大陆漂移的确定

斯蒂芬·杰·古尔德

当新的达尔文主义正统观念席卷欧洲时，对这一学说最著名的反对者，年迈的胚胎学家卡尔·恩斯特·冯·拜尔，不无讽刺地指出，每一个胜利的理论都经历过三个阶段：第一个阶段是被当作不正确的理论抛弃掉；第二个阶段是被当作与宗教对立的理论否定掉；第三个阶段是被当作教条接受，并且每一个科学家都声称早就认识这个理论的正确性。

我第一次接触到大陆漂移理论时，它正处在第二阶段，受着审判的煎熬。当时，美国知名古生物学家当中唯一敢于公开支持这个理论的肯尼思·卡斯特来到我的母校安蒂奥克学院做讲演。我们并不是顽固的保守主义堡垒，我们多数人完全是出于明智而抛弃了他的思想（因为我现在正处在冯·拜尔所说的第三个阶段，所以我清楚地记得，卡斯特在我心中播下了实实在在的怀疑的种子）。几年以后，我成为哥伦比亚大学的研究生，我记得，我那出色的地层学教授嘲笑过到澳大利亚看大陆漂移证据的人，他带领一群忠诚的趋炎附势的学生齐声嘲笑（我现在已处在第三个阶段，再回想这些，虽然有趣，但不爽）。出于对那位教授的尊敬，我必须说明，两年之后，他的观点迅速转变了，并将以后的岁月愉快地用在重新做他的毕生工作上。

今天，只不过才过了十年，我的学生会怀着更多的嘲讽抛弃那些否认大陆漂移说是明确合理的人——具有预言能力的疯子是有趣的，而陈腐的古板家伙只能叫人可怜。为什么在短短的十年就会发生如此深刻的变化呢？

在大陆漂移说遭到差不多普遍的抛弃期间，有关大陆漂移的直接证据，即从大陆裸露的岩石所得的材料，像今天一样稀少。之所以抛弃大陆漂移说，是因为没人能提出一个物理机制说明大陆在明显固定的洋底上的流动。由于缺乏合理的机制，大陆漂移说被当作荒谬的观点抛弃了。似乎支持这个学说的材料，也总是被解释后消除。如果这些解释听起来牵强或被迫的话，那倒有可能选择另一个途径——承认大陆漂移。在过去的十年，我们已经收集了一组新的材料，这次是从大洋盆地。利用这些材料，再加上大量的创造性想象，以及对地球内部的更深刻理解，我们设想出一种新的行星动力理论。按照这个板块构造理论，大陆漂移成为一种必然的结果。曾经被完全抛弃的采自大陆岩石的旧材料，又发掘了出来，并被誉为大陆漂移的决定性证据。简而言之，我们现在承认大陆漂移，是因为它符合一种新正统观念的期望。

我把这个故事视为科学进步的典型。在旧的理论指导下，以旧的框架收集的新事实，很少能导致思想的实质改变。事实并不“讲述它们自己”，事实是按照理论解读的。创造性思想，在科学中和在艺术中一样，是改变观念的动力。科学是一项精美的人类活动，并不是机械地、机器人似的收集客观信息，在逻辑律的指导下，产生必然的解释。我将从关于大陆漂移的“经典”材料中找出两个例子来说明这个论点。在大陆漂移说尚不流行的时候，这两个材料都是要清除的谎言。

（1）古生代后期的冰期。2.4亿年前，冰川覆盖了现在的南部非洲、南极、印度和澳大利亚。如果大陆是稳定的，这种分布带来了难以克服的困难。

A.南部非洲东部的条痕走向表明，冰川是从现在的大西洋流动到这个大陆的（条痕是岩床上的条纹，是由于冰川经过时在冰川底下与岩石的冻结造成的）。

世界的大洋是单一的系统，来自热带地区的热传递使开放海洋中任何大的部分都保持不冻结。

B.非洲的冰川覆盖了现在的热带地区。

C.印度的冰期肯定是在北半球的亚热带地区形成的，而且条痕表明是来自印度洋的热带水域。

D.北方大陆没有冰川。假如地球冷得都能使热带的非洲结冰，为什么在北方的加拿大和西伯利亚却没有冰川？

如果南部大陆（包括印度）在这个冰期连接在一起的话，而且位置较靠南，连接着南极，那么这些困难便不存在了。南美的冰川来自非洲，而且不是通过开放的海洋。“热带的”非洲和“亚热带的”印度当时与南极连接一起，北极位于大洋的中部，而且冰川未能在北半球形成。听起来就是大陆漂移，实际上，今天没有人怀疑这点。

（2）寒武纪三叶虫（生活于5亿至6亿年前的化石节肢动物）的分布。寒武纪的欧洲和北美的三叶虫分成两个不同的动物群，按照现在的地图，它们的特定分布如下。“大西洋”区三叶虫，生活在全欧洲，并且生活在远在北美边缘的少数局部地区，例如东部（而不是西部）的纽芬兰和马萨诸塞东南部。“太平洋”区三叶虫生活在整个美国和欧洲最西海岸的少数局部地区，例如苏格兰最北部和挪威的西北部。假如这两个大陆一直相隔5000公里，那就极难理解这样的分布。

但是根据大陆漂移理论，则恰好解决这个问题。在寒武纪时期，欧洲和北美是分离的，大西洋三叶虫生活在欧洲周围的水域，太平洋三叶虫生活在美洲周围的水域。这些大陆（现在含有三叶虫沉积层的地区）然后便相互移动，最终连接在一起。后来，它们再次分开，但并不是严格按照以前相连时的路线，古欧洲的一些零散地区，携带着大西洋三叶虫，留在了北美的最东边，而北美的一些地块吸附在欧洲的最西边。

这两个例子，今天会被广泛用作大陆漂移的“证据”，但在以前的岁月里，被断然抛弃了，并不是因为材料不完备，只是因为没人能提出一个恰当的机制来说明大陆的运行。所有最初的漂移论者都设想大陆如何通过静止的洋底运行。大陆漂移说之父阿尔弗莱德·魏格纳在20世纪早期提出，万有引力就可以使大陆运动。例如，大陆之所以缓慢地向西移动，是因为太阳和月亮的引力使大陆升抬，而地球在下面转动。物理学家的反应是轻蔑的，他们用数学表明，万有引力没有那么大的力，不能造成这样巨大的运行。所以，支持魏格纳的南非人阿利克斯·杜·托依特试图寻找别的办法。他提出，大陆边缘洋底局部地区的放射性熔化，导致大陆滑动。这一假说也没有为魏格纳的设想增加多大的说服力。

因为在缺乏机制的情况下，大陆漂移说显得有些荒谬，所以正统的地质学家便试图把那些使人联想到大陆漂移的证据，解释为一系列无关联的巧合。

1932年，美国著名地质学家贝利·威利斯努力使冰期的证据与静态的地球相符。他借用“地峡连接”来救场，地峡连接是横跨4800公里的断断续续的狭窄陆桥。他认为在巴西东边和非洲西部之间有一个地峡连接，另一个是从非洲经过马达加斯加到印度，第三个是从越南经过婆罗洲和新几内亚到澳大利亚。他的同事，耶鲁的教授查尔斯·舒彻特在澳大利亚与南极之间加了一条，以及另一条从南极到南美，从而使南部海洋与其他水域之间的隔离有了连接。有了这样的隔离海洋，便可以解释南部地区的冰冻，解释冰川流经南美东部。冰川的冷水还补给了南部非洲的冰川。对位于赤道上方，距南方冰川以北4800公里的印度冰川，则需要另做解释。威利斯写道：“无法合理地设想出两大冰川之间有任何直接的关联，这种情况必须根据一种普遍的原因与局部地理及地形情况来考虑。”威利斯的工作就是发明创造：他简单地构想一种地形上升，使热而湿的南方水分成为降雪。针对北半球温带和北极地区缺乏冰，威利斯重建了一个洋流系统，以便他可以假设“在更冷的表面水下，有一种热的潜流向北流，在北极上升为热水加热系统”。舒彻特很高兴地峡连接提供了解决的办法：

全北区了不起的生物地理学家，从北非到巴西有一个陆桥，另一个从南美到南极（这个陆桥今天仍然存在），还有一个从极地到澳大利亚，并从澳大利亚穿过阿那夫拉海到婆罗洲、苏门答腊等到亚洲，再加上人们已经承认的风向、水流及迁徙鸟沿海架的扩散途径，而且他还有所需的所有可能性来解释生命的扩散，以及根据现在的大陆来排列地质时期的大陆区域和海区。

所有这些陆桥的唯一共同之处，就在于它们都是假设的，任何一个陆桥都没有一点直接的证据。然而，为了不把地峡连接这个假说解读成教条主义者为了支持难以为继的正统观念而编纂得走了样的神仙故事，我要指出，对威利斯、舒彻特及20世纪30年代的任何思想健全的地质学家来说，有一件事显得比设想数千公里的陆桥还要荒谬十倍，那就是大陆漂移本身。

凭借如此丰富的想象，寒武纪三叶虫已不是不可克服的问题。大西洋和太平洋被解释为环境不同，而不只是地方不同，太平洋是浅海，大西洋是深海。由于可以自由地编造寒武纪洋底几何形状的假说，地质学家绘制着他们的地图，信奉着他们的正统观念。

当大陆漂移说在20世纪60年代开始流行时，来自大陆岩石的经典材料没有起到任何作用，大陆漂移有了新的理论做依托，有了新型的证据做支持。魏格纳学说物理上的荒谬在于他相信洋底阻碍了大陆的漂移。但是怎么能发生漂移呢？洋底是地壳，必定是稳定的。而且地壳向哪里运动？地壳的片段运动难道没有在地球上留下裂开的洞？所有事情并不是很清楚。或者可能是地壳运动吗？

“不可能”通常是由我们的理论来确定的，而不是自然来确定的。革命性的理论带来的就是意想不到。假如大陆必须踏海而行，那么大陆就不会发生漂移。然而设想一下大陆连接在洋壳上，随着洋壳片段的移动而被动地运动。我刚说过地壳运动会留下洞。这里我们走进了一个死胡同，必须凭借创造性的想象才能找到出路，而不是再到阿帕拉契的层峦中进行一番野外考察——我们必须以完全不同的方式建立地球的模型。

我们用一个比较合理的大胆设想，以便可以避开洞的问题。假如两块海底彼此离开，而地球内部如果产生的物质填补了空缺，就不会有洞了。我们可以进一步将这个陈述的因果含义倒过来：从地球内部产生的新物质可能是使古海底运动的驱动力。但是因为地球并没有扩大，必定存在古海底沉入地球内部的区域，故而维系了创造与毁灭的平衡。

确实，地表看起来像断裂成不到十个大“板块”，所有边缘由创造（洋脊）狭窄区和毁灭（海沟）狭窄区连接起来。大陆固着在板块上，当洋底从位于洋脊的创造区散开后，大陆便随着板块运动。大陆漂移说不再是因自己的正确而骄傲的理论，它成了我们新的正统观念——板块构造的一个被动结果。

我们现在有了一个变动论的正统观念，这个观念如同所取代的不变论一样确定与不可妥协。这样，支持大陆漂移的经典材料又发掘了出来，并被当作确切的证据。然而这些材料当初在证实大陆变动观时没有起到作用，大陆漂移观只是在成为一种新理论的必然结果时，才取得了胜利。

这种新的正统观念使我们对所有材料的看法都变了。在我们复杂的世界中，没有“纯事实”。