地球的形成和演化

　　一、地球是怎樣形成的　　地球是怎樣形成的？地球形成以後又是怎樣演化的？這些問題很早就引起了人們的注意，並發生了激烈的爭論，唯物主義和唯心主義兩種互相對立的宇宙觀進行了長期的、尖銳的鬥爭。　　1605年，愛爾蘭一個大主教烏索爾曾公開宣稱：「地球是在紀元前4004年10月23日一個星期日被上帝創造出來的。」中國的封建統治階級說，盤古氏開天闢地，經歷一萬八千年，才有了大地。這類「上帝創造地球」的說法，只不過是剝削階級用來愚弄人民的精神鴉片，早已被科學無情地揭穿。　　隨著生產的發展和科學的進步，人們對地球的認識也不斷深入。到了十八世紀，逐漸形成了關於地球起源的「星雲假說」。　　「星雲說」是德國哲學家康德於1755年在《宇宙發展史概論》一書中首先提出來的。他認為，地球的產生是由於一種「星雲」狀物質凝聚的結果。這種星雲是由塵埃和氣體質點所組成。「原始星雲」的體積很大，當初曾散布在整個太陽系所佔據的空間。星雲中的質點分布是不均勻的，有的地方比較密，有的地方比較稀。由於質點之間的相互吸引，星雲中較大較密的部分就把周圍質點較小較稀的部分吸引過去，逐漸形成了一個中心密實、周圍稀疏的緩慢轉動著的龐大「星雲體」。以後，這個星雲體的中心部分，又通過不斷集結，而成為一個巨大的球體，這就是原始太陽。與此同時，環繞在原始太陽周圍的稀疏質點，由於相互碰撞，便向原始太陽的赤道面集中，而後凝聚為環繞太陽旋轉的行星(下圖為康德的星雲假說示意圖)。

　　康德的這一著作，因為是匿名發表的，在當時並沒有引起人們的很大注意。半個世紀以後，法國數學家拉普拉斯也作了和康德的觀點相類似的論述，「星雲說」才獲得聲譽，並廣泛地傳播開來。　　拉普拉斯認為，形成地球的星雲物質，最初象個球形，它具有很高的溫度，並且一開始就在緩慢地轉動著。由於散熱冷卻，星雲便開始收縮。根據角動量守恆的原則，星雲體的收縮，其旋轉速度必然加快，隨之離心力也愈來愈大。這樣，星雲體就不能繼續保持原來的形狀，於是漸漸形成一個象鐵餅那樣的星雲體，它繞著自己最短的軸旋轉。如果星雲體繼續冷卻、收縮，其旋轉速度則越來越快，離心力也越來越大，當星雲體自轉速度增加到其中心部分對於邊緣部分的吸引力不足以抵擋邊緣部分對於中心部分的離心力的時候，就拋出一個環繞中心體旋轉的氣體環。以後，隨著星雲的不斷冷卻、收縮，這種分離過程一次又一次地重演，於是就得到了和行星數目相等的七個「環」(18世紀末，海王星和冥王星還沒有發現)，每個環大致位於目前各個行星的軌道上。最後，星雲的中心部分就形成了太陽，各個環內物質逐新集結而形成了地球和其它行星(下圖為拉普拉斯的星雲假說示意圖)。

　　康德和拉普拉斯兩人對於地球形成過程的敘述雖然不完全相同，但基本觀點卻是相近的。他們都認為，地球是從原始星雲轉化而來，所以人們通常把二者統稱為「康德一拉普拉斯星雲說」。　　「星雲說」比較圓滿地解釋了太陽、地球和太陽系中其它行星運動的一些主要規律。如地球和其他行星繞太陽運行的軌道為什麼近於圓形，並且幾乎在同一個平面上？為什麼所有行星運動的方向都是一致的？此外，象太陽和地球等行星的元素成分為什麼基本一致？太陽與地球的年齡為什麼也大致相當？這些問題，在「星雲說」中都能得到較好的解答。　　「星雲說」的出現，在當時來說，是科學上一個很大的進步。因為當時的「科學還深深地禁錮在神學之中」(恩格斯《自然辯證法》)，反動的統治階級總是宣揚"天不變，道亦不變」的形而上學觀點，竭力把世界說成是一成不變的，如果說變，也是神秘力量所驅使的，是同一過程的不斷重複。「星雲說」認為，地球不是上帝創造的，也不是從某種「巧合」或「偶然」中產生的，而是一種發展的過程，是運動著的物質一星雲形成的，是星雲內部自身矛盾發展的必然結果，從而「在這個僵化的自然觀上打開第一個缺口」(恩格斯《自然辯證法》)。　　但是，必須指出，「星雲說」所闡述的地球的產生過程，是單純建立在牛頓的力學理論基礎上的，因此不可避免的有形而上學的因素，在科學上有它的局限性。現在，人們也很難把「星雲說」原封不動地加以接受。此外，康德是一個二元論者，力圖調和唯物論和唯心論、科學和宗教、經驗論和唯理論。他有自發的唯物論傾向的一面，又有向宗教妥協的一面。他承認上帝的創造，認為字宙萬物之所以安排得如此和諧、完美和有規律，證明「有一個最高智慧的創造者存在。」他把形成地球的原始物質的運動，看成是從虛無飄渺中產生的，給上帝留了個位置，這完全是唯心的。　　在地球起源理論中，「星雲說」曾經統治了一個半世紀。在這麼長時期內，由於它的巨大影響，沒有任何一個新的假說提出。　　二十世紀初期，資本主義已經發展到壟斷的、沒落的帝國主義階段。資產階級在政治上越是沒落，越是反動，就越是需要各種各樣的唯心論和形而上學的宇宙觀為其統治辯護。正是在這種階級鬥爭的背景下，西方一些資產階級學者利用科學上的某些新成就，抓住「星雲說」還不能解釋的某些具體問題，對「星雲說」進行了種種非難，把被康德、拉普拉斯批判過的，早已銷聲匿跡了的畢豐的「災變假說」重新復活起來。畢豐是法國動物學家，他於1745年第一個提出關於地球起源的「災變假說」，認為地球和其它行星是由於一個巨大的彗星從原始太陽上碰撞出幾股熾然的物質凝結而成。這假說在當時還有一點反對上帝創造世界的迷信觀念的極極意義。但是，他把地球的產生歸結由於某種偶然的作用，把事物內部必然規律說成是意外災難的結果，卻是毫無根據的唯心論。他們在畢豐「災變假說」基礎上，又搞出五花八門新的「災變說」，其中流毒最廣的要數金斯的「潮汐假說」。金斯是英國唯心主義物理學家，他公開宣稱「用唯心主義的語言能最容易地敘述——我並且以為最容易解釋——宇宙間的一切定律和秩序。」這種唯心主義的觀點在他的「潮汐假說」中得到了充分的體現。　　金斯假設，二十萬萬年前，突然有一顆質量比太陽大的恆星，從太陽旁邊掠過，靠著它巨大的吸引力，便從太陽表面上拉出一股高熱氣體流。(見下圖)

　　以後，那顆巨大的恆星又遠離太陽而去。這股氣體流被越拉越長，形狀象一枝雪茄煙，兩頭小，中間大。後來，這條雪茄煙狀的氣體流漸漸冷下去，凝縮起來，形成了地球和其它行星(見下圖金斯的潮汐假說示意圖)。

　　這裡不難看出，金斯把地球的產生完全說成是外力的推動和某種偶然變故，即「災變」的產物。他用偶然事件代替了事物發展的必然規律。　　地球果真是這樣產生的嗎？不是。我們知道，兩顆恆星在宇宙空間相遇的機會是極其罕見的。據計算，現在銀河系裡至少要一萬億年才可能發生一次。有人比喻，這就象在一個宏偉的大廳里只有三顆極小極小的塵埃在那裡飄遊，而要它們碰在一起，可以說是絕無僅有的。因此，按照金斯的結論，那麼宇宙中類似地球的行星也只能是獨一無二的。但是，現在天文學的成就已經能夠使我們知道，在無窮的宇宙中，象太陽這樣有行星伴隨的恆星決不是那麼稀有的現象，估計在銀河系裡大約有十億個(就現代的天文現測技術來說，即使用最強有力的望遠鏡，也無法直接觀測到其它恆星的行星系，因距離實在太遠了。其他恆星可能有行星伴隨，是通過一種間接方法獲得的。人們發現鄰近大陽的一些恆星，它們在有規則的運動中，往往有微小的偏差，天文學上稱為攝動，說明它除了主要受中心天體的吸引之外，還受到其它天體引力的影響。因此，人們推測這些恆星周圍可能有看不見的伴星。用這樣的方法粗略估計，在銀河系中有行星的恆星大約有十億個)。這樣，就徹底揭穿了金斯的謊言。　　把解釋不了的東西產生的原因叫做偶然性或上帝，這是資產階級對抗唯物辯證法所慣用的伎倆。金斯正是這樣，當他在事實面前碰得頭破血流時，最後不得不求助於上帝，把地球的產生最終歸結為「偉大的建築師」—造物主的存在，他的地球起源理論成了宗教可以接受的「科學」。　　當著赤棵裸的宗教神話和披著「科學」外衣的「災變說」相繼破產的時侯，又出現了風靡一時的「俘獲假說」。它認為，太陽的形成是一回事，地球的產生又是另一回事。太陽在地球產生以前早就存在著，而形成地球的星雲物質原來是和太陽互不相干的獨立的天體。大約在六、七十億年以前，太陽在銀河系中運行的時候，正好遇到了這團巨大的星雲，太陽就從其中穿過，在穿越星雲的過程中，由於引力作用，就「俘獲」了一部分星雲物質。這些物質開始在太陽的周圍運動、聚集，越聚越密，當密度達到一定程度時，就迅速結合、凝聚成為地球和其它行星(見下圖關於地球起源的「俘獲說」示意圖)。

　　「俘獲說」的炮製者是以持有辯證唯物主義宇宙觀自許的，說什麼「俘獲說」是「自覺的和徹底的唯物論」。這完全是欺人之談。揭穿來看，只不過是從西方資產階級理論武庫中揀來的破爛貨。二十世紀初，西方一個學者曾把「俘獲」的概念引入天體起源中，到了四十年代「俘獲說」的作者如獲至寶，順手揀來，又用它來解釋地球的起源問題。但是，要證明這種「俘獲」，他們卻找不到足夠的論據。儘管他們費了九牛二虎之力，建立了「方程式」，得出了「數的論據」，卻經不起客觀實踐的檢驗。實際上，「俘獲說」也和「災變說」一樣，把地球的產生歸結為「外力」的推動。所不同的，只不過是給它被上一層馬克思主義詞句的偽裝而已。　　毛澤東在《矛盾論》中指出：「事物發展的根本原因，不是在事物的外部而是在事物的內部，在於事物內部的矛盾性。任何事物內部都有這種矛盾性，因此引起了事物的運動和發展。」可是，「俘獲說」則竭力否認事物內部矛盾推動事物發展變化的決定作用，而拚命強調外力的作用，從而陷入了外因論和被動論的泥坑。按照「俘獲說」的觀點，太陽在未「俘獲」物質以前，太陽孤零零地在那裡運轉，周圍是沒有物質的。太陽只有公轉而沒有自轉，太陽的質量也沒有變化。只是在「俘獲」過程發生後，才開始了太陽系的演化。這種認為在地球產生過程中不是一開始就存在著矛盾的觀點，完全是和馬克思主義的觀點背道而馳的。毛澤東早在三十多年前的《矛盾論》中就指出：「每一事物的發展過程中存在著自始至終的矛盾運動。」如果說一開始太陽周圍沒有物質，沒有運動，沒有矛盾，那裡還談得上發展和演化呢！　　毛澤東《實踐論》指出：「許多自然科學理論之所以被稱為真理，不但在於自然科學家們創立這些學說的時候，而且在於為爾後的科學實踐所證實的時候。」二十世紀以來，西方資產階級學者曾經提出了幾十種關於地球起源的假說，卻沒有一個能夠經得起客觀實踐的檢驗，在事實面前一個個先後宣告破產。在這種到處碰壁、進退維谷、一籌莫展的情況下，不得已，他們又回過頭去求救於「星雲說」，提出了種種「新星雲說」。這些所謂「新星雲假說」，無非是在「最新科學」成就的幌子下，以一孔之見，繼續販賣形而上學的黑貨。早在一百年前，恩格斯《自然辯證法》就指出，康德的「星雲說」所闡述的地球和整個太陽系是在時間進程中形成的某種東西，是由星雲狀物質轉化而來的這一觀點，「包含著一切繼續進步的起點」，它為揭開地球起源的奧秘創造了一個良好的開端。「如果立即沿著這個方向堅決地繼續研究下去，那末自然科學現在就會進步得多。」西方資產階級卻把歷史進程拉向倒退。表面看來，「新星雲說」在掌握現代科學資料、解釋地球起源的細節上，比康德、拉普拉斯要高一些，但是，總的來說，他們卻比康德、拉普拉斯要低得多。　　為地球起源問題的研究指出正確方向的第一個人，就是無產階級的偉大導師恩格斯。十九世紀七十年代，恩格斯在《反杜林論》和《自然辯證法》等光輝的著作里，首先批判地肯定了康德和拉普拉斯的「星雲假說」中的合理部分，摒棄了康德學說中關於上帝創造原始物質之類的錯誤東西。而後，恩格斯在深入地研究了當時科學實踐所提供的大量天體演化的感性材料的基礎上，對地球起源問題作了精闢的論述，他在《自然辯證法》中指出：「地球和整個太陽系表現為某種在時間的進程中逐漸生成的東西」，是銀河系中的物質通過某種運動轉化而來的。由於這種轉化，不僅形成了我們的地球和太陽系，而且形成了無數個太陽系。恩格斯進而指出，物質的這種轉化，不是上帝主宰的，而是以「自然的途徑」產生出來的，是運動著的物質「本來具有的」，因此，它「必然要被物質再生產出來，即使是在千萬年後多少偶然地、但是以那種也為偶然性所固有的必然性再生產出來。」恩格斯通過地球起源和天體演化所闡述的宇宙萬物都有它產生、發展和消滅的歷史，是一條顛撲不破的偉大真理，它為我們正確認識地球起源奠定了辯證唯物主義認識論的基礎。　　科學的發展，愈來愈證明恩格斯的論斷是無比正確的。現代天文觀測資料告訴我們，在銀河系中就有一千二百億顆恆星。這些恆星曾經歷了不同的發展階段，有的年輕，有的年老，一些新的天體還在不斷孕生。所有這些都說明，天體是按照一定的規律演化著的，研究它的現在，就是認識它的過去的出發點。隨著生產實踐和科學實驗的發展，在辯證唯物論的指引下，人類一定能夠徹底揭開地球起源的奧秘。　　二、地球是怎樣演化的　　在《自然辯證法》中，恩格斯指出：「如果地球是某種逐漸生成的東西，那末它現在的地質的，地理的、氣候的狀況，它的植物和動物，也一定是某種逐漸生成的東西，它一定不僅有在空間中互相鄰近的歷史，而且還有在時間上前後相繼的歷史。」　　根據地球中放射性元素的蛻變速度，我們知道，地球從產生到現在大約已經45—60億年了。地球中放射性元素是測定地球年齡的「計時器」。因為放射性元素的蛻變有一個特點，就是蛻變速度很穩定，它不受外界條件變化的影響。在一定時間內，一定的放射性元素分裂多少份量，生成多少新的物質，都有一個確切的數字。例如，一克軸在一年中有七十四億分之一克裂變為鉛和氮。我們根據岩石中現在含有多少鈾和鉛，就可以算出岩石的年齡。而岩石是在地球形成以後才產生的，所以，地球的年齡肯定比最老岩石的年齡還要大。用這樣的方法推算出地球的年齡大約有45—60億年。在這麼漫長的歷史中，地球又經歷了「天翻地覆」的變化。如果拿我們今天的地球和六十億年前的地球相比，是大不相同了。那時的地球，沒有海洋，沒有大氣，沒有花草和鳥獸，更沒有人類。　　地球產生以後，又是怎樣演化的呢？從現在的科學資料來看，首先，由於地球的物質發生了分異作用，使地球逐步分出了不同的圈層。因為「入地」要比「上天」困難得多，現在，人類對於地球內部深處的狀況，還只能通過間接的方法去認識。根據地震波在地球內部不同深度處傳播速度的變化，推斷地球內部可分為三個同心排列的圈層：地核，地極和地殼。打個比方說，地球就象個煮熟了的雞蛋，蛋黃、蛋白和蛋殼就分別相當於地球內部三個不同的圓層，只不過二者之間的物質成分和物質狀態截然不同罷了。

　　地球內部的這三個層，位於不同的深度，具有不同的物理性質。地球內部的密度、壓力和溫度，都隨著深度的增加而增加。　　地核是由非常緻密的物質組成的，其密度比鋼鐵還要大得多。在地球的中心(即離地面6371公里的深處)，壓力達三百多萬個大氣壓，溫度也很高，可達攝氏四千度到六千度。　　緊緊包在地核外面的一圈叫地幔。因為它夾於地殼和地核之間，也稱中間層。地幔的厚度大約有2900公里，其密度和整個地球的平均密度比較接近。　　地殼是指地球最外面的一層，其厚度各處不一，最薄的只有5-6公里，最厚的地方有70—80公里，平均值是33公里。我們平常接觸到的岩石、土壤，就是地殼最表面上極薄的一層。(見下表)

　　地球除了內部這三個圈層以外，還分異出了水圈和大氣圈。　　水圈包括地球上的海洋、江河、湖沼、冰川和地下水，按其體積大約佔整個地球的千分之一。　　包圍在地球最外面的一層氣體就是大氣圈，厚度從地面到高空1000-3000公里。大氣圈越離開地面越稀薄，一百公里高空的大氣要比地面大氣的密度低一百萬倍。　　地球上有了水和空氣，給生物的發生和發展提供了條件，於是在地球上又形成了生物圈。　　由於地球的這種演化，特別是生物圈的產生和發展，使地球和太陽系中其他行量顯著區別開來。例如，太陽系中的外行星(木星、土星等)距太陽很遠，表面溫度低，大氣成分主要是甲烷、氨等，那裡的水分凝結成為幾千公里厚的冰殼。就拿和地球比較接近的內行星(如水星、金星、火星)來說，也很不相同：水星上可能根本沒有大氣圈，即使有也極為稀薄；金星的大氣圈幾乎全是二氧化碳，沒有氧氣，可能也沒有水；火星上雖然可能有水和氧氣，但也相當稀薄，不能和地球的大氣圈相比。　　就現在所知，在太陽系中，只有地球上形成了繁榮的生物圈。這也正是地球在一定條件下本身發展到一定階段的必然產物。　　當然，地球各個圈層形成以後，也並不是彼此孤立、靜止不動的，而是相互制約，相互滲透，相互影響，不斷地發展和變化著。最初的大氣圈中，二氧化碳是比較多的，自從陸地上大量的植物出現以後，由於光合作用，植物不斷地吸收二氧化碳，同時放出氧氣，使大氣圈的成分發生了很大的變化，才逐漸形成今天地球大氣圈所具有的成分。最初的海洋中，並沒有這麼多的鹽分，由於河流的搬運作用，把地面上的可溶性鹽類帶入了海洋，通過年長日久的貯積，使海水變得越來越咸。　　地球的表面是人類生產活動的主要場所，長期以來，通過生產實踐，人們對地殼的變動和生物的演化有了比較詳盡的了解。　　運動是物質存在的形式，人們認識物質，就是認識物質的運動形式。地殼一直是在不斷地運動著。歷史上的滄海桑田，當前發生的火山爆發、地震活動等，都是地殼運動的鐵證。地球上連綿不斷的山脈和縱橫交錯的河流，也都是地殼運動的產物。雄偉的喜馬拉雅山，就是大約三千萬年前古代海底褶皺上升的結果。以後又不斷上升，近百萬年來就上升了三千米，至今這種上升過程還在繼續，只是我們在短時期內不易覺察就是了。浩瀚的太平洋也不是固有的，它的產生只不過一億多年的歷史。　　地殼不斷地運動，這一點，現在已經沒有任何人懷疑了。但是，對於地殼為什麼會運動，地殼怎樣運動，卻有不同的回答。　　唯心論者把地殼運動發生的原因往往歸結為上帝的懲罰，或者某種突然的「災變"。他們把地殼的運動，說成是聖經里洪水為災一類的災變，每一次「大難」臨頭，地球上的景象大變，生物遭到徹底毀滅。對於這種宗教的觀點，恩格斯在《自然辯證法》中進行了尖銳的批判，指出：「它以一系列重複的創造行動代替了單一的上帝的創造行動，使神跡成為自然界的根本的槓桿。」有的人對地殼運動的解釋雖然和前者不同，但是，他們把從西北歐那個「小天地」里搞出來的「經院式」的教條，到處生搬硬套，一葉障目。如果在歐洲曾發生了某次地殼運動，硬把它說成是全球性的，這是典型的形而上學。　　事實上，地殼的運動既不是突然的，也不是偶然的，它完全是按著一定的方向，有規律地進行的，是有其內在原因的。例如，朝著赤道方向的擠壓力，產生了象秦嶺、天山等呈東西走向的山脈；由於地球自轉產生的水平力，造成了象美洲大陸西海岸一系列南北走向的山脈；此外，還有由於扭曲作用而產生的斜向山脈。現在，世界上山脈縱橫延伸，它的分布是有規律性的，是整個地球自身運動的必然反映。　　地球表面上環境的漸次改變，是和生物圈的演化息息相關的。自從地球上出現生物以來，古代生物的遺體—化石，就是我們認識地質歷史的最好的標誌。人們據此把整個地質歷史劃分為五個代和十餘個紀(見下表)。

　　太古代是離開現在最遠的一個地質時代，在它的初期，地球只有頻繁的火山噴發和地震，還沒有任何生命的活動;可是，就在太古代的晚期，卻產生了最原始的生物。　　到了元古代的後期，海底里已經繁殖了大量的低等藻類。

　　古生代初期(寒武紀)，動物大發展，使荒涼的地球響起了第一聲春雷，在海水裡產生出幾千種動物(如三葉蟲等)。古生代的中期(泥盆紀)，在水裡已有魚類大量繁殖，同時陸地上也第一次出現了植物。從此，大地開始披上了綠裝。古生代的後期(石炭紀、二迭紀)，則出現了大片的森林。

　　中生代，爬行動物盛行，恐龍稱霸於世。

　　新生代距我們現在最近，大約有七千萬年的歷史。那時，哺乳類(例如三趾馬、劍齒虎、古猿)、鳥類和被子植物大發展，地球上出現了百花爭艷的景象。在新生代最晚一個階段，即第四紀，出現了人類，因此，我們人類才不過大約一百萬年的歷史。

　　綜上所述，地球的產生和演化告訴我們，整個地球有著一部漫長的歷史，生物的出現和進化只是其中的一小段，而人類的歷史更是短暫的一瞬。正如列寧在《唯物主義和經驗批判主義》中所指出的：「在地球上沒有也不可能有人類和任何生物的狀況下，地球就已經存在了;有機物質是後來的現象，是長期發展的結果。」然而，唯心論者馬赫和阿芬那留斯之流卻說地球是「感覺的複合」、「要素的複合」，純屬一派胡言亂語。他們是用頭立在地上來觀察世界，完全顛倒了歷史。　　地球史雄辯地證實了「自然界也總是不斷發展的」這一偉大真理，證明地球也和宇宙萬物一樣，總是按照它自身的矛盾所決定的規律性在不斷地發展著。摘自《天體、地球、生命和人類的起源》
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