淺議地質學理論的假說性

霍華亮 劉 鵬

摘要本文指出地質學事實上具有非定量性、問接性、復雜性等特點, 這些特點從而決定了地質學理論的最大特點:假說性,使得地質學的理論發展特點具有科學假說發展的特點。

關鍵詞地質學 問接性 假說性

中圖分類號:P5 文獻標識碼:A 文章編號:1009-0592(2009)02-348-01

科學假說是在已知事實材料和科學理論的基礎上,對某些事物的存在或事物的因果性、規律性作出的假定性解釋,它是科學理論的建立和發展不可缺少的重要思維形式。科學研究的任務是揭示自然現象的本質和規律,但客觀事物本質有一個暴露過程,人們對它的認識也有一個發展過程。當客觀事物的本質尚未充分暴露,人們掌握的科學資料不夠完備時,只有借助于假說的形式,提出猜測性的假定,才能進一步探索客觀事物的本質和內在規律。這是科學研究的必由之路。一部科學發展史,可以說是假說和理論不斷更迭的歷史:當出現了用已知科學理論無法解釋的新事實時,科學家會對新事實作出猜想性的說明;當把某一理論推廣到原來適用的范圍之外,對其它事物的屬性、規律進行猜測或設想時,會提出新的假說;為解決新舊觀測事實之間的矛盾,也會提出假定性的解釋。

地質學同所有的自然科學一樣,都是揭示自然現象的本質和規律的,但是由于由于地質學所研究的地球寵大而又復雜, 地殼發展歷史又特別長, 許多地質作用是不能親眼看到的。因而在研究中常常用假說探索求知的地質規律, 形成科學理論.

首先,地質學科的事實有以下特點:

1.地質學事實的非定量性。經驗地質學時期的地質事實是純粹唯象的。現代地質學盡管有一個定量事實日增的趨勢, 但定量事實仍遠不及定性事實的權重這可從各種地質書刊中數據、公式所占比例得到印證, 亦可從諸多的定性修飾詞及日常形象名詞的大量借用中得到說明,。并且,即使在那些定量化的事實中也難免有定性化的因素。定性事實的廣泛存在一方面說明地質客體內部及客體之間相互作用方式的復雜性(非均勻、非加合、非單值確定等), 另一方面則反映了地質學理論的不成熟。

2.地質學事實的間接性。地質學事實往往只是對地質作用的結果的描述, 而不是對作用過程本身的揭示。地質作用歷史的漫長性、地質客體的巨大性、演化的不可逆性、以及地質建造的缺失和地質作用的疊加等, 決定了主體不能直接觀察到人類文明以前數十億年間的作用過程及實踐范圍以外的現象。人們只有通過尋找某一過程在其不同階段遺留下的痕跡來恢復過程, 或根據實踐范圍以內獲取的現有事實地殼表層、有限區域內的現存紀錄對以外的地質作用進行揣測。地質實驗也只能反映一種理想的、邊界條件極為苛刻的情形。即使現代正在進行的地質過程, 由于過程的極其緩慢及客體的極其龐大, 人類也難以對之進行有效的觀察和實驗模擬如對第四紀黃土成因、現代板塊運動速度等都難免諸多爭論。

3.地質學事實的復雜性。地球系統在漫長的演化過程中,各種地質變遷作用的疊加,使得今天我們看到的地質學事實是復雜的,很難用一種簡單的理論給予完美的解釋。而且越來越多的物理學事實、化學事實、生物學事實甚至天文學事實進入地質學事實的集合體中, 例如,20世紀末期的新災變理論的發展,就引入了宇宙中廣泛存在的災變現象的事實,而這是有天文學的發展所提供的。

繼而,這些地質學科事實的特點也就決定了地質學科理論的最突出的特點:地質學理論的普遍假說化傾向。

眾所周知,地質觀察只限于地質作用的結果, 甚至只是極有限的結果;地質實驗也只限于在理想條件下再現某些局部過程或某一過程的有限片段。理論的必要性就在于解釋事實, 為事實提供某種“聯系規則”——思想模型。由于地質事實的間接性和不完整性, 思想模型就難以不帶有假說性色彩。地質理論的普遍假說化的重要表現就在于“理論名詞”(即不可觀察對象的名詞)的大量涌現如“ 陸橋”、“地慢柱”、“對流環”、“地球脈動”、“磁極倒轉”、“地球四面體”、“ 幔汁”、“巖漿房”……。

地質學事實的間接性還決定了地質學理論的片面性特點,其表現有二, 一是理論的“地方性”色彩;二是理論的“現實性”局限。前者的例證如一直身居薩克遜(那里沒有火山建造的)魏納提出了“水成論”, 而法國奧弗涅這一典型火山巖地區卻造就了德馬勒、郝頓等“火成論”者, 并使魏納的兩個忠實門徒離經叛道。又如“地洼說”出自于身處華南活化區的陳國達,“波浪鑲嵌說”則出自于身居秦嶺北麓(秦嶺兩側地塊在地史時期頻繁發生“天平式擺動”)的張伯聲。也許由于同一原因, 大西洋西岸的美國、加拿大學者熱衷于活動論, 而身處大陸腹心的原蘇聯學者卻固守固定論;后者的例證如, 地質力學只適于解釋輓近時期以來的構造格式, 同樣, 板塊構造模式也難以外推到前寒武紀。

由于地學理論的假說性的特點,從而導致了地學理論的發展有以下特點:

1.以假說多元化方式進化。科學始于間題, 始于理論對事實作出某種斷定時所引起的矛盾。即,一個地質學間題, 可以引起多種、多方面的試探性理論, 然后有多種多方面的檢驗, 繼而又產生諸多方面的新問題。由于地質學事實、理論的定性性、間接性和片面性, 多元理論的長期并存便在所難免。從“全球構造”到“地球起源”、從“山根”到“恐龍滅絕”、從“花崗巖成因”到“成礦熱液”無處不是假說林立的繁榮景象。再以“災變說”和“均變說”的發展為例,均變和災變是地球演化中兩種基本現象。兩者貫穿于地球演化的全過程, 不規則地交替進行, 占時間短的災變是地球演化的主要方式, 占時間長的均變是在災變所確立的基礎上進行的調整,這兩種假說的對立發展,使得人類對地球的演變有了更深的認識。

2.向假說廣義化的方向進化。地質學的各個學科雖是假說林立, 但并不寓味著理論越來越片面化, 相反, 隨著地質學的發展, 每個理論都盡可能地覆蓋研究對象的各個方面, 盡可能回答與研究對象有密切聯系的各種問題。如果一個理論(假說)在廣義化(完備性)方面有所欠缺, 那么它就是不理想的, 就可能會為新的理論所取代。常見的情形是,數量上相對多的非廣義化的理論為某一種或數量上相對少的廣義化理論所統一。

參考文獻:

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