《人類科學技術史-256》早期水火之爭

早期水火之爭
1.伍德沃德與早期水成論

當早期地質學最先在意大利萌芽時，它也在手工工場發展比較迅速的英國產生了萌芽。在英國，由于采煤場與采礦場的迅速發展，化石的發現也日趨增多，引起人們對地質現象的關注。

在英國，最早對化石進行認真研究的代表人物，是劍橋大學的牧師、著名的植物學教授約翰.雷伊(1627-1705年）。他早年在劍橋大學進行植物教學與植物分類學研究，并在1660年首創植物分類的自然分類法體系。此后，雷伊又與英國地質學家維路比(1635-1672年）一起進行過廣泛的生物和地質考察，開始致力于動物分類的自然分類法體系的建立，在此過程中，雷伊研究了動物的比較解剖學，并由此走向了對生物化石的研究。

在對化石的看法上，當時的英國仍普遍受神學自然觀的影響，即認為化石是上帝創世留下的廢品，那些在高山上發現的海生生物化石，是由于《圣經》中所說的摩西洪水的作用，對于這種對化石成因的神學解釋，雷伊在1660年以后發表的一些論文中提出了質疑，雷伊指出，化石并非上帝創世時留下的廢品，而是古生物的遺跡。至于海生生物的化石出現在高山地層之中，他覺得那是難以用《圣經》中的摩西洪水說解釋的。

當時，水成論尚未明顯地形成一種學說，只是由于《圣經》中有關于摩西洪水的傳說，而早期地質學先驅斯臺諾在論述地質作用時，即提到過"地下火"的作用，又提到過水成作用，因此早期的水成論似乎既有神學背景，又有科學依據。因此它比早期的火成論似乎更有影響。反之，當植物學家雷伊在批駁水成論時，他也尚未形成系統的火成論思想。

雷伊在對早期水成論提出質疑時，雖然尚未形成系統的火成論，但是他對水成論的質疑卻引來了一些對化石與地質持有神學見解的人的不滿，并因此對雷伊的非神學見解提出了反駁。其中，對雷伊反駁得最起勁的人物，要數格雷山姆學院的醫學教授、英國早期地質學的先驅伍德沃德(1665-1728年）。

伍德沃德早年學醫，后因醫學化學的關系，轉為研究早期的礦物化學，并因此進行過一些地質考察。他考察了一些在水成作用下生成的地層及其化石，形成了較系統的水成論見解。他曾向劍橋大學贈送了一批能證明水成作用的化石，以示向雷伊證實水成論的正確性。1695年，他出版了他的地質學著作《地球自然歷史試探》，論述了他的水成論思想。

對于地質的變化原因，伍德沃德以《圣經》的摩西洪水為依據，論述了地質變化中的水成作用。他認為，摩西洪水之大，比雷伊所設想的規模還要大得多。他說："那時整個地球被洪水沖得土崩瓦解，而我們現在看見的地層都是從混雜東西中沉積而成的，就像含土液體中的沉淀一樣。"這說明，伍德沃德是把《圣經》中的摩西洪水說作為地層變化的主要原因的。

對于地層的變化過程，伍德沃德也闡述了他的一套比較系統的水成論的見解，他認為，摩西洪水作用于地層變化的過程，基本上可分為兩個過程：破壞過程與沉積過程。在破壞過程中，摩西洪水不但毀滅了地球上大部分生物，而且粉碎了地表構造，使地表的巖石、土壤、雜物以及各種無機物全部被沖擊起來，整個地球就成了一片包括人體、生物遺體、巖石，以及各種雜物在內的沉渣泛起的汪洋。他認為，在水成作用下的地層變化的第二個過程是沉積過程，他認為，在摩西洪水的后期，洪水慢慢澄清。最重要的金屬礦產、骨頭化石先沉積到最底層；海生動物的遺骸沉積到白堊層；而最輕的人體和高等動物的遺骸則沉積古沙土層。由于動植物遺體被卷入了整個沉積過程，因此在地層最深處也能見到生物化石。至于海生生物中的貝殼化石之所以在高山地層中出現，那是由于它們比較輕的緣故。

在論述地層變化原因與變化過程的基礎上，伍德沃德指出：地層中的所有生物化石，都是古代曾經有過的生物的遺骸。只不過是由于摩西洪水所造成的彌天之災，使其中的某些物種絕跡了。無論是仍然流傳下來的生物化石，還是已經完全絕滅的生物的化石，他認為它們都是《圣經》中所提到的摩西洪水的見證。

以伍德沃德為代表的早期水成論，雖含有濃厚的神學色彩，但也確實含有一定的科學成分，因此，英國不少科學家也持有類同于水成論的見解，如牛頓、哈雷等。

2.雷伊與早期火成論

伍德沃德的水成論著作發表之后，雷伊即著文反駁，并在反駁中較為系統地提出了他的火成論學說。

1693年，雷伊在他的最初的比較解剖學研究的基礎上，建立起了動物分類的自然分類法系統。在建立動物的自然分類系統的過程中，雷伊通過對不同地層的化石的考察，朦朧地發現了生物化石在地層中的新老迭加現象。他認為，含有不同化石的地層的一層一層地堆積現象，用水成論的摩西洪水的一次破壞和一次沉積作用是無法解釋的，因此他也根據人們當時所關心的地質的變化原因和地質的變化過程這兩個基本問題，闡述了他的火成論見解。

對于地層變化的原因，雷伊認為，巖石和地層的形成，化石在不同的地層中的分布，并不是摩西洪水的作用，而是地球內部的火運動的結果，即火山運動的結果。而地球內部的火的運動，乃是出于上帝的命令。在上帝的指令下，由于地球內部火的作用，山岳和陸地便從大海深處升起，最后升出水面形成現在的地層與地表構造。

對于地質變化的過程，雷伊認為，地球內部的火在持續的運動中，因此使火山不斷爆發，生物不斷死亡，這樣就使火山熔巖與生物遺體混雜在一起，一層一層地堆積起來，于是在不斷的堆積中形成現在的新老迭加堆積的地層產狀。如果說，伍德沃德的水成論把地質變化過程看作是水成作用的一次沉積過程的話，那么雷伊則把地質變化過程看作是火成作用的多次堆積過程。

對于化石的成因和分布，雷伊也運用他的火成論進行了解釋。雷伊認為，化石是在火山爆發時被毀壞的生物遺體與火山熔巖混雜堆積的結果。而高山地層中之所以出現貝殼化石之類的海生生物化石，說明該地區在漫長的地質年代以前是海洋，由于火山爆發使該地區隆起，并最終升出水面成為高山。反之，現在是海洋的地方，可能是以前的高山沉降的結果。

雷伊的火成論雖然帶有一定的神學色彩，但也含有重要的科學成分，特別是在那些仍有活火山的國家，雷伊的火成論更易于為人們所接受。繼雷伊之后，在18世紀前期持火成論觀點的著名代表人物，是意大利威尼斯一個修道院的院長莫羅(1687-1764年）。

18世紀初，莫羅對意大利的一些山地地層進行了考察，在高山上發現了不少海生生物貝殼的化石。莫羅認為，高山上存在的貝殼化石用摩西洪水說是解釋不了的，而只能用火山的作用才能加以解釋。為此，他在1740年發表了一篇題為《論在山里發現的海洋生物》的論文，論述了他的火成論見解。

莫羅的火成論繼承和發展了雷伊的火成論。他認為，地質的變化原因，純粹出于地球內部的熾熱的熔巖的運動，引起一系列的火山爆發。每次火山爆發之后，冷卻的熔巖都與混雜在其中的生物遺骸堆積成新的巖層。火山不斷爆發，巖層不斷堆積，也就逐漸形成了現在的地質結構。至于在不同的地域所表現出來的地質差異，他認為，那是因為每次每處的火山爆發存在著時間和地點的差異，所以在地質結構上也就表現出了差異。對于摩西洪水的作用，他認為，它可能是地質作用中的一種因素，但在整個地質作用中，它并不占主要地位。

由于莫羅的火成論繼承和發展了雷伊的火成論學說，同時也概括了南歐地區的一些近代地質史實，因此它產生了比雷伊的火成論更為深遠的影響。

到了18世紀后期，盡管水成論仍具有神學背景，但火成論已發展為一種可以與水成論勢均力敵的地質理論了。