幾多時光，雕刻地球（2）威廉·史密斯的生物地層學原理和地質製圖工作

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Ent 發表於 2010-01-24

地質時代

讓我們稍微上溯一點來到1500年。這一年正是末日預言（沒錯，那時也有末日預言……）所喜愛的年份，因為七十士譯本按照年代累加大概是公元前五千五百年左右創世，加上一千五百年正好是七千年，和上帝七天創世相對應（看看，象徵主義推理方式和Ussher的方法的區別）。但也正是這一時期，多才多藝的達芬奇同學首先提出，化石貝殼表面的紋路說明它們也曾經是生物，後來才被岩石包裹起來的；而非一直保持原樣。正是這一發現為後來的地質學奠下基礎。

時間快進到1819年，倫敦的King’s Bench Prison——一所欠債人專用監獄迎來了一位新房客。這個一臉憔悴的中年人有一個平淡無奇的名字：威廉·史密斯（William Smith），因欠款無力償還被判刑11個星期。提前劇透一下，這個可憐蟲正是我們地質時代的主人公。

William Smith（1769-1839），有些工程師的架勢了……

話說史密斯這小子1769年出生於一個小農場主家庭，幼時失怙，母親改嫁，被叔叔撫養長大，自小無人管教、遊手好閒。諸位看官要說，怪不得，年少放蕩，年老淒涼——不過且慢，哪有那麼簡單的故事。叔叔後來覺得年輕人這樣下去是不行滴，發現他比較熱衷於收集石頭，於是因勢利導建議他學習一些幾何學、測量學的東西，就一輩子跟土地打交道算了（瞧人家的教育理念……嘖嘖）。這一下可算歪打正着，小史密斯迅速展現出他與大地的親合力，雖然一切知識皆為自學，但是發揮出來威力不減；很快他就以訓練有素的測量員身份跑遍了英倫三島。

1794年，法國大地人頭滾滾血流成河，而在平靜的英國，史密斯正受命為一條運河的開掘擔當測量指導。正是在這裡，他意識到化石的分布並不是散亂的，而是和地層有關。早在1669年，丹麥人尼古拉斯·斯丹諾（Nicolas Steno）就在研究鯊魚牙齒化石時意識到沉積岩石的形成不是上帝一次完工的，而是一層層疊上去，老的在下，新的在上。但是這個原理只適用於完整未受擾動的沉積岩層，而實際上的岩層常常是肝腸寸斷體無完膚。

可史密斯發現，儘管岩層亂了，其中的化石並不改變，而且每一種化石都有其特定分布的地層，從不越界；就好比我們今天看到霸王龍骨骼就知道這片地層一定是在白堊紀形成（嘿，可不是侏羅紀啊，電影裡那是穿越了）。這樣，化石不但可以用來推斷地層的時代，還可以在破碎的地層之間牽線，從而讓不同地區的岩石連為一個整體並且推測這裡發生了怎樣的破裂。這方法有點耳熟是吧？對，Ussher就是用這個原理把不同文明的歷史記載串在一起的，可謂英雄所見略同。傳言道，古生物學的祖師級人物居維葉（Cuvier）同學能夠用一塊腳骨復原出整個生物的形貌，恐怕是誇張了；但是用一塊化石推算出整套岩層的年代，在史密斯手中則絕非虛言。所謂一花一世界，一沙一天堂是也~（莫非威廉布萊克也學過地質學？^_^您還別說，倫敦地質學會歷任會長中還真有一位叫做威廉布萊克的……雖然肯定不是同一人。）

等等，眼尖的同學要跳出來說了，別想這麼把我們糊弄過去，你這具體年代倒底是如何得出的啊？沒錯，要問史密斯同學具體的岩石是幾萬年還是幾十萬年，他也一樣茫然。根據化石建立的尺子（學名叫做“生物地層學”）只能計算相對值，排出誰老誰新的次序，但是面對絕對的年齡則無能為力了，就像一把尺子沒標刻度——但是總比沒有要強得多；而更重要的，這把尺子讓人明確地意識到，人類歷史在它的刻度上面只占據短短的一小段，在人類歷史之前存在的故事要遠為久遠、遠為豐富。最關鍵的是，這是第一把根據實物計算出的尺子，而非虛無縹緲不知傳了幾代的經文。這樣，對於歷史文獻的態度，小史又補充上第二點：發掘出來的東西（石頭）勝過一代代傳承下來的東西（經文），因為後者可能經過有意無意的改動。

好了，這個主意並不複雜吧？也許泛泛如你我之輩盯石頭盯久了也能想出來。但是牛人不愧為牛人，史密斯才不滿足於這麼小兒科的東西，他要根據這個原則把英格蘭和威爾士的地質圖畫出來！根據生物地層學原理畫地質圖，這種事情說起來容易，做起來——哎，箇中甘苦，非親歷不能體會啊。就好比福爾摩斯揭曉答案時大家都很爽，天知道他為此抽掉了幾袋煙草、拉斷了幾根琴弦？為了收集數據，史密斯足足跑了14年的野外，時常一年行程上萬公里——而且不是坐飛機。總之這件事情不但讓他傾家蕩產，還讓他新婚妻子一病不起。而且這個時候他的侄子的雙親又去世了，又得照料侄子……

終於熬到1815年，一份長2.4米、寬1.8米、注釋厚達50頁的全彩地質圖終於誕生了，第一版只印了5份（不知算不算一項世界紀錄）。然而就在此刻，倫敦地質學會會長George Bellas Greenough竟然無恥地給這位自學成才的“民科”（看見沒有，這才叫真正的“民間科學家”；科學理論都要落到實踐之上才有價值。那些光拿出幾萬字看不懂的文章來嚇唬人，卻不給出任何驗證工作的偽民科們可以歇菜了）背後捅了一刀子。他聲稱，地質學會馬上就會出版類似地質圖，價更廉物更美。

（點擊看大圖！）這就是當年他的那份地質圖。真的很漂亮……掛一幅在家裡一定非常拉風^_^

這一下可讓史密斯招架不住了，人家畢竟是正規軍。順便說一句，那時的地質學會風頭正勁，已經是僅次於皇家學會的強大科學組織。結果就是，他的地質圖銷量大受打擊，負債纍纍。苦撐數年，賣掉無數珍愛的化石，最終仍然被判入獄，待他出獄時，發現自己居住了14年的家已經被查封，家產全部沒收。然而就在這一年，地質學會的地圖出版，僅在部分細節和繪圖上略好過史密斯（考慮到地質協會的資源，這不足為奇），而明顯在地層界限上大量地“參考”了史密斯的地圖，卻不肯承認他的貢獻；後來發現，Greenough甚至曾經通過不太光明的手段獲得了史密斯的手稿。

當然，剽竊他地圖的不止學會一家，而地質學會也確實早在1809年就開始籌劃繪製地質圖，並在1812年給出了一個十分粗糙的草圖，但是身為最具影響力的組織，最後的結果完全不提史密斯的名字，未免太發指了。

部分原因在於地質學會的勢利眼：儘管當時的英國工業革命大大推動了採礦業和土木工程的進步，並產生了對地質學實踐知識的強烈需求，學會派仍然堅持地質學是“貴族”學科，像史密斯這樣出身貧賤的人自然不在圈內。按照布萊森的說法，學會建立之初“每月碰一次頭，一邊喝一兩杯馬德拉白葡萄酒，吃一頓交際飯，一邊交換對地質學的看法。這頓飯的價錢故意定在昂貴的15先令，以便使那些只有頭腦（而沒錢）的人望而卻步。 ”實際上史密斯很願意也絕對有實力加入地質學會，但是從沒人給他發邀請——這是入會的先決條件，於是他也只能單幹並遭受“貴族”們的歧視。

另一方面，學會內部瀰漫着傳統的培根哲學：純粹經驗觀察，不要被理論“束縛”。史密斯的化石地層學是建立在“化石與地層一一對應”這條理論上的，讓不少人頗為懷疑；像Greenough這種極端懷疑派甚至不太相信“地層”是真實存在的概念，因此他們很可能是企圖和以化石為主要依據的史密斯劃清界限。但是正如他們後來被迫認識到的，科學實踐不配上理論完全玩不轉——所以最後不得不違心 借鑑史密斯的地圖卻又不好意思承認。

無論如何，科學的進展可以被少數人推遲，卻不能被阻止。遲來的榮譽終於在1831年以倫敦地質學會首枚 渥拉斯頓獎章（Wollaston Medal，直到今天仍然是倫敦地質學會的最高獎勵，也是整個地質學界的頂尖榮譽）的形式降臨。時任會長、著名地質學家Adam Sedgwick慷慨陳詞：“因為我們正使用的語言，是他在科學還處在幼年時教給我們的；當我們合力將自然神殿的塔尖建起時，我們用的圖紙是他設計的，基石是他鋪下的，堅固的牆壁是他豎起的，這一切都是他獨自努力完成的。”困擾史密斯半生的財務問題也被國王威廉四世頒發的終生養老金解決。

而1865年，學會終於在自己的地質圖上加上了史密斯的名字，只不過此時史密斯已經去世26年了。

（下期預告：物理學開始走入視野……）