几多时光，雕刻地球（2）威廉·史密斯的生物地层学原理和地质制图工作

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Ent 发表于 2010-01-24

地质时代

让我们稍微上溯一点来到1500年。这一年正是末日预言（没错，那时也有末日预言……）所喜爱的年份，因为七十士译本按照年代累加大概是公元前五千五百年左右创世，加上一千五百年正好是七千年，和上帝七天创世相对应（看看，象征主义推理方式和Ussher的方法的区别）。但也正是这一时期，多才多艺的达芬奇同学首先提出，化石贝壳表面的纹路说明它们也曾经是生物，后来才被岩石包裹起来的；而非一直保持原样。正是这一发现为后来的地质学奠下基础。

时间快进到1819年，伦敦的King’s Bench Prison——一所欠债人专用监狱迎来了一位新房客。这个一脸憔悴的中年人有一个平淡无奇的名字：威廉·史密斯（William Smith），因欠款无力偿还被判刑11个星期。提前剧透一下，这个可怜虫正是我们地质时代的主人公。

William Smith（1769-1839），有些工程师的架势了……

话说史密斯这小子1769年出生于一个小农场主家庭，幼时失怙，母亲改嫁，被叔叔抚养长大，自小无人管教、游手好闲。诸位看官要说，怪不得，年少放荡，年老凄凉——不过且慢，哪有那么简单的故事。叔叔后来觉得年轻人这样下去是不行滴，发现他比较热衷于收集石头，于是因势利导建议他学习一些几何学、测量学的东西，就一辈子跟土地打交道算了（瞧人家的教育理念……啧啧）。这一下可算歪打正着，小史密斯迅速展现出他与大地的亲合力，虽然一切知识皆为自学，但是发挥出来威力不减；很快他就以训练有素的测量员身份跑遍了英伦三岛。

1794年，法国大地人头滚滚血流成河，而在平静的英国，史密斯正受命为一条运河的开掘担当测量指导。正是在这里，他意识到化石的分布并不是散乱的，而是和地层有关。早在1669年，丹麦人尼古拉斯·斯丹诺（Nicolas Steno）就在研究鲨鱼牙齿化石时意识到沉积岩石的形成不是上帝一次完工的，而是一层层叠上去，老的在下，新的在上。但是这个原理只适用于完整未受扰动的沉积岩层，而实际上的岩层常常是肝肠寸断体无完肤。

可史密斯发现，尽管岩层乱了，其中的化石并不改变，而且每一种化石都有其特定分布的地层，从不越界；就好比我们今天看到霸王龙骨骼就知道这片地层一定是在白垩纪形成（嘿，可不是侏罗纪啊，电影里那是穿越了）。这样，化石不但可以用来推断地层的时代，还可以在破碎的地层之间牵线，从而让不同地区的岩石连为一个整体并且推测这里发生了怎样的破裂。这方法有点耳熟是吧？对，Ussher就是用这个原理把不同文明的历史记载串在一起的，可谓英雄所见略同。传言道，古生物学的祖师级人物居维叶（Cuvier）同学能够用一块脚骨复原出整个生物的形貌，恐怕是夸张了；但是用一块化石推算出整套岩层的年代，在史密斯手中则绝非虚言。所谓一花一世界，一沙一天堂是也~（莫非威廉布莱克也学过地质学？^_^您还别说，伦敦地质学会历任会长中还真有一位叫做威廉布莱克的……虽然肯定不是同一人。）

等等，眼尖的同学要跳出来说了，别想这么把我们糊弄过去，你这具体年代倒底是如何得出的啊？没错，要问史密斯同学具体的岩石是几万年还是几十万年，他也一样茫然。根据化石建立的尺子（学名叫做“生物地层学”）只能计算相对值，排出谁老谁新的次序，但是面对绝对的年龄则无能为力了，就像一把尺子没标刻度——但是总比没有要强得多；而更重要的，这把尺子让人明确地意识到，人类历史在它的刻度上面只占据短短的一小段，在人类历史之前存在的故事要远为久远、远为丰富。最关键的是，这是第一把根据实物计算出的尺子，而非虚无缥缈不知传了几代的经文。这样，对于历史文献的态度，小史又补充上第二点：发掘出来的东西（石头）胜过一代代传承下来的东西（经文），因为后者可能经过有意无意的改动。

好了，这个主意并不复杂吧？也许泛泛如你我之辈盯石头盯久了也能想出来。但是牛人不愧为牛人，史密斯才不满足于这么小儿科的东西，他要根据这个原则把英格兰和威尔士的地质图画出来！根据生物地层学原理画地质图，这种事情说起来容易，做起来——哎，个中甘苦，非亲历不能体会啊。就好比福尔摩斯揭晓答案时大家都很爽，天知道他为此抽掉了几袋烟草、拉断了几根琴弦？为了收集数据，史密斯足足跑了14年的野外，时常一年行程上万公里——而且不是坐飞机。总之这件事情不但让他倾家荡产，还让他新婚妻子一病不起。而且这个时候他的侄子的双亲又去世了，又得照料侄子……

终于熬到1815年，一份长2.4米、宽1.8米、注释厚达50页的全彩地质图终于诞生了，第一版只印了5份（不知算不算一项世界纪录）。然而就在此刻，伦敦地质学会会长George Bellas Greenough竟然无耻地给这位自学成才的“民科”（看见没有，这才叫真正的“民间科学家”；科学理论都要落到实践之上才有价值。那些光拿出几万字看不懂的文章来吓唬人，却不给出任何验证工作的伪民科们可以歇菜了）背后捅了一刀子。他声称，地质学会马上就会出版类似地质图，价更廉物更美。

（点击看大图！）这就是当年他的那份地质图。真的很漂亮……挂一幅在家里一定非常拉风^_^

这一下可让史密斯招架不住了，人家毕竟是正规军。顺便说一句，那时的地质学会风头正劲，已经是仅次于皇家学会的强大科学组织。结果就是，他的地质图销量大受打击，负债累累。苦撑数年，卖掉无数珍爱的化石，最终仍然被判入狱，待他出狱时，发现自己居住了14年的家已经被查封，家产全部没收。然而就在这一年，地质学会的地图出版，仅在部分细节和绘图上略好过史密斯（考虑到地质协会的资源，这不足为奇），而明显在地层界限上大量地“参考”了史密斯的地图，却不肯承认他的贡献；后来发现，Greenough甚至曾经通过不太光明的手段获得了史密斯的手稿。

当然，剽窃他地图的不止学会一家，而地质学会也确实早在1809年就开始筹划绘制地质图，并在1812年给出了一个十分粗糙的草图，但是身为最具影响力的组织，最后的结果完全不提史密斯的名字，未免太发指了。

部分原因在于地质学会的势利眼：尽管当时的英国工业革命大大推动了采矿业和土木工程的进步，并产生了对地质学实践知识的强烈需求，学会派仍然坚持地质学是“贵族”学科，像史密斯这样出身贫贱的人自然不在圈内。按照布莱森的说法，学会建立之初“每月碰一次头，一边喝一两杯马德拉白葡萄酒，吃一顿交际饭，一边交换对地质学的看法。这顿饭的价钱故意定在昂贵的15先令，以便使那些只有头脑（而没钱）的人望而却步。 ”实际上史密斯很愿意也绝对有实力加入地质学会，但是从没人给他发邀请——这是入会的先决条件，于是他也只能单干并遭受“贵族”们的歧视。

另一方面，学会内部弥漫着传统的培根哲学：纯粹经验观察，不要被理论“束缚”。史密斯的化石地层学是建立在“化石与地层一一对应”这条理论上的，让不少人颇为怀疑；像Greenough这种极端怀疑派甚至不太相信“地层”是真实存在的概念，因此他们很可能是企图和以化石为主要依据的史密斯划清界限。但是正如他们后来被迫认识到的，科学实践不配上理论完全玩不转——所以最后不得不违心 借鉴史密斯的地图却又不好意思承认。

无论如何，科学的进展可以被少数人推迟，却不能被阻止。迟来的荣誉终于在1831年以伦敦地质学会首枚 渥拉斯顿奖章（Wollaston Medal，直到今天仍然是伦敦地质学会的最高奖励，也是整个地质学界的顶尖荣誉）的形式降临。时任会长、著名地质学家Adam Sedgwick慷慨陈词：“因为我们正使用的语言，是他在科学还处在幼年时教给我们的；当我们合力将自然神殿的塔尖建起时，我们用的图纸是他设计的，基石是他铺下的，坚固的墙壁是他竖起的，这一切都是他独自努力完成的。”困扰史密斯半生的财务问题也被国王威廉四世颁发的终生养老金解决。

而1865年，学会终于在自己的地质图上加上了史密斯的名字，只不过此时史密斯已经去世26年了。

（下期预告：物理学开始走入视野……）