魏格納 大陸漂移說的沉浮

吳名

1930年11月2日，科學(xué)史上的一位巨人——德國偉大的天文學(xué)家、氣象學(xué)家和地球物理學(xué)家魏格納（Alfred Lothar Wegener，1880年-1930年）殉職于冰天雪地的格陵蘭。從此，他那睿智的頭腦停止了思維，時年50歲。

像所有卓越的科學(xué)家一樣，魏格納以他短暫的一生給我們留下很多東西。大陸漂移說就是那許多財寶中最偉大的豐碑。不幸的是，這一光輝理論在他去世近半個世紀(jì)后，才得到了學(xué)術(shù)界的肯定。大陸漂移說如同一首起伏多變的樂章，幾經(jīng)磨難，才終于以它激昂的旋律，發(fā)出鏗鏘的聲響，也拉開了現(xiàn)代地理革命的序幕。

大膽猜測 驚世駭俗

1903年，23歲的魏格納已經(jīng)成為一名出色的氣象學(xué)家。他喜愛去海上探險，在探險中漸漸萌生關(guān)于大陸漂移的想法。如大家所熟知的那個故事：7年后，魏格納因病躺在病床上，墻上懸掛的一幅航海圖映入他的眼簾。他意外發(fā)現(xiàn)，南大西洋兩岸的海岸線輪廓極其相似。他忍不住去猜測：非洲大陸和南美大陸最初是不是連在一起的？

后來，魏格納又在一本論文集里讀到關(guān)于巴西和非洲的古生物有聯(lián)系的文章。他對比了印度、馬達(dá)加斯加島和非洲的地層構(gòu)造，也同樣得出某些對應(yīng)關(guān)系。這些“偶然”，像磁石一樣吸引著他善于深思的頭腦。他堅信，在自然界中，偶然絕不會無端產(chǎn)生。

于是，魏格納放棄了研究多年的氣象學(xué)，選擇了一個自己完全不熟悉的新課題——揭開大陸形成和地球演化的奧妙。然而，這個既新又老的科學(xué)堡壘，對一個年輕人來說，絕不是輕而易舉能夠攻克的。

說它“新”，是因為魏格納只是一位氣象學(xué)者，擺在他面前的是一個讓他備感生疏的地質(zhì)學(xué)課題。說它“老”，是因為早在兩千年前就有人提出“大地猶如在海上漂浮的大木筏”這種說法，但那時的人找不到任何證據(jù)。自大西洋被測繪成圖以來，關(guān)于其兩岸輪廓的相似性不斷地啟發(fā)人們產(chǎn)生大陸漂移的想法，然而懾于傳統(tǒng)的海陸觀念，沒有人曾深究下去。因此，要建立大陸漂移說，一洗兩百年來古老的地質(zhì)學(xué)理論，除了必要的知識準(zhǔn)備外，還必須有沖破傳統(tǒng)觀念的見識和膽略。

在這座科學(xué)高峰面前，魏格納拿出了自己的探險精神。他不顧親朋的勸阻，立志鉆研，1912年春，就發(fā)表了第一篇研究論文《大陸的生成》，并在同年先后以《從地球物理學(xué)的基礎(chǔ)上論地殼輪廓的生成》和《大陸的水平移位》為題，作了兩次關(guān)于漂移說的演講。但由于他的大陸漂移模式還很不完善，尤其是強(qiáng)大的傳統(tǒng)勢力的抵制，使它一開始就受到生存考驗。對魏格納的演講，在當(dāng)時既有火熱的贊許，更有冰冷的嘲諷，它預(yù)示著一場漫長的科學(xué)論戰(zhàn)的序幕已經(jīng)拉開，魏格納當(dāng)然是論戰(zhàn)的中心人物。

1915年，魏格納又將《海陸的起源》一書公布于世，一舉引起整個地質(zhì)學(xué)界的震動。書中系統(tǒng)地闡述了這樣的觀點(diǎn)：

陸地巖石由較輕的、剛性的硅鋁質(zhì)組成，漂浮在較重的、粘性的硅鎂質(zhì)大洋殼之上。大約3億年前，全球大陸是一塊連接在一起的原始泛大陸（北部為勞亞古陸，南部為岡瓦納古陸），后來可能由于潮汐力和地球自轉(zhuǎn)時的離心力影響，到中生代末期（2億年前），大陸出現(xiàn)裂隙并開始在硅鎂層上作向西和離極漂動——美洲西去，大西洋慢慢張開；印度次大陸從南極洲北上與亞洲撞接；亞洲西漂，在東岸留下了大陸碎片，成為今日的島弧線……一塊完整的古陸，逐漸形成現(xiàn)有的“七洲四洋”的格局。

這是魏格納在實地考察基礎(chǔ)上，綜合氣象學(xué)、地質(zhì)學(xué)、大氣物理學(xué)、大地測量學(xué)、動物學(xué)和植物學(xué)等多學(xué)科研究成果，從而提出的觀點(diǎn)。雖然這個認(rèn)識模式還很簡單，對地球的殼層構(gòu)造概念還顯得模糊，然而，魏格納首次揭開了陸地和洋底的成因性質(zhì)，提出地殼除了作垂直運(yùn)動外，還不停地進(jìn)行宏大的水平移動的猜想。于是，一個完整的大陸漂移假說誕生了。此時，這位年僅35歲的氣象學(xué)家，又獲得了一個新的身份——地球物理學(xué)家。

溯源追委 反遭責(zé)難

《海陸的起源》一書在剛出版時一度風(fēng)靡全球。雖然世界大戰(zhàn)正在進(jìn)行，還是有不少人專程到德國拜訪它的作者。人們對這位敢于越雷池、闖禁區(qū)的青年學(xué)者深表欽佩。一時間，魏格納在漢堡附近的簡陋小屋，成為當(dāng)時著名的“朝圣景點(diǎn)”。然而，這也為他帶來巨大的壓力。

一方面，在當(dāng)時的大陸漂移說論證還有很多不足；另一方面，這個革命性的思想，像一把利劍，刺痛了地質(zhì)學(xué)界的“權(quán)威”們。按傳統(tǒng)觀念，海陸的相對位置在地球歷史中是固定不變的，地殼運(yùn)動僅僅是垂直升降。古生物學(xué)家們也起來反對，他們用“陸橋”說解釋大西洋兩岸生物種屬相同的事實。

“陸橋”說認(rèn)為，在美非兩大陸之間，原有許多島嶼，宛如連接兩大陸的橋梁，使動植物可以從一個大陸越島旅行到另一大陸，企圖以此說明古生物種類在海洋間的差異和大陸間的相似。

魏格納為此提出質(zhì)問“難道裸子植物的種子會依靠風(fēng)力而遠(yuǎn)涉重洋？難道借助一個‘陸橋就可以進(jìn)行物種交換？”

對于寒冷氣候的冰川沉積物出現(xiàn)在亞熱帶地區(qū)（如澳洲、印度、南美和南非發(fā)現(xiàn)冰川遺跡）的問題，魏格納同樣用大陸漂移說去闡述，認(rèn)為是大陸曾經(jīng)相對于它們現(xiàn)在的地理緯度發(fā)生過移動所造成的。因為這種看來很反常的現(xiàn)象，氣象學(xué)是不好解釋的，而從大陸漂移的觀點(diǎn)看，則是順理成章的事。這些與地殼固定論直接相悖的觀點(diǎn)，更使魏格納受到他的論敵的攻擊。

為強(qiáng)化自己的觀點(diǎn)，魏格納還試圖用一組說明格陵蘭島與西歐相對位置變化的大地測量數(shù)據(jù)，來論證大陸漂移的事實。然而，適得其反，正是這組在當(dāng)時條件下難以精確測得的數(shù)據(jù)，為他招來最多的責(zé)難，并使其假說陷于更大的困境。

《海陸的起源》雖然一度風(fēng)靡全球，但并沒有使魏格納立即獲得相應(yīng)的學(xué)術(shù)地位。直到1924年，鄰國奧地利格拉茨大學(xué)他授予氣象學(xué)和地球物理學(xué)正式教授頭銜，這時，他已44歲。然而不久，一場更大的風(fēng)波又來臨了。

1926年11月，美國石油地質(zhì)協(xié)會專門討論了魏格納的大陸漂移說。這是在漂移學(xué)說史上一次格調(diào)最低沉的會議。若把大陸漂移說比作一首樂章，那么這次會議如同一段悲涼的詠嘆調(diào)。參會的14名權(quán)威地質(zhì)學(xué)家中，只有5人支持，7人堅決反對。反對者不僅把假說譏諷為“積木游戲”，還對出席會議的魏格納本人進(jìn)行誹謗和人格上的侮辱。此后，大陸漂移說便被認(rèn)為是“魏格納狂想曲”，處于奄奄一息之中。endprint

矢志不渝 以身殉職

要消除固有的偏見是十分困難的。有的權(quán)威們由于魏格納的論證有不足，就全盤否定漂移說，有的甚至不為自己的理由提出任何說明就斷然否定，還有一些淺薄之人竟因魏格納原是氣象學(xué)家，就把他提出的假說稱作是外行的“旁門左道”。

然而，作為一名嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)家，魏格納真正苦惱的還是，大陸漂移說對很多需要說明的問題缺乏應(yīng)有的證據(jù)。例如，他不能對地球的深層地震作出合理解釋：既然硅鎂質(zhì)構(gòu)成的洋底是粘性可塑的，為什么還有深層斷裂發(fā)生？既然大陸是由剛性巖石組成，為什么當(dāng)美洲陸地與太平洋洋底撞擊時，發(fā)生褶皺的是大陸邊緣而不是洋底？

然而，由于歷史條件的限制，魏格納在當(dāng)時還不可能對大陸漂移的機(jī)制作出準(zhǔn)確判斷。在魏格納的時代，人類對地球的了解還只限于大陸的淺層，對其深部（包括深海底）基本是一無所知的。因此，盡管他大膽地假設(shè)陸塊漂移在流動的層面上，猶如舟行碧波之中，卻無法證明那股巨大水平力的來龍去脈。他試圖用地球自轉(zhuǎn)的離心力和月球公轉(zhuǎn)的潮汐力去解釋，但是就連他自己也無法得出確切、肯定的結(jié)論。

后來隨著地球物理學(xué)的發(fā)展，上述兩種力已被證明不能引起大陸漂移。面對這個當(dāng)時無法解釋的地質(zhì)學(xué)現(xiàn)象，魏格納曾發(fā)出這樣的喟嘆：“漂移理論中的牛頓還沒有出現(xiàn)。”

今天我們已經(jīng)認(rèn)識到，并不是硅鋁層漂浮在硅鎂層之上，而是包括硅鋁層、硅鎂層和地幔上部在內(nèi)的整個巖圈（地殼），在位于其下的地幔軟流圈上運(yùn)動，才引起大陸的水平移動。顯然，地球陸塊這種宏大漂動的力源，主要不是來自地球外部，而應(yīng)該來自地球內(nèi)部。但是，更具有精確性的論證，至今仍在探索之中。而當(dāng)年的魏格納卻為了沖出這一阻滯科學(xué)激流前進(jìn)的峽谷，付出了巨大的代價。他一面堅持不懈地修改《海陸的起源》一書（逝世前一年出版了它的第四次修訂稿），一面不斷地進(jìn)行科學(xué)考察。

1930年，為了重復(fù)測量格陵蘭的經(jīng)度，以便進(jìn)一步論證大陸漂移，魏格納第四次奔赴人跡罕至的冰原。他把20名隊員分成三組，分別對島的東部、中部和西部進(jìn)行考察。兩名探險隊員被留在格陵蘭中部的臨時基地作極夜觀測，但是，暴風(fēng)雪一再耽擱為他們運(yùn)送給養(yǎng)的日期。9月21日，魏格納不顧一切，冒著零下65℃的酷寒，乘雪橇由海岸基地向海拔3000米高的中部進(jìn)發(fā)，艱難跋涉400公里，終于到達(dá)基地。可是，就在他啟程回返的途中，不幸的事情發(fā)生了——11月2日，他遭到暴風(fēng)雪的襲擊，倒在茫茫的雪原上，失去了蹤跡。直到第二年4月人們才發(fā)現(xiàn)他的尸體。他已經(jīng)凍得像石頭一樣與冰河渾然一體了。

魏格納一生曾四次去極地探險考察，在他第二次來到這里時，就深深領(lǐng)略過格陵蘭的酷寒，挨過長達(dá)三個月的黑暗，還曾折斷過一根肋骨。

最后一次探險時，魏格納在寫給好友喬治的信中說：“無論發(fā)生什么事，必須首先考慮不要讓事業(yè)受到損失。這是我們神圣的職責(zé)。是它把我們結(jié)合在一起，在任何情況下都必須繼續(xù)下去，哪怕是要付出最大的犧牲。這就是我在探險時的‘宗教信仰?！?/p>

生命短暫 是非常在

愛因斯坦有句充滿哲理的話：“科學(xué)的任務(wù)就是拆除那些常常阻礙科學(xué)向前發(fā)展的矛盾墻?！贝箨懫普f的建立，說明魏格納是個優(yōu)秀的“拆墻工”。他勇敢地沖擊了傳統(tǒng)學(xué)派的壁壘，動搖了海陸永恒的自然觀。如果說查理斯·萊爾“第一次把理性帶進(jìn)了地質(zhì)學(xué)”，建立了完整的地質(zhì)學(xué)體系，魏格納創(chuàng)立的大陸漂移說，則第二次揭開地質(zhì)學(xué)革命的帷幕。

然而，地球科學(xué)的這場革命是何等地艱難曲折。魏格納逝世后，漂移說也隨之衰落了，從此塵封30多年無人問津。地殼固定論被作為真理長期堅持，漂移說卻被當(dāng)成謬誤而遭到拋棄。

幸運(yùn)的是，20世紀(jì)50年代古地磁學(xué)的崛起，讓瀕臨絕境的大陸漂移說再度復(fù)興。眾多古地磁資料有力的說明大陸漂移的事實，而科學(xué)家們又成功完成了大西洋兩緣大陸輪廓的電子計算機(jī)拼合，為驗證漂移說提供了形象的證據(jù)。到了60年代，海底擴(kuò)張說的出現(xiàn)，又為大陸漂移的機(jī)制，找出了進(jìn)一步的合乎邏輯的答案。大陸活動論開始取代固定論。而魏格納——這位大陸漂移理論的先軀，也被譽(yù)為“地質(zhì)學(xué)的哥白尼”而名垂千古。

“真正的知識不是出自權(quán)威，更不是來源于對教條的盲目崇拜?！蔽焊窦{不懼強(qiáng)大習(xí)俗力量和頑固的傳統(tǒng)觀念的圍剿，勇于探索，才終能“獨(dú)上高樓”，提出開創(chuàng)性的大陸漂移理論。他和他的學(xué)說雖然長期含冤，但真理，終究是會閃光的。endprint