十万个冷知识
地球科学家和天文学家受的是完全不同的训练。尽管矿工和工程师对我们立足的大地早有研究，但是地质学和天文学不一样，作为一门科学它还只是在18世纪以后才开始发展，直到19世纪才达到全面成熟。
18世纪结束时，地质学家们正在进行一场大争论，研究者各执一词，有的主张水成论，有的主张火成论。水成论的主将是杰出的德国地质学家魏尔纳，他主张地球上所有地层都是原始洪水冲积后的沉积物。火成论的主将是苏格兰地质学家赫顿，他认为地球形成的主要驱动机制是内热，以火山爆发的形式周期性地冲出地壳。
在这两大学派中，火成论更为激进。水成论把地球历史看做就是一次唯一性事件的结果，一场巨大的洪水（类似于《圣经》中的诺亚故事），使地球的地壳成为现在这个样子。这跟《圣经》中创世纪故事的字面含义非常吻合。学者们由此得出结论，认为地球年龄不超过6000年。赫顿以及火成论者则相反，他们坚持认为地球历史经历了漫长、缓慢和持续的变化过程。他们认为，如今在地球表面观察到的各种作用力，它们始终在起作用。形成、磨耗和重塑的过程反复上演。其他一些过程也在持续进行，例如，熔岩穿过地壳喷发，玄武岩和花岗岩之类的结晶岩在持续形成，地表上岩石的沉积层在不断堆积。这一观点被认为是激进的和理性主义的（把推理看成是唯一的权威），因而从一开始就饱受怀疑。
法国伟大的比较解剖学家居维叶就是反对者之一。居维叶提出地球历史中的一系列灾变证据，在灾变期间所有物种都灭绝了，然后，新的岩层形成。他说，最近的一次灾变就是圣经中描述的大洪水。
地质学家阿加西斯（Louis Agassiz，1807—1873）也独立主张灾变论，认为地球经历过一段冰期——实际上，有20次冰期——其证据是：现在不存在冰河的地区却出现了某些冰期才有的现象。尽管冰期理论一开始遭到反对，但当证据越来越多时，已逐渐被人们接受。
1790年至1830年这一段时期往往被称为地质学的英雄时期，因为此时的地质学受到来自艺术和哲学中的浪漫主义运动的巨大影响。浪漫主义者拥抱大自然，鼓励探险活动，他们热衷于远离无趣乏味的文明社会，走向未开化的原始荒野。于是，行走于崇山峻岭之中成为时尚，响应这一号召的科学家，投身于变幻无穷的大自然，零距离地面对地壳的形成过程，而在从前他们是绝不可能这样做的。仅当此时，地质学才不再只是单纯地研究矿物学，辨认孤立的岩石标本，而是成为一门大有作为的科学，根据地球历史上曾经发生过的一系列剧变、侵蚀及其重造事件——它们是一段惊心动魄的伟大历史，反映了地球上各种力量的彼此较量——来解读地层。
当然，老顽固们还在抵制。这是一些固守传统方法的地质学家，他们关心的只是这门科学的声望、证据的搜集和理论的完整。浪漫主义者经常与这样的传统地质学家发生冲突，他们把自己看成是捍卫真理的骑士，准备面对由此产生的后果，献身于对大自然的探险事业。
其实，这两种倾向无须按照意识形态划分，它们也没有实质性地影响双方所用的方法。保守、宗教和反革命的心态正是法国革命之后的时代特征，它迫使地质学严格依附于经验主义，也就是说，寻求具有严密证据的理论支持。其结果是，即使受随心所欲的浪漫主义影响的地质学家，在考察岩层和搜集样品时采用的也是和他们的同事们完全一样的方法。
到了1830年，更多的事实已经呈现，从中足以引出理论，同时赫顿的均变论还引起一位富有的年轻苏格兰律师的关注，他对地质学比对法律更为关注。他就是莱伊尔，尽管他是在牛津大学跟一位水成论者学习地质学的，但他在欧洲到处旅行，有机会亲自考察许多岩层。他在研究中得出结论，赫顿是正确的，形成地球历史的各种作用力在时间的长河中始终如一，即便在当代依然行之有效，表现为侵蚀和沉积、加热和冷却等现象。他还广泛阅读——远远超过赫顿——尽管他本人没有作出什么发现，也没有提出自己的理论，但他的巨大贡献是把许多事实汇集到了一起。
他坚持说，只有现在仍然在起作用的地质因素，才可用于解释过去的历史，当然需要假设经历了非常之长的时间。他写道：
“相比于各种先入之见，大大低估已有时间跨度这一作法更是危害地质学的进步，除非我们使自己习惯于思考这一可能性：曾有一个无限久远的年代……否则我们将不幸形成极为危险的地质学观点。”
1830年，莱伊尔出版了《地质学原理》第一卷。其中的一本次年被带上英国皇家海军“贝格尔号”舰，成为旅途中的阅读佳品。这是科学史上最著名的一次航行。
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