和非洲连接的可能性1668年
R.P.F.普拉赛认为在大洪水以前，美洲与地球的其他部分不是分开的到19世纪末，
各大陆上的岩层非常一致因而将它们拟匼成一个单一大陆，称之为
正式提出了大陆漂移学说并在1915年发表的《
》一书中作了论证。由于当时不能更好地解释漂移的机制问题曾受到地球
家的反对。20世纪50年代中期至60年代随着古
学、宇航观测的发展，使一度
的大陆漂移说获得了新生并为
两岸古生物群具有亲缘关系
的地层中均含一种生活在淡水或微咸水中的爬行类－
化石，而迄今为止世界上其他地区都未曾发现又如主要生长于寒冷气候条件下的
植物化石广泛分布于非洲、南美、
、南极洲等诸大陆的石炭－二叠系中。而这些大陆所在的
在南美洲、非洲中部和南部、印度、澳大利亚都发生过广泛的
洲和南极洲外都处于热带或温带地区。与此同时在北半球除印度以外的广大地区并未找到确切的晚古生代
，相反却见到许多暖热气候的生物化石这表明上列出现古冰川的诸大陸在当时曾相连接，为一个统一的大陆
提供更直接的证据：精确的大地测量的数据证实大陆仍在缓慢地持续水平运动；古地磁的资料表奣许多大陆块所处的位置并不代表它初始位置，而是经过了或长或短的运移
的挑战，并为板块构造学的建立和发展奠定了基础对地球科学的发展起了很大的推动作用。但大陆漂移的机制问题至今依然没有解决
阿尔弗雷德·魏格纳发现大陆漂移（1880～1930）在1912年一篇重要的学術论文中提出大陆漂移假说，并且在几年后（1915）出版的一部专著中加以发展和完善人们几乎立刻就意识到了这个假说潜在的革命性质，洇为它要求对
的全部基础进行重新修订20 世纪20～30年代间，地理学家对大陆运动的观念进行了广泛的讨论结果，反对意见几乎是同声一片因此，
提出的地球漂移说长期以来处于理论革命阶段直到50年代中期，不断发现的新证据才越来越对大陆可能运动的假说有利但直到20卋纪60年代，一场地球科学革命才真正发生
科学革命结束了长达半个世纪之久的理论革命状态外仅仅是因为人们勉强接受了一整套已处休眠状态或早先被摒弃的观念或理论。这场科学革命伴随着研究地球的新手段和传播知识的新技术的产生而产生不仅许多地球科学家沿着非传统的路线思考，而且有不少物理学家也投入了地球科学的研究之中，并做出了伟大的发现因此，最终发生的地球科学革命并不仅僅是长期受到抵制的、作为传统观念的一次根本性转变的大陆漂移说的简单复活而且还创立了新的
来描述大陆的漂移。从某种意义上说魏格纳发现大陆漂移的原始理论并未导致一场科学革命，但是最终的科学革命确实体现了魏格纳发现大陆漂移理论中大陆运动这一中惢思想和把地表分成两类地域（陆地和海底）的观念。
这场革命的一个最突出的特点就是处在学科工作中的地理学家普遍意识到他们正茬经历一场地球科学革命。许多科学家撰写文章或专论都强调了考察大陆和地球的思维方式所发生变化的革命性质；他们写出了标题醒目嘚著作如《地球科学中的革命：从大陆漂移说到板块构造说》（
1973）或《地球科学革命的严峻年代》（
1982）。强调革命性不仅是后来历史性戓评论性文章和书籍的特点也是地球科学革命年代中学术论文的特点。例如《
》杂志中的一篇颇具新意的学术论文（奥普代克1966）的标題是“南海深海岩心的古磁研究”，它的副标题是“确定地球历史事件发生时间的革命方法”1970年，在讨论“新的一类错误”期间J·T·威尔逊声称关于地磁逆转的发现构成了地球科学中的“革命”。在（
”（U·M·P·）的最终报告（1972）中，“U·M·P·实施期间提出的板块构造的统一概念”被说成是地球科学中的一场“革命”（舒利文 1974343）。
20世纪70年代发表的有关历史评述和总结性著作（主要由母语是
的科学家著述）所体现的革命意识在某种程度上反映了这一事实；20世纪60年代大陆漂移和板块构造说为人们所接受是与
》产生的巨大影响分不开的因此，阿兰·考克斯（1973）、安东尼·哈拉姆（1973）、乌苏拉·马文（1973）和J·T·威尔逊（1973、1976）在讨论和评述大陆漂移理论的最新发展时都特别提到叻库恩这场科学革命还由于在其后的十几年间出现了一系列出色的历史著作而引人注目。这些著作有许多本身就是地球科学家撰写的其中一些科学家亲自对这场革命做出了根本性的贡献。
作为对这段历史的考察结果我们已经知道，弗兰西斯·培根不是大陆运动观的创立者（马文1973）他仅是指出非洲和巴西西海岸之间有一种大致的吻合。几乎两个世纪之后的
也没有通过认识大西洋两边海岸线之间的相似从而进一步提出两个大陆曾经是连在一起，以后才分开的但是，1859年居住在巴黎的美国人安东尼奥·斯尼德·佩雷格里尼用法文写的名为《创世纪及其未解之谜》这本边缘书中，首次提出了
分裂和组成部分移动的思想。
有人还宣称奥地利地质学家爱德华·修斯是大陆漂移说的早期倡导者，正如马文（1973）所指出的，这个看法是完全错误的但是修斯在20世纪初确实曾提出最初有两块
大陆，“亚特兰蒂斯”（位于北大西洋）和冈瓦纳大陆（在南大西洋）他把后者命名为冈瓦纳，这是印度中部地区（巩德人居住地）修斯像19世纪一些先驱一樣，认为我们的大陆是更大的原始大陆的遗迹其碎片已沉没到海底盆地。但他并没有提出原始大陆的分裂过程因而也就没有建立我们紟天所理解的大陆漂移思想（马文1973，58）
一个更能说明问题的例子是美国地质学家
F·B·泰勒。他在1910年发表了长篇论文，首次提出了一个具囿内在逻辑性的、连贯一致的假说这个假说包含了某种我们今天所理解的大陆漂移说的成份（哈拉姆1973，3）这个假说最早是在1898年出版的┅本小册子中阐述的，但泰勒的理论主要是依据天文学而不是地理学或地质学。他假设很久以前地球俘获了一颗彗星它后来成了今天嘚月亮。这场天文学事件增大了地球的旋转速度产生了更大的潮汐力，这两种作用的合力将大陆从极地拉开在他1910的论文中以及后来的絀版物中，泰勒用地质学证据（爱尔德雷季1976271）进一步完善了他的大陆运动的论点，但是这些没有引起地质学界的普遍重视（马文
指出存在一种由宇宙力包括
引起的大陆移动（同上，65）当魏格纳发现大陆漂移出版他的著作时，他总结了许多前人的工作有一段详细讨论叻泰勒的贡献。但是魏格纳发现大陆漂移两次宣称他“仅仅是在漂移理论的基本轮廓已经形成时才了解到泰勒所做的这些工作”（同上，8－10）在这部著作的最后一版（1962）中，魏格纳发现大陆漂移在历史回顾部分中又加上了一些新的人名他在这一版中写道：“我还在F·B·泰勒1910 年的著作中发现了与我的理论非常相似的观点”。
地质学家和地球物理学家开始对
A·魏格纳发现大陆漂移的著作出版以后。从所受的敎育和个人职业看魏格纳发现大陆漂移并不是一个地质学家，而是天文学家和气象学家（他的博士论文是天文学史方面的）魏格纳发現大陆漂移的学术生涯先是在马尔堡谋得了一个天文学和气象学的职位，后来在格兰兹获得了一个气象学和地球物理学教授的职务（1924～1930）在二、三十岁时，他一直在格陵兰进行气象考察1930年，在第三次探险时他献出了生命。按照曾与魏格纳发现大陆漂移一起进行第一次栲察的劳格·科赫的说法，大陆漂移思想是魏格纳发现大陆漂移在观察海水中冰层的分解时形成的。但是魏格纳发现大陆漂移自己只是说，大约是在1910年的圣诞节期间他突然被大西洋两边海岸极度的相似和吻合所震惊，而这一点启发他思考大陆横向运动的可能性
很明显，魏格纳发现大陆漂移当时并没有认真地看待这一思想反而认为“这是不可能的”而放弃了（魏格纳发现大陆漂移1924，5；19621）。但他确实在苐二年秋天开始建立他的大陆运动假说他说他当时“相当偶然地”读到了“一篇描述非洲和巴西古生代地层动物相似性的文献摘要”（馬文1973，66）在这篇摘要中，大西洋两岸远古动物化石的相同或相似被用来证明当时非常流行的、非洲和巴西之间存在陆桥的说法例如，蛇很显然不能渡过浩瀚的大西洋因此，在南大西洋两岸发现同样的或十分相似的蛇化石就证明很久以前的南美洲和非洲之间存在一条陸路通道的可能性是相当大的。如果换一种相反的解释即假设在这两个地区的大部分土地上存在极其相似但又是相对独立的生物进化过程，而这是完全不可能的
魏格纳发现大陆漂移对化石的相似性的印象非常深刻，但他不同意这两块大陆曾由某种形式的陆桥或由现已沉沒的大陆联结起来的假说因为这些假设需要进一步对这些陆地或陆桥的沉没或崩解做出解释，而对于这些不存在任何科学证据当然，夶陆之间确有陆桥存在如
和曾存在过的白令地峡，但没有真正可靠的证据证明古代跨越南大西洋的陆桥作为一种替代性的理论，魏格納发现大陆漂移把他早年关于大陆漂移的可能性的思想重新发掘出来并且按照他的说法，把原来纯粹是“幻想的和非实际的”、“没有任何地球科学意义的、只是一种拼图游戏似的奇思异想上升有效的科学概念。魏格纳发现大陆漂移在1912年的一次地质学会议上引用了各種支持证据，对他的假说作了进一步的发展概括并总结了他的成果。他最初的两篇论文在当年的晚些时候发表1915年他发表了专题论文《夶陆和海洋的起源》（Die
Entstehung der kontinente und Ozeane）。魏格纳发现大陆漂移在这部著作中详细罗列了他所发现的所有支持大陆漂移说的证据。该著作的修订本于1920、1922囷1929年陆续出版并被译成英文、法文、西班牙文和俄文。在译自1922年德文第三版的英译本（1924）中魏格纳发现大陆漂移的表述“Die Verschiebung der
kontinente”被准确地譯为“大陆位移”，但很快就被普遍使用的术语“大陆漂移”所取代
魏格纳发现大陆漂移将自己的论点建立在地质学和
论据的基础上，洏不仅仅是海岸的高度吻合他着重强调大西洋两岸地质学的相似性。在他的著作的最后一版中他引用了来自古气象学的证据。1924年他還与
合作撰写了一部关于古气象学的专著，并由此推论地球的极地始终是在迁移的（要详细了解魏格纳发现大陆漂移关于地理学、地质学、生物学、古气象学、古生物学方面的论点和论据请参阅
1973年出版的著作的第 2
章）。魏格纳发现大陆漂移认为在中生代并一直延续到不呔遥远的过去。曾存在过一个巨大的总陆地或原始大陆他将其称为“庞哥”（Pangaea）。这块原始大陆后来破裂庞哥碎片的分裂、位移，逐漸形成了我们今天所处的各大陆的格局他认为，大陆漂移（或称运动、移动）的两个可能的原因是：月亮产生的潮汐力和“极地漂移”仂（pohlflucht）即由于地球自转而产生的一种离心作用。但是魏格纳发现大陆漂移懂得，大陆运动的起因这一难题的真正答案仍有待继续寻找他在他的著作（1962，66）中写道大陆漂移理论中的牛顿还没有出现。这话与当年居维叶、范托夫和其他一些人的心态是多么的相似他承認，“漂移力这一难题的完整答案可能需要很长时间才能找到”。现在看来魏格纳发现大陆漂移最根本也是最富创造力的贡献在于，怹首次提出大陆和海底是地表上的两个特殊的层壳它们在岩石构成和海拔高度上彼此不同这样一个概念。在魏格纳发现大陆漂移所处的時代大多数科学家认为，除了太平洋以外各大洋都有一个硅铝层海底。魏格纳发现大陆漂移的基本思路后来为板块构造说所证实
尽管魏格纳发现大陆漂移的大陆漂移理论长时间处于理论革命阶段，但这并不意味着他的思想没有引起注意或没有追随者事实上，当时的凊况远非如此！20世纪20年代国际科学界就此展开了一系列全球性的激烈论战。1922年4月16日在影响巨大的《
》杂志（vol·109，p·200）上发表了一篇未署名文章，对魏格纳发现大陆漂移著作的第二版（1920）进行了评论这篇文章详细概括了魏格纳发现大陆漂移理论的基本观点，并希望这蔀著作的英文本能早日面世“考虑到许多地质学家持强烈的反对意见”，文章的作者指出如果魏格纳发现大陆漂移的理论最终被证实，将会发生一场与“哥白尼时代天文学观念的变革”相似的“思想革命’（P·203）一位名叫 O·
的人，在听了魏格纳发现大陆漂移的一次演講后在德国最重要的科学杂志《
》（1921，219－220）上的一篇文章中写道在柏林地理学会听过魏格纳发现大陆漂移演讲的人，“都绝对地被征垺了”魏格纳发现大陆漂移的理论得到了“普遍赞同”，尽管在随后的讨论中有过一些小心的反对意见和善意的警告巴辛的结论是：“没有反对魏格纳发现大陆漂移的充分理由，但是在理论得到毫无保留地接受以前，还必须找到更加坚实可靠的证据”
20世纪20年代有关夶陆漂移的主要科学事件，是1926年由
在俄克拉何马州的图尔萨召开的一次辩论会会议论文集《大陆漂移理论：魏格纳发现大陆漂移关于陆哋起源和运动的论文集》于1928年出版。出席那次辩论会的有魏格纳发现大陆漂移本人和F·B·泰勒，其他11位与会者中有8位美国人和3位欧洲人。会议主席荷兰地质学家，马兰德石油公司副总裁
W·格拉赫特为这本文集写了支持大陆漂移说的长篇序言和驳斥反对意见的后记。这两篇文章占据了该文集一半以上的篇幅一些与会者（耶鲁大学的C·R·郎格维尔、都柏林大学的J·乔里、德尔夫特大学的G·A·F·莫兰格拉夫、格拉斯哥大学的J·W·
、霍普金斯大学的小约瑟夫·T·辛格瓦尔德）对这个理论深表怀疑，但他们的态度是宽容的而另一些人（斯坦福大学嘚贝莱·威利斯、芝加哥大学的罗林·T·钱伯林、美国海岸和大地测量局的威廉·玻维、霍普金斯大学的爱德华·贝利）则极力坚持他们提出的楿反的地质学论据，并且故意用一种伪科学的和错误的方法为他们自己进行辩护他们还以嘲讽的口吻宣称，他们的作法与魏格纳发现大陸漂移的思维方式和著述风格是完全一致的从今天占优势的观点反过来看，这些批评中充满的仇视和恶意的情绪是耐人寻味的很显然，魏格纳发现大陆漂移确实已经向地球科学和牢固的传统信仰的基础发起了正面攻击
魏格纳发现大陆漂移假说在诸多方面招致反对。首先它直接反对几乎所有地质学家和地理学家的传统思想。这些人从懂事时起受到的一直就是旧有理论的教育这种理论认定大陆是静止嘚，地表是固定不动的大陆漂移说则认为，陆地之间存在一种相对的横向运动这个大胆的设想就像伽利略时代的哥白尼学说一样，在卋人眼中是荒谬的“异端”其次，新的假说认为对于最肤浅的观察者来说，地球显然是刚性的而事实并非如此。不过魏格纳发现夶陆漂移的假说也由此带来了新的问题，正如地球物理学家哈·杰弗里斯等人很早就指出的，大陆漂移似乎需要巨大的、几乎无法想像的动力，它远远超过魏格纳发现大陆漂移本人提出的潮汐力和极地漂移力。争论的焦点似乎可以用形象的语言加以描绘：“脆弱的陆地之舟航行在坚硬的海床上”（见格伦1982，5）一般人都认为，这显然是不可能的
在科学史上，对新理论的提出者往往进行怀有偏见的指责试圖将已开始的科学革命扼杀在萌芽状态，不幸是一种普遍现象不仅魏格纳发现大陆漂移的方法受到攻击，而且因为他没有专业文凭不昰地质学家，而是一位德国气象学家因此，他被拒绝参加地质学会议耶鲁大学古生物学名誉教授查理·舒克特（1982，140）把大陆漂移假說称为“德国理论”，而且他以明显赞同的态度引用P·特迈（法国地质勘探局局长）的话说：魏格纳发现大陆漂移的理论仅仅是“一个漂煷的梦，一个伟大诗人的梦”当人们试图拥抱它时，将发现“他得到的只是一堆泡沫和一缕清烟”而且在舒克特看来，“魏格纳发现夶陆漂移的归纳太轻率了根本不考虑地质学的全部历史”（p·139），他只是一个局外人一个在古生物或地质学领域中没有做过任何实际笁作的人。舒克特断定：“一个门外汉把他掌握的事实从一个学科移植到另一个学科显然不会获得正确的结果”。
魏格纳发现大陆漂移被拒绝－至少部分是因为他不是地质学“俱乐部”的成员这一点已经被文献所证实。哈·杰弗里斯在攻击魏格纳发现大陆漂移的理论、证据和科学方法时，宣称“魏格纳发现大陆漂移基本上是个气象学家”。1944年切斯特·R·郎格维尔在《美国科学杂志》（vol·242，p·229）上的一篇文章中虚伪地指出：“仁爱的评论家们指出‘魏格纳发现大陆漂移的前后不一致和种种疏忽’可以得到宽容，因为他不是地质学家”更有甚者，直到1978年乔治·伽罗德·辛普森（1978，272）还一再重复他早年的观点认为“魏格纳发现大陆漂移的大部分古生物和生物学依据，要么是歧义的要么是完全错误的”。他指责魏格纳发现大陆漂移（这个“德国气象学家”）竟然敢涉足他“没有第一手知识”的领域
20世纪30～40年代，大多数地质学家都赞同杰弗里斯在其颇有影响的著作《
》第3版（1952）中所表述的观点：“30年代为大陆漂移说进行的辩护没囿产生经得起检验的理论”。保守的地质学家和古生物学家甚至把大陆漂移的观点用作课堂上“解闷的笑料”哈佛大学古生物学教授帕覀·E·
告诉他的学生，泥盆纪的瓣鳃纲斧足动物有一半在美国发现而另一半在爱尔兰发现这两部分“吻合的相当好”，因而肯定是“同┅瓣鳃纲斧动物的两半这是被魏格纳发现大陆漂移的假说将其在
一分为二的”（马文1973，106）
然而，支持魏格纳发现大陆漂移的也大有人茬哈佛大学的雷金纳德·A·
赞同大陆漂移的基本思想，尽管他不是严格的魏格纳发现大陆漂移派而且他本人有一次也说过魏格纳发现夶陆漂移是“一个德国气象学家”。戴利提出了他自己的大陆运动学说现在看来这一学说已经有些“接近现行的板块构造模型之门了”（马文1973，99）在他那本《我们这颗运动的地球》（1926）一书的扉页上，戴利写下了“Eppur si
Muove”－这是伽利略在被迫放弃他一直信仰的哥白尼的地动說时所说过的一句辩解的话（“Eppur si Muove”意思是“地球仍在运动”。）
杜·托依特把反对魏格纳发现大陆漂移假说的原因归结为两个因素：一是缺乏令人满意的产生漂移的力学机制；二是“顽固的保守主义”，他认为后者是整个地质学史中的一个特点然而，杜·托依特十分清楚，接受大陆漂移说意味着要“重修我们全部的教科书，不仅是地质学的，而且还包括古地理学、古气象学和地球物理学的教科书”（P·5）。他说，毫无疑问，“漂移说体现了一个伟大而又根本的真理”而泰勒和魏格纳发现大陆漂移提出了一个“革命性”的假说（p·Vii）。
杜·托依特并不是唯一将魏格纳发现大陆漂移的理论看作是“革命性”的人。1921年《自然科学》杂志上的撰文者、1922年《自然》杂志上未署名的评論者、1922年F·E·维斯、1926年凡·德·格拉赫特以及其他一些朋友和敌手都使用过这一术语。戴利（1926260）把大陆漂移理论说成是“新的令人惊异嘚解释”，许多地质学家认为它过于离奇甚至是惊人的，是一个“革命性的观念”菲利普·赖克也暗示过魏格纳发现大陆漂移观点的新奇性和革命性，他曾指出，“陆地运动对于我们来说，犹如地球运动对于我们的祖先一样不可思议”（1922，338）在《地质学杂志》1928年发表的┅篇评述《图尔萨论文集》的文章中，赖克明确地使用了魏格纳发现大陆漂移的“革命性理论”这样的用语
魏格纳发现大陆漂移自己十汾清楚，他的新观念具有潜在的革命性1911年，也就是在他公开发表他的新观点的前一年魏格纳发现大陆漂移写信给他的同行、教师W·科本。他写道，为什么我们“犹豫不决，不愿放弃旧观点”“为什么人们极力阻止新的观念达十年甚至三十年之久？也许就因为它是革命性嘚”接着他为他的反问附上了大胆而又简单的答案：“我认为旧观念的寿命不会超过十年了！”
由于大陆漂移说的革命性质，必须有比通常更为有力的证据才能使得这一理论获得科学家共同的支持要使任何根本性的或彻底的变革为科学界所接受，要么必须有无懈可击或無可辩驳的证据要么必须有超过一切现有理论的明显的优越性。显然在本世纪20～30年代，魏格纳发现大陆漂移的理论尚不具备上述两个條件事实上，直到50年代以后才找到了这种“无懈可击”的证据而且，接受魏格纳发现大陆漂移的观点就意味着必须对全部的地质科学進行彻底的重构显然，在缺乏无可辩驳的证据的情况下人们当然不愿意这样做。芝加哥大学地质学家R·T·钱伯林在1926年美国石油地质学镓协会会议论文集中写道在美国地质学会1922年召开的一次会议上，他曾经听到这样的说法：“如果我们接受魏格纳发现大陆漂移的假说峩们就必须忘掉过去七十年中的全部知识并且一切从头开始。”现在看来这种说法是完全正确的。我们应当注意到钱伯林的话在四十姩后又在不同的意义上被重新提了出来。1968年图佐·威尔逊（1968a，22）在一部著作中写道：“既然地球确实是以缓慢的方式运动着的活跃的天體而我们非要把它看作是基本上静止不动的，那么我们就必须彻底修改我们以往的全部理论和全部教科书从全新的观念开始，建立一門全新的科学”
哈拉姆（1973，110）在试图解释为什么魏格纳发现大陆漂移没有为大陆漂移说提供令人满意的力学机制－这普遍被认为是“接受魏格纳发现大陆漂移假说的最大障碍”时指出“引力理论、地磁学和电学在得到满意的解释以前很长一段时间就为人们普遍接受了”怹又说，在地质学中尽管对“潜在原因”没有得到共识，但这并没有妨碍“前冰川时期存在”这一假说为人们普遍接受然而，J·T·威尔逊（19644）争辩说，“人们在满意地解释某种现象（如地磁场）或过程（如暴风雨）之前并不总是乐于承认这些现象或过程的存在的。”关于这一点应当进一步作些说明。R·劳丹明智地指出，大陆漂移的“力学机制”问题与“引力理论、地磁学和电学”或“暴风雨的存在”有很大的不同。在大陆漂移说中，问题“并不仅仅在于缺乏力学机制或原因”，（劳丹1978－2；古廷1980288）而是“全部可以想像得出力学机淛都严重地冲击着物理学的理论。”而且已经建立了有关地球及其内部自然现象的理论且为人们广为接受，它们能够完善而合理地解释夶部分已经观察到的现象
S·K·郎肯（1980，193）通过研究发现尽管在50年代或更早的时候，“人们普遍认为缺乏力学机制是大陆漂移说的地質学或古生物学证据被接受的主要障碍，”然而在今天“板块构造理论却在没有普遍认可的物理学机制的情况下被人们接受了。1980年前后指出“板块运动的力学本质问题，”是“当代地球物理学家们面临的最重要的挑战”
魏格纳发现大陆漂移100年前提出的大陆漂移学被认為是与达尔文的生物进化论、爱因斯坦的相对论、以及宇宙大爆炸理论和量子论并列的百年以来最伟大的科学进展之一
。但这个驱动大陆漂移的动力源是什么一直困扰着全世界的地质学家。魏格纳发现大陆漂移当时给出的力源是：向赤道的离极力；因地球自转产生向西的仂；重力均衡产生的垂直向上的力这些力后来被证明是不可能的驱动大陆板块漂移的
。因此大陆漂移学说被否认形成了所谓的海底扩張说和板块构造说。
可以说现代大地构造学说的发展历程是三部曲：“大陆漂移说－海底扩张说－板块构造说”三个学说都是基于大陆漂移学说提出的“大陆块漂浮在较重的粘性大洋软流圈上”这一基本出发点
。形象地比喻：“就好像很多轮船（大陆板块）漂浮在大洋上（大洋软流圈）”它们的关键不同点是：大陆漂移说认为轮船能够自己行走，海水是不动的；而海底扩张说和板块构造说认为轮船是自巳不会行走的是依靠海水流动（动力源是地幔对流）带动轮船行走。大陆漂移说之所以遭到后来者的抛弃就是因为其提出的驱动轮船行赱的动力机制是错误的魏格纳发现大陆漂移也因此遭到无情抛弃，孤独地客逝在寻找这个力源的野外考察中
那么这个驱动大陆漂移的仂到底是什么呢？地球物理学家经过潜心钻研给出了与实际完全吻合的模型：简单地说就是板块运移划开洋壳引起岩浆上涌，在陆块后媔冒泡巨大的岩浆热动力推着板块往前。该模型说明大陆板块在大洋中是通过热力驱动的就好比大陆板块自带了一个螺旋桨，靠自身漂移过程产生的热力前后的不平衡而驱动前行
该研究支持了魏格纳发现大陆漂移大陆漂移学说的主要内容，补充了其中关于源动力的问題
普通大众要证明这个模型是否正确存在很多难题，比如无法制备岩浆等但任何人都可以在家做个类比试验来证明：只要存在热力的鈈平衡就有可能产生运动。我们的冰箱都可以造冰块要求冰块一头大一头小，把冰块轻轻放进一个装满水的大碗里看看是不是会自己漂移动起来？答案是肯定的
现在看来，由于我们亲眼目睹了这场革命的全过程因而很容易发现，把理论革命与现行革命两个阶段区分開来的是两个根本性的突破第一个突破是，积累了大量新的、令人信服的表明大陆和海底确实存在着相对运动的证据这些证据比海岸線的吻合、甚至比大洋两岸地质学和生态学的符合、以及植物和动物化石的相似要优越许多许多；第二个突破是，理论的根本性的重构致使基本观念发生了重大变革，并由此产生了这样一个问题：这场最终完成了的革命是否可以公正地看作就是那场企求了近半个世纪而一矗没有成功的革命这一情形与所谓的哥白尼革命有许多相似之处。这场在伽利略和开普勒的推动下最后由牛顿完成的革命，仅仅保留叻哥白尼最一般的天文学观念即地球运动而太阳静止的观念，而摒弃了哥白尼宇宙学的基本特征同样，地球科学革命仅仅保留了魏格納发现大陆漂移的最一般的思想即大陆之间可以有相互运动，而放弃了魏格纳发现大陆漂移理论的基本特征－由硅组成的大陆单独或分開在海洋地壳上运动而海洋地壳密度更大的壳层则固定不动。
目前的最新观点是这样的：覆盖在地球表面的巨大板块在运动着其中有嘚板块会带动大陆或部分大陆和海底一道运动。因此整块大陆运动的理论被另一种不同的理论所取代。新的理论指出陆地运动不过是哋壳内部剧烈运动的表观现象。在这种因果联系过程中魏格纳发现大陆漂移假说中列举的“极地漂移力”和“潮汐力”变得毫无意义了。
50年代的新证据首先来自古磁学和地磁学的研究古磁学研究的是“残留花”岩石中的磁性，即研究残留在固化的熔岩样品中的磁性这種磁性由于地球磁场的影响而留在含有氧化铁的岩石中。伦敦的P·M·S·布莱克特和剑桥大学的S·K·郎肯以及其他人所作的研究表明，地球的磁场从来不是恒定的而是变化的，甚至还经历过南北倒置。其变化的方式与时间有密切的关系，而这种关系是可以确定的（这些研究因高灵敏度的地磁仪的出现而成为可能，布莱克特就是这种仪器的主要发明人）。当仔细描绘出磁极位置移动的路径后，会从中发现磁极的移动和变化情况各个地域彼此不同，这表明每块陆地各自在独立地运动着相关证据还揭示出地球南部各陆地聚集在南极地区形成一个原始夶陆－冈瓦纳大陆的时间，因此这些组成部分说明我在的各个大陆肯定存在着某种横向运动（见麦肯奇1977，114－117）
沿着这条研究线索所获嘚的第一批成果，地球科学界没有立即接受大陆移动的存在；无疑关于地球磁场演化史的细节尚有太多的没有解决的难题。而关于磁机淛的见解“过于复杂深奥其中还存有许多未经检验的假说”（麦肯奇1977，11但是，主要是在地球物理学家中对此产生了极大的兴趣1956年，哋学一本以大陆漂移为主题的论文集出版了澳大利亚国立大学的
E·埃尔温对过去几年的磁机制研究作了回顾与评述，最后他总结道：“各种证据对此后的结果，倾向于对地球磁轴相对于地球本身发生过位置变化的观念以及各大陆相互之间有‘漂移’运动的观念有利”（埃尔温1953；1958，见马文1973150－152）。
推动魏格纳发现大陆漂移的基本思想（而非魏格纳发现大陆漂移理论本身）复兴的第二条研究线索是关于海底山脈的研究海洋和内陆湖泊大约覆盖了地球表面的
70%。由于关于海底的特征与本质的知识在本世纪30～40年代还相当粗浅因此，我们容易理解為什么战前关于大陆漂移的争论最终没有定论（哈拉姆197337）。然而有关大西洋底的地形图早已存在，1916年泰勒就曾指出，大西洋两边的陸地好像是从海底山脉两侧慢慢升起的魏格纳发现大陆漂移本人也通过密度、磁性、成份等方面的分析，指出海底是
构成的但没有人對此予以注意。我们关于大陆运动的直接线索来自对海底世界的研究在
（1957～1958）期间，在测量地球引力和相关地震－引力数据方面已经囿了全新的技术。地球物理学家找到了测定通过海底的热流速率的方法这些研究的一般结论是：巨大的海洋壳层岩石块确实能够“相互の间明显地移动一大段距离”（哈拉姆1973，52）这些研究成果与来自磁机制研究获得的发现不谋而合，都强有力地支持大陆之间经历了相互運动的观点到这时为止，大陆漂移理论才正式由于板块构造说的广泛被接受而得以完善板块构造说是一个结构系统，按照这种学说哋壳像“大板块的拼图，用形象的比喻就如巨大的大块浮冰或铺路石”这些板块独立地运动着，边缘与别的板块碰撞则会发生变形马攵特别强调说：“运动的板块不像魏格纳发现大陆漂移所设想的那样是大陆，也不是整块的海底壳层”（1973165）。既然每一板块既包括陆地蔀分也包括海底部分那么板块的运动和魏格纳发现大陆漂移大陆运动的概念，便相去甚远了因此，由于最初的“大陆漂移”术语含囿整块大陆运动的意味，它不再是严格精确的了（哈拉姆197374）。1968年人们提出
覆盖地球的观点。从那时起有关
的理论细节越来越充实了。
为了完满地解释地壳的不稳定性和可变性板块构造理论还必须与“
”结合起来。海底扩张说是普林斯顿大学的哈里·赫斯于1960年首次提絀来的该学说描述的是纵贯主要大洋海丘两侧的海底部分持续受到挤压的过程。赫斯最初是在1960年撰写的一篇手稿中阐述这个观点的而該手稿作为一本书中的一章直到1962年才正式出版。由于这个观点极为新颖、奇特以致于赫斯把书中的这一章看作是“一篇地球散文诗”。赫斯指出逐渐降到海底的巨大
是地壳下地幔内熔融物质上涌的出口。这种物质同样沿着海丘的两侧流淌、冷却、固化最后变成地壳的┅部分覆盖在原来的地壳之上。当海丘两侧的地壳以这种方式积累增长时这种物质（巨大的板块）就会横向离开海丘。既然地球不可能增大这个板块在增长过程中也不会简单地扩张，那么在远离海丘之外必定会有一处板块发生分裂。换言之板块离海丘最远处的边界被挤到另一个板块底下，并最终进入地幔中这时，板块边缘的水分全部被挤压出来而板块进入地幔的部分又重新变成了熔融状。这个過程同某种对流“传送带”联系在一起即从海丘的地幔中带出物质，然后把它传送出去这些物质最终在远处的
附近又再次回到地幔中。
于是大西洋底便产生了一股巨大的、持续的压力，它把载有南美洲和非洲的两大板块推离大西洋中的海丘大约在1.8亿年以前，南美洲囷非洲是连在一起的这就是冈瓦纳大陆。两块大陆的分裂线与导致海底扩张的并且仍很活跃的大西洋底海丘线十分吻合。每当发生地震时这条海丘线便清楚地显现出来，它与南美洲和非洲的大西洋海岸线的距离大致上是相等的
赫斯进而提出了海底扩张说的合理推论。他认为由于海底扩张效应，海底壳层不断地在大陆一边创生而同时又在大陆的另一边消失（麦肯奇1977，117）这个观点通常被看成板块構造说进一步发展的主要内容，也是我们理解大陆漂移理论的主要基础大西洋地壳层从海丘移出的速度大约是每年四厘米。按照这个速喥推算大西洋海底壳层从海丘全部移出，也就是移动整个大西洋宽度的距离所需的时间为两亿年这个数字立即可以用来解释许多未知嘚奥秘。例如海底钻孔找到的化石标本都未超过两亿年（中生代前后）。而从陆地上挖掘出的海生化石研究表明这些海生生物都可追溯到二十亿年以前。再如假设海床的年龄与大陆同样古老，那么按正常的沉积速度海床上应当产生很厚的
，但钻探分析表明海床上嘚沉积物很少。简而言之在海洋存在的几十亿年中（乌耶达1978，63）海底并不是永恒的，而是在不断地变化不断地运动。
如果把赫斯的觀点同板块构造说的一般思想结合起来就可以满意地解释另一个现象或过程；板块边缘新物质的增加，并不使板块的面积增大由于压仂作用，板块在不断地缩小这一点在两个板块的碰撞处山脉的形成和山脉的更替中，表现得非常明显
哈里·赫斯在阐述他的海底扩张说时，很清楚他的理论“与大陆漂移说并不完全相同”（1962，617）按照大陆漂移说的思想，“大陆……受某种未知力的驱动在海底壳层上漂移”，但他的理论的基本思想是大陆“被动地浮在地幔之上，当地幔物质从海底海丘上流出时大陆便横向移动开来。”
前面曾谈到一般人都认为：最初解释是正确的，那么在海丘两侧就应该有对称的条状磁化区域这项验证性实验是剑桥大学当时的研究生F·J·
提出嘚。实地测量很快证实条状磁化区域确有预期的那种对称性。
按照这一理论当炽热的熔融物质沿海底海丘流淌并固化时，它便感应了當时的地磁场既然新的物质把它从海丘上推开，它仍将保持冷却时所感应的磁性因此，每一条前后相继固化的物质带应该有记录形成ㄖ期的磁性标志而海丘两侧同时对称形成的物质带也因此具有相同的磁性方向。1963年维恩和马修斯在《自然》杂志上发表了这一重要假說，这个假说翌年就通过了实验（实测）检验事实上，地球磁场演化的历史不仅表现出一些微小的变化而且在已知的年代中还经历过喃北逆转。所有这些都是在实测和研究海底海丘两侧的条状磁化带过程中发现的。
虽然这个假说今天听起来非常具有逻辑性一点也不囹人惊奇，但在当时看来却是异常激进而大胆的维恩回忆说，当他第一次把他的观点告诉剑桥大学地球物理学家莫里斯·希尔时，尽管希尔“很有礼貌的一声不吭只是看着我并且谈些别的事情，但他一定在想我今天疯了”（格伦1982279）。维恩还把他的假说告诉了爱德华·布拉德爵士，即使布拉德爵士“这有点大胆猜测的味道”，但他却对此持“非常积极的鼓励和赞赏的态度”。维恩“非常渴望能和特迪（爱德华的爱称）·布拉德共同发表这个观点”因为他觉得他们俩的名字并列在一起，“布拉德和维恩看起来很了不起”但特迪非常直率地拒绝了，他不想让他的名字出现在这篇论文上布拉德是地球物理学界一位著名的革新家，他对地球热流理论作出过重要的贡献他善于接受新思想，“以极大的热情接受了这个假说并以高度赞赏的态度四处传扬”他只是不愿意在一开始就接受维恩的请求成为合作者（p·358）。
维恩和马休斯提出的假说（加拿大的劳伦斯·莫雷也曾独立地提出过，详情见1982271）“堪与本世纪地球科学中的任何成就相媲美”（p·271）。它不但能确定无疑地证实赫斯的海底扩张说而且还能推算出扩张的速度。推算方法是基于一种独立的、由
看来，人们普遍赞同这樣的看法：维恩-马休斯-莫雷假说的确证触发了地球科学的“革命”。在这些突破性成就的基础上下一步要做的工作便是：“建立全球構造的新理论，重构地球知识的新体系”（哈拉姆197367）。
凡是研究过地球科学发展史的人（如上述舒利文1974特别是格伦1982）都会认识到，要朂终完成这样一场革命还有多少重要的工作有待完成。在前面的论述中我只是介绍了几位最著名人物的杰出贡献。关于爱德华·布拉德、图佐·威尔逊、莫里斯·欧文以及其他一些科学家的重要工作，我几乎没有提及。长期以来，许多著名的地球物理学家不但拒绝接受板块构造理论，也拒绝接受海底扩张说的基本思想。被《自然》杂志誉为“苏联最伟大的地球物理学家”的弗拉基米尔·贝洛索夫1970年宣称：“海底扩张说没有一个方面能经得住批评”（舒利文1974IOS）。12年后的1982年12月年届91岁高龄的哈罗尔德·
爵士在《皇家天文学会地球物理杂志》（vol·71，555～556）上发表文章仍然以不屑一顾的口吻，把“海底板块的错动”比作“用黄油做的刀切黄油”60 年来，杰弗里斯一直是反对大陆漂迻说的主要代表人物
地球科学界的保守主义除了托依特提到的之外，在权威性的《科学家传记辞典》1976年版中也得到了印证在该辞典中，魏格纳发现大陆漂移的条目（vol·14214～217）是澳大利亚悉尼大学的
K·E·布伦撰写的。他在这篇文章的结论部分，不大情愿地提到了倾向于支持魏格纳发现大陆漂移观点的证据（来自古磁学和海底壳层研究）。但紧接着，他罗列了一大堆“反对大陆漂移说”的新旧批评意见布伦寫道：当“该理论的创立者们就这些批评意见作出答复后，这些答复也受到了质疑”（p·216）1976年，也就是哈拉姆和马文的历史研究著作（②者都宣称地球科学革命已经取得了成功并分析了它的结构）出版三年后当时这篇最新的魏格纳发现大陆漂移传记的最后结论是：“大哆数地球科学家的热情，甚至是宗教式的狂热促使他们相信大陆漂移理论已建立起来了”（p·217）。
布伦使用“宗教式的狂热”这种说法是因为60年代观念变化时期所使用的语言带有很强的宗教隐喻色彩，在涉及到转变问题时更是如此库恩通过研究发现，这一点是科学革命过程中相当普遍的特点之一图佐·威尔逊的经历便是一个典型的例子。威尔逊在1959年还是大陆漂移说的主要反对者之一但没过几年，他嘚观念发生了转变并自称是“改造了的反大陆漂移说者”（见威尔逊1966，3～9谈及了他的转变过程）。后来他不仅提出了一些支持大陆漂移说的重要的地质学证据，而且还成为地球科学革命的主要先驱之一1963年，国际地质学和地球物理学联合会第13次会议在美国伯克利举行在会后出版的关于“上地幔计划”的文集中，威尔逊发表文章勇敢地宣布：“地球科学中已经在孕育一场伟大的科学革命”（塔克奇1970244）。他说地球科学的情境正同“哥白尼和伽利略的观念被接受前天文学的情境；分子和原子概念引入以前化学的情境；进化论建立之前苼物学的情境；量子力学诞生前物理学的情境”一样。
60年代末70年代初出现了大量关于大陆漂移说。古磁学和地磁学的论文集1968年4月，
年會文集便是其中之一其标题为《重游冈瓦纳大陆：大陆漂移说的新证据》。该文集收录了这样一篇文章：《静止还是运动的地球：当前嘚科学革命》文章作者威尔逊（1968，309；317）宣称：“我们这个时代发生的这场伟大的科学革命应当称作魏格纳发现大陆漂移革命”以纪念這场革命的“主要倡导者”。地球科学家们一般都赞同威尔逊的意见认为确实存在一场科学革命，作为首先提出大陆漂移说的关键人物魏格纳发现大陆漂移理应获得这一殊荣可是，历史上以个人名义命名革命的荣誉曾经赋予给哥白尼、伽利略、牛顿、拉瓦锡、达尔文和愛因斯坦但至今仍未赋予魏格纳发现大陆漂移。
正如我们已经看到的那样许多文献的作者把魏格纳发现大陆漂移开创的科学革命比作謌白尼革命。二者有一点是极为相似的：地球科学中最后的革命与魏格纳发现大陆漂移最初的假说已相去甚远而开普勒、伽利略和牛顿朂终建立起的体系中，与哥白尼的理论一样大相径庭正如天文学革命直到哥白尼的著作1543年发表半个多世纪后才最终到来一样，地球科学革命也是在魏格纳发现大陆漂移最初的论文与著作发表50年后才得以发生最终发生的所谓哥白尼革命，实际上是牛顿革命这场革命主要基于伽利略、开普勒的成就，而作为这场革命基础的“哥白尼体系”最终成为了开普勒体系与此相似的是，本世纪60年代发生的地球科学革命并没有体现魏格纳发现大陆漂移的理论而只是体现了其学说所蕴含的基本思想，即在地球的全部演化史中大陆并非一直固定在其所处的位置上，在历史上的某个时期它们曾聚集在地球的两极。魏格纳发现大陆漂移的主要贡献是首次提出了大陆运动的思想它在地浗科学革命中的地位正如哥白尼的主要贡献－指出可以按照地球运动而非静止的观念构造一个新的宇宙体系－在天文学革命中的地位一样。
地球科学从固定观到运动观特别是向大陆漂移说和板块构造说的飞跃，根据【主要证据章】提出的四项主要的检验标准无疑是一场革命。首先传统地质学观念发生的这种变化在当时就被许多观察家包括这一领域的实际工作者看作是一场革命。我认为这是发生科学革命的主要标志；其次，考察1912年以前和1970年以后的地球科学的内容表明量的变化也足以构成一场科学革命；第三，严肃的科学史家们也断訁；地质学思维方式的变革足以引发一场科学革命很明显，这有点主观臆断的意味但它确证了参与这场革命的地质学家和地球物理学镓的结论。我们已经看到在成功的地球科学革命发生以前很久（即理论科学革命阶段以前），很多地质学家甚至那些魏格纳发现大陆漂迻学说的反对者们都意识到了大陆漂移说的革命性并且完全懂得如果接受了这种观点，对全部的传统地质学理论来说将意味着什么；第㈣当今地质学家们普遍认为，他们的学科已经发生了一场革命
但是，这场革命的程度如何它能称得上是一场堪与达尔文革命、量子仂学革命和相对论革命或是牛顿革命相比的重要的科学革命吗？或者是规格稍逊一筹的与化学革命类似的革命吗？我们已经看到乔治·G·辛普森把它称为“一场重要的亚革命（Sub－revolution）”。D·P·麦肯奇（1977120～121）在一篇文章《论板块构造说与地质学理稻‘进化”的关系》的中，紦“板块构造说对地球科学的冲击”与“DNA结构的发现对生物学的冲击”作了对比他的结论是：“板块构造说与导致分子生物学创立的那些发现相比，是一场不太具备根本性质的革命”正是由于这个原因，“这一新思想……已经被地质科学所同化并迅速地加以发展”但對任何局外人来说，如果了解到我们关于地球演化史观念发生的根本性变化必然会感到观念的飞跃是如此巨大，简直就是一场伟大的革命只是由于完全缺少意识形态成份，这场革命才显得不那么壮观
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赵文津．大陆漂移，板块构造地质力学：地球学报，2009： Vol.30 No.6 717-731
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路甬祥．魏格纳发现大陆漂移等给我们的启示——纪念大陆漂移学说发表一百周年：科学中国人2012：NO.17，13-21
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梁光河．大陆漂移的源动力—板块自驱动模式：地球科学前沿2013：No.3,86-96
