大陸漂移的確定

斯蒂芬·杰·古爾德

當(dāng)新的達爾文主義正統(tǒng)觀念席卷歐洲時，對這一學(xué)說最著名的反對者，年邁的胚胎學(xué)家卡爾·恩斯特·馮·拜爾，不無諷刺地指出，每一個勝利的理論都經(jīng)歷過三個階段：第一個階段是被當(dāng)作不正確的理論拋棄掉；第二個階段是被當(dāng)作與宗教對立的理論否定掉；第三個階段是被當(dāng)作教條接受，并且每一個科學(xué)家都聲稱早就認識這個理論的正確性。

我第一次接觸到大陸漂移理論時，它正處在第二階段，受著審判的煎熬。當(dāng)時，美國知名古生物學(xué)家當(dāng)中唯一敢于公開支持這個理論的肯尼思·卡斯特來到我的母校安蒂奧克學(xué)院做講演。我們并不是頑固的保守主義堡壘，我們多數(shù)人完全是出于明智而拋棄了他的思想（因為我現(xiàn)在正處在馮·拜爾所說的第三個階段，所以我清楚地記得，卡斯特在我心中播下了實實在在的懷疑的種子）。幾年以后，我成為哥倫比亞大學(xué)的研究生，我記得，我那出色的地層學(xué)教授嘲笑過到澳大利亞看大陸漂移證據(jù)的人，他帶領(lǐng)一群忠誠的趨炎附勢的學(xué)生齊聲嘲笑（我現(xiàn)在已處在第三個階段，再回想這些，雖然有趣，但不爽）。出于對那位教授的尊敬，我必須說明，兩年之后，他的觀點迅速轉(zhuǎn)變了，并將以后的歲月愉快地用在重新做他的畢生工作上。

今天，只不過才過了十年，我的學(xué)生會懷著更多的嘲諷拋棄那些否認大陸漂移說是明確合理的人——具有預(yù)言能力的瘋子是有趣的，而陳腐的古板家伙只能叫人可憐。為什么在短短的十年就會發(fā)生如此深刻的變化呢？

在大陸漂移說遭到差不多普遍的拋棄期間，有關(guān)大陸漂移的直接證據(jù)，即從大陸裸露的巖石所得的材料，像今天一樣稀少。之所以拋棄大陸漂移說，是因為沒人能提出一個物理機制說明大陸在明顯固定的洋底上的流動。由于缺乏合理的機制，大陸漂移說被當(dāng)作荒謬的觀點拋棄了。似乎支持這個學(xué)說的材料，也總是被解釋后消除。如果這些解釋聽起來牽強或被迫的話，那倒有可能選擇另一個途徑——承認大陸漂移。在過去的十年，我們已經(jīng)收集了一組新的材料，這次是從大洋盆地。利用這些材料，再加上大量的創(chuàng)造性想象，以及對地球內(nèi)部的更深刻理解，我們設(shè)想出一種新的行星動力理論。按照這個板塊構(gòu)造理論，大陸漂移成為一種必然的結(jié)果。曾經(jīng)被完全拋棄的采自大陸巖石的舊材料，又發(fā)掘了出來，并被譽為大陸漂移的決定性證據(jù)。簡而言之，我們現(xiàn)在承認大陸漂移，是因為它符合一種新正統(tǒng)觀念的期望。

我把這個故事視為科學(xué)進步的典型。在舊的理論指導(dǎo)下，以舊的框架收集的新事實，很少能導(dǎo)致思想的實質(zhì)改變。事實并不“講述它們自己”，事實是按照理論解讀的。創(chuàng)造性思想，在科學(xué)中和在藝術(shù)中一樣，是改變觀念的動力?？茖W(xué)是一項精美的人類活動，并不是機械地、機器人似的收集客觀信息，在邏輯律的指導(dǎo)下，產(chǎn)生必然的解釋。我將從關(guān)于大陸漂移的“經(jīng)典”材料中找出兩個例子來說明這個論點。在大陸漂移說尚不流行的時候，這兩個材料都是要清除的謊言。

（1）古生代后期的冰期。2.4億年前，冰川覆蓋了現(xiàn)在的南部非洲、南極、印度和澳大利亞。如果大陸是穩(wěn)定的，這種分布帶來了難以克服的困難。

A.南部非洲東部的條痕走向表明，冰川是從現(xiàn)在的大西洋流動到這個大陸的（條痕是巖床上的條紋，是由于冰川經(jīng)過時在冰川底下與巖石的凍結(jié)造成的）。

世界的大洋是單一的系統(tǒng)，來自熱帶地區(qū)的熱傳遞使開放海洋中任何大的部分都保持不凍結(jié)。

B.非洲的冰川覆蓋了現(xiàn)在的熱帶地區(qū)。

C.印度的冰期肯定是在北半球的亞熱帶地區(qū)形成的，而且條痕表明是來自印度洋的熱帶水域。

D.北方大陸沒有冰川。假如地球冷得都能使熱帶的非洲結(jié)冰，為什么在北方的加拿大和西伯利亞卻沒有冰川？

如果南部大陸（包括印度）在這個冰期連接在一起的話，而且位置較靠南，連接著南極，那么這些困難便不存在了。南美的冰川來自非洲，而且不是通過開放的海洋?！盁釒У摹狈侵藓汀皝啛釒У摹庇《犬?dāng)時與南極連接一起，北極位于大洋的中部，而且冰川未能在北半球形成。聽起來就是大陸漂移，實際上，今天沒有人懷疑這點。

（2）寒武紀三葉蟲（生活于5億至6億年前的化石節(jié)肢動物）的分布。寒武紀的歐洲和北美的三葉蟲分成兩個不同的動物群，按照現(xiàn)在的地圖，它們的特定分布如下?！按笪餮蟆眳^(qū)三葉蟲，生活在全歐洲，并且生活在遠在北美邊緣的少數(shù)局部地區(qū)，例如東部（而不是西部）的紐芬蘭和馬薩諸塞東南部?！疤窖蟆眳^(qū)三葉蟲生活在整個美國和歐洲最西海岸的少數(shù)局部地區(qū)，例如蘇格蘭最北部和挪威的西北部。假如這兩個大陸一直相隔5000公里，那就極難理解這樣的分布。

但是根據(jù)大陸漂移理論，則恰好解決這個問題。在寒武紀時期，歐洲和北美是分離的，大西洋三葉蟲生活在歐洲周圍的水域，太平洋三葉蟲生活在美洲周圍的水域。這些大陸（現(xiàn)在含有三葉蟲沉積層的地區(qū)）然后便相互移動，最終連接在一起。后來，它們再次分開，但并不是嚴格按照以前相連時的路線，古歐洲的一些零散地區(qū)，攜帶著大西洋三葉蟲，留在了北美的最東邊，而北美的一些地塊吸附在歐洲的最西邊。

這兩個例子，今天會被廣泛用作大陸漂移的“證據(jù)”，但在以前的歲月里，被斷然拋棄了，并不是因為材料不完備，只是因為沒人能提出一個恰當(dāng)?shù)臋C制來說明大陸的運行。所有最初的漂移論者都設(shè)想大陸如何通過靜止的洋底運行。大陸漂移說之父阿爾弗萊德·魏格納在20世紀早期提出，萬有引力就可以使大陸運動。例如，大陸之所以緩慢地向西移動，是因為太陽和月亮的引力使大陸升抬，而地球在下面轉(zhuǎn)動。物理學(xué)家的反應(yīng)是輕蔑的，他們用數(shù)學(xué)表明，萬有引力沒有那么大的力，不能造成這樣巨大的運行。所以，支持魏格納的南非人阿利克斯·杜·托依特試圖尋找別的辦法。他提出，大陸邊緣洋底局部地區(qū)的放射性熔化，導(dǎo)致大陸滑動。這一假說也沒有為魏格納的設(shè)想增加多大的說服力。

因為在缺乏機制的情況下，大陸漂移說顯得有些荒謬，所以正統(tǒng)的地質(zhì)學(xué)家便試圖把那些使人聯(lián)想到大陸漂移的證據(jù)，解釋為一系列無關(guān)聯(lián)的巧合。

1932年，美國著名地質(zhì)學(xué)家貝利·威利斯努力使冰期的證據(jù)與靜態(tài)的地球相符。他借用“地峽連接”來救場，地峽連接是橫跨4800公里的斷斷續(xù)續(xù)的狹窄陸橋。他認為在巴西東邊和非洲西部之間有一個地峽連接，另一個是從非洲經(jīng)過馬達加斯加到印度，第三個是從越南經(jīng)過婆羅洲和新幾內(nèi)亞到澳大利亞。他的同事，耶魯?shù)慕淌诓闋査埂な鎻靥卦诎拇罄麃喤c南極之間加了一條，以及另一條從南極到南美，從而使南部海洋與其他水域之間的隔離有了連接。有了這樣的隔離海洋，便可以解釋南部地區(qū)的冰凍，解釋冰川流經(jīng)南美東部。冰川的冷水還補給了南部非洲的冰川。對位于赤道上方，距南方冰川以北4800公里的印度冰川，則需要另做解釋。威利斯寫道：“無法合理地設(shè)想出兩大冰川之間有任何直接的關(guān)聯(lián)，這種情況必須根據(jù)一種普遍的原因與局部地理及地形情況來考慮?！蓖沟墓ぷ骶褪前l(fā)明創(chuàng)造：他簡單地構(gòu)想一種地形上升，使熱而濕的南方水分成為降雪。針對北半球溫帶和北極地區(qū)缺乏冰，威利斯重建了一個洋流系統(tǒng)，以便他可以假設(shè)“在更冷的表面水下，有一種熱的潛流向北流，在北極上升為熱水加熱系統(tǒng)”。舒徹特很高興地峽連接提供了解決的辦法：

全北區(qū)了不起的生物地理學(xué)家，從北非到巴西有一個陸橋，另一個從南美到南極（這個陸橋今天仍然存在），還有一個從極地到澳大利亞，并從澳大利亞穿過阿那夫拉海到婆羅洲、蘇門答臘等到亞洲，再加上人們已經(jīng)承認的風(fēng)向、水流及遷徙鳥沿海架的擴散途徑，而且他還有所需的所有可能性來解釋生命的擴散，以及根據(jù)現(xiàn)在的大陸來排列地質(zhì)時期的大陸區(qū)域和海區(qū)。

所有這些陸橋的唯一共同之處，就在于它們都是假設(shè)的，任何一個陸橋都沒有一點直接的證據(jù)。然而，為了不把地峽連接這個假說解讀成教條主義者為了支持難以為繼的正統(tǒng)觀念而編纂得走了樣的神仙故事，我要指出，對威利斯、舒徹特及20世紀30年代的任何思想健全的地質(zhì)學(xué)家來說，有一件事顯得比設(shè)想數(shù)千公里的陸橋還要荒謬十倍，那就是大陸漂移本身。

憑借如此豐富的想象，寒武紀三葉蟲已不是不可克服的問題。大西洋和太平洋被解釋為環(huán)境不同，而不只是地方不同，太平洋是淺海，大西洋是深海。由于可以自由地編造寒武紀洋底幾何形狀的假說，地質(zhì)學(xué)家繪制著他們的地圖，信奉著他們的正統(tǒng)觀念。

當(dāng)大陸漂移說在20世紀60年代開始流行時，來自大陸巖石的經(jīng)典材料沒有起到任何作用，大陸漂移有了新的理論做依托，有了新型的證據(jù)做支持。魏格納學(xué)說物理上的荒謬在于他相信洋底阻礙了大陸的漂移。但是怎么能發(fā)生漂移呢？洋底是地殼，必定是穩(wěn)定的。而且地殼向哪里運動？地殼的片段運動難道沒有在地球上留下裂開的洞？所有事情并不是很清楚?；蛘呖赡苁堑貧み\動嗎？

“不可能”通常是由我們的理論來確定的，而不是自然來確定的。革命性的理論帶來的就是意想不到。假如大陸必須踏海而行，那么大陸就不會發(fā)生漂移。然而設(shè)想一下大陸連接在洋殼上，隨著洋殼片段的移動而被動地運動。我剛說過地殼運動會留下洞。這里我們走進了一個死胡同，必須憑借創(chuàng)造性的想象才能找到出路，而不是再到阿帕拉契的層巒中進行一番野外考察——我們必須以完全不同的方式建立地球的模型。

我們用一個比較合理的大膽設(shè)想，以便可以避開洞的問題。假如兩塊海底彼此離開，而地球內(nèi)部如果產(chǎn)生的物質(zhì)填補了空缺，就不會有洞了。我們可以進一步將這個陳述的因果含義倒過來：從地球內(nèi)部產(chǎn)生的新物質(zhì)可能是使古海底運動的驅(qū)動力。但是因為地球并沒有擴大，必定存在古海底沉入地球內(nèi)部的區(qū)域，故而維系了創(chuàng)造與毀滅的平衡。

確實，地表看起來像斷裂成不到十個大“板塊”，所有邊緣由創(chuàng)造（洋脊）狹窄區(qū)和毀滅（海溝）狹窄區(qū)連接起來。大陸固著在板塊上，當(dāng)洋底從位于洋脊的創(chuàng)造區(qū)散開后，大陸便隨著板塊運動。大陸漂移說不再是因自己的正確而驕傲的理論，它成了我們新的正統(tǒng)觀念——板塊構(gòu)造的一個被動結(jié)果。

我們現(xiàn)在有了一個變動論的正統(tǒng)觀念，這個觀念如同所取代的不變論一樣確定與不可妥協(xié)。這樣，支持大陸漂移的經(jīng)典材料又發(fā)掘了出來，并被當(dāng)作確切的證據(jù)。然而這些材料當(dāng)初在證實大陸變動觀時沒有起到作用，大陸漂移觀只是在成為一種新理論的必然結(jié)果時，才取得了勝利。

這種新的正統(tǒng)觀念使我們對所有材料的看法都變了。在我們復(fù)雜的世界中，沒有“純事實”。