《科学中的革命》第119章

种说法是完全正确的。我们应当注意到，钱伯林的话在四十年后又在不同的意义上被重
新提了出来。1968年，图佐·威尔逊（1968a，22）在一部著作中写道：“既然地球确实
是以缓慢的方式运动着的活跃的天体，而我们非要把它看作是基本上静止不动的，那么
我们就必须彻底修改我们以往的全部理论和全部教科书，从全新的观念开始，建立一门
全新的科学。”
哈拉姆（1973，110）在试图解释为什么魏格纳没有为大陆漂移说提供令人满意的力
学机制——这普遍被认为是“接受魏格纳假说的最大障碍”——时指出“引力理论、地
磁学和电学在得到满意的解释以前很长一段时间就为人们普遍接受了。”他又说，在地
质学中，尽管对“潜在原因”没有得到共识，但这并没有妨碍“前冰川时期存在”这一
假说为人们普遍接受。然而，J．T．威尔逊（1964，4）争辩说，“人们在满意地解释某
种现象（如地磁场）或过程（如暴风雨）之前，并不总是乐于承认这些现象或过程的存
在的。”关于这一点，应当进一步作些说明。R．劳丹明智地指出，大陆漂移的“力学机
制”问题与“引力理论、地磁学和电学”或“暴风雨的存在”有很大的不同。在大陆漂
移说中，问题“并不仅仅在于缺乏力学机制或原因，”（劳丹19782；古廷1980，288）
而是“全部可以想像得出力学机制都严重地冲击着物理学的理论。”而且，目前已经建
立了有关地球及其内部自然现象的理论且为人们广为接受，它们能够完善而合理地解释
大部分已经观察到的现象。
S．K．郎肯（1980，193）通过研究发现，尽管在50年代或更早的时候，“人们普遍
认为，缺乏力学机制是大陆漂移说的地质学或古生物学证据被接受的主要障碍，”然而
在今天，“板块构造理论却在没有普遍认可的物理学机制的情况下被人们接受了。”他
在1980年前后指出，“板块运动的力学本质问题，”是“当代地球物理学家们面临的最
重要的挑战。”
魏格纳理论的改造
现在看来，由于我们亲眼目睹了这场革命的全过程，因而很容易发现，把理论革命
与现行革命两个阶段区分开来的是两个根本性的突破。第一个突破是，积累了大量新的、
令人信服的表明大陆和海底确实存在着相对运动的证据。这些证据比海岸线的吻合。甚
至比大洋两岸地质学和生态学的符合，以及植物和动物化石的相似要优越许多许多。第
二个突破是，理论的根本性的重构，致使基本观念发生了重大变革，并由此产生了这样
一个问题：这场最终完成了的革命是否可以公正地看作就是那场企求了近半个世纪而一
直没有成功的革命？这一情形与所谓的哥白尼革命有许多相似之处。这场在伽利略和开
普勒的推动下，最后由牛顿完成的革命，仅仅保留了哥白尼最一般的天文学观念，即地
球运动而太阳静止的观念，而摒弃了哥白尼宇宙学的基本特征。同样，地球科学革命仅
仅保留了魏格纳的最一般的思想，即大陆之间可以有相互运动，而放弃了魏格纳理论的
基本特征——由硅组成的大陆单独或分开在海洋地壳上运动，而海洋地壳密度更大的壳
层则固定不动。
目前的最新观点是这样的：覆盖在地球表面的巨大板块在运动着，其中有的板块会
带动大陆或部分大陆和海底一道运动。因此，整块大陆运动的理论被另一种不同的理论
所取代。新的理论指出，陆地运动不过是地壳内部剧烈运动的表观现象。在这种因果联
系过程中，魏格纳假说中列举的“极地漂移力”和“潮汐力”变得毫无意义了。
50年代的新证据首先来自古磁学和地磁学的研究。古磁学研究的是“残留花”岩石
中的磁性，即研究残留在固化的熔岩样品中的磁性。这种磁性由于地球磁场的影响而留
在含有氧化铁的岩石中。伦敦的P．M．S．布莱克特和剑桥大学的S．K．郎肯以及其他人
所作的研究表明，地球的磁场从来不是恒定的而是变化的，甚至还经历过南北倒置。其
变化的方式与时间有密切的关系，而这种关系是可以确定的（这些研究因高灵敏度的地
磁仪的出现而成为可能，布莱克特就是这种仪器的主要发明人）。当仔细描绘出磁极位
置移动的路径后，会从中发现磁极的移动和变化情况各个地域彼此不同，这表明每块陆
地各自在独立地运动着。相关证据还揭示出地球南部各陆地聚集在南极地区形成一个原
始大陆——冈瓦纳大陆的时间，因此，这些组成部分说明我们现在的各个大陆肯定存在
着某种横向运动（见麦肯奇1977，114…117）。
沿着这条研究线索所获得的第一批成果，地球科学界没有立即接受大陆移动的存在；
无疑，关于地球磁场演化史的细节尚有太多的没有解决的难题。而关于磁机制的见解
“过于复杂深奥，其中还存有许多未经检验的假说”（麦肯奇1977，116）。但是，主要
是在地球物理学家中对此产生了极大的兴趣。1956年，地学一本以大陆漂移为主题的论
文集出版了，澳大利亚国立大学的E．埃尔温对过去几年的磁机制研究作了回顾与评述，
最后他总结道：“各种证据对此后的结果，倾向于对地球磁轴相对于地球本身发生过位
置变化的观念以及各大陆相互之间有‘漂移’运动的观念有利”（埃尔温1953；1958，
见马文1973，150…152）。
推动魏格纳的基本思想（而非魏格纳理论本身）复兴的第二条研究线索是关于海底
山脉的研究。海洋和内陆湖泊大约覆盖了地球表面的70％。由于关于海底的特征与本质
的知识在本世纪30…40年代还相当粗浅，因此，我们容易理解为什么战前关于大陆漂移的
争论最终没有定论（哈拉姆1973，37）。然而，有关大西洋底的地形图早已存在，1916
年，泰勒就曾指出，大西洋两边的陆地好像是从海底山脉两侧慢慢升起的。魏格纳本人
也通过密度、磁性、成份等方面的分析，指出海底是玄武岩构成的，但没有人对此予以
注意。我们目前关于大陆运动的直接线索来自对海底世界的研究。在国际地球物理年
（1957－1958）期间，在测量地球引力和相关地震…引力数据方面，已经有了全新的技术。
地球物理学家找到了测定通过海底的热流速率的方法，这些研究的一般结论是：巨大的
海洋壳层岩石块确实能够“相互之间明显地移动一大段距离”（哈拉姆1973，52）。这
些研究成果与来自磁机制研究获得的发现不谋而合，都强有力地支持大陆之间经历了相
互运动的观点。到这时为止，大陆漂移理论才正式由于板块构造说的广泛被接受而得以
完善。板块构造说是一个结构系统，按照这种学说，地壳像“大板块的拼图，用形象的
比喻就如巨大的大块浮冰或铺路石。”这些板块独立地运动着，边缘与别的板块碰撞则
会发生变形。马文特别强调说：“运动的板块不像魏格纳所设想的那样是大陆，也不是
整块的海底壳层”（1973，165）。既然每一板块既包括陆地部分也包括海底部分，那么
板块的运动和魏格纳大陆运动的概念，便相去甚远了。因此，由于最初的“大陆漂移”
术语，含有整块大陆运动的意味，它不再是严格精确的了（哈拉姆1973，74）。1968年，
人们提出六大板块和十二个小板块覆盖地球的观点。从那时起，有关板块构造学说的理
论细节越来越充实了。
海底扩张说
为了完满地解释地壳的不稳定性和可变性，板块构造理论还必须与“海底扩张说”
结合起来。海底扩张说是普林斯顿大学的哈里·赫斯于1960年首次提出来的。该学说描
述的是纵贯主要大洋海丘两侧的海底部分持续受到挤压的过程。赫斯最初是在1960年撰
写的一篇手稿中阐述这个观点的，而该手稿作为一本书中的一章直到1962年才正式出版。
由于这个观点极为新颖、奇特，以致于赫斯把书中的这一章看作是“一篇地球散文诗”。
赫斯指出，逐渐降到海底的巨大海丘是地壳下地幔内熔融物质上涌的出口。这种物质同
样沿着海丘的两侧流淌、冷却、固化，最后变成地壳的一部分覆盖在原来的地壳之上。
当海丘两侧的地壳以这种方式积累增长时，这种物质（巨大的板块）就会横向离开海丘。
既然地球不可能增大，?