《科学先锋》是一套8卷本的系列丛书，收录了不同科学领域、不同国家的80位在科学领域有开创性贡献的著名科学家。

《地球科学——站在科学前沿的巨人》一书介绍了为地球科学发展做出杰出贡献的10位著名科学家，每一章都叙述了科学家的研究、发现和对社会的贡献。

本书附有30佘幅珍贵的黑白图片，这些图片都配有精准的说明；书中还为读者提供了扩展阅读，介绍了相关出版物和网络资源的信息。

《地球科学——站在科学前沿的巨人》对影响世界的10位地球科学家的生平一一作了详尽的描述，时间跨度从15世纪一直到20世纪。尼古拉斯·斯蒂诺、乔治·居维叶、阿尔弗雷德·魏根纳、斯蒂芬·杰·古尔德……这些名字直到现在还在科学史上熠熠发光，历史将会永远记住他们……

内容简介

前言

鸣谢

简介

1.乔基斯·阿格里科拉(1494—1555)

 地质学与矿物学之父

 “农夫”

 成为一名矿物学家

 采矿业与冶金业

 一名多产的学者

 冶金学研究

 生平年表

 拓展阅读

2.尼古拉斯·斯蒂诺(1638—1686)

 岩石层重叠定律、原始水平状态规则与边线扩展原理

 对科学的兴趣

 贝壳问题

 唾液管的发现

 对笛卡尔的疑问

 笛卡尔哲学

 肌肉收缩研究

 舌化石

 先驱者

 投身天主教

 生平年表

 拓展阅读

3.詹姆斯·赫顿(1726—1797)

 提出均变论：地质学历史上的关键学说

 律师的学徒

 地质学与农业的学习

 “地质学说”

 自然变化对地球形状的影响

 反对

 赫顿理念的支点

 生平年表

 拓展阅读

4.亚历山大·冯·洪堡(1769—1859)

 自然科学的统一

 在从政与矿业之间选择人生

 一次奇异的探险

 火山

 海拔最高的地方

 前方路上的更大任务

 乌拉尔山的钻石

 地磁

 对宇宙的理解

 生平年表

 拓展阅读

5.乔治·居维叶(1769—1832)

 揭示古物生形态消失的真相

 出生于蒙特里阿德

 一个拥有很多头衔的人

 古老化石中的动物学鉴定

 化石与古生物学

 灭绝论与灾变说

 仍然是一名解剖学家

 居维叶的遗赠

 生平年表

 拓展阅读

6.威廉·史密斯(1769—1839)

 绘制了世界上第一张地质学地图

 一磅重的石头

 测量员生涯

 地层学的诞生

 玛丽·安(Mary Anning)

 世界上第一张地质图

 最后的尊敬

 生平年表

 拓展阅读

7.查尔斯·赖尔爵士(1797—1875)

 地球进化的自然法则

 喜爱地质学甚于当律师

 均变说的揭示

 威廉·巴克兰德(William Buckland)

 原则与元素

 国外的专业发展

 人类的时代

 爵士与从男爵爵位

 生平年表

 拓展阅读

8.阿尔弗雷德·魏根纳(1880—1930)

 大陆漂移学说第一人

 从天文学转向气象学

 大陆移动理论

 国际争论引发的一场革命

 顿块构造

 凄凉的结局

 生平年表

 拓展阅读

9.阿瑟·霍尔姆斯(1890—1965)

 地质年代之父

 2000万年的争论

 加入年代测定竞赛

 莫桑比克

 用碳测定年龄

 铅的问题

 遭遇不幸与上天眷顾

 放射能的有力爆发

 第四种同位素

 原始铅物质的组成

 著名地质学家的最后时光

 生平年表

 拓展阅读

10.斯蒂芬·杰·古尔德(1941—2002)

 间断平衡理论的倡导者

 对古生物学感兴趣的小男孩

 飞速的进化

 达尔文的观点

 一位多产的有影响的作家

 进化理论的一种新的构成

 回应与杂记

 生平年表

 拓展阅读

译者感言

很久以前，有一个人觉得发展一套建立在物理学基础上的矿物分类系统很有必要。这个人就是生活在16世纪的物理学家——乔基斯·阿格里科拉。正是在他的努力下，地质学才发展成为一门科学。地质学是研究地球的起源、历史以及结构的科学。在阿格里科拉的努力下，地质学的子领域——矿物学、采矿工程、物理地质学以及化石学的系统知识才开始形成。阿格里科拉的主要著作有：首次勾勒具备物理特性的矿物质系统的《化石研究》，全面考察矿物的《冶金研究》以及有关经济地质学的《冶金学》。阿格里科拉的所有著作都成为以后200多年的经典参考书目。另外，作为一名物理学家，阿格里科拉还是最早意识到这个职业的危险性的学者之一。

“农夫”

1494年3月24日，乔治·鲍尔(Georg Bauer)出生在德国的格劳乔(Glauchau)。他的生母的名字现在已经不知道了，父亲乔治是一个染工与衣料织品商。关于小乔治的早年生活并没有太多记录，但是据载，他至少有一个兄弟。青少年时期乔治进入当地的学校，20岁的时候，即1514年，进入莱比锡大学学习，当时大部分学生的年龄都比较小，所以他算是大龄的。几年学习之后他拿到了学士学位，翌年却留在学校当了希腊语讲师。在这期间他继续钻研经典作品以及哲学，直到1518年，他开始在茨维考市立学校执教。在那儿，他撰写了自己的第一本教科书——《语法元素及其简要说明》(1520)。尽管他很快被提升担任校长职位，他还是决定返回莱比锡去研究医药方面的知识。

如同那个时代所流行的那样，乔治·鲍尔将自己的名字拉丁化以后改成乔基斯·阿格里科拉，意即“农夫”。从此他便以阿格里科拉名世。天主教徒阿格里科拉依靠茨维考教会提供的3年期的资助，在意大利的博洛尼亚大学与帕多瓦大学研究医药。1526年，他获得了医学学位并与安娜·麦纳结婚。在新婚旅行中，他结识了著名的拉丁学者和作家德斯德鲁斯·埃里斯幕斯(Desiderius Erasmus)，这位学者日后成为促成阿格里科拉发表第一篇科学论文的重要人物。这期间阿格里科拉还一直为阿尔地纳出版社编辑希腊名医希波克拉底与伽林的医药学著作。

成为一名矿物学家

接着，阿格里科拉搬到波希米亚的约什玛萨，在那里他找了一份城镇医师与药剂师的工作。当时的药剂师也就是配药者。约什玛萨是一座新兴的、迅速发展的、富含银矿的城市，当时急需教师、传教士以及药剂师。那座城镇的许多居民因为在矿厂工作而得了肺病。阿格里科拉认为自己必须熟悉矿业的生产流程，才能了解病人们的病因。同时他也对矿石及其熔炼物的应用感兴趣，因为他想将它们用到药物治疗上。因此他一头扎进矿石与采矿行业中去。

阿格里科拉对自己担负的责任看得很重。他几乎研究了这个行业内的每一方面——技术、物理、经济、药物上的各个方面，甚至包括工人的生活方式。1530年出版的《锑；或是关于矿业的对话》总结了阿格里科拉搜集到的各类信息，并且描述了萨克逊的矿物，特别是化学物质铋。这本著名的书以对话的形式写成，对话的一方是一名富有经验的矿物专家，另一方是两名对矿物深感兴趣的哲学家。著名的伊拉兹马斯为这本书写了一篇精彩的介绍，促成了它的畅销。作为一个曾以古典学为专业的学者，阿格里科拉的所有文章都是用拉丁文写成的，这给读者造成了一些不便，因为当时很多矿物学词汇表都是用德文写成的，翻译起来有点难度。阿格里科拉的后两篇重要作品是关于政治以及自然经济学的。

自被冠以著名作家、矿物学专家与城镇药剂师的多重头衔之后，阿格里科拉开始渴望一种更加平静的生活，他很快便搬到了另一个城市——开姆尼斯(如今属于德国的领土)，又一次当上了城镇药剂师。通过运用他的关于矿物的知识，他做了一些非常有价值的投资并且在接下来的几年里迅速致富。1541年，他的第一任妻子去世，第二年他与一位协会会长的女儿安娜·施鲁兹结为连理。

就在他到达开姆尼斯不久，阿格里科拉被邀请编纂法庭的历史档案，这项工作占用了他20年的时间。依他的能力，他应该能够做出更大的研究成果，并且整理出萨克逊统治者的谱系。他在这方面的成果直到1963年才得以发表。萨克森的毛瑞斯公爵任命阿格里科拉为市长，兼任萨克森的法庭评议员，同时出任查尔斯五世的神圣罗马帝国的大使。身为一个天主教徒，而去身兼新教公爵的重位，这在当时两教关系紧张的时期是很罕见的。无论如何，事实证明，阿格里科拉对宁静生活的向往落空了。在那些年里，他的科学研究也被迫中断了。

一名多产的学者

在阿格里科拉有时间、有精力进行科学研究的时候，他所出的成果是相当可观的。1546年，他出版了好几本书。其中《地下出土物质的研究》包含了许多对未来的地质学颇有影响的观点，因此被看作是第一本关于物理地质学的教科书。在书里，阿格里科拉批评了一些关于地质形成的超自然的神秘论解释，而是强调风和水对地表的侵蚀作用。另外他还探讨了地球内部因为火山与地震产生的热能。他提出山岭的形成是由沙尘风、表层下基层风、地震、火山焰以及流水的侵蚀共同作用的。他介绍了一种叫“石化液”的物质，这种物质可以用来描述地层溢出的岩浆。他认为从矿物中分解出来的矿石沉积物渗入到岩石的裂缝中，形成了矿脉。同一年他出版了一本书，书里涉及地表以下的水和气体、地下生物，还有关于地下金属的地理学分布历史及概述。

出版于1546年的《自然化石》使阿格里科拉赢得了“矿物学之父”的美誉。矿物学是一门关于矿物的分布、鉴定以及特性的学科。当时，“化石”这个词包含着任何从地底下挖掘出来的东西，包括矿物与宝石，还有今天我们所称的“化石”——过去的生物体残留物。书里还收录了早先关于矿物的一些著述，并第一次尝试去从物理特性上划分矿石的种类，并不是那些想当然的用途。他所建构的系统包括矿石的形状、颜色、溶性、硬度、密度、可燃性以及质地。他对各种不同的矿物都做了详尽的描述。在文中，他还区别了简单元素和化合物。当今的矿物学分类是建立在化学分析以及X射线和同位素的分解上，因此学生们很难认识到阿格里科拉当时在这方面的独创性。不论如何，我们都应该认识到，在那个年代，现代化学知识和方法论还没有建立起来。阿格里科拉发现了许多化石与活的有机体的相似性，但并没有在这方面再投入很多精力。

在1549和1550年，阿格里科拉又陆续出版了一些专著，探讨岩石、山脉和火山的起源。他又在约什玛萨考察了几个星期。他对这个城市的变化感到震惊，由于政府的原因，曾经欣欣向荣的城市已经迅速走向衰败。凭藉优厚的经济实力，他慷慨地给这个城镇捐助了一大笔钱，帮助他们进行矿业的研究和开采。

16世纪50年代前期，黑死病席卷了萨克尼。这是一种通过老鼠携带的鼠疫杆菌传播的瘟疫。感染此病的人会全身发烧，淋巴结肿胀。死亡率迅速升至75％，并且在出现最初的症状之后就立即导致死亡。阿格里科拉不知疲倦地照顾他的病人，自己的女儿却病死了。1554年他出版了《瘟疫研究》，描述了他对瘟疫的观察和研究。P1-4

排在队伍的第一就能作为热心观众得到运动场中最好的位置；第一个冲破缎带跨过终点线的运动员就能赢得一枚金牌；作为长子就有可能获得王室王位继承权，各种优势和好处常常伴随着“第一”，但有时为之付出的努力却也是相当巨大的。第一个在月球上行走的宇航员尼尔·阿姆斯特朗在他16岁的时候就开始了飞行课程，不辞辛劳地干各种工作来支付学费，刻苦学习以取得航空工程的学士学位。作为一名勇敢的空军飞行员，他在朝鲜完成了78次战斗任务，在民用试验飞行员的岗位上工作了7年，随后又在美国宇航局(NASA)做了7年的宇航员，在阿波罗11计划之前已经进行了许多次危险的太空飞行。他忍受了数年严格的体能训练并做了充分的精神准备，终于冒着生命危险勇敢地迈出脚步，踏上了那块人类从未涉足过的地方。阿姆斯特朗是太空探索的先锋，他开启了一条让后人得以继往开来的道路。尽管并不是所有的先锋开拓的行为都要像太空探索那么危险，但是，科学先锋就必须热衷于他的事业，就如同运动场上热心的观众；他们还必须专注，就如同竞技中的赛跑运动员；有时还要有上天的眷顾，就如同天生可以继承王位那样的幸运。

科学涵盖了所有建立在普遍真理和可观察的事实上的知识。狭义地说，科学专指探究自然世界及其法则的知识分支。哲学地描述它，科学就是一种努力，一种对真理的探寻，一种认知的方式，一种发现的方法。科学家们通过一种手段来获得信息，这就是科学方法。科学方法要求人们陈述问题，然后提出一个可验证的假设或者有根据的推测去描述一种现象或者解释一种观察结果，最后从结果中总结出结论来。数据可以检验假设，但是永远不能保证它是绝对真理。当科学家取得了大量支持的证据，他就有理由认为某种假设是正确的。这个过程听起来非常直接，但是有时科学的进步并不机械地遵循这样的逻辑轨迹。因为是人在进行观察，生发假设，进行试验以及总结结论，所以，学习科学的学生们必须了解科学中的个人的因素。

“科学先锋”这套丛书讲述的就是科学背后的人物，那些曾经开创出了新的想法和研究的人们。他们冒着失败的风险，往往还要面对各种反对的力量，但仍然坚持不懈地铺设出了一条条科学探索的新道路。他们的背景千差万别：有的甚至没有中学学历，有的获得了各种各样高级的学历；有的人依靠家庭的背景能够顺利地进行研究而不受财政问题的困扰，而有的人却穷得营养不良，流离失所。个性上，有开朗的也有忧郁的，有温和的也有固执的——但是，所有的这些人都充满献身精神，他们不吝贡献出他们的时间、见识和责任，因为他们信仰他们所追求的知识。求知的渴望让他们克服一切艰难险阻，勇往直前，最终他们的贡献推动了科学的事业滚滚向前。

这套书由8卷构成：《生物学》、《化学》、《地球科学》、《海洋科学》、《物理学》、《科学技术与社会》、《太空与天文学》以及《气象学》。每本书容纳了该学科中10位先锋人物的传略，介绍了这些人物的童年，他们致力于科学的心路历程以及他们的研究范畴，并提供足够的科学背景来帮助读者了解他们的发现和贡献。尽管我们这里介绍的人物都是相当卓越的，但并不意味他们就涵盖了一直以来最伟大的科学家。我们的编写其实遵循了这样的原则：这些被选择的突出的人物代表了各个领域中多样的分支学科、多样的历史、多样的科学途径以及多样的个性。每一章都有一个关于这个人物和他的著作年表及相关参考书目。每一本书都有一个关于该科学领域的介绍、图解、照片以及一个提供全面信息的扩展阅读书目。

这套书的意图是，在一个适当的水平上，为读者提供先锋科学家的信息。作者希望读者能被激发起来自己去领悟那些伟大之处，与那些站在科学前沿的巨人们产生共鸣，然后相信，这些科学巨人对这个社会产生的积极和不朽的影响。

在翻译本书的过程中，我再次漫游于科学的海洋，领略到大师们的风采。地质学科是一门古老的但又常新的学科，值得我们一代又一代的人为之努力。那些敢于拒绝常识、勇于发挥想象的科学先驱们在赢得世人的尊重之余，也指明了向理想与真理探索的光辉之路。这也是一个未竟的过程。

在翻译的过程中，得到了袁义先生的大力协助，在此对他表示感谢。

由于经验欠缺加上时间仓促，本书难免有不妥之处，请读者朋友见谅，并请提出宝贵意见，使我们在以后的工作能不断改进与完善。

当当

2006.10