能完全接受拉马克的理论,但这物种可变的真 理,不能不动摇他对水成论的崇拜。
同年,莱伊尔在评论施克罗柏写的《法国中部地质》一书时,提出了与 郝屯学说相似的论点,把许多地质现象都归因于一般自然进程中水与火的作 用。这种论点基本上排除了宗教迷信的愚昧和旧观念,可见莱伊尔通过地质 考察和同著名科学家的广泛接触,学术思想有了较大的变化。
1828—1829年间,莱伊尔的学术思想非常活跃,他认为郝屯的火成论对 解释许多地质现象,特别是火山活动、火山作用以及火成岩的生成问题是比 较正确的;同时又受到拉马克思想的影响和启发,在他思想上孕育着地球历 史是渐进的概念。在这时,他与苏格兰地质学家莫奇逊(1792—1871年)合 作发表了一篇 《以法国中部火山岩说明河谷的冲蚀现象》的论文,文中的论 点是水成作用与火成作用相结合,并明确提出了自然变化的渐进作用。文章 发表后,遭到他的老师——水成论的维护者巴克兰教授以及许多权威地质学 家的反对和攻击,这对刚刚形成独立论点的莱伊尔来说,确实承受了沉重的 压力。但他的地质渐进观点已初步形成,他尊重科学事实,敢于坚持真理的 精神,博得了当时许多进步学者的同情与支持。
1824年以后,莱伊尔曾多次去巴黎,在那里结识了许多著名的自然科学 家,除居维叶、拉马克外,还有巴黎自然历史博物院矿物学教授布朗尼亚尔, 法国地质学创始人普利沃斯特,德国自然地理学奠基人洪堡 (1769—1854 年)等。同他们交往、合作,共同探讨地质理论问题,对善于吸取他人长处、 概括能力很强的莱伊尔来说,真是受益非浅,可以说,这对他的进化论地质 思想的形成与发展是密切相关的。比如,原来莱伊尔是反对拉马克物种可变 理论的,他认为地球上的生物没有什么重要的变化,这一点在最初几版《地 质学原理》有关章节中,有明显的反映。1827年,莱伊尔读了拉马克的《动 物哲学》一书后,思想上开始发生变化,后来接受了达尔文的自然选择学说 和物种起源理论,纠正了自己的错误观点。
洪堡也是水成论领袖魏尔纳的学生,但他也是给水成论以致命打击的 人。他对世界各地的矿物、山脉和形成和变质现象,对火山作用以及自然历 史有着极深的造诣。他指出:火山作用不仅在地球的古代地质史中起了巨大 作用,并且在现代地质史上也起着巨大的作用。他发现,生成于山脉中或形 成火山岛的火山是成线状分布的,他还提出了火山与深入地球内部的地壳断 裂有关的思想。
1822年,洪堡发表了《东西两半球之岩层论》很受称赞,《宇宙》一书 的出版,更使他名震天下。洪堡的这些论点,特别是关于火山现象的理论, 对莱伊尔影响很深。在《地质学原理》一书中,有大量关于火山问题的论述, 比较充分地反映了洪堡的理论观点。
莱伊尔虽然在跨进地质学大门的初期,受了老师巴克兰的影响,但随着 广泛而实际的考察和对地质学史的深入研究,使他逐步清醒,并发现水成论、 火成论以及新兴起的灾变论,都与上帝的创世论一脉相承。他先后接受了郝 屯和洪堡等人的进步思想,开始建立自己的地质学理论。
莱伊尔在长期野外考察掌握了大量资料的基础上,明确提出:说明过去 的地质现象应在现在的自然现象中寻找;并建立了过去和现在的地质作用的 同一性的概念,从而奠定了莱伊尔渐进论思想的基本论点。
同时,莱伊尔还进一步提出了地质的外力因素:风、雨、河流、海浪、 潮汐、冰川、火山和地震等,经过漫长的地质历史,不断侵蚀、搬运以及沉 积作用,改变着地表结构和地壳构造,从而论证了这种地质作用是缓慢的。 他根据遍布欧洲的第三系与现代沉积相对比,提出:古今的这种“微弱”的 地质作用是均一的,因而推断出过去的地质过程同样也是缓慢的。
莱伊尔的这种论点,同当时盛行的居维叶的灾变论针锋相对,从而揭开 了地质学发展史上的又一场大论战——灾变论与渐进论的论战。
论战的焦点主要集中在:地壳及其生命的成因起源与变化是突然瞬间发 生的,还是逐渐、连续、缓慢地发生的。莱伊尔在论战中充分地论述了自己 的渐进观点,指出灾变论由于过低估计了过去时间的长度,结果把毫无关系 的事件扯到一起,好像它们是同时存在似的。他说,居维叶把几百万年,误 认为几千年,导致了对地球的年龄和历史做出荒唐的结论;同时指出灾变者 过于夸大了各种作用的力量及其猛烈程度,因而在追溯原因时,就虚构出“超 自然”神的存在。
论战中,莱伊尔广泛而系统地论证了渐进论的核心——“将今论古”的 现实主义理论和方法,并概括成为一句名言:“现在是了解过去的一把钥匙。”
莱伊尔以渐进论有力地驳斥了居维叶关于地球历史多次灾变的陈腐论 调。地质学经过对灾变论的批判,抹去了居维叶给地球发展史涂上的神秘色 彩,把地质学引向了进化、科学的发展道路,正像恩格斯在《自然辩证法》 一书中指出的:“只是莱伊尔才第一次把理性带进地质学中,因为他以地球 的缓慢的变化这样一种渐进作用,代替了由于造物主的一时兴发所引起的突 然革命。”
四、划时代的名著——《地质学原理》
莱伊尔经历了10年的艰苦努力,足迹遍及欧洲各地,掌握了大量而丰富 的第一手地质资料,在综合、汲取19世纪以前不同时期各自然科学家之所长 的基础上,形成了一个严整的、新的地质学理论——渐进论。为了总结自己 学习、工作经验,并有理有据地驳斥灾变论者的各种虚构和推测,他产生了 编写《地质学原理》的愿望,并立即动手工作。
1828—1829年间,莱伊尔制订了编写《地质学原理》的计划。为了充实 写作计划,他又到法国的奥沃尼、意大利的罗马、西西里一带进行地质考察, 取得大量资料。这些资料使莱伊尔认识到自然作用是地表变化的主要原因。 他认为现在活动的一些起地质营力:风力、河流、海流、潮汐、火山、地震 等等,加上地球内部的运动,都是改变地球外貌和促使地质作用发展的动力。 这就是莱伊尔进化论思想的基础,也是他提出现实主义的原则的基础。
1829年,莱伊尔完成了《地质学原理》第一卷的编写工作,1830年付印 出版。第一卷共分两篇:第一篇有14章,主要论述地质学研究的内容、地质 学发展简史、地质现象的自然法则等。其中关于地质学发展史就占3章篇幅, 在这一部分,莱伊尔比较详细地、系统地阐述了古代地质知识的积累、发展 和地质进化论思想的形成与发展。
第二篇共分11章,主要是论述无机界中现时正在进行的各种变化。莱伊 尔把地质现象归因于一般自然过程中水和火的作用,认为地球表面是屡经变 化的,这种变化一直在缓慢而不停息地进行着。书中对岩石的剥蚀、搬运、 堆积等作用都做了比较系统的阐述,并特别精辟地分析了欧洲和北美洲北部 的许多与当地地质结构完全不同的大量巨型漂砾,其成因与地理分布是水成 论和火成论都无法解释的课题。只能把各种现存作用力综合起来加以考虑, 才能比较确切地解释这个地质现象。同时,他还指出,与漂砾相联系的泥沙 沉积层的原理形状和特点,也是综合各种作用力,主要是“沉积作用和剥蚀 作用”的结果。这样,不仅比较容易理解沧桑变化的地质事实,同时也有力 地驳斥了不同地层都是由于突然的灾变所形成的错误理论。
1832—1833年,莱伊尔的《地质学原理》第二卷和第三卷相继问世。其 主要内容是论述了无机界和有机界正在进行着的各种地质变化。
第二卷分为两篇:第二篇(续)共包括八章,主要论述了火山和地震的 成因及其影响。第三篇共16章,内容是关于有机界现时正在进行的变迁。其 中有拉马克的物种变异论、物种性质及达尔文的自然选择说,有物种的地理 分布与移徙、人类的起源与地理的分布,特别是论述了关于珊瑚的形成理论, 这些丰富的内容反映了19世纪进化论地质学派的先进思潮。
这里必须说明一下: 《地质学原理》在最初(第五版之前)分为四篇, 1838年,莱伊尔将第四篇扩充成为独立专册,命名为《地质学纲要》;到1851 年,他又将这部分重新编写,充实、修订,定名为《普通地质学教程》;1865 年再次改名为《地质学纲要》,先后共出了6版,影响深远。莱伊尔在这本 书中建立了地层系统,论述了岩层分类、分布、形状和结构,其中对火山岩、 深成岩、变质岩的特征也做了精辟的阐述。就内容来看,它同《地质学原理》 是各有千秋。到1873年,《地质学原理》共出版门版,各国都有译本。我国 于清代同治十二年(1873年)由华衡芳翻译出版,译名为《地学浅释》。1959 年,徐韦曼先生从《地质学原理》英文第11版再次译成中文,由科学出版社 会分两册出版。
莱伊尔在《地质学原理)一书中,列举了大量事实,分析了大量的资料, 用当时所观察到的自然界的各种地质营力(如风、雨、河流、火山、地震、……) 来阐明了古今地壳的变迁,为动力地质学的建立提供了理论前提;用历史比 较的观点,说明地球的面貌是缓慢改变着的,从而为以后历史地质学的建立 奠定了理论基础。
莱伊尔对沉积岩经过高温、高压作用,使之发生结晶,再结晶的岩石, 称为变质岩,这样,他就比较确切地建立了岩石学的分类系统。
莱伊尔在书中还揭示了不同岩层中不同地质时代的生物化石同现代生物 之间的关系。指出,地层年代愈新,生物的类型与现时生存的物种愈相似。 莱伊尔通过对地层变化历史的研究,解释了生物进化史,从而为生物地层学 的建立奠定了理论基础。
莱伊尔的《地质学原理》的问世,促进了矿物学、岩石学、地质学、古 生物学、生物地层学、矿床学、构造地质学向纵深发展,推动了地质学新学 科的建立,它不仅完善了地质科学的理论基础,同时也为生物进化论开辟了 道路。
据记载,进化论的奠基人达尔文乘“贝格尔舰”做环球旅行时,就随身 携带着莱伊尔的《地质学原理》第一册,他说:“莱伊尔在他那本可钦佩的 书中发表了他的观点,现在我已变成了这个观点的热心信徒。南美洲的地质 调查,引导着我把这些观点的某些部分,引伸到更深入的程度。……”。著 名的生物学家赫胥黎也指出:“莱伊尔是一个主要的行动者,为别人和我自 己铺平了达尔文主义的道路。”
莱伊尔的《地质学原理》是一部代表19世纪进化论地质学的总结性的作 品,它反映了到19世纪中叶为止地质科学的先进思潮,因此,这本书被誉为 自然科学史上划时代的名著。
恩格斯在《自然辩证法》一书中除了盛赞康德、拉普拉斯、达尔文等人 的功绩外,也高度地评价了莱伊尔。恩格斯指出,在自然科学史上,对保守 思潮打穿了“缺口”的杰出科学成就有:“第一个缺口:康德和拉普拉斯。 第二个:地质学和古生物学(莱伊尔,缓慢进化说)。……”
莱伊尔的这部著作,构成了莱伊尔进化论的地质思想,莱伊尔在《地质 学原理》第10版序言中指出:“这些事实和论证,可以使我相信,现在在地 球表面上或地面以下活动的作用力的种类和程度,可能与远古时期造成地质 变化的作用力完全相同。”
这就是莱伊尔提出的“将今论古”的现实主义原则,作为研究过去地质 作用的方法,至今仍有其现实意义。
五、不懈进取
《地质学原理》第一册的出版,标志着莱伊尔在学术上进入了成熟阶段, 他书中渐进论的思想,引起了科学界的激烈争论,莱伊尔也随着这部巨著的 广泛流传而扬名于世。
《地质学原理》出版后,莱伊尔把全部精力都集中在野外地质考察和研 究工作上,通过地质实践,不断地验证自己提出的理论和观点,充实和完善
《地质学原理》的内容。从1830年到1873年的43年间,《地质学原理》共 出了11版,每一版的修改和补充,都是他艰苦野外地质考察的最好记录,是 他的心血的结晶。
《地质学原理》出版这一年,莱伊尔已满33岁,但由于他的全部精力都 集中在地质考察的研究工作上,个人的生活问题从未列入日程,特别是1830 年以后,他的精力更是集中于地质考察和《地质学原理》各版的修订工作上, 直到1832年7月12日,莱伊尔才同玛丽·伊丽莎白·诺尔妮结婚,这时莱 伊尔已满35周岁,诺尔妮只有23岁。当时莱伊尔正在撰写《地质学原理》 第二、三册,同时又忙于第一册第二版的出版,时间很宝贵。在取得了夫人 的同意后,莱伊尔决定趁蜜月旅行之际再进行一番地质考察。他们通过波恩, 沿莱茵河向上,穿越瑞士的阿尔卑斯山,到意大利北部,沿途还做了专题考 察,取得了大量资料,丰富了《地质学原理》第二、三册的内容。
1833年,莱伊尔再次从巴黎到波恩,沿莱茵河到法兰克福、曼海姆,直 至比利时的东部和法国的北部滨海一带进行了地质考察,对那里的海陆变 迁、海岸结构做了详细的研究。
1834年,莱伊尔到斯堪的纳维亚半岛进行地质考察,特别是对瑞典海岸 上升现象颇感兴趣。在这次野外考察中,他研究了冰川现象和冰川活动,这 次考察所取得的成果都补充在《地质学原理》一书第三版中。
1835年,莱伊尔应邀参加了在波恩召开的德国科学协会会议,会上受到 与会者的尊敬,被选为地质学组的领导人之一,同德国著名地质学家冯·布 赫,法国著名地质学家埃里·德·鲍曼轮流主持地质组的工作。在会议期间, 莱伊尔多次同他们进行讨论与交谈,获得颇大的启发。
1836年,莱伊尔以伦敦地质学会地质年会主席的身份主持了年会,会 上,他高度评价了剑桥大学地质系教授塞治维克关于层理、节理、劈理的论 述;并赞扬了莫奇逊关于志留纪地层系统的理论,受到与会者的重视。
1837年,莱伊尔经丹麦到挪威进行地质考察,对那里的各种地质作用做 了考察与研究。这一年《地质学原理》第5版出版。
1838—1840年,莱伊尔集中精力从事冰川的考察与研究,1839年提出了 冰河期的概念,从而建立起第四纪地层的完整系统。
1840年,莱伊尔听取了阿卡则(1807—1873年)在伦敦地质学会上宣读 的有关冰河期的报告和论证,使莱伊尔深受启发。于是,莱伊尔根据新的资 料重新拟定了划分第四纪地层系统的科学根据,并纠正了过去把某些苏格兰 冰川地形当作古海海面侵蚀遗迹的片面看法。阿卡则是瑞士的著名自然科学 家,1846年移居北美,曾担任波士顿、加尔瓦尔特大学等地质学教授,他对 阿尔卑斯山冰川做过长期的考察与研究,提出了古代大陆冰川作用的理论。
莱伊尔对于冰川的认识,在《地质学原理》第一册第16章中有所论述。 这一年 《地质学原理》第6版出版。
1841—1842年,莱伊尔到北美旅行并进行地质考察。这次旅行由美国著 名地质学家霍尔陪同并作向导。霍尔从1836年就是纽约州地质调查所的研究 员,并担任奥尔朋城自然史博物馆馆长,对北美许多地区的地质做过研究, 对地槽学说的发展做出了一定贡献。
在这次考察中,莱伊尔研究了魁北克地区下古生界与古老结晶岩系的不 整合接触;研究了尼亚加拉瀑布,认为这个瀑布是说明河流在坚硬岩石中能 逐渐掘蚀一个大深谷的例证。尼亚加拉河是在一个台地上流过的河流,原台 地上的一块洼地,形成现在的伊利湖。这些资料在《地质学原理》第11版第 2篇第15章(水成作用)中都有充分的阐述。莱伊尔在考察中检查了煤层植 物化石——痕木的原生产状,并把加拿大地质调查所所长罗干 (1798—1875 年)关于原生煤层的理论引伸到美国宾夕法尼亚煤田。考察期间,他对北美 东部中生代、新生代地层以及那里的冰川现象进行了研究。这次考察,他采 集了大量标本,搜集了大量珍贵资料,取得了丰硕的成果。
在考察期间,莱伊尔应邀出席在波士顿召开的美国地质工作者协会大 会,会上做了专题学术报告,受到热烈的欢迎。回国后,他集中精力编写和 整理北美考察资料和进行标本鉴定。
1845年,莱伊尔的《北美旅行记》分两卷册出版。这本书生动地描述了 北美地质考察的过程和内容,成为研究北美地质的重要文献。
这一年,莱伊尔又带着新的课题第二次去美国考察。他首先观察研究了 宾夕法尼亚煤田地层,然后沿密西西比河考察了两岸地质,对三角洲、冲积 平原的成因、发展做了详细观察与研究,重新审核了密西西比河排入墨西哥 湾的水量,提出了沉积物质的重量和堆积的数据等问题。
1846年回国后,莱伊尔在美国科学协会做了这次考察的专题报告,受到 热烈的称赞。
1848年莱伊尔开始整理第二次去美考察资料,并着手编写第二次访问美 国的游记。第二年,《美国第二次访问记》出版。
1850年,莱伊尔再次去比利时和德国考察,核实和论证过去已取得的资 料,记述了典型的地层露头,在火山喷发的资料方面又获得了新的论证。在 这次旅行期间,莱伊尔会见了许多地质学家,探讨了关于欧洲地质的一些重 大课题。在波茨坦,莱伊尔会见了洪堡,这两位著名的科学家畅谈了许多地 质理论问题,其中有关火山现象的探讨尤为精辟。洪堡提出了火山作用不仅 在地球的古代地质史中起了巨大的作用,在现代地壳活动中也有着重要作 用。他认为生成于山脉中或形成火山岛的火山是成线状分布的,提出了火山 与深入地球内部的地壳断裂有着密切关系的新见解。这些进步的地质思想, 对莱伊尔影响很大,对他充实和修订《地质学原理》有关篇章起了指导作用。
1852年,莱伊尔应邀到波士顿罗维尔研究所讲学。在讲学中,他宣传自 己的渐进论观点,以在北美两次考察所获得的资料为例证,并概括了欧洲各 地的地质资料,讲授生动有趣,内容丰富,深受听众欢迎。
此后,莱伊尔又到欧洲许多国家旅行、考察,先后到过西班牙、瑞士、 奥地利、捷克等地。莱伊尔在捷克旅行期间,同波希米亚地质学家巴兰台(1799 —1883年)共同探讨了波希米亚地区地层划分、对比及所含动植物群等问 题,巴兰台的见解对莱伊尔启发颇大。同时与德国著名的侏罗纪学者交谈了 欧洲侏罗纪地层的分布、划分问题。
旅行期间,莱伊尔专门去考察了瑞士的冰川活动,他认为苏格兰高原冰 川可能属于阿尔卑斯冰期的一部分,而英美分布的冰川则属海洋性质的。他 还在瑞士著名地质学家斯图德尔和埃希尔的陪同下,广泛地考察了瑞士境内 的地质特征。对瑞士地质的概貌有了比较详细的了解。
1859年,莱伊尔去荷兰和法国巴黎考察。在荷兰,他研究了荷兰的海水 内侵问题,观察了被海侵淹没了的村庄。他还参观了抽干哈勒姆湖的工程。 同年,莱伊尔参加了英国科学协会地质学组会议。会上,他对达尔文已脱稿 的巨著《物种起源》给予高度评价和热情的宣传,指出:“在我看来,根据 他的研究和推理,对于同生物的亲缘关系、地理分布和地质连续有关的多种 现象已经提供了清楚的解释,没有其他假说能够加以解释,或曾试图加以解 释。”莱伊尔以自己在学术界的声誉和地位,为达尔文 《物种起源》一书的 出版消除了某些障碍和阻力。
次年,莱伊尔去牛津参加了英国科学协会会议。同年再去德国考察。开 始搜集和整理有关人类的起源与演化的资料,并致力于这个问题的研究。
莱伊尔对地质学的研究是孜孜不倦、永无止境的,他把几十年的考察成 果,不断地充实到《地质学原理》各版之中,不断地完善自己的论点,确保 了这些论著的生命力。1872年,他虽然已是75岁高龄,还专程到法国考察 洞穴堆积,获得了许多珍贵资料,为撰写《人类演化的地质证据》一书,创 造了条件。
由于莱伊尔在地质科学发展中的突出贡献,因此在国内享有颇高的声 誉。他曾为牛津大学(1853年)和剑桥大学(1874年)聘为名誉博士,两次 当选为伦敦地质学会主席,1861年当选为英国皇家学会主席,1861年政府任 命他为英国博物馆馆长。在国外学术界,莱伊尔的声望也很高,曾被选为法 国科学院通讯院士,荣获普鲁士科学奖状(1861年),并应邀参加过多次国 际学术会议。1848年英国政府封他为爵士称号(准男爵),以此身份于1861 年代表伦敦大学出席了国会。
六、与达尔文的友谊
莱伊尔在一生中结识了许多知名的大科学家,在20年代初期有居维叶、 洪堡、拉马克等,这些人对他渐进论思想的形成起了重要作用。40年代,特 别是 1831—1837年间,莱伊尔与达尔文交往密切,他们之间的友谊促进了 各自理论的发展,对地质学进化论思想和进化论生物学的发展起着相辅相成 的作用。因此,介绍莱伊尔的科学成就,自然也应包括达尔文的学术思想在 内,况且这两位伟大科学家之间的友谊,堪称是相互学习、取长补短、共同 前进的典范。这种友谊是在共同探求真理,尊重科学的道路上凝结而成的, 并为发展科学做出了贡献。
达尔文 (1809—1882年)是19世纪杰出的英国自然科学家,生物进化 论的奠基人,达尔文主义的创始人,世界名著《物种起源》的作者。
达尔文在1809年2月12日生于英国雪鲁斯普里城,1825年进爱丁堡大 学学医,1828年遵父命进剑桥大学攻读神学。后来,由于受植物学家汉斯罗
(1796—1861年)和地质学家塞治维克(1785—1873年)的影响,对自然科 学发生了浓厚的兴趣,经常随同他们去野外采集标本和进行地质考察,这对 达尔文确定从事自然科学事业起了重要作用。
1831年,达尔文大学毕业,取得学士学位。这时,莱伊尔已成为赫赫有 名的科学家了。达尔文大学毕业后,由于他的老师汉斯罗的推荐,于 1832 年以自然科学工作者的身份,登上了英国政府派出的“贝格尔”巡洋舰去做 环球旅行。临行时,汉斯罗让他携带了莱伊尔的 《地质学原理》第一册,并 告诫他不要接受莱伊尔地质渐进论的观点。在实地考察期间,达尔文把这本 书当作地质考察的向导,地质工作的指南。达尔文从亲身的实践中体会到, 莱伊尔关于地质作用的观点远远胜过他所知道的其它任何著作,认为莱伊尔 的书是一本“可钦佩的书”。达尔文很快成为莱伊尔理论的热心拥护者。
在5年的考察旅行中,达尔文游历了南美洲、澳大利亚和南太平洋各岛 屿,获得了大量珍贵资料。在地层构造观察中,达尔文把所发现的生物化石 同现实陆地生存的动植物加以对比,他发现,保存在地层中的化石与该地现 存生物种属既有相似性又有差别,这样便使他开始对物种不变理论产生了怀 疑,打破了在他头脑中长期存在的关于上帝创世论和物种不变的旧观念。
1836年,达尔文带着大量珍贵的考察资料返回英国。5年的考察生活, 大大开阔了他的眼界,丰富了他的知识领域。他这次考察的收获是:(1)认 识到动植物的种类是变化的、变异的;(2)发现南美大陆在近代地质时期中 存在着缓慢而逐渐上升的现象; (3)重新核定了关于珊瑚礁形成的理论。
在莱伊尔的大力协助和鼓励下,达尔文用较短的时间整理了考察资料, 并发表了一系列论文。1837年,他发表的《贝格尔号环球旅行所经各国的自 然史和地质研究日记》一文,受到当时学术界的热烈称赞。大量著作的发表, 使达尔文的声望逐渐高起来。
在莱伊尔的具体帮助下,达尔文于1845年完成了《一个自然科学家在贝 格尔号航行日记》一书的创作。在该书出第二版时,达尔文特设专页写上对 莱伊尔的献词:“谨以感谢和愉快的心情,将本书的第二版献给皇家学会会 员查理士·莱伊尔爵士。这本日记以及作者的其它著述如有任何学术价值, 那末,这主要归功于那本著名的、可钦佩的《地质学原理》,特此致谢。” 可见,达尔文对莱伊尔是十分尊敬的,以上的简短文字,足以表达他对莱伊 尔的感激之情及他们之间的诚挚友谊。达尔文在书札中写道:“我经常想, 我的著作有不少东西是从莱伊尔的头脑中得来的,但实际上我对那些东西却 并不十分清楚。《地质学原理》的伟大功绩完全改变了我的精神状态,结果 使我感到,即使我看到莱伊尔没有看到事实,也总是部分地通过莱伊尔的眼 睛看到的。”
自然选择理论和生物变异学说是达尔文进化论的核心,也是他对科学的 主要贡献,而这些理论的形成和发展,严格地说,也是导源于莱伊尔的“将 今论古”的现实主义原则。莱伊尔的渐进的地质思想,使达尔文深刻地认识 到现时生存的物种是由先存物种变异和遗传而来的,而先存物种,又起源于 更古的、更原始的物种。达尔文这种生物进化论,反过来又促进和影响了莱 伊尔地质思想和方法论上的改进和进步。达尔文的《物种起源》一书,是1859 年12月24日在伦敦出版的,它的出版震动了整个学术界。在该书出版前三 年,达尔文就把自己关于物种起源的思想、观点以及新的理论,无保留地告 诉了莱伊尔,在有机界的进化以及物种变异上,莱伊尔有不同的看法,直到 达尔文的《物种起源》一书出版时,这两位伟大的科学家之间,在重大理论 问题上还存在着原则分歧,有一些观点,甚至是针锋相对的。但是,莱伊尔 不但真诚地鼓励和支持达尔文努力完成巨著的创作,同时还以自己在学术界 的声望和影响宣传达尔文的理论,推荐达尔文的论著,因而使达尔文的理论 和著作得以广泛流传并为科学界所赞许。达尔文在《物种起源》出版半年后 给英国自然科学家胡克的信中说:“有一点是看得很清楚的,没有莱伊尔、 你、赫胥黎等的帮助,我那本书早已失败了。”
莱伊尔是坚持物种不变论的,他认为生物进化论是超自然的智慧的结 果。在关于自然选择学说和人类起源问题上,他曾与达尔文发生过多次激烈 争论,并为此向达尔文提出警告。然而,达尔文据理力争,并以许多实际资 料和实验结果来论证,经过达尔文、胡克等人的耐心启发、教育和千方百计 的劝导,莱伊尔终于服从了真理,完全放弃了他坚持30余年的物种不变的传 统观念,接受了达尔文的自然选择学说和物种变异理论。这使达尔文感到由 衷的喜悦,达尔文说:‘鉴于他的年龄,他以前的观点以及在社会上的地位, 我认为他对这一理论的行动是英雄的。”当然,对于莱伊尔来说,这个转变 确实是经过了痛苦的思想斗争。他尊重科学、坚持真理,勇于改正错误的精 神,得到了科学界的称赞。
莱伊尔认识了自己的错误论点后,曾多次公开表示他接受自然选择学说 和物种变异理论,并在《地质学原理》第10版中,就这方面做了一些阐明和 更正。