為什么英國維多利亞時代的地學(xué)特別發(fā)達(dá)？

閆欣芳

摘 要 維多利亞時代的英國，科學(xué)和文化走在世界前列，其中地學(xué)的發(fā)達(dá)引人注目，但是科學(xué)史界相關(guān)的地學(xué)史研究并不多。主要從三個方面分析了英國維多利亞時代地學(xué)發(fā)達(dá)的原因：工業(yè)革命和殖民擴張背景下的世界探險和考察活動的流行、地質(zhì)學(xué)和進(jìn)化論的互相推進(jìn)、地學(xué)的建制化。通過分析看出，科學(xué)的發(fā)展與其所處的社會情境密切相關(guān)，從科學(xué)的發(fā)展特征可以窺見其所處時代的文化特征和社會風(fēng)貌。

關(guān)鍵詞 維多利亞時代 地學(xué) 世界探險 進(jìn)化論 建制化

一 引言

維多利亞女王在位的64年（1837—1901）里，“大英帝國受工業(yè)革命之惠，經(jīng)濟迅速發(fā)展，人口增長，國力日益強盛，侵略擴張所向披靡，成為世界一等強國”（[1]，頁256）。值得注意的是，維多利亞時代“不獨是經(jīng)濟和軍事力量，科學(xué)和文化也都走在世界前列”[2]。概覽維多利亞時期的科學(xué)成就，除數(shù)學(xué)、物理學(xué)、天文學(xué)、化學(xué)等傳統(tǒng)自然科學(xué)之外，地質(zhì)學(xué)、地理學(xué)、博物學(xué)和生物學(xué)的發(fā)達(dá)也是這一時代的顯著特征。然而，由于1859年達(dá)爾文《物種起源》的出版在生物學(xué)領(lǐng)域掀起了一場“哥白尼革命”，并且恩格斯將進(jìn)化論稱為“19世紀(jì)自然科學(xué)的三大發(fā)現(xiàn)之一”①，人們對維多利亞時期科學(xué)的印象更多是博物學(xué)和生物學(xué)，從學(xué)科上看，科學(xué)史界對維多利亞時期科學(xué)的研究也主要關(guān)注博物學(xué)和生物學(xué)，而對地質(zhì)學(xué)史和地理學(xué)史的研究主要集中在地質(zhì)學(xué)界①。

維多利亞時代是地質(zhì)學(xué)和地理學(xué)發(fā)展的一個關(guān)鍵時期，此時近代地質(zhì)學(xué)和地理學(xué)得以誕生并迅速發(fā)展。關(guān)于歷史上的地學(xué)成就，1994年出版的《自然科學(xué)大事記·地學(xué)卷》以編年史的方式進(jìn)行了梳理。通過統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)②，1830—1901年幾個主要國家的地學(xué)成就中英國占37項、德國26項、美國17項、法國14項、中國14項，由此大致可以看出當(dāng)時英國地學(xué)發(fā)展的盛況。1830—1901年英國地學(xué)取得具體成就見表1。

為什么維多利亞時期的地質(zhì)學(xué)和地理學(xué)如此發(fā)達(dá)？這和博物學(xué)和生物學(xué)的發(fā)展有什么關(guān)系？地學(xué)的發(fā)展需要什么社會條件？思考這些問題有助于我們了解科學(xué)發(fā)展需要的社會動力，也可以從中洞察維多利亞時期的時代特征。文章嘗試從世界探險和考察活動的流行、地質(zhì)學(xué)與進(jìn)化論的關(guān)系、地學(xué)的建制化這三個方面加以論述。

二 世界探險和考察活動的流行

地學(xué)的進(jìn)步有賴于科學(xué)探險事業(yè)的發(fā)展和地圖法的完善。從這個意義上說，19世紀(jì)最顯著的成果主要體現(xiàn)在兩個方面：一是大陸內(nèi)地的科學(xué)探險填補了世界地圖的空白，二是各國使用較大比例尺測量地形的制圖法已經(jīng)很發(fā)達(dá)了（圖1、圖2）。地質(zhì)學(xué)和地理學(xué)的進(jìn)步離不開大規(guī)模、科學(xué)性、系統(tǒng)性的實地考察，而以全世界為考察對象的探險活動在維多利亞時代非常流行?！俺鲇谥趁駭U張和海外貿(mào)易的需要，域外探險與考察成為維多利亞時代的一個時尚，探險歸來（或壯志未酬）的英雄如同做出重大發(fā)現(xiàn)的科學(xué)家一樣受到社會的尊重，相關(guān)的地質(zhì)學(xué)和地理學(xué)（包括水文、洋流、氣象等）也都得到很大的發(fā)展空間。”[4]維多利亞時代歷險小說的流行及其對探險精神的宣揚便是探險時尚在文學(xué)領(lǐng)域的映射。事實上，維多利亞時期的很多地質(zhì)學(xué)家、地理學(xué)家本身就是探險家，他們幾乎都參與過探險和考察活動（表2）。

15—17世紀(jì)的地理大發(fā)現(xiàn)得益于哥倫布、達(dá)·伽馬和麥哲倫等人的海外探險，而鼓舞他們探索之行的是新貿(mào)易路線的開辟和東方財富的誘惑，隨之而來的是以西班牙和葡萄牙為主的海外擴張。歷史總是相似的，在維多利亞時代之所以流行探險活動主要與這一時期英國率先完成工業(yè)革命及其實行的殖民政策有關(guān)。維多利亞時代的探險家們同樣是乘載英國政府為資本主義的發(fā)展尋求原料和市場而派出的一批又一批的軍艦，在殖民擴張的帝國宏圖下推進(jìn)地學(xué)進(jìn)步的。

事實上，英國在17世紀(jì)建立資產(chǎn)階級政權(quán)后就開始了對殖民地的爭奪，到18世紀(jì)中期，經(jīng)過一系列的殖民戰(zhàn)爭，特別是四次英荷戰(zhàn)爭打敗“海上馬車夫”荷蘭，七年戰(zhàn)爭打敗最大競爭對手法國之后，就已經(jīng)建立起世界范圍內(nèi)的殖民霸權(quán)，殖民地財富提供的資本原始積累是工業(yè)革命發(fā)生在英國的一個重要條件。維多利亞時代的英國率先完成第一次工業(yè)革命，成為世界工廠；接著又經(jīng)歷了第二次工業(yè)革命的興起，此時美、德占據(jù)主導(dǎo)，而英國經(jīng)濟的增速卻相對放緩。無論是為了尋找更多的原料產(chǎn)地和市場，維護世界貿(mào)易的壟斷地位，還是化解失去技術(shù)優(yōu)勢的困境，維多利亞時代的英國都有強烈的動力和需求開拓更多的殖民地。

英國在19世紀(jì)中葉率先完成工業(yè)革命并一度成為世界工廠。據(jù)統(tǒng)計，英國每年加工制造的棉花產(chǎn)量在18世紀(jì)70年代初只有500萬公斤，到19世紀(jì)40年代初增加到5億3千萬公斤。鐵產(chǎn)量在1720年只有2.5萬噸，1850年增加到約228萬噸。1820年，英國采煤總量占世界75%，生鐵總產(chǎn)量占世界40%。19世紀(jì)中期，英國的機器與車床制造業(yè)在世界居于壟斷地位。英國的對外貿(mào)易額從1830年的11億英鎊增加到1870年的140億英鎊?？梢哉f，“英國的商品，處于旁人無從與之競爭的地位，運銷到世界各地的窮鄉(xiāng)僻壤。英國終于進(jìn)入亞當(dāng)·斯密所呼喚的‘自由貿(mào)易時期，強制各國都要為英國商品敞開著大門”（[6]，頁83）。

但是這種壟斷導(dǎo)致資本家發(fā)明和采用新技術(shù)的動力有所減退，因為只靠舊機器的運轉(zhuǎn)就能獲得巨額利潤，因此，19世紀(jì)70年代以后，英國的經(jīng)濟發(fā)展開始放慢，而此時第二次工業(yè)革命已經(jīng)開始，英國面臨德國和美國的強勢競爭，所以對通過殖民地控制更多市場和原材料產(chǎn)地的需求就更為迫切。在此情況下，19世紀(jì)60年代，英國開始了新的殖民地掠奪，其殖民爪牙全面伸向亞洲、非洲和大洋洲，英國政府向世界各地派出了一批又一批的探險隊和戰(zhàn)艦，達(dá)爾文的著名航行所搭載的“貝格爾號”就是眾多戰(zhàn)艦中的一艘?！暗?0世紀(jì)初，世界上的殖民地已基本瓜分完畢，英國所占份額最大。1876年時，它已擁有2250萬平方公里的殖民地和2.519億人口；到1914年增加到3350萬平方公里的殖民地和3.935億人口，相當(dāng)于英國本土面積的137倍和人口的8倍多?！保╗7]，頁88）

當(dāng)然，工業(yè)革命除了為世界探險提供動力和需求外，一個重要成果是使運輸部門實現(xiàn)了技術(shù)革新，英國率先在遠(yuǎn)洋航行中使用以蒸汽為動力的鐵制海輪，這為世界性的探險考察活動提供了技術(shù)支撐。

三 地質(zhì)學(xué)與進(jìn)化論

地質(zhì)學(xué)的發(fā)展與進(jìn)化論的提出是互相推動的。1859年達(dá)爾文《物種起源》的出版標(biāo)志著進(jìn)化論的誕生，它的誕生可以看作博物學(xué)在其發(fā)展的黃金時代——19世紀(jì)——取得的最偉大成果。關(guān)于博物學(xué)和地質(zhì)學(xué)的關(guān)系，吳國盛認(rèn)為：19世紀(jì)之前的博物學(xué)家會同時研究植物學(xué)、動物學(xué)和礦物學(xué)，但隨著材料積累得越來越多，再也沒有博物學(xué)家可以兼通這三個領(lǐng)域，博物學(xué)于是從19世紀(jì)開始分科化，分成了動物學(xué)、植物學(xué)和地質(zhì)學(xué)，“地質(zhì)學(xué)最先明確從博物學(xué)中分離出來，與生物學(xué)慢慢拉開距離”[8]。

事實上，在達(dá)爾文提出進(jìn)化論之前，很多學(xué)者就已經(jīng)提到了進(jìn)化思想，其中地質(zhì)學(xué)家的研究為進(jìn)化思想不斷提供證據(jù)和支持。根據(jù)傳統(tǒng)的特創(chuàng)論，地球的歷史只有6000年，萬物均由上帝所造，化石并不是有機生物的遺跡，而是上帝的惡作劇。但是，地質(zhì)學(xué)家不斷發(fā)現(xiàn)新的化石，記錄古老的地層。居維葉（Baron G. Cuvier，1769—1832）的比較解剖學(xué)工作已經(jīng)能將化石殘片復(fù)原。這些地質(zhì)學(xué)的新進(jìn)展揭示出生物滅絕的事實，同時也需要地球具有極其漫長的歷史，它們都與傳統(tǒng)信仰不符，為進(jìn)化思想提供了支持。

但是，自然神學(xué)對于博物學(xué)家們的束縛太深了，并不是每個人都能接受新事實和傳統(tǒng)信仰的矛盾，他們便提出災(zāi)變說試圖調(diào)和這一矛盾，代表是居維葉的水成論，而為了反駁災(zāi)變說又有地質(zhì)學(xué)家提出了均變說，代表是赫頓（James Hutton，1726—1797）的火成論。赫頓認(rèn)為地球的地質(zhì)特征是兩種相反的力共同作用的結(jié)果：重力引起的夷平趨向和地球內(nèi)部熱量引起的抬升趨向。在這兩種力作用下要想形成今天這樣的地質(zhì)情況需要極其漫長的時間。塞奇威克和賴爾都是均變說的支持者，他們對達(dá)爾文產(chǎn)生了重要影響。達(dá)爾文在劍橋大學(xué)神學(xué)院時結(jié)識地質(zhì)學(xué)家塞奇威克，1831年暑期曾隨塞奇威克到北威爾士地區(qū)進(jìn)行過一次地質(zhì)考察，收集了很多巖石樣本。賴爾是達(dá)爾文的好朋友，他在《地質(zhì)學(xué)原理》一書中深入闡述了赫頓的均變說。達(dá)爾文在環(huán)球航行時就隨身攜帶著賴爾《地質(zhì)學(xué)原理》的第一卷并潛心鉆研，之后又陸續(xù)收到另外兩卷，賴爾的均變論對其物種進(jìn)化思想的形成有很大的誘導(dǎo)作用。達(dá)爾文在《自傳》中曾寫道：“回想起我第一次從事地質(zhì)研究的地方，即佛得角群島中的圣地亞哥，我頗為驕傲，正是這次考察的結(jié)果使我確信賴爾的觀點，比其他任何著作中所提出的觀點都占有優(yōu)勢。”（[9]，頁51）

進(jìn)化論對于地質(zhì)學(xué)和地理學(xué)的影響也是非常深刻的。進(jìn)化論對于自然環(huán)境在生物進(jìn)化，包括人類進(jìn)化中作用的強調(diào)影響到了之后的地質(zhì)學(xué)和地理學(xué)的發(fā)展方向。在達(dá)爾文的晚年，科學(xué)界基本已經(jīng)接受進(jìn)化論了，可以說，19世紀(jì)后半期的地質(zhì)學(xué)和地理學(xué)都滲透進(jìn)了進(jìn)化論的思想。

達(dá)爾文在《物種起源》的末尾隱約表明人類和其它生物一樣也是進(jìn)化的產(chǎn)物，這種觀點在他之后發(fā)表的《人類的由來與性選擇》（1871）中確立下來，書中運用生物進(jìn)化的全套理論證明人類起源于動物，用自然選擇解釋從動物到人的進(jìn)化過程。人類的進(jìn)化論沖破了特創(chuàng)論的束縛，人們更加迫切地想要尋找古老人類的痕跡，這是19世紀(jì)后半期地質(zhì)學(xué)得以進(jìn)步的一大動力。并且，達(dá)爾文的進(jìn)化論“介紹了與目的論相反的因果論，來解釋了地理學(xué)、物理學(xué)和人文科學(xué)，這是19世紀(jì)后半期地理學(xué)發(fā)達(dá)的鎖鑰，這證明了地形之進(jìn)化論的解釋，產(chǎn)生地理發(fā)生學(xué)（Geomorphology），并知道人類的分布和活動完全為環(huán)境的條件所‘決定”（[5]，頁111—112）。

關(guān)于進(jìn)化論對地理學(xué)的影響，一個很好的例子就是德國地理學(xué)家拉采爾（Friedrich Ratzel， 1844—1904）①的研究。拉采爾是人種地理學(xué)的開創(chuàng)者，人種地理學(xué)即“人類在地面上擴充和分布的科學(xué)，這種科學(xué)的根本概念，乃是人類的生存絕對地為他所居住的地理所決定”（[5]，頁154）。受生物進(jìn)化論的影響，拉采爾認(rèn)為人和動植物一樣也是環(huán)境的產(chǎn)物，人類的活動、組織和分布都由環(huán)境所支配。此外，拉采爾也是在地理學(xué)領(lǐng)域鼓吹社會達(dá)爾文主義的代表。進(jìn)化論提出后，斯賓塞等人開始運用生物進(jìn)化論解釋社會現(xiàn)象， 將生物學(xué)中的變異、自然選擇、遺傳等概念引入社會學(xué)，用生存競爭來解釋人類的社會關(guān)系，并以此作為社會發(fā)展的動力，由此形成了社會達(dá)爾文主義。社會達(dá)爾文主義在19世紀(jì)60年代興起，并在其他國家廣泛傳播，成為種族主義和殖民主義的辯護者。拉采爾就是社會達(dá)爾文主義的信奉者，在《政治地理學(xué)》（Politische Geographie）里，他建立了國家、商業(yè)和戰(zhàn)爭的地理學(xué)，強調(diào)國家基礎(chǔ)是靠地理空間的征服來奠定的，生存競爭就是地理空間的競爭。達(dá)爾文提出的動植物所需的廣大地域?qū)τ谌祟悺⒚褡搴蛧彝瑯舆m用，國家也是有機體，國家與民族能否興旺與其所擁有的生存空間——領(lǐng)土面積有關(guān)。一個國家進(jìn)行領(lǐng)土擴張，甚至通過侵略的方式，只是為了保障生存空間，因而是無可非議的。雖然這一理論引來了很多爭論，但可以看出進(jìn)化論對地理學(xué)的影響深遠(yuǎn)。地理達(dá)爾文主義為帝國主義的殖民擴張?zhí)峁┝死碚摶A(chǔ)，殖民地的廣泛建立客觀上對地理學(xué)的進(jìn)步提出了需求，也為地理學(xué)的發(fā)展提供了更多的探索空間。

四 地學(xué)的建制化

一門學(xué)科的發(fā)展離不開該學(xué)科的建制化，維多利亞時代的地質(zhì)學(xué)和地理學(xué)得以迅速發(fā)展的一個關(guān)鍵因素就是地學(xué)的建制化，這突出表現(xiàn)在地學(xué)研究隊伍的職業(yè)化和地學(xué)研究機構(gòu)的建立。

“在十九世紀(jì)中葉以前，科學(xué)研究的業(yè)余傳統(tǒng)在英國科學(xué)界一直占據(jù)著統(tǒng)治地位，而在地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域，業(yè)余傳統(tǒng)尤為盛行。然而，英國的科學(xué)職業(yè)化正是肇始于地質(zhì)學(xué)，而非已經(jīng)成熟的物理學(xué)或其他學(xué)科，從而成為科學(xué)社會史上的一個獨特景觀?！保╗10]，頁4）在17、18世紀(jì)及更早的時期，從事地球研究的人主要是牧師、醫(yī)師和紳士，他們沒有經(jīng)過專業(yè)的地質(zhì)學(xué)訓(xùn)練，不以此謀生，只是出于興趣或作為標(biāo)榜自己具有文化修養(yǎng)的手段。他們擁有財富和閑暇，從而能夠到處考察游歷。此時的地質(zhì)研究多是零散的經(jīng)驗知識，地質(zhì)學(xué)研究的專業(yè)隊伍尚未建立，地質(zhì)學(xué)也沒有形成一個獨立、系統(tǒng)的學(xué)科，經(jīng)常包含在古生物學(xué)、礦物學(xué)、博物學(xué)、地形學(xué)等學(xué)科中。1790—1830年，得益于赫頓“將今論古”的方法論，地質(zhì)學(xué)逐漸成為一門嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臍w納科學(xué)，同時，“賴爾的《地質(zhì)學(xué)原理》完成了地質(zhì)學(xué)發(fā)展史的一次理論綜合”（[10]，頁4）。此外，1807年世界上最早的獨立的地質(zhì)學(xué)術(shù)團體——倫敦地質(zhì)學(xué)會成立，該學(xué)會對地質(zhì)學(xué)的貢獻(xiàn)有三：提出“收集材料，不建構(gòu)理論”的會訓(xùn)，鼓勵研究者進(jìn)行野外考察和實證研究，推動了地質(zhì)學(xué)家們的探險和游歷活動；創(chuàng)建學(xué)報為地質(zhì)學(xué)共同體發(fā)表成果提供陣地，不定期召開會議，建立地質(zhì)學(xué)圖和文字作品的標(biāo)準(zhǔn)；維護會員之間的友善和團結(jié)等。這一時期，在工業(yè)革命的背景下，“英國產(chǎn)生了一批專家級的科學(xué)考察者、煤礦探尋者、礦產(chǎn)咨詢和管理者、運河工程師、博物館看守人、標(biāo)本分析員等。他們以地質(zhì)學(xué)技能為謀生手段，靠提供科學(xué)服務(wù)獲取報酬”（[10]，頁7）。由于采礦業(yè)的迅速發(fā)展，為了保證采礦效率，1799年英國礦物學(xué)學(xué)會創(chuàng)立，學(xué)會設(shè)立地質(zhì)學(xué)和礦物學(xué)講座，并建有相關(guān)的實驗室和標(biāo)本收藏室。19世紀(jì)早期，地質(zhì)學(xué)課程也進(jìn)入到大學(xué)中。雖然這段時期英國地質(zhì)學(xué)的職業(yè)化不斷推進(jìn)，但是地質(zhì)學(xué)依然以業(yè)余研究為主，正規(guī)的地質(zhì)學(xué)教育尚未建立。

“英國地質(zhì)學(xué)真正的職業(yè)化，始于維多利亞時代早期政府對地質(zhì)調(diào)查局的慷慨資助?！保╗10]，頁9）在地質(zhì)學(xué)家德拉貝奇的極力呼吁下，英國政府在1835年成立了世界上第一個地質(zhì)調(diào)查機構(gòu)——地質(zhì)調(diào)查局。該機構(gòu)的主要工作是開展地質(zhì)調(diào)查并繪制大比例尺的地質(zhì)圖，旨在為國家提供有關(guān)礦產(chǎn)和能源分布的信息，并為地質(zhì)學(xué)的理論研究提供一手資料。王蒲生認(rèn)為：“如果說賴爾的《地理學(xué)原理》標(biāo)志著英國理論地質(zhì)學(xué)已領(lǐng)先于世界的話，英國地質(zhì)調(diào)查局的成立則標(biāo)志著英國應(yīng)用地質(zhì)學(xué)也已走到了世界的前列?！盵11]

可以看出，地學(xué)機構(gòu)的建立除了建立地學(xué)研究的科學(xué)規(guī)范和研究方法，促進(jìn)地學(xué)研究共同體的職業(yè)化之外，還有一個重要作用就是組織科學(xué)性的探險和考察以及對所到之地的地圖繪制。除了前面提到的倫敦地質(zhì)學(xué)會和地質(zhì)調(diào)查局之外，著名的英國地學(xué)機構(gòu)及其組織的考察活動還有：1795年英國海軍部設(shè)置世界最早的水道局，開始測量世界各國海岸。英國皇家學(xué)會曾組織庫克（James Cook， 1728—1779）的三次太平洋探險（1768—1780），此次探險旨在觀測金星凌日的天文現(xiàn)象，以計算出地球與太陽之間的距離。庫克船長繪出了太平洋輪廓，繪制了澳大利亞東岸的詳細(xì)海圖，第一次駛進(jìn)南極圈。此外，“挑戰(zhàn)者號”環(huán)球海洋科學(xué)考察（1872—1876）也是由英國皇家學(xué)會組織的。另外，1830年成立的英國皇家地理學(xué)會對于英國地理學(xué)的發(fā)展也起到很大作用，學(xué)會以“促進(jìn)和傳播地質(zhì)科學(xué)”為宗旨，支援地理學(xué)研究、教育及野外考察，發(fā)行《地理雜志》（The Geographical Journal）?；始业乩韺W(xué)會也曾組織并資助了一些大型探險活動，比如“貝格爾號”環(huán)球航行，英國在中國康區(qū)和長白山的考察等等，對英國探險的“黃金時代”起了巨大的推動作用。

五 結(jié)語

維多利亞時代英國地學(xué)的發(fā)達(dá)是各種社會因素綜合作用的結(jié)果。除了上面提到的因素之外還有英國的科考傳統(tǒng)，如庫克船長的三次太平洋探險，曾任皇家學(xué)會會長的班克斯（Joseph Banks， 1743—1820）也曾隨庫克進(jìn)行環(huán)球科考，將英國皇家植物園變成了一個科學(xué)研究中心?？茖W(xué)史家丹皮爾曾說18世紀(jì)后半期和整個19世紀(jì)，系統(tǒng)的世界探險工作大部分是在真正科學(xué)精神下進(jìn)行的，這種科學(xué)精神受到了德國自然地理學(xué)家亞歷山大·馮·洪堡（Alexander von Humboldt， 1769—1859）的影響。維多利亞時代英國著名的兩次環(huán)球航行——“貝格爾號”航行和“挑戰(zhàn)者號”航行——一定程度上正是受到了洪堡的影響。另外，英國社會特別是皇室貴族對高雅文化的崇尚，視博物知識為文化修養(yǎng)、地位、權(quán)力和財富的象征，也使世界性的探險游歷成為奢侈的時尚。地學(xué)家們搜集和整理資料的方法植根于英國的經(jīng)驗哲學(xué)傳統(tǒng)。通過分析英國維多利亞時代地學(xué)發(fā)達(dá)的原因可以看出，科學(xué)的發(fā)展與其所處的社會情境密切相關(guān)，從科學(xué)的發(fā)展特征可以窺見其所處時代的文化特征和社會風(fēng)貌。

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