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自由的孤独者-构造地质学家Argand的故事 精选

已有 4490 次阅读 2019-7-29 07:29 |系统分类:人物纪事

多少次阳光照耀,多少回狂风呼啸,掠过荒凉的冻土带、灰色调的西伯利亚针叶林,盐晶闪烁的棕色荒漠,银装素裹的高冷山峰,荆棘密布的灌木丛与连绵起伏的热带林!日复一日,年复一年,不知不觉间,东风暗换华年,让我们微笑面对雕蚀褪去后的永恒幻想,让我们侧耳倾听那古老的赞美诗,那壮丽的海洋之歌,油然而生无限的敬意。

—Emile Argand

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1922年Argand绘制的《欧亚大地构造图》(来自网络)

蒙娜丽莎的微笑仿佛参透了世人隐藏在内心深处不为人知的秘密,五百年来一直吸引着仰慕者的目光。《欧亚大地构造图》绚丽的色彩,洒脱的笔墨,灵动的画风充分展现了科学与艺术、真实与想象的融合,虽时光百年,依然若老酒,浓香满舍。它的缔造者Emile Argand几乎被人遗忘,但在地质江湖深处,故纸堆里依然有他的传说。

Argand1879年出生于瑞士日内瓦,在他8岁时,父母离异,从此人生有了阴影。接受了短暂的小学教育与技工培训后,按照父亲的意愿在一家建筑公司当了绘图员,孤独、寂寞、害怕、恐慌时常袭上心头,爬山、读书、对地质的兴趣又不时冲淡这种感觉。18岁时,他决定换种活法,去巴黎找他开美容院的母亲。

巴黎科学文化氛围浓厚,Argand想进入高等学府深造,前提是需要通过考试。有一段时间他曾经幻想和母亲一起开美容院,赚取男人的钱财,因为这些男人多爱慕虚荣,又有些愚昧,用赚来的钱从事他喜欢的地质,但最后这个想法放弃了。经过18个月的艰苦努力,他成功地通过了巴黎一所大学的入学考试,可随后出人意料离开了巴黎,回到了洛桑。有人说他是思乡情切,有人说他是难以融入巴黎社会,有人说他是不适应激烈的竞争……

在洛桑,他成了洛桑大学医学专业的一名学生,这也是母亲一直以来的期盼。大二时,因为和一位老师起了冲突,受地质学教授Marice Lugeon的鼓动,他转到了地质系,他的自学与对问题的敏锐很快令他在同学中脱颖而出。他自小喜欢爬山,对山有很深的感情,如今有更好的机会拥抱它,利用周末或假期时间,他常常独自一个人穿行于阿尔卑斯的山野中,体验大山的性情与它带给人类的思考。

阿尔卑斯山是现代造山理论研究的发源地,特别是标志地壳缩短的推覆构造对地质思想的发展有着深远的影响。自1809年在瑞士格拉鲁斯(Glarus)山谷中发现逆冲断层至1902年经过激烈辩论顽固派被说服,推覆构造最终被证实差不多走过了100年的历程。Argand进入地质领域的时间恰好是探索阿尔卑斯山脉形成的时期,机会千载难得。

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1812H.C Escher绘制的Glarus Thrust Martin’s Hole(来自网络)

Argand的足迹踏遍了从日内瓦湖到莱茵河畔的广大地区,研究工作已经不是简单地宏观对逆冲构造的外部识别,而是延伸到阿尔卑斯山的内部,那里变质强烈、化石稀少、构造复杂,需要用新的方法来进行解释,为此他使用了不同于前人的几何画法,首次用到了投影。他将一系列连续的垂直剖面与地面地质以复杂的方框图连接在一起,并从一个部分追踪到另一个部分。他将构造元素按优选方向、倾向和走向进行分组,这种理念奠定了未来构造地质学的基本框架,成为许多后来先进构造分析方法的基础。地质填图应该像女人逛街,不辞劳累,尽量走遍每一个角角落落,而不应该像男人买衣服,只去自己感兴趣的柜台。在六年的时间里,他在野外呆了差不多1000个日子,最终第一次将阿尔卑斯山的内部构造展现在世人面前,一个完全不同于以往的崭新世界。图件注重整体与细节,兼顾科学与美感,充满大胆与想象,令业界钦佩与赞叹。

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Argand手绘的有关Pennine地区的构造内、外部草图(来自文献1

1911年,Argand迎来了人生最重要的转变,在申请苏黎世理工学院教授职位(即现在的ETH)无果后,他去了不怎么惹人注意的纳沙泰尔大学(University of Neuchatel,旧时译为浓霞台大学),从此再也没有离开过那里。除了对前几年阿尔卑斯山的研究工作进行梳理外,一项更伟大的工程开始酝酿,编制《欧亚大地构造图》,在迷乱中,他似染上了强迫症,有一次,与助手连续工作了32小时,饿了喝点咖啡,困了就在沙发上打个盹。1913年,国际地质大会将Spendiaroff奖授予了这位34岁的优秀青年,以表彰他的杰出贡献,业界哗然。其实那个时候,他的工作还没有彻底完成,不符合获奖条件,但国际地质大会的评委们不拘一格。这幅图虽然名声在外,但却一直没有正式出版,如今依然静静躺在纳沙泰尔大学的图书馆里。

初期,Argand的研究主要集中于三维空间,但为了全面理解阿尔卑斯山演化过程,时间维度必须加进来,他将这种新的研究方法称之为原始大地构造学(embryotectonics),即通过构造“时光倒流”反推到最初的沉积环境。他的这种启发式的方法旨在解释导致目前复杂构造的一系列事件,并将地壳内的运动与地表地貌的不断变化以及蛇绿岩的侵位联系起来,他用这种方法重建了当时公认的最典型的山脉演化过程。

1915年,Alfred Wegener第一次发表了有关“大陆漂移假说”的论文,Argand迅速被这种理论吸引,“一种理论的有效性无非是它在被提出时对所有已知事实作出解释的能力。从这个意义上说,大规模大陆漂移理论是非常有效的”,为此他创造了“活动论(mobilism)”一词来描述大陆漂移,这一概念认为现在的大陆是远古时代更大的超大陆的碎片。 “大陆漂移假说”正是他多少年来苦苦寻觅的山脉形成的“洪荒之力”,使用大陆漂移理论他对欧亚大陆构造演化框架重新进行了构建,由此才有了文字开头提到的那幅《欧亚大地构造图》。1922年,得益于这项工作,Argand被选为布鲁塞尔国际地质大会的开幕演讲嘉宾。我们可以看出,Wegener在提出“大陆漂移理论”时侧重的是海洋,尤其是大西洋的裂开,而Argand却将这种理论用于移动大陆的碰撞,特别是阿尔卑斯山-喜马拉雅山造山带。

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Emile Argand正在绘制《欧亚大地构造图》(来自网络)

1924年,《欧亚大地构造图》及其文字出版后,Argand一时之间远离了地质,他开始对艺术、文学、哲学、历史、宗教等感兴趣,他也常出外旅行,去到他喜欢的西班牙、摩洛哥、芬兰等地,再加上喜欢买书,欠了一屁股债。1940年在他母亲去世后几个月他也毫无征兆突然离开了人间。

Argand的一生中,他基本上过着孤独的生活,他没有结婚,也没有几个知心朋友,但他有一种脱颖而出的欲望,想把自己塑造成一个个性强烈的人。他是应用几何于自然科学的王子,他常常把自己想象成伟大先驱E.Suess的唯一继承人,充当把地质学从中世纪黑暗中解放出来,推动它朝着光明前进的“救世主”。他喜欢驾驭一个小小的团体,同事、朋友、学生都围绕在他身边,让他感觉他所领导的研究机构才是世界地质的中心。他为自己编织了牢笼,成了思想的囚徒,远离热闹与嘲讽,保持平静与安宁。

Argand的闪光之处在于他的综合分析大量观察资料并把它们纳入合适构造框架的能力。他最伟大的贡献在于认识到山脉逆冲推覆导致的地壳缩短与Wegener的“大陆漂移假说”相一致。他的全球构造观念与现代认识并无二致,例如他已经认识到阿尔卑斯山是非洲大陆逆冲到欧洲大陆之上的产物,而喜马拉雅山则是印度次大陆俯冲到亚洲大陆之下的“副产品”。他把地球想象成“一架巨大的运行机器”,这与今天的观点不谋而合,要知道他的这些认识都是差不多100年前提出来的,大大领先于那个时代。也许由于他的许多思想没有被充分理解,也许由于他的许多想法只拘囿于纳沙泰尔大学,他的名声在当时并不算响亮,但随着时间的推移,他的影响力逐渐浮出水面成为高山。阿尔卑斯山公认的地质英雄只有两个,而他就是其中之一。

有一点不得不提,上世纪30年代,一位中国年轻人来到了浓霞台大学,想做有关阿尔卑斯山构造的博士毕业论文,Argand成为了他的导师并想把他派到希腊克里特岛,但由于这名中国年轻人的费用来自中国政府,专款专用,要求他进行阿尔卑斯山构造研究,所以最终拒绝了Argand的好意。论文深得Argand思想精髓,但由于后者孤立于欧洲大陆主流研究机构,所以最终没有在瑞士外产生强烈影响。这位年轻人就是后来在中国地质史上书写下恢弘篇章的黄汲清先生。

参考文献

1.Jean-Paul Schaer,Emile Argand1879-1940.Life and portrait of an inspired geologist.

2. Emile Argand (January 6, 1879 — September 14, 1940), Swiss geologist, scientist. https://prabook.com/web/emile.argand/1738156

3. Jean-Paul Schaer, Swiss and Alpine geologists between two tectonic revolutions.

Part 1: from the discovery of nappes to the hypothesis of continental drift. Swiss J Geosci (2010) 103:503–522

4.The Alps in The Earth Machine:the science of a dynamic planet by Edmond A.Mathez and James D.Webster.Columbia University Press(2003)

5.O.Adrian Pfiffner, Geology of the Alps.Wiley Blackwell2013




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