魏格纳大陆漂移说的兴衰：五堂极简科学史课

魏格纳在1912年发表了他的理论，1915年又全面系统地阐述了这个新理论。他认为，在地质历史上的古生代，全球只有一块巨大陆地，名为联合古陆，周围是一片大洋。中生代以来，联合古陆开始分裂、漂移，逐渐成为现在的几个大陆和无数岛屿，原始大洋则分割成几个大洋和若干小海（参见图4.2）。

图4.2　魏格纳的大陆漂移图

在20世纪初，魏格纳也并非是第一个提出大陆漂移说的人。1908年美国的贝克（H.B.Baker）曾提出，两亿年前所有大陆曾围绕南极大陆连接在一起。1910年美国的泰勒（F.B.Taylor，1860—1938）发表一篇47页的论文“从第三纪山带论地球面貌之起源”，在20年代，又发表了一系列论述大陆水平漂移的论文。泰勒指出，过去人们都是用横剖面说明山脉的构造，而修斯却用诸山脉的平面布局来讨论山脉之形成，这是地质学的一次革新。泰勒根据修斯的资料、思路和方法，颇有创见地提出另一种活动论（参见图4.3），其基本论点是：全球普遍存在着第三纪弧形山带，北半球弧向南凸，南半球弧向北凸；山带东西向延伸，在亚洲十分清晰，这是地壳向赤道漂移形成的；在南、北美洲的西岸，弧形山带南北向延伸，弧向西凸，这是美洲地壳向西滑动的结果。但是对大陆漂移理论进行坚持不懈的工作，进行全面系统总结，并出版专著的是魏格纳，因此人们公认他是大陆漂移说的创始人。

图4.3　泰勒的第三纪山带全球分布图，箭头指地壳运动的方向和幅度

魏格纳不仅是位思维敏捷、富于创新的人，而且是位脚踏实地、不畏艰险的人。魏格纳作为现代地质学革命的旗手却不是地质学家而是气象学家，他在大气动力学和热力学、大气折射和海市蜃楼、云的光学现象、声波及地球物理仪器等方面有着贡献。他是德国著名气候学家柯本（W.Köppen）的得意门生和女婿，但当后来魏格纳为论证大陆漂移理论转向地质学时，柯本一方面认为魏格纳“不务正业”，但另一方面也为魏格纳收集大陆漂移资料提供了方便。1906年后，魏格纳两次（1906—1908年、1912—1913年）去格陵兰探险，考察极地气团和冰川。1910年他阅读世界地图时，被大西洋两岸的相似性所吸引，感到南美东海岸与非洲西海岸一凹一凸互相对应，似乎可以拼合到一起。1911年，他偶然在一些文献中看到一种根据古生物分布情况的比较，而认为巴西与非洲之间曾经连接的论述，这就促使他寻求证据，开始研究地质学问题，发展大陆漂移思想。1912年1月6日，他在美因河上的法兰克福地质协会做了题为《根据地球物理学论地壳轮廓（大陆和海洋）的形成》的讲演；1月10日又在马尔堡科学协进会做了题为《大陆的水平位移》的讲演。同年这些讲稿分别发表于《彼德曼文摘》和《地质杂志》上，这就是大陆漂移的科学假设。1914年，他应征参加第一次世界大战，但仍念念不忘大陆漂移问题。1915年，他受重伤后，获准休假，就利用这个机会，广泛收集材料，全面系统地论证自己的新学说。同年他出版了《海陆的起源》一书，这是地质学史上划时代的一部著作。(www.xing528.com)

魏格纳大陆漂移说震动了地球科学界，在20世纪20年代引起了广泛的研究和争论。《海陆的起源》先后出了三个修订版（1920、1922、1924年），1922年版本先后由德文原文译成英、法、西、瑞典、俄、日、汉等多种文字在世界传播。1919年魏格纳在汉堡北面的格罗博斯特尔的德国海洋气象台工作，世界各地拥护者纷纷来这里拜访魏格纳。为寻找美洲离开欧洲漂移的直接证据，1929年后魏格纳又先后两次（1929—1930年、1930—1931年）领导探险队到格陵兰探险，测量格陵兰经度。1930年11月1日在他50岁生日那天，他由格陵兰营地去西海岸，从此再也没有消息。他在格陵兰荒凉的冰原的第四次考察中遇难，为科学献出了自己的生命。

所有的新学说，不论好坏，都有一个共同特点：就是不同于流行在当时的传统观点，所以也必然得到传统力量的反对。依据习惯势力，采取否定态度反对新观点、新理论是容易的。魏格纳牺牲后，在大陆固定论的强大反击下，新的大陆漂移理论在三四十年代沉寂下来了。

魏格纳为论证大陆漂移说，曾搜集了不少证据，但是后来发现有说服力的并不多，有些可以有不同解释，有些甚至是错误的。当时还没有得到大陆水平运动的直接证据，所测到的格陵兰离开欧洲向西漂移的数据，被认为是在观测误差所允许的范围。魏格纳在漂移的物理机制上的有关解释有明显的矛盾。他认为大陆漂移，就像船在水中航行一样，不断冲开海洋地壳（地幔物质）前进，显然这里说的大陆地壳的刚性比海洋地壳的刚性大得多；然而他又认为美洲西部南北向的巨大的科迪勒拉山系，是美洲大陆向西漂移遇到太平洋地壳的阻挡挤压而形成的，显然这里说的大陆地壳的刚性又比海洋地壳的刚性小了。这是无法自圆其说的。魏格纳在《海陆的起源》一书最后一章专门讨论了“大陆漂移的动力”，但是并没有令人信服地回答这个问题。他曾对离极漂移力——姚特佛斯力寄予希望，但地球物理学家计算此力很小，根本不可能引起大陆大规模的漂移。魏格纳还想到由东向西的潮汐力，但在定量上也经不起考验。大陆漂移论特别遭到以英国杰弗里斯（H.Jeffreys，1891—1989）为首的地球物理学家的反对。杰弗里斯的反对似乎是武断的，他在《地球：它的起源、历史和物理组成》一书的第4版（1959年）中指出，魏格纳大陆漂移理论“定量不够，定性不当，我们所需了解的，他什么也没有说明。”坚持大陆固定论的某些科学家的反对有的并不科学。有些虽然在自己学科中被迫接受有关证据，却又引证其他学科的证据来反对；也有人干脆不提出任何理由，就作全盘否定。正是魏格纳学说本身存在的缺点和一些权威们的上述态度和看法，在很长一段时期内，给人们造成一个印象，似乎魏格纳所提出的证据都是错误的，大陆漂移是纯粹虚构的。“首届大陆漂移学说讨论会”主席，荷兰的瓦特舒特（W.A.J.M.von Watershoort Van der Gracht）还是比较客观的。他认为大陆漂移学说资料不足，某些论点不肯定；但总的说来不能说它毫无根据，而且大陆漂移说在解释古生物分布之谜比陆桥说要好，在解释大西洋两岸地质对比等方面比其他学说似乎更可取。谈到大西洋两岸海岸线相似性时，他指出，大规模位移以后，虽然我们不能期待完完全全地吻合，但形状是大体相似的，并且实际上保存下来了。至于说到魏格纳大陆漂移说仅限于地球史最近时期的反对意见，他指出魏格纳讨论了大陆的历史，我们也缺少资料；在遥远的古代，也可能有也可能没有大规模的大陆漂移。但不管如何，在没有新的肯定或否定的重要证据发现前，学术界对此问题的争论已逐渐失去热情。正如1977年英国的凡茵（F.J.Vine）所说的“好像北半球有自尊心的地质学家都不甘心以自己的声誉冒险去发表关于大陆漂移的长篇大论的文章。”广大地球科学家各自保留自己的观点，而又开始全神贯注忙于自己的课题了。