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课程编号：S002课程类别：公共选修课《自然辩证法概论》课程考核（课程论文）题目：浅谈地质学岩石成因理论发展过程中岩石火成论与水成论之争揭示的自然辩证法思想作者：张懿学号：2015020615授课教师：陈多闻班级：沉积学2015成都理工大学沉积地质研究院2015年12月摘要：地学史上的“水火之争”是促进岩石物质来源、成因理论进步的重要事件，“水火之争”事件中揭露了科学理论发展的积累式发展和否定式发展，也揭露了地学思想上“灾变论”向“将今论古、均变论”思想的转变。在本文中，将从“岩石火成论与岩石水成论之争”的事件分析出发，分析其具体事件的发展和事件细节所揭露的自然辩证法思想和地学思想。关键词：水成论火成论地学思想自然辨证思想1引言十八世纪到十九世纪之交，地学史上爆发了一场水成论与火成论的激烈争论。水成论学派以德国地质学家魏纳(AG.Werner，1749一1817)为代表，认为岩石形成于水体环境，并由水动力作为磨蚀、搬运的动力。火成论学派以英国地质学家郝顿(J.Hutton，1726一1797)为代表，认为岩石形成于岩浆作用为主的热动力作用，并将岩浆环境和海洋环境作为岩石形成的循环环境。该争论持续了约200年，最终以火成论胜利结束，然而人们却逐渐发现“水成岩”和“火成岩”都是存在于自然界中的，并且发现了第三类岩石变质岩的存在，由此我们可以直观的感受到科学发展的曲折性、矛盾性、螺旋式发展性，这是一种自然辨证的正确观点，并且可以延伸到生活中的各个领域。2岩石火成论与岩石水成论之争2.1岩石水成理论形成过程魏尔纳1749年出生于德国萨克森地区的一个矿业世家，20岁时人弗莱堡采矿学校，1771年入莱比锡大学学习法律、文学并研究矿物学，1775年毕业后在著名的弗莱堡采矿学校任教40余年，直到退休。魏尔纳认为，所有地层是地球在原始洪水期沉积而成，水是地壳形成与变化的唯一动力，而地下火的作用是次要的、局部的。花岗岩、片麻岩等各种结晶岩也是水溶液的沉积物。花岗岩、片麻岩等是深水沉积；灰岩和砂岩等为浅水沉积；沙、砾石为陆地沉积物。地下火由煤产生从而引起火山喷发等，但规模很小，火的作用是很次要的因素。魏尔纳将萨克逊地区地层从老到新划分为：①原生岩，含花岗岩、片麻岩、云母板岩、蛇纹岩、玄武岩、斑岩、正长岩。②过渡岩，含硬砂岩、砂质板岩、灰岩。③盖层岩，含砂岩、灰岩、石膏、岩盐、煤。④冲积岩，含现代粉砂、粘土、沙、砾石、泉华、泥炭。魏尔纳由此推论，这个层序适合于全球，称之为“万有建造”(UniversalFornrations)。水成论得到了一些学者特别是他的学生们的拥护，并在各国传播。1808年詹姆逊在英国发起成立“魏尔纳自然史学会”，另一方面由于水成论与圣经中洪水相似，因此得到了教会的支持，岩石水成论由此形成。2.2岩石火成理论形成过程火成论的代表赫顿1726年生于苏格兰爱丁堡，毕业于英国爱丁堡大学，学过法律、医学，后自学地质与矿物学，逐步形成火成论观点，1785年在爱丁堡哲学学会发表第一篇论文《地球学说》，但受到爱尔兰皇家学会主席、古生物学家、矿物学家柯文(R.Kirwna)的严厉攻击。但尖刻的批评反而帮助了赫顿，迫使他长期到野外搜集地质资料，论证自己的观点，1795年赫顿重新发表《地球学说》，震动了地学界，赫顿认为：花岗岩是熔融岩浆冷却的产物，岩浆充满了地球内部，岩桨上涌形成山脉，而流水长期剥蚀又使高山夷为平地，地面下沉到水面以下接受新的沉积。他认为被水成论学派列为第一类岩石的花岗岩、片麻岩等不可能在洪水中形成。火成论并不认为火是地质变化的唯一动力因素，而认为水与火都起作用，这一点与水成论认为水是唯一的动力因素有所不同。赫顿的朋友霍尔爵士从熔融的玻璃慢慢冷却形成不透明的结晶体而迅速冷却形成透明玻璃的现象中得到启发，他从意大利的维苏威火山取来一些典型的火山岩，将它熔化后慢慢冷却得到了类似于玄武岩的结晶体，证实了玄武岩是岩浆慢慢冷却形成的，并在皇家学会通报上发表了《关于暗色岩和熔岩的实验分，这对火成论学派是极有力的支持，从而也开创了实验岩石学，“岩石火成论”也由此形成。2.3水火之争的具体争论火成论是在与水成论争论中形成的，主要争论有：①魏尔纳认为“不整合”是偶见的，是沉积物在一个倾斜而上沉积形成的，而郝屯认为所有地层沉积都是水平的，倾斜是后来地层抬升的结果，而抬升力主要是岩浆侵入岩体产生的挤推力。②魏尔纳认为，原始海洋沉积的岩层是原始层，花岗岩是地球上最古老的岩层，叫原生岩层，而郝顿认为，凡沉积地层总是由已存在的岩层破碎、搬运、沉积而形成，也就是说，最占老的沉积层之前必有更古老的岩层。③魏尔纳认为，深海沉积是由于沉积物本身重量与海水重量固结而成岩的，而郝屯认为上覆重量并不重要，关键是地内热使深海沉积物熔融成岩，强调玄武岩是火成成因。从十八世纪七十年代起，经过近半个世纪的激烈争论，人们逐渐认识到地壳中有二类不同的岩石—水成岩和火成岩，且初步认识了第三类岩石—变质岩。此后，生物学、化学和物理学甚至数学等逐步渗透进入地质学，使地质学的内容越来越丰富，日趋完善。3水火之争的积极意义及其所揭示的地学思想在漫长的“水火之争”中，“岩石火成论”提倡者赫顿，本是“岩石水成论”提倡者维尔纳的学生，在学习和研究中，他大胆假设大陆和海洋几乎同时形成即地球处于“持续的”过程之中，并把这一过程看成是一个无尽的循环，“没有开始的痕迹也没有终止的迹象”。这是地学史上的巨大进步，第一次提出了地表物质与地球下部物质循环的理论。他们都是纯粹的学术研究者，为学术付出毕生精力，虽然在当时的社会环境之下，推行行的理论有很大难度，特别是教会的力量参与其中，赫顿的努力和坚持是不可忽视的。不过，赫顿的理论也存在某些缺欠，有些地方过分地强调了“火”的作用，以及把那些确实存在“水”的作用而形成的矿脉，也误认为是岩浆喷气的产物。但总的说来，赫顿摆脱宗教信条的羁绊，注重实践，实事求是，他的理论对促进地质科学的发展是有积极意义的。在“水火之争”将要结束时，“水成论”支持者之所以会一败涂地，是因为没有注重实例，仅通过片面的实验便得出结论。其间，维尔纳的另一个弟子洪堡德远渡重洋来到拉丁美洲，登上厄瓜多尔首都附近的皮晋查火山，冒着危险趴在火山口边缘俯视，这里根本不存在什么煤层，更谈不上煤的燃烧，终于认识到火山作用的重要性。体现了地学上典型的以自然界为基础的原则，室内实验只能作为验证性的工作，要通过“将今论古、以古论今”的基本原则指导地质工作的开展。4水火之争所揭示的自然辩证思想“水火之争”作为地学三大争论之一，代表着地学历史上岩石成因科学理论进步的关键过程，从“水火之争”可以直观的感受到，一种科学理论的发展呈现着累积式发展模式和否证式发展模式。一种科学理论一旦确立之后，如何进一步发展，这是一个重大的实际性问题，我们自然科学工作者比较熟悉的科学理论发展模式就是科学理论的累积式发展模式和科学理论的否证式发展模式。“水火之争”的初步阶段即处于一个积累式发的模式之中，两大学派各自进行独立的研究和积累事实依据。累积式发展模式认为，因为自然界的发生发展过程是无穷的，所以人对自然界的认识的发生发展过程也是无穷的。在近代科学形成和发展时期，科学的发展过程被认为“是不断的归纳过程”。“岩石水成论”在其发展过程中，从累积的观点上看，“岩石水成论”在原来的范围内继续得到确证以后，其适用范围得到扩展，但也甚至达到了滥用的程度，这时候，理论内部的矛盾也是在积累式发展的。而“岩石火成论”也在逐渐进步和被证实的过程中，只是“水成论”相对占上风，支持者较多。科学理论的进步还可以通过若干个得到确证的理论，被新的理论所包容来实现。总而言之，科学累积发展的模式是：归纳使科学理论得到论证和确证，就是理论不断应用、调整和修改的过程。否证式发展模式认为任何一种科学理论都不过是某种猜想或假说，其中必然潜藏着错误，即使它能够暂时逃脱实验的检验，但终有一天会暴露出来，遭到实验的反驳。科学理论就是在不断地提出猜想、发现错误而遭到否证、再提出新的猜想的循环往复的过程中向前发展的。“水火之争”以“岩石火成论”否定“岩石水成论”结束，这是一个否定式发展模式的直观例子。所以，科学理论的否证式发展是：猜想——证伪——猜想；或者是：问题——猜想——证伪——新的问题。换言之，科学认识是在不断改正自己的谬误中向前发展的。一个理论只有在逻辑上有可能被否证，才是科学的，否则就是非科学的。“岩石水成论”于之前的“如火如荼”截然不同的“一败涂地”生动地描述了否证的功能。科学的进步不仅有不断归纳、证实、积累的过程，而且还有不断否证、不断批判旧理论、大胆猜测新理论的过程。与累积模式不同，否证模式强调科学知识增长是一个动态的不断革命的过程，是寻找反例进行反驳和否证的过程。随着地学的进步，人们发现“水成论”与“火成论”都有十分大的缺陷，并发现了第三种岩石：变质岩。这是一个科学成就就不断增加的过程，也是意味着科学知识累积式（包含否定式发展模式）地向前发展。科学的进步不只是单以积累式或者否定式的发展模式进行的，而是二者交错，相辅相成的，没有早期的积累式发展，就没有否定式发展的产生；没有否定式发展的进行，也没有积累式发展模式的继续进行。5个人认识与感想地质学岩石成因理论“水火之争”表现了科学技术发展是争论中（否定式）螺旋式上升，而争论本身是科学思维的正常过程，这是辩证法的胜利。这也是一种辩证唯物主义思想，辩证唯物主义认为物质世界是按照它本身所固有的规律运动、变化和发展的，“事物都是一分为二的”它揭示了事物发展的根本原因在于事物内部的矛盾性。事物矛盾双方又统一又斗争，促使事物不断地由低级向高级发展。因此，事物的矛盾规律，即对立统一的规律，它是物质世界运动、变化和发展的最根本的规律。事实上，地质学历史上存在的三大争论，都是辩证统一的表明了“灾变论”向“将今论古、均变论”思想的转变，地学三大争论是：①水成派和火成派的争论，这是研究地球物质组成的来源及演变方式的争论，一派认为是水成的，另一派认为是火成的；②灾变论与渐变论的争论，这是研究地球物质（包括生命体）变化方式的争论，变化方式有渐变方式和突变方式二类；③固定论与活动论的争论，又称水平论和垂直论，这是研究地球物质运动形式的争论，水平论被视为活动论，而垂直论被称为固定论。三大争论在地学历史中都是激烈的，颠覆性的，但最终的结果都是二者辩证的共同存在，如灾变论思想中考虑到恐龙大灭绝作为突变性灾难性事件造成的，从而认为地球的发展是以灾变的模式进行的，实际上，从地质时间尺度（百万年）上看，这种灾难性事件都是一瞬间的，事实上地质历史上每一次灾难都促进了地球的发展。而地球应当以“均变”为主，但是“灾变”并不能被否定，而是参杂在“均变”的过程中，并且起到重要作用。回归到“水火之争”上，“水”与“火”都是岩石的形成的重要因素，二者相辅相成，形成了整个地球物质的循环系统。“水火之争”是地学进步的重要过程，科学理论的发展必须依靠积累式（螺旋式）发展和否定式发展，而事物矛盾对立统一的辩证观点是渗透于事物发展的每一个过程中的。参考文献[1]王玉.水成论与火成论[J].地球,2000,04:9.[2]余良耘.地学理论与假说[J].自然辩证法研究,2002,18（5）:4-7.[3]何其祥,许靖华.地球观的“水火之争”(上)[J].海洋世界,2010,06:34-36.[4]何其祥,许靖华.海底探索史话之地球观的“水火之争”(下)[J].海洋世界,2010,07:42-45.[5]张庆麟,诸大建,王建斌.“水火之争”与赫顿对地质学的贡献[J].自然杂志,1984,08:620-624.[6]张庆麟.地质学中的水火之争[J].地球,1981,02:4-5.[7]余达淦.从地学“三大争论”中看“科学范式”对科学理论的形成及发展的贡献[J].东华理工学院学报(社会科学版),2006,01:1-10.[8]白屯.地学思维方式的历史形态[J].自然辩证法研究,1991,04:50-55.