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科学中的革命-第66部分
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大西洋地壳层从海丘移出的速度大约是每年四厘米。按照这个速度推算，大西洋海底壳
层从海丘全部移出，也就是移动整个大西洋宽度的距离所需的时间为两亿年。这个数字
立即可以用来解释许多未知的奥秘。例如，海底钻孔找到的化石标本都未超过两亿年
（中生代前后）。而从陆地上挖掘出的海生化石研究表明，这些海生生物都可追溯到二
十亿年以前。再如，假设海床的年龄与大陆同样古老，那么按正常的沉积速度，海床上
应当产生很厚的沉积层，但钻探分析表明，海床上的沉积物很少。简而言之，在海洋存
在的几十亿年中（乌耶达1978，63），海底并不是永恒的，而是在不断地变化，不断地
运动。
如果把赫斯的观点同板块构造说的一般思想结合起来，就可以满意地解释另一个现
象或过程；板块边缘新物质的增加，并不使板块的面积增大。由于压力作用，板块在不
断地缩小。这一点在两个板块的碰撞处山脉的形成和山脉的更替中，表现得非常明显。
哈里·赫斯在阐述他的海底扩张说时，很清楚他的理论“与大陆漂移说并不完全相
同”（1962，617）。按照大陆漂移说的思想，“大陆…受某种未知力的驱动，在海底壳
层上漂移”，但他的理论的基本思想是，大陆“被动地浮在地幔之上，当地幔物质从海
底海丘上流出时，大陆便横向移动开来。”
前面曾谈到，一般人都认为：最初的纯粹古磁学证据并不能完全说服大多数地球科
学家放弃“大陆固定观”。决定性的证据来自新的磁机制的研究，它戏剧性地证实了海
底扩张说。船载磁测仪揭示出海底壳层条状磁化区域的存在（休莱1959，61）。如果赫
斯的解释是正确的，那么在海丘两侧就应该有对称的条状磁化区域。这项验证性实验是
剑桥大学当时的研究生F．J．维恩和他的导师P．H．马修斯提出的。实地测量很快证实，
条状磁化区域确有预期的那种对称性。
按照这一理论，当炽热的熔融物质沿海底海丘流淌并固化时，它便感应了当时的地
磁场。既然新的物质把它从海丘上推开，它仍将保持冷却时所感应的磁性。因此，每一
条前后相继固化的物质带应该有记录形成日期的磁性标志，而海丘两侧同时对称形成的
物质带也因此具有相同的磁性方向。1963年，维恩和马修斯在《自然》杂志上发表了这
一重要假说，这个假说翌年就通过了实验（实测）检验。事实上，地球磁场演化的历史
不仅表现出一些微小的变化，而且在目前已知的年代中还经历过南北逆转。所有这些，
都是在实测和研究海底海丘两侧的条状磁化带过程中发现的。
虽然这个假说今天听起来非常具有逻辑性，一点也不令人惊奇，但在当时看来却是
异常激进而大胆的。维恩回忆说，当他第一次把他的观点告诉剑桥大学地球物理学家莫
里斯·希尔时，尽管希尔“很有礼貌的一声不吭，只是看着我并且谈些别的事情，但他
一定在想我今天疯了”（格伦1982，279）。维恩还把他的假说告诉了爱德华·布拉德爵
士，即使布拉德爵士“这有点大胆猜测的味道”，但他却对此持“非常积极的鼓励和赞
赏的态度”。维恩“非常渴望能和特迪（爱德华的爱称）·布拉德共同发表这个观点，”
因为他觉得他们俩的名字并列在一起，“布拉德和维恩看起来很了不起”。但特迪非常
直率地拒绝了，他不想让他的名字出现在这篇论文上。布拉德是地球物理学界一位著名
的革新家，他对地球热流理论作出过重要的贡献。他善于接受新思想，“以极大的热情
接受了这个假说并以高度赞赏的态度四处传扬”。他只是不愿意在一开始就接受维恩的
请求成为合作者（p．358）。
维恩和马休斯提出的假说（加拿大的劳伦斯·莫雷也曾独立地提出过，详情见1982，
271）“堪与本世纪地球科学中的任何成就相媲美”（p．271）。它不但能确定无疑地证
实赫斯的海底扩张说，而且还能推算出扩张的速度。推算方法是基于一种独立的、由地
磁场倒置所标定的精确的时间尺度。看来，人们普遍赞同这样的看法：维思…马休斯…莫
雷假说的确证，触发了地球科学的“革命”。在这些突破性成就的基础上，下一步要做
的工作便是：“建立全球构造的新理论，重构地球知识的新体系”（哈拉姆1973，67）。
革命地位的确立
凡是研究过地球科学最近刀年发展史的人（如上述舒利文1974，特别是格伦1982）
都会认识到，要最终完成这样一场革命，还有多少重要的工作有待完成。在前面的论述
中，我只是介绍了几位最著名人物的杰出贡献。关于爱德华·布拉德、图佐·威尔逊、
莫里斯·欧文以及其他一些科学家的重要工作，我几乎没有提及。长期以来，许多著名
的地球物理学家不但拒绝接受板块构造理论，也拒绝接受海底扩张说的基本思想。被
《自然》杂志誉为“苏联最伟大的地球物理学家”的弗拉基米尔·贝洛索夫1970年宣称：
“海底扩张说没有一个方面能经得住批评”（舒利文1974，IOS）。12年后的1982年12月，
年届91岁高龄的哈罗尔德·杰弗里斯爵士在《皇家天文学会地球物理杂志》（vol。71，
555－556）上发表文章，仍然以不屑一顾的口吻，把“海底板块的错动”比作“用黄油
做的刀切黄油”。60年来，杰弗里斯一直是反对大陆漂移说的主要代表人物。
地球科学界的保守主义除了托依特提到的之外，在权威性的《科学家传记辞典））
1976年版中也得到了印证。在该辞典中，魏格纳的条目（vol．14，214…217）是澳大利
亚悉尼大学的K．E．布伦撰写的。他在这篇文章的结论部分，不大情愿地提到了倾向于
支持魏格纳观点的证据（来自古磁学和海底壳层研究）。但紧接着，他罗列了一大堆
“反对大陆漂移说”的新旧批评意见。布伦写道：当“该理论的创立者们就这些批评意
见作出答复后，这些答复也受到了质疑”（p．216）。1976年，也就是哈拉姆和马文的
历史研究著作（二者都宣称地球科学革命已经取得了成功并分析了它的结构）出版三年
后，当时这篇最新的魏格纳传记的最后结论是：“大多数地球科学家的热情，甚至是宗
教式的狂热，促使他们相信大陆漂移理论已建立起来了”（p．217）。
布伦使用“宗教式的狂热”这种说法，是因为60年代观念变化时期所使用的语言带
有很强的宗教隐喻色彩，在涉及到转变问题时更是如此。库恩通过研究发现，这一点是
科学革命过程中相当普遍的特点之一。图佐·威尔逊的经历便是一个典型的例子。威尔
逊在1959年还是大陆漂移说的主要反对者之一。但没过几年，他的观念发生了转变，并
自称是“改造了的反大陆漂移说者”（见威尔逊1966，3－9，谈及了他的转变过程）。
后来，他不仅提出了一些支持大陆漂移说的重要的地质学证据，而且还成为地球科学革
命的主要先驱之一。1963年，国际地质学和地球物理学联合会第13次会议在美国伯克利
举行。在会后出版的关于“上地幔计划”的文集中，威尔逊发表文章勇敢地宣布：“地
球科学中已经在孕育一场伟大的科学革命”（塔克奇1970，244）。他说，地球科学目前
的情境正同“哥白尼和伽利略的观念被接受前天文学的情境；分子和原子概念引入以前
化学的情境；进化论建立之前生物学的情境；量子力学诞生前物理学的情境”一样。
60年代末70年代初，出现了大量关于大陆漂移说。古磁学和地磁学的论文集。1968
年4月，美国哲学学会年会文集便是其中之一，其标题为《重游冈瓦纳大陆：大陆漂移说
的新证据》。该文集收录了这样一篇文章：《静止还是运动的地球：当前的科学革命》。
文章作者威尔逊（1968，309；317）宣称：“我们这个时代发生的这场伟大的科学革命
应当称作魏格纳革命”，以纪念这场革命的“主要倡导者”。地球科学家们一般都赞同
威尔逊的意见，认为确实存在一场科学革命，作为首先提出大陆漂移说的关键人物魏格
纳理应获得这一殊荣。可是，历史上以个人名义命名革命的荣誉曾经赋予给哥白尼、伽
利略、牛顿、拉瓦锡、达尔文和爱因斯坦，但至今仍未赋予魏格纳。
正如我们已经看到的那样，许多文献的作者把魏格纳开创的科学革命比作哥白尼革
命。二者有一点是极为相似的：地球科学中最后的革命与魏格纳最初的假说已相去甚远，
而开普勒、伽利略和牛顿最终建立起的体系中，与哥白尼的理论一样大相径庭。正如天
文学革命直到哥白尼的著作1543年发表半个多世纪后才最终到来一样，地球科学革命也
是在魏格纳最初的论文与著作发表50年后才得以发生。最终发生的所谓哥白尼革命，实
际上是牛顿革命，这场革命主要基于伽利略、开普勒的成就，而作为这场革命基础的
“哥白尼体系”最终成为了开普勒体系。与此相似的是，本世纪60年代发生的地球科学
革命并没有体现魏格纳的理论，而只是体现了其学说所蕴含的基本思想，即在地球的全
部演化史中，大陆并非一直固定在现在其所处的位置上，在历史上的某个时期，它们曾
聚集在地球的两极。魏格纳的主要贡献是首次提出了大陆运动的思想，它在地球科学革
命中的地位正如哥白尼的主要贡献——指出可以按照地球运动而非静止的观念构造一个
新的宇宙体系——在天文学革命中的地位一样。
地球科学从固定观到运动观，特别是向大陆漂移说和板块构造说的飞跃，根据第3章
提出的四项主要的检验标准，无疑是一场革命。首先，传统地质学观念发生的这种变化
在当时就被许多观察家包括这一领域的实际工作者看作是一场革命。我认为，这是发生
科学革命的主要标志。其次，考察1912年以前和1970年以后的地球科学的内容表明，量
的变化也足以构成一场科学革命。第三，严肃的科学史家们也断言；地质学思维方式的
变革足以引发一场科学革命。很明显，这有点主观臆断的意味，但它确证了参与这场革
命的地质学家和地球物理学家的结论。我们已经看到，在成功的地球科学革命发生以前
很久（即理论科学革命阶段以前），很多地质学家甚至那些魏格纳学说的反对者们都意
识到了大陆漂移说的革命性，并且完全懂得如果接受了这种观点，对全部的传统地质学
理论来说将意味着什么。第四，当今地质学家们普遍认为，他们的学科已经发生了一场
革命。
但是，这场革命的程度如何？它能称得上是一场堪与达尔文革命、量子力学革命和
相对论革命或是牛顿革命相比的重要的科学革命吗？或者是规格稍逊一筹的，与化学革
命类似的革命吗？我们已经看到，乔治·G．辛普森把它称为“一场重要的亚革命（Sub
…revolution）”。D．P．麦肯奇（1977，120…121）在一篇文章《论板块构造说与地质
学理稻‘进化”的关系》的中，把“板块构造说对地球科学的冲击”与“DNA结构的发现
对生物学的冲击”作了对比。他的结论是：“板块构造说与导致分子生物学创立的那些
发现相比，是一场不太具备根本性质的革命”，正是由于这个原因，“这一新思想…已
经被地质科学所同化并迅速地加以发展。”但对任何局外人来说，如果了解到我们关于
地球演化史观念发生的根本性变化，必然会感到观念的飞跃是如此巨大，简直就是一场
伟大的革命。只是由于完全缺少意识形态成份，这场革命才显得不那么壮观。
第三十章 结论：作为科学革命特征的改宗现象
革命的许多方面，诸如创造过程，科学家个人在革命性的科学观念的形成和传播过
程中的作用，科学革命家的个性以及科学通讯技术和方法的变化对科学革命的影响，都
没有在本书中加以研究。我只是谈到了科学革命与社会、政治、制度或是经济根源之间
相互作用的程度和层次的许多方面。此外，我仅仅用例证指出了科学革命和社会政治革
命之间的可能联系和继承关系。
但在科学革命中，有一个一再出现于原始的和第二手文献中的经验现象，我乐于在
此进行一番讨论，这一现象就是改宗。人们常常引用普朗克的话（194，33…34）来表明
改宗之难：“新的科学真理不是由于说服它的反对派，使他们接受而获得胜利，而是由
于这些反对派最终死去，而熟悉它的新一代人成长起来使科学真理获得胜利。”半个世
纪前，哈佛大学的教授约瑟夫·洛维林表达过类似的观念。他对他的学生们说：光有两
种理论，波动说和微粒说。据说他当时声称：今天每一个人都相信波动说，原因是所有
相信微粒说的人全都死了。不过，正如我们所知，这类表述中肯定会有一个真理的标准
问题，新的科学观念确实赢得了后人，但也说服了某些反对派，本书的许多例证表明了
这一点。普朗克就亲眼目睹了他的基本观念被他的科学同事们接受、修改和运用的过程。
科学革命的这一特征——赢得科学工作者——非常具有普遍性，因此我把它的烈度作为
从理论革命到科学革命转化的标志。
这种信念上的巨变很可能是破坏性的。全新观念的接受几乎总要引起对基本问题—
—时间和空间、同时性、物种的稳定性、原子的不可分性、微粒和波动的不相容性、因
果性、可预见性进行重新思考。此外，新观念总是以完全不同的思想抛弃过去已被广泛
接受的信仰。这就难怪科学家要采用“已经看到了光明”或“改变信念”这一类词句，
他们自觉不自觉地把自己的经验与古典的宗教体验相比较。
在《科学革命的结构》（1962）中，库恩使用了两个词组来揭示这一现象：不可逆
的“格式塔转变”和“改宗经验”。他明确讨论了从忠诚一个范式转变为忠诚另一个范
式，这是一个类似于转变宗教信仰的行为。虽然这不是他写作大纲中的主要内容，但这
一点仍以显著的地位出现，尽管库恩没有举出例证。人们只要读过这部关于科学革命的
名著，就不能不对无处不在的关于转变的词语留下深刻印象。有时，科学家运用转变一
词不过是出于形象或文字上的考虑，例如，1796年约瑟夫·普里斯特利（1796；1929，
1920）描述了“爱丁堡的布莱克博士以及我知道的所有苏格兰人是如何声称转向了”新
的拉瓦锡化学体系的。两个世纪后，物理学家A．佩斯（1982，150）则用同样的词汇描
述新物理学。从前一章我们看到，威尔逊的情况也是如此，他是板块构造理论的创立者
之一，也是大陆漂移理论早期的传播者。
大约一百年前，赫胥黎曾写道：“皈依科学信仰的后果之一就是承认因果律在任何
时候和任何情况下的普遍和绝对的有效性”。这一论点是赫肯黎在回答那种对达尔文
“企图恢复古老的异教女神——偶然性”的责备时提出来的。在赫胥黎看来，贬低达尔
文的人认为达尔文“设想变异是‘偶然性’造成的，最适合者经受住了生存斗争的‘偶
然性’得以生存。”因此，他们指�
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