《人类科学技术史-256》早期水火之争

早期水火之争
1.伍德沃德与早期水成论

当早期地质学最先在意大利萌芽时，它也在手工工场发展比较迅速的英国产生了萌芽。在英国，由于采煤场与采矿场的迅速发展，化石的发现也日趋增多，引起人们对地质现象的关注。

在英国，最早对化石进行认真研究的代表人物，是剑桥大学的牧师、著名的植物学教授约翰.雷伊(1627-1705年）。他早年在剑桥大学进行植物教学与植物分类学研究，并在1660年首创植物分类的自然分类法体系。此后，雷伊又与英国地质学家维路比(1635-1672年）一起进行过广泛的生物和地质考察，开始致力于动物分类的自然分类法体系的建立，在此过程中，雷伊研究了动物的比较解剖学，并由此走向了对生物化石的研究。

在对化石的看法上，当时的英国仍普遍受神学自然观的影响，即认为化石是上帝创世留下的废品，那些在高山上发现的海生生物化石，是由于《圣经》中所说的摩西洪水的作用，对于这种对化石成因的神学解释，雷伊在1660年以后发表的一些论文中提出了质疑，雷伊指出，化石并非上帝创世时留下的废品，而是古生物的遗迹。至于海生生物的化石出现在高山地层之中，他觉得那是难以用《圣经》中的摩西洪水说解释的。

当时，水成论尚未明显地形成一种学说，只是由于《圣经》中有关于摩西洪水的传说，而早期地质学先驱斯台诺在论述地质作用时，即提到过"地下火"的作用，又提到过水成作用，因此早期的水成论似乎既有神学背景，又有科学依据。因此它比早期的火成论似乎更有影响。反之，当植物学家雷伊在批驳水成论时，他也尚未形成系统的火成论思想。

雷伊在对早期水成论提出质疑时，虽然尚未形成系统的火成论，但是他对水成论的质疑却引来了一些对化石与地质持有神学见解的人的不满，并因此对雷伊的非神学见解提出了反驳。其中，对雷伊反驳得最起劲的人物，要数格雷山姆学院的医学教授、英国早期地质学的先驱伍德沃德(1665-1728年）。

伍德沃德早年学医，后因医学化学的关系，转为研究早期的矿物化学，并因此进行过一些地质考察。他考察了一些在水成作用下生成的地层及其化石，形成了较系统的水成论见解。他曾向剑桥大学赠送了一批能证明水成作用的化石，以示向雷伊证实水成论的正确性。1695年，他出版了他的地质学著作《地球自然历史试探》，论述了他的水成论思想。

对于地质的变化原因，伍德沃德以《圣经》的摩西洪水为依据，论述了地质变化中的水成作用。他认为，摩西洪水之大，比雷伊所设想的规模还要大得多。他说："那时整个地球被洪水冲得土崩瓦解，而我们现在看见的地层都是从混杂东西中沉积而成的，就像含土液体中的沉淀一样。"这说明，伍德沃德是把《圣经》中的摩西洪水说作为地层变化的主要原因的。

对于地层的变化过程，伍德沃德也阐述了他的一套比较系统的水成论的见解，他认为，摩西洪水作用于地层变化的过程，基本上可分为两个过程：破坏过程与沉积过程。在破坏过程中，摩西洪水不但毁灭了地球上大部分生物，而且粉碎了地表构造，使地表的岩石、土壤、杂物以及各种无机物全部被冲击起来，整个地球就成了一片包括人体、生物遗体、岩石，以及各种杂物在内的沉渣泛起的汪洋。他认为，在水成作用下的地层变化的第二个过程是沉积过程，他认为，在摩西洪水的后期，洪水慢慢澄清。最重要的金属矿产、骨头化石先沉积到最底层；海生动物的遗骸沉积到白垩层；而最轻的人体和高等动物的遗骸则沉积古沙土层。由于动植物遗体被卷入了整个沉积过程，因此在地层最深处也能见到生物化石。至于海生生物中的贝壳化石之所以在高山地层中出现，那是由于它们比较轻的缘故。

在论述地层变化原因与变化过程的基础上，伍德沃德指出：地层中的所有生物化石，都是古代曾经有过的生物的遗骸。只不过是由于摩西洪水所造成的弥天之灾，使其中的某些物种绝迹了。无论是仍然流传下来的生物化石，还是已经完全绝灭的生物的化石，他认为它们都是《圣经》中所提到的摩西洪水的见证。

以伍德沃德为代表的早期水成论，虽含有浓厚的神学色彩，但也确实含有一定的科学成分，因此，英国不少科学家也持有类同于水成论的见解，如牛顿、哈雷等。

2.雷伊与早期火成论

伍德沃德的水成论著作发表之后，雷伊即著文反驳，并在反驳中较为系统地提出了他的火成论学说。

1693年，雷伊在他的最初的比较解剖学研究的基础上，建立起了动物分类的自然分类法系统。在建立动物的自然分类系统的过程中，雷伊通过对不同地层的化石的考察，朦胧地发现了生物化石在地层中的新老迭加现象。他认为，含有不同化石的地层的一层一层地堆积现象，用水成论的摩西洪水的一次破坏和一次沉积作用是无法解释的，因此他也根据人们当时所关心的地质的变化原因和地质的变化过程这两个基本问题，阐述了他的火成论见解。

对于地层变化的原因，雷伊认为，岩石和地层的形成，化石在不同的地层中的分布，并不是摩西洪水的作用，而是地球内部的火运动的结果，即火山运动的结果。而地球内部的火的运动，乃是出于上帝的命令。在上帝的指令下，由于地球内部火的作用，山岳和陆地便从大海深处升起，最后升出水面形成现在的地层与地表构造。

对于地质变化的过程，雷伊认为，地球内部的火在持续的运动中，因此使火山不断爆发，生物不断死亡，这样就使火山熔岩与生物遗体混杂在一起，一层一层地堆积起来，于是在不断的堆积中形成现在的新老迭加堆积的地层产状。如果说，伍德沃德的水成论把地质变化过程看作是水成作用的一次沉积过程的话，那么雷伊则把地质变化过程看作是火成作用的多次堆积过程。

对于化石的成因和分布，雷伊也运用他的火成论进行了解释。雷伊认为，化石是在火山爆发时被毁坏的生物遗体与火山熔岩混杂堆积的结果。而高山地层中之所以出现贝壳化石之类的海生生物化石，说明该地区在漫长的地质年代以前是海洋，由于火山爆发使该地区隆起，并最终升出水面成为高山。反之，现在是海洋的地方，可能是以前的高山沉降的结果。

雷伊的火成论虽然带有一定的神学色彩，但也含有重要的科学成分，特别是在那些仍有活火山的国家，雷伊的火成论更易于为人们所接受。继雷伊之后，在18世纪前期持火成论观点的著名代表人物，是意大利威尼斯一个修道院的院长莫罗(1687-1764年）。

18世纪初，莫罗对意大利的一些山地地层进行了考察，在高山上发现了不少海生生物贝壳的化石。莫罗认为，高山上存在的贝壳化石用摩西洪水说是解释不了的，而只能用火山的作用才能加以解释。为此，他在1740年发表了一篇题为《论在山里发现的海洋生物》的论文，论述了他的火成论见解。

莫罗的火成论继承和发展了雷伊的火成论。他认为，地质的变化原因，纯粹出于地球内部的炽热的熔岩的运动，引起一系列的火山爆发。每次火山爆发之后，冷却的熔岩都与混杂在其中的生物遗骸堆积成新的岩层。火山不断爆发，岩层不断堆积，也就逐渐形成了现在的地质结构。至于在不同的地域所表现出来的地质差异，他认为，那是因为每次每处的火山爆发存在着时间和地点的差异，所以在地质结构上也就表现出了差异。对于摩西洪水的作用，他认为，它可能是地质作用中的一种因素，但在整个地质作用中，它并不占主要地位。

由于莫罗的火成论继承和发展了雷伊的火成论学说，同时也概括了南欧地区的一些近代地质史实，因此它产生了比雷伊的火成论更为深远的影响。

到了18世纪后期，尽管水成论仍具有神学背景，但火成论已发展为一种可以与水成论势均力敌的地质理论了。