「大陸漂移說」只是魏格納在病床上的靈機一動嗎？

2024-02-21科學

提起魏格納，人們最先想到的便是他躺在病床上看世界地圖時得到靈感，於是提出「大陸漂移說」。

魏格納（Alfred Lothar Wegener，1880—1930）

但，事實真的是這樣嗎？魏格納自己說：

「有一次，我在閱讀世界地圖時，曾被大西洋兩岸的相似性所吸引，但當時我也即隨手丟開，並不認為具有什麽重大意義。」

直到次年，由於古生物學方面的資料啟發了他，引起了他對這個問題的極大興趣，才促使他對地質學和古生物學方面的成果進行迫不及待的研究。這樣看來，魏格納看地圖時發現問題並產生想法，但這對他提出大陸漂移說並沒有起決定作用。

而且，早在魏格納之前，就有人註意到了地球上大陸在水平移動的現象，這可是魏格納自己承認的——「我發現有好幾個先輩學者的見解是和我一致的。」

魏格納也不是神童，更談不上出類拔萃。他的數學、物理學和其他自然科學的天賦能力很一般，他青年時代先後在好幾個大學學習，關於天文學的畢業論文，水平也不高。

青年時期的魏格納

然而，他卻有能力充分運用所有知識去追求自己的目標，他對事物有敏銳的洞察力和非凡的預見性，嚴謹的邏輯判斷能力使他能把與他思想有關的每一件事正確地組合起來。

他絕不把自己的視野局限於狹小的學科範圍之內，而是吸取了看來是各不相幹學科的豐富養料，並對其加以昇華、結晶，最終為我們解鎖了地球大陸漂移之謎。

魏格納這個並非「天才」的孩子，為什麽能成為一個震撼世界的科學巨人呢？讓我們在他的驚世之作【海陸的起源】中一探究竟。

魏格納

是極地探險的勇士

魏格納生來就是探險家。他的父親是一位神學博士，擔任一所孤兒院的院長。在父親的嚴格培養下，魏格納從小就養成了吃苦耐勞、堅忍不拔和喜歡冒險的性格。自覺進行的近乎殘酷的斯巴達式訓練，煉成了魏格納堅強的意誌。

魏格納一家，從左往右依次是魏格納的姑母、父親、魏格納本人、哥哥、姐姐和母親。

大學畢業，魏格納在他未來嶽父的指導下，全心投入高空氣球探測活動和高空氣象學新技術的研究中。

魏格納潛心科學，他的目標是探求科學真理，而不在乎是否「打破世界紀錄」的競技比賽。他和哥哥參加探空氣球比賽並一舉打破世界紀錄，當被問及感想時，魏格納說，「我們只是熱心於這項工作，它十分有趣，幾乎每小時都有新發現，我們總想再多飛一會兒，再飛高一點兒。就是這樣。」

魏格納的劃時代著作【海陸的起源】其實是在戰場上誕生的。一戰爆發時，魏格納作為預備役大尉被征召入伍，但在一次戰鬥中不幸受傷，當時填滿他整個腦子的始終是同一念頭——非洲與美洲，歐洲與美洲，以及夾在它們中間的大西洋……

這次傷病使魏格納離開戰場，他回到寫字台邊忘我地工作起來，一幅不尋常的大陸漂移模式圖，逐漸在魏格納的腦海裏誕生：

不僅現在的歐洲和非洲是從南北美洲脫離開來的，而且過去所有大陸曾是一個整體，是從這個整體脫裂開來的。若把澳洲看作曾一度與南亞連在一起、南極與非洲連在一起的話，那何嘗不可以認為，南美、非洲與亞洲過去也是連在一起的呢？澳洲不是從印度半島脫離開來的嗎？而印度半島不又是從馬達加斯加島脫離開來與喜馬拉雅碰撞在一起的嗎？引人註目的是，格陵蘭的西岸不是正好可以與它對面的北美洲海岸輪廓相吻合嗎？

假期過去後，魏格納又奉命重返前線。1915年，在一戰的炮火中，劃時代的地質文獻——【海陸的起源】問世，一枚重型炸彈爆炸了。

1912年魏格納提出的只是大陸漂移假說，【海陸的起源】則從理論上系統地闡述和論證了這一假說。而在此過程中，魏格納不斷用實際的探險證明自己的理論，他的一生都與格陵蘭探險聯系在一起。神奇的格陵蘭，點燃了魏格納最初的探險夢想。

格陵蘭局部航拍圖

格陵蘭島幅員遼闊，不同地區的地理差異巨大，氣候差異也巨大，是研究氣象學的理想場所。島上還存在一些世界上最古老的巖石，它們是研究早期地球構造的非常好的素材。為了獲得氣候變遷和早期地球構造的第一手資料，魏格納曾四次到格陵蘭探險，進行實地科學考察。

第一次探險是在1906—1908年。魏格納以官方氣象學家身份參加丹麥探險隊。他們第一次穿過冰蓋，首次獲得了豐富的極地冷氣團的第一手珍貴資料。

1906—1908 年格陵蘭探險和越冬期間，魏格納（右）與隊友古斯塔夫·托斯楚普（1877—1955）合影。

第二次探險是在1912—1913年。魏格納參加了當時著名的極地探險家科赫船長領導的探險隊。這次探險的研究重點轉移到了冰川學和古氣候學上。他在這次探險中收獲很大，學術上除了大氣熱動力外，還在極光、雲光學、海市蜃樓的研究方面有所發現。

1912 年探險中魏格納（右）和他的兩個隊友拉森·尤伯卡米克（左）和瓦斯爾卡米克展示他們所收集的隊友探險用的鞋子。

第三次探險是在1929年初春至深秋。這是一次試探性的考察，目的是在陡峭冰壁間選擇搬運重型裝置的登岸地點，為後期探險做準備。

1929 年魏格納探險隊在格陵蘭島海拔 2700 米高地上建立的考察站。

第四次探險是在1930年。此時魏格納已經是著名學者了。名譽和成就沒有成為他的精神包袱，舒適和享受也不能誘惑他。他一如既往，懷著真正的科學家所具有的追求真理的赤子之心，又一次踏上了冰天雪地的格陵蘭，最終不幸以身殉職。

1930年11月1日，在愛斯米特基地慶祝完魏格納的50歲生日後，魏格納和維魯姆森的最後合照。

大陸漂移學說

不只是病床上的靈機一動

在20世紀50年代以前，由於人們對地球的認識只限於陸地的範疇，在當時的地質學界盛行一種根深蒂固的觀點：地球從形成以來，陸地與海洋之間的相對位置一直保持恒定。

托勒密的世界地圖

但魏格納卻做了一個反叛者，他提出的「大陸漂移學說」宣揚陸地與海洋之間的相對位置在地質歷史中不是恒定不變的。所以，這一具有革命性的科學理論提出以後，經歷了半個多世紀的爭論才逐漸被人們接受。

魏格納首先從地圖上大西洋兩邊南美洲和非洲之間海岸線的相似性中產生了「大陸漂移」的靈感，或者用他的話來說是「大陸錯位」。這就是人們熟知的病床上靈機一動的故事。

1650 年出版的世界地圖，顯示出非洲西海岸和南美洲東海岸的吻合性。

魏格納並不是第一個註意到大西洋兩邊海岸線的相似性，並產生「大陸錯位」想法的人。早在 16 世紀末，一位荷蘭的學者就註意到了這個現象，並想象可能是地震或大洪水沖開了大西洋兩邊的大陸。19 世紀中葉，一位義大利學者也提出了類似的觀點，認為是大洪水沖開了大西洋兩邊的大陸。

對魏格納來講，自從產生了這麽一個想法以後，這個觀點就從來沒有從他的腦海中消失過。在長期的閱讀和研究中，魏格納對傳統固定論的解釋產生了懷疑。從此，他開始搜集和整理全球各地各種古生物化石、沈積和地層的資料，並進行古氣候的分析，從中得出了對大陸漂移的認識。

魏格納在書房中

魏格納1912年提出的「大陸漂移」的觀點和1915年出版的【海陸的起源】都沒有引起學術界的多大關註。直到1924年【海陸的起源】第三版英譯本面世，魏格納的「大陸漂移學說」觀點才開始受到學術界的廣泛關註。然而，由於魏格納對大陸漂移動力機制解釋上的瑕疵，使他的學說一直沒有得到科學界的普遍認可。在他去世後就逐漸被人淡忘。

20世紀40—50年代，人們發現，依據同一個地區、不同時期形成的巖層剩余磁性恢復出來的地球磁場磁極位置不但與今天的磁極位置不重疊，而且彼此也不重疊。舊的「固定論」無法解釋這種現象，這使得人們重新想起了魏格納的「大陸漂移學說」。

與此同時，科學家們賦予了「大陸漂移學說」新的內涵——板塊構造運動，並為「大陸漂移學說」找到了新的動力學機制——板塊構造機制。

1965年，英國地質學家布拉德等人借助電腦計算，發現無論用 1000 米還是 2000 米等深線擬合大陸邊緣，結果差別不大。這進一步證實了魏格納的泛大陸概念。

由此，大陸漂移學說得到學術界公認經歷了長達60年的坎坷歷程，在初期，它遭到了人們的質疑和反對。但隨著時間的推移，越來越多的科學證據支持這種觀點，並極大地推動了傳統地質學的研究和發展，開創了創新地質學的時期。

大陸漂移學說

背後的科學方法

自然科學的重大突破，總是伴隨著研究方法的變革和創新。作為現代板塊學說產生的基礎，魏格納的大陸漂移學說也不會例外。

研究方向的戰略性思考

魏格納批判性地分析了當時地質學的發展狀況及其特點，敏銳地覺察到地質學在理論上的突破已經有了可能，同時也認識到自己所要創立的學說對地質學的重大意義。正是在這樣的歷史背景下，魏格納把他的學術研究方向勇敢地投入當時自己並不熟悉的地學領域。