《地球科学发现的逻辑》课程读书报告
——地球科学的起源与发展
第一章什么是地球科学
地球科学指一切研究地球的科学，是行星科学的专门分支。各学科通常会以物理、地理、地质、气象、数学、化学、生物的角度研究地球。它和人类的生活息息相关，人们手上所戴的黄金饰品和钻石，都是来自地球的矿产资源；盖房子所用的砂、石、水泥，其原料也是来自地球；所吃的鱼虾，大都取自海洋；气温的变化影响生活甚巨；天体的运行，也时时刻刻影响着我们。因此，地球科学是一门很基础、很重要的的学科。
地球科学的范围很广，涵盖地质学、海洋学、气象学和天文学等领域。地质学在探讨地球的历史与各部分组成，包括其演化和各种矿学、岩石以及矿产的分布；海洋学在研究海水的运动、海水的物理与化学性质及海底地形；气象学在分析大气的组成、构造和运动；而有关地球起源、太阳系的形成和天体的运动变化，乃至宇宙的演化，均属天文学的研究范围。以陨石撞击地球为例：高温高压撞击地球的结果，势必引起地形与地质的变化；飞扬在大气
中的粉尘微粒会遮蔽阳光，大气和海水温度因而降底。因此，看似简单的天文事件，却引起地质、气象和海洋的变化，可见各领域关系密切、环环相扣。
第二章地球科学的起源与发展
地球科学的范围很广，涵盖地质学、海洋学、气象学和天文学等领域。地质学在探讨地球的历史与各部分组成，包括其演化和各种矿学、岩石以及矿产的分布；海洋学在研究海水的运动、海水的物理与化学性质及海底地形；气象学在分析大气的组成、构造和运动；而有关地球起源、太阳系的形成和天体的运动变化，乃至宇宙的演化，均属天文学的研究范围。以陨石撞击地球为例：高温高压撞击地球的结果，势必引起地形与地质的变化；飞扬在大气中的粉尘微粒会遮蔽阳光，大气和海水温度因而降底。因此，看似简单的天文事件，却引起地质、气象和海洋的变化，可见各领域关系密切、环环相扣。因此地球科学的起源与发展即他所包含的地质学、海洋学和气象学等学科的起源与发展。
2.1 地球科学中的地质学
2.1.1 什么是地质学
在古代人类在利用石器，制造陶器，开发铜、铁、铅、锡等金属矿产时，已经开始初步使用地球物质；在兴修农田水利时，已经在了解土壤性质，在观察火山、地震等自然现象时，已经在探索地壳变动的原因，所以，地质学的经验和知识是在长期的实践中积累起来的。在古希腊，罗马和我国春秋战国时代以至西汉，对于地质作用及地壳中的物质的科学记载和解释已有萌芽。希腊哲学家希罗多德（公元前五世纪）和亚里斯多德（公元前四世纪）等已注意到了地震、火山以及海陆变迁的现象。大约在战国时期成书的我国古籍《山海经》、《禹贡》和《管子》等对于矿物、岩石和土壤以及铁、铜、金、银等矿产都有较为丰富的记载。《管子》一书并已注意到了矿产的共生关系。我国汉代已经开始用煤炭炼铁，发现了陕北的油苗，提出了地圆学说等；公元四世纪，我国已有沧海变桑田的海陆变迁思想。欧洲的中世纪（五世纪到十五世纪）地质学的思想没有得到发展，但是波斯学者阿维森纳(Avicenna,980-1037)却对矿物的形式和分类、山脉的隆起和侵蚀、沉积作用等发表了较为正确的见解。他大致与我国宋代的沈括（1031-1095）同时，沈括于1086-1093年间提出了华北平原的沉积和西北黄土地区侵蚀切割的关系，论述了化石的成因和太行山的升高等地质现象，并根据化石推断了古气候，发现了磁偏角，考察了陕北的石油等。欧洲文艺复兴时期，随着工业的发展和对矿产资源的需求，矿物学和岩石学的知识有了发展。意大利的达芬（Leonardo da Vinci,1452-1519)对化石作了正确的解释，认为它们是被沉积物掩埋的生物残骸。萨克逊人阿格里柯拉（George Agriccla,1494-1555)对矿物学和金属矿脉做了大量研究，他根据矿物外部特征，如晶形劈开、硬度、重量、颜色、光泽等的描述，为矿物学树立了典范。他的名著《金属矿》被认为是总结了当时地质学、矿物学和采矿学及冶金学的巨著。他被誉为“ 冶金学之父”。但是，直到十七世纪中叶，欧洲的地质学思想仍在宗教的严重束缚之下。当时，教会主张天地是在公元前4004 年由上帝创造的，而诺亚洪水（即所谓的全世界洪水泛滥）则发生在公元前2349 年，现存的地表形态都是洪水灾变所形成的。这种思想钳制地质学的发展达一百多年（十七世纪中叶到十八世纪末）。在此期间，地质学和其他科学一样，在同宗教思想的斗争中逐步得到发展，丹麦学者斯台诺Nicolans Steno,1638-1687),意大利学者瓦利斯内里(Antonio Vallisneri,1661-1730）对于层状岩石和褶皱构造进行了研究，认为岩层是一层一层沉积的，斯台诺提出了著名的“ 叠覆律”，即新岩层沉积在老岩层之后，位于下面的岩层比位于上面的岩层沉积时间为早，他还提出了
晶体的“ 面角恒定律”。这两个定律是地层学和矿物学研究的基础。1760 年意大利学者阿尔杜伊（G.Ovanrii1713-1790）根据岩石的结晶和固结程度，将地层划分为第一系、第二系和第三系，德、俄等国的学者也采用了相同的术语。后来德国地质学家魏尔纳(Abraham G. Werner,1749-1817)将位于第一系之上的含化石的地层命名为过渡层。魏尔纳是水成论者，认为地壳中所有的岩石，包括玄武岩和花岗岩都是在原始海洋中沉淀和结晶而成的，火山是煤层的燃烧，魏尔纳对地质学的贡献是第一次对矿物和岩石进行了分类，创造了鉴定方法等1785年（乾隆五十年）苏格兰学者郝屯（James Hutton,1726-1797）发表《地球的学说》，提出了火成论，认为玄武岩和花岗岩不是水成的，是由地球内部火成岩浆冷凝而成，片岩、片麻岩等则是受地球内部热力影响而变质的水成岩。他指出了火成岩岩脉穿插水成地层以及水成地层被火成岩接触时烤焦的现象。郝屯还认为沉积物是大陆岩石被风化和侵蚀的产物，它们被流水带入海洋形成水成岩石，然后又上升到海平面以上，开始新的侵蚀0 沉积旋回；地形不是“洪水泛滥” 以后一成不变，它们在地质作用下不断地发生变化。地球的存在是极其长久的，既看不到它的开始，也看不到它的终结。地质作用的规律和强度，在地质历史时期是一样的，“ 今天是过去的钥匙”。他的这些观点被称为均变论。火成学派的观点受到了水成学派的强烈反对1812年法国生物学家居维叶（Georges Cuvier,1769-1832)根据对巴黎盆地的第三纪地层古脊椎动物化石的研究，提出了灾变论，他认为地层中所表现的古生物的突变现象是超自然的巨大灾变的结果，而新的生物群在每次大灾变之后又被创造出来。他的这种观点受到当时的学者拉马克（Larmarck J.B.1744-1829)的批判。拉马克也在同一地区研究无脊椎动物体系，认为环境对生物的发展起重要作用。二人对古生物学的贡献，使得根据不同的化石特点对比和划分不同时代的地层有了可能。英国地质学者史密斯(W.Smith1769-1839）也在这时根据地层中不同生物化石的特征对比了英国不同地区的地层，于1815年（嘉庆二十年）编制出了第一张《英国地图》。 1830年，英国地质学家莱伊尔（Charles Lyell,1797-1875)发表《地质学原理》一书，使得均变论得到了进一步发展，成为地质学的一条基本原理，一直影响到现在。地质学从十九世纪五十年代已被介绍到我国，并且出版了一些地质译著图书，但由于当时清政府没有注意培养地质科学人材，所以我国的地质事业一直没有发展起来。我国地质科学事业真正开始是在辛亥革命之后，1912年设置地质机构，以推动地质工作的进展，接着相继成立了地质调查所和研究所，在国内进行了大量的调查研究工作，取得了不少成果，并初步形成了自己的理论。但是，地质学的迅速发展则是在 1949年全国解放以后，在党的领导下，成立了地质工作部门和研究机构，建立了地质院校成批地培养了地质科技人材，在全国普遍开展了地质调查和矿产普查勘探，不但积累了大量的资料，编制了各种比例尺的区域性和全国性的以及亚洲的地质图件，而且在矿产资
源勘探和研究方面取得了巨大的成就，保证了社会主义建设对矿产资源和地质资料的需要；在地质学的各个分支科学方面也都取得了很大的进展，出现了蓬勃发展的局面。
2.1.2地质学的起源与发展
一、西方地学起源与发展历程
地质学是从英国产煤区的地质调查工作中发展起来的，直到十八世纪才形成一门独立的科学，十九世纪趋于成熟。在这以前，地质学的知识是非常零散的。十八世纪末到十九世纪初，地质学的研究空前繁荣。十八世纪只有少量的人在搞地质学研究，著名的人物有瑞典的林奈。他首先对岩石进行了分类，把岩石分为化石和矿石两大类。到了十九世纪初，由于工矿的发展，从事地质研究的人越来越多。在岩石和矿床成因上主要是英国伍德沃德提出来的水成论和威尼斯的莫罗提出来的火成论。水成论者认为岩石和矿床都是在地表水作用下形成的当含矿溶液沉淀形成岩石或矿床时，古代动植物的遗体也随之沉积保存下来，形成化石。火成论者持相反的观点，认为岩石和矿床是一系列火山爆发的熔岩流形成的，当熔岩冷却时，其中的古代植物遗体也就保存下来。尽管这两派的观点不同，但都承认化石是古代动植物遗体形成的。于是人类就产生了一个想法，通过地层大断面上的不同类型化石的垂直分布，大体上可以看出生物在历史上的延续和演化过程。由此看出生物学和地质学有着历史的渊源。
自18世纪末到19世纪初，地质知识体系初步形成。一方面地层和生物化石的研究使地质年代和地层系统逐步建立，为其后更全面的历史地质学的发展奠定了基础；另一方面，随着当时的新技术被采用，结晶学、矿物岩石学的研究和理论的系统性日臻完善，加深了人们对地壳物质组成的认识。在这个基础上，对山脉构造及形成过程也有了进一步的理解。
地质时代和地层系统的建立是研究地球历史的前提和依据。在各国地质学家的努力下，从寒武系到第四系的地层层序在这个时期先后被建立起来。
岩石学方面，已初步划分出沉积岩、火成岩、变质岩 3大类岩石。1829年英国的尼科尔发明了偏光显微镜，为岩石学的研究展现了广阔的发展前景。英国的霍尔从1790年开始多次进行了熔融体结晶和灰岩转化为大理岩的加热加压实验，开创了岩石学的实验研究。
居维叶是灾变论的主要代表。他在《论地球表面的革命》一书中根据岩层不整合面上、下生物群的不同，提出海盆一定经历过革命，并认为自然的进程改变了，没有一种现在还在起作用的因素足以产生古代地质作用的结果。赫顿最早对均变论作了较全面的阐述。英国的莱伊尔在《地质学原理》中系统地论证了这一思想。通过对欧美的广泛考察和对陆地升降、河谷形成等地质现象的研究，莱伊尔认为在地球的一切变革中，自然法则是始终一致的。同时，提出用现在仍在起作用的原因来解释地球表面过去的变化的将今论古的现实主义方法。
尽管莱伊尔过分强调地质作用古今一致的一面,而忽视发生全球性激变（灾变）的可能性,他的思想方法在地质学理论方面仍占有重要地位，并成为百余年地质学及其研究方法的正统观点。
总之,到19世纪30年代末,地层学的原理和方法、矿物学的系统分类，以及地质年代和地层系统都已基本建立，特别是作为地质科学的基本思想和方法论──均变论已经确立。因此，可以认为到1840年地质学建立的工作已经完成。
19世纪中叶以后，资本主义进入全盛时期。生产的发展和科学技术的进步，推动了地质学各分支学科的全面发展，新的研究领域不断出现。许多国家成立了地质学学术机构和调查机构。19世纪后期，欧洲一些资本主义强国除在本国开展地质调查外，还普遍在亚、非、拉美等地区进行矿资资源和地质的调查。大规模的区域调查所取得的丰富资料，使得全面的历史地质学及全球地质史的综合研究成为可能，也为全球构造理论的产生创造了条件。
与此同时，对岩石的化学成分和性质也进行了研究。德国的本生于1851年提出酸性岩浆和基性岩浆混合，会产生各种喷发岩，随之出现了有关岩石的酸性、中性、基性的概念和饱和度的概念。德国的比肖夫提出含氧系数，俄国的列文生-列星格提出酸性系数。这些概念的提出有助于对岩石的化学性质的认识，并使火成岩的分类有了更为可靠的依据。
有关地壳运动原因的地壳均衡说主要是根据大地测量资料提出的。1837年，英国的赫塞尔从侵蚀－沉积循环角度探讨了地壳的动力均衡问题。19世纪中叶，在印度北部进行重力测量时，发现某些点上的实测值比预计喜马拉雅山引起的偏差值为小。英国的普拉特由此得出喜马拉雅山密度可能较小的结论，并认为在地下160多公里深处,质量不均得到补偿，称之为均衡补偿面。艾里于1855年根据浮力原理，认为地势愈高，下部陷入就愈深，陷入深部的部分称为“山根”。美国的达顿于1889年提出“地壳均衡”一词，作为地壳升降运动的普遍原因。
山脉的形成是构造地质学与全球构造研究中的中心课题。博蒙于1852年发表的《论山系》中，阐述了横向压力的重要性，并将其作为地壳收缩的证据来解释山脉的形成。美国的罗杰斯和罗杰斯兄弟先后发表了《论阿巴拉契亚山系的物理构造》(1843)、《论地壳扰动带的构造规律》(1856)，阐明了地壳内部物质的活动与山脉形成的关系。美国的J.霍尔在研究纽约州的古生物地层时，发现阿巴拉契亚山带地层的厚度远大于其西部地区，认为这些线性巨厚沉积带是海底边沉降边接受沉积的结果。其后线性沉积带隆起成山。丹纳于1873年在《论地球收缩的某些效果，兼论山脉的起源和地球内部的性质》一文中，用冷缩说解释山脉的成因。他认为，由于洋壳和陆壳收缩速度不同，所产生的张力差异在大陆边缘最强，因而发育了地壳活动带──地槽。奥地利修斯于1885年提出“陆台”一词，即地台，意指地
壳上稳定的、形成后不再遭受重大构造变动的部分。俄国的卡尔宾斯基于1880年明确提出地台是由结晶基底和沉积盖层组成，并以升降的振荡运动为主。
19世纪末期到20世纪初期，由山脉构造的广泛研究发展为全球构造的探讨。1887年，法国的贝特朗在《阿尔卑斯山系和欧洲大陆的形成》一文中提出造山旋回的概念,并划分了加里东、海西、阿尔卑斯3个造山旋回。造山旋回的划分具有普遍意义。1990年,奥格在《地槽系和大陆区：对海水进退的研究》一文中，把全球划分为较为活动的地槽系和相对稳定的大陆区，认为全球除狭窄的地槽系外，都是大陆区。修斯的《地球的全貌》（1883～1909）巨著是19世纪地质研究的总结。修斯论证了水平运动的重要性，指出倒转褶皱山带是地壳水平运动的证据。他用前陆－褶皱带－后陆模式分析了欧洲构造和火山活动。修斯的另一重要贡献是从全球的角度考虑地壳运动在时间和空间上的联系。根据大陆南端常呈楔状以及山脉均成弧形的现象，他提出，北美、欧洲、北非山系受力来自南方，所以山系弧形向北凸出；亚洲山系受力来自北方，所以山系弧形向南凸出。他还提出古地中海和冈瓦纳古陆的概念。修斯对地壳综合研究的方法以及对全球构造所作的概括，预示着20世纪全球构造研究新时期的到来。
从20世纪20年代到60年代，社会生产力和科学技术有了全面稳定的发展。地质学的基础学科，如地层学、古生物学、岩石学、矿物学和构造地质学都向纵深发展，并开拓许多新的研究领域。社会和工业的发展使得石油地质学、水文地质学和工程地质学都形成独立的分支学科。地质学各分支学科间的相互渗透和新技术方法的应用导致了新的边缘学科出现，如地球化学、古地磁学、海洋地质学、地质年代学等。多学科的综合研究和新领域的研究成果使得全面的地球史的总结成为可能。特别是60年代发生的科学技术革命、国际间大规模的考察和探测，导致了以地球物理学与地质学相结合为特征的地学革命。新技术的广泛采用以及数学、物理学、化学等基础自然科学与地质学的结合，促进了地质研究从定性到定量的过渡，并向微观和宏观两个方向纵深发展。板块构造学的出现，新地球观的形成，使得地质学进入了一个新的发展阶段。
地质学各分支学科的发展在古生物学和地层学方面，这一阶段的特征是古生物学为新兴的石油地质研究服务，发展了微体古生物学。同时，它与生物史，地球史的研究相结合，发展了理论古生物学、古生态学。古生物学在50年代不断有一些大型系统专著问世，如莫雷主编的多卷集《古无脊椎动物》（1952～1962）等，说明古生物学各门类的不断丰富和普遍提高。早在1911年,阿登开始用微体化石进行地层对比,随着石油地质研究的发展，微体古生物学日益受到重视。美国的库什曼的《有孔虫》(1928)专著可视为先导。其他如牙形石，孢子花粉等的研究也有重要进展。中国李四光对科壳部构造研究之详(1928)居于当时的前
列。1947年格莱斯纳出版了微体古生物总结性专著。前寒武纪的生物化石报道很早，常见的叠层石的性质却一直难以确定。1933年，英国的布莱克认为它是潮间带蓝绿藻类形成的纹层，几十年后得到证实。格莱斯纳于1948年报道了澳大利亚前寒武纪末期的伊底卡拉裸露动物，证实了高级动物在前寒武纪的存在。在理论古生物学方面，美国的辛普森在《进化的主要特征》(1913)专著中总结了生物演化的系谱和方式。纽厄尔则研究、统计了古生物门类在地史中大规模的灭绝和新生，回顾了历史上生物演化的过程。苏联学者在古生态学方面做出了重要贡献。雅科夫列夫最早研究珊瑚类和腕足类的古生态，其后，盖克尔对俄罗斯地台泥盆纪古生态的系统研究，提出了地层同时异向对比原则。
在地层学方面,美国葛利普于1913年出版的地层学原理中,把地球的气圈、水圈、生物圈、岩石圈等作为地球的整体,讨论各圈层之间的相互影响和关系;并引入沉积旋回的概念，强调了岩相横变在地层对比中的重要性，使地层研究的理论和方法得到重要的发展。舒克特于1910年发表了《北美古地理》，总结了显生宙以来北美海陆分布的重要变化。他们的工作推动了地层学和古地理学的发展。
地质年代学一词是美国威廉斯于1893年提出的。19世纪末放射性元素被发现之后，英国的卢瑟福、索迪确立了元素放射性蜕变原理。美国的博尔特伍德(1907)、英国的霍姆斯（1911）先后应用含铀矿物U/Pb比测量矿物的年龄,1913年,霍姆斯发表了专著《地球的年龄》。30～50年代，逐步出现了同位素地质测年的钾－氩法、铷－锶法、碳14法等。70年代，出现了钐－钕法。1947年，霍姆斯首先建立显生宙地质时代表，其后几经修正，补充了前寒武纪部分，最后形成1989年的国际地质科学联合会颁布的全球地层表。
在地壳物质组成研究方面，矿物学、岩石学、地球化学都有了前所未有的发展。自从1895年德国的伦琴发现了X射线,人们开始用它研究晶体结构。英国的布格和布格父子的工作奠定了 X射线结晶学的基础。挪威的戈尔德施密特用X射线分析研究出 75种元素200
种化合物的晶体结构，将结晶学推向新阶段。
在岩石学方面，20世纪初，美国的克罗斯、伊丁斯、皮尔森和华盛顿提出了根据标准矿物的重量百分比对火成岩进行分类的CIPW法。瑞士的尼格里结合化学分析，将重量百分比换算为原子百分数，提出标准分子值法。
关于岩浆岩的研究，美国的鲍温提出岩浆反应系列，得到广泛的引用。奥地利的桑德尔研究岩浆岩岩体构造与显微镜下矿物排列方式的联系，于1930年发表了《岩组学》一书，标志着岩组学这一岩石学分支学科的形成。
花岗岩的成因是20世纪地质学界争论问题之一。芬兰的塞德霍姆用“混合岩”命名介于花岗岩与片麻岩之间的岩石，并于1934年发表专著论述芬兰的古老混合岩。英国的里德
在40～50年代陆续著文讨论花岗岩的成因，使花岗岩变质成因说得到愈来愈多的支持。
在变质岩方面，由于罗森布施、瑞士的格鲁本曼和尼格里的工作，变质岩被划分为区域变质、接触变质、热变质、动力变质等类型。1920年，芬兰的埃斯克拉将矿物相概念引入到变质岩分类中，提出重要的变质相概念。
20世纪以来，化学的理论和方法被系统地引入到地质学中，并逐渐形成地球化学这门学科。美国的克拉克收集了岩石圈、水圈、气圈的化学分析值，出版了《地球化学数据》(1908)、《地球化学新数据》(1924)等专著，对地壳成分的研究有广泛的影响。戈尔德施密特从1929年起对地球化学元素的分布、分类及其迁移进行了研究，区分了亲铁元素、亲石元素、亲气元素、亲生物元素等。在苏联，费尔斯曼在30年代对伟晶岩进行了系统研究，提出了地球化学元素迁移过程的循环概念。维尔纳茨基将地球化学定义为研究地球元素历史的科学，强调对地球化学元素迁移研究的重要性。
矿床学的系统研究开始于20世纪前苏联毕利宾，50年代提出成矿区和成矿期的概念，还编制了全苏地槽期内生矿产演化图。美国的林格伦于1913年提出著名的矿床分类系统，长期以来受到重视并广泛引用。德国施奈德勋对矿床的次生富集作用做了大量研究，《早期结晶金属矿床》(1958)是这方面的系统论著。
在石油地质学方面,前苏联的古勃金提出石油生成储集、运移和油田形成等一系列观点,著有《石油学》。美国的莱复生于1954年出版的《石油地质》，加拿大的兰德斯于1959年发表的《石油地质》，使石油地质研究日臻完善。
煤地质学沿着两个方向发展，一是与沉积和地层有关的煤盆地质学；一是煤岩学研究。英国的斯托普丝在30年代将煤的显微组分与共生岩石组合联系起来，在煤岩学方面做了开拓性工作。中国谢家荣在30年代提出了中国特有煤岩类型。
对地球构造史的研究必然会同全球构造和大陆的历史演变联系起来。修斯和奥格都对全球构造作过概括和总结。20世纪初，地球冷缩说仍占统治地位，海陆固定论是正统的观点。但活动论已经开始兴起。固定论同活动论的争论成为20世纪地质学界重要事件之一。美国的泰勒根据欧亚大陆第三纪山脉多呈弧形向南弯曲的现象，于1910年提出地球旋转产生的离极力导致大陆向南挤压和运移的思想。活动论的主要代表是德国的魏格纳。魏格纳发表了大陆的起源(1912)和《海陆的起源》（1915），系统、全面地阐述了大陆漂移思想。他指出，地球冷缩说不能解释山脉分布格局，均衡学说又否定了大陆原地沉入海洋的可能性。他用大量的古生物证据，特别是中龙和舌羊齿的分布，以及古气候的证据等，论证了古生代末联合古陆的存在及其在中新生代的解体和漂移，用以解释大西洋两岸的轮廓、地形、地层、地质、构造、古生物群的相似性。但他未能提出令人信服的大陆漂移力源和机制，引起了强烈反对。
大陆漂移说在20～40年代进入低潮。但活动论的支持者仍在探讨研究大陆漂移理论。英国的乔利在1925年提出“放射性热循环说”、霍姆斯于1928年提出“地幔对流说”，南非的杜多瓦于1937年提出“大陆船说”。瑞士的阿尔冈、美国的戴利等也表达了活动论的观点。所有这些，都为60年代活动论的再次兴起准备了条件。
20世纪60年代发生的地学革命，特别是板块构造学说的兴起及其对一系列地质分支学科的影响，使整个地质学和地球观发生了深刻的变化，这个变化在继续发展。60年代以来，出现了地质学发展的新阶段。
60年代初，美国的赫斯根据洋底磁条带、环太平洋岛弧，海沟及其与火山、地震活动的关系以及洋脊系统及其裂谷的属性，提出了海底扩张理论。1965年英国的瓦因等对海底磁异常条带成因作出了合理的解释。1965年威尔逊提出转换断层的概念，并首次使用板块(plate)一词,再经摩根和勒皮雄的补充，形成了完整的板块构造学说。它将地球表面分为若干个大小不等的板块，其边界或为新地壳形成的洋底隆起，或为地壳削减的海沟，或为地壳不增不减的转换断层,板块下界大致为约100公里深的地幔低速层，构成软流圈的顶界，其上则称岩石圈。
80年代同位素测年技术不断取得古老的岩矿年龄值，将地质史的研究推向远古，引发了人们研究地球早期历史的兴趣。化石处理技术、地球物理探测和岩矿实验技术的提高，开拓了深部地质的研究领域，也为探讨地球早期生物界及环境条件提供了手段。
二、中国地学发展历程
我国历史上出现过不少走遍祖国深山大川。最早的要算北魏的郦道元，他著述的《水经注》是很有名的。这是我国北魏以前最全面的最系统的综合性地理著作。远在西方出现航海热以前的几十年，我国明朝航海家郑和已“七下西洋”，走了30多个国家，路程为10万多公里。他沿途记载了各国方位和海上暗礁、浅滩，成为研究十六世纪以前西方交通历史的重要资料。
明代徐霞客经过30多年的地理考察，走遍了大半个中国。他不仅考察了名山大川，还专门调查了研究我国石灰岩地貌的分布及发育规律。他对石灰岩溶洞的解释和今天的科学原理是一致的。《徐霞客游记》是后人根据他的日记整理而成，书中对他所到之处的地理，水文，地质，植物等现象都有详细的记载。
清代康熙年间，于公元1708-1718年在全国进行了空前规模的大地测量，测定了630个经纬点，绘制了著名的全地图《皇舆全览图》。 1755年，清代汪锋辰著《银川小志》，记载了地震发生前井水浑浊、群犬狂吠等前兆，是有关以动物异常预报地震的科学史料。李榕《自流井记》记载，清代四川地区工人已初步掌握了地下岩层的分布规律，并找到了绿豆岩和黄姜
岩两个标准层，表明我国已建立起最早的地下地质学。徐松《西域水道记》把新疆分成111个受水体（湖泊），以水道为纲，详细记载了各流域的地质、地貌、新构造运动、矿产、城市等，是我国历史上比较全面地叙述新疆地理的著作。19世纪后半叶至20世纪初，中国正处在从闭关自守到被迫向西方开放的时期，当时出版少量地质文献都是西方地学教材的译本。一些西方学者在中国进行了地质调查和探险，出版了关于中国地质的著作。如美国庞佩利著有《中国、蒙古与日本之地质研究》(1866)；德国的李希霍芬著有《中国》,这是第一部较为系统的有关中国地质的著作；美国的威利斯著有《中国的研究》。李希霍芬和威利斯的工作为以后中国地质的研究奠定了初步基础。此外,还有匈牙利洛茨、瑞典的斯文·海定、俄国的奥布鲁切夫都曾考察研究过中国一些区域的地质情况。在1910年以前，中国学者编写的地质文献有虞和钦的《中国地质之构造》（1903）、鲁迅的《中国地质略论》（1903）和顾琅的《中国矿产志》(1906)等。
中国近代地质工作是从1912年政府部门设立地质科开始的。早期以鉴定化石、建立各区地层系统和开展区域填图为首要任务。从20～50年代，孙云铸、许杰对早古生代地层及三叶虫、笔石等化石，李四光、赵亚曾、田奇、俞建章、黄汲清对晚古生代地层及腹足类、科、珊瑚等化石，尹赞勋、斯行健、潘钟祥等对中生代地层及软体类和植物化石，杨钟健、裴文中对新生代地层和脊椎动物及人类化石都做了大量的研究工作，取得了显著成就。其他国家外籍学者中，美国的葛利普、法国的德日进、瑞典的安特生在中国地层、古生物和区域地质研究中也作出了重要贡献。
中国有关岩石矿物和矿床学的研究，早期有章鸿钊所著《石雅》(1921，1927)、翁文灏所著《中国矿产志略》(1919)。其后有谢家荣所著《中国的矿床时代与矿产区域》(1937)。
中国的石油地质学研究开始于30年代。潘钟祥最早提出陆相生油的观点（1941）。50年代李四光、黄汲清、谢家荣先后根据构造和沉积理论，提出中国成油条件和油田分布规律，为油田的发现和开发作出了重要贡献。中国谢家荣在30年代提出了中国特有煤岩类型。
在20世纪20～30年代,中国地质学家,如翁文灏、丁文江、李四光都对造山运动作了研究。李四光用地球自转速度变化解释地表大规模构造运动的成因，这是中国学者首次对全球构造作出自己的解释。李四光概括分析了东亚不同的构造型式和构造体系。在《中国地质学》专著中,进一步厘定了不同的构造体系及其形成机制,在40年代正式提出地质力学的学科体系及学术观点。50年代以后，地质力学在构造理论和矿山、油田构造应用方面都取得了重要的成果。40年代，黄汲清发表了关于中国主要构造单位的专著(1945)，全面论述了中国的大地构造分区和构造发展史，提出多旋回造山观点，具有广泛的影响。张文佑50年代以断裂构造体系为指导，编制了第一幅1:400万中国大地构造图,其理论体系在80年代发展成
为断块学说。
在中国70年代尹赞勋和李春昱介绍和引进了板块构造学说。在黄汲清的指导下，任纪舜等结合板块构造观点编制了 1:400万中国大地构造图。李春昱等以板块理论为指导，编制了1:800万亚洲大地构造图。80年代,张文佑以断块学说为主，吸收板块思想,编制了1:500万中国海陆大地构造图。1986年杨遵仪、程裕淇、王鸿祯合著《中国地质》，在系统论述地层和岩浆活动的基础上，以活动论板块观点和阶段论的观点解释了中国地质构造发展史。
从70年代以来，中国地质学者积极参加了国际合作对比计划和岩石圈计划的学术活动，在青藏地质和前寒武纪地质的研究方面取得了重要成果，推动了中国地质科学与国际地质科学共同前进。
2.1.3 地质学思想中的革命
地质学是以地球为研究对象的一门基础科学。它的任务是研究地球系统及其物质组成、内部构造、地质环境和地质作用，利用直接或间接的方法，通过对地质记录，无论是正的（有形的）或负的（缺失的）地质记录的观察、分析和对比，去重建地质体和地质作用在时空坐标系内的运动轨迹，以揭示在过去几十亿年的地质历史长河中发生在地球上的各种事件和物质运动的规律，包括有用元素的聚集和分散，为人类社会的可持续发展服务。
人类的生存历史，归根结底，就是向自然界索取生产和生活资料的斗争史，而主要的斗争对象就是地球。这种斗争从人类出现的第一天起就开始了，迄今已有几百年的历史。但对地球的认识，却还留着太多的空白，还远没有达到自由王国的境地。
科学的历史是由一系列科学思想的巨大变革构成的，每经历一次这样的变革，就意味着人类的认识向真理逼近了一步。美国科学史研究者ThomasKuhn（1962 ）将这种科学思想的重大变革称为科学革命。Kuhn 断言，人类历史上曾多次出现这样的科学革命。一次科学革命并不是对历史的简单否定，而是新的发展和提高。
20 世纪中叶板块构造理论的出现一直被西方学者称为地学革命。但是，纵观地球科学的历史，它绝非地球科学历史上惟一的一次革命，更非人类对地球认识的终结。
一、第一次地学革命———水火之争
近代地质学涉及科学哲学的第一场大辩论发生在18 世纪末期，即以德国学者Abraham Gottlob Werner （1749 —1817 年）为代表的“水成论”和以英国学者James utton（1726 —1797 年）为代表的“火成论”的争论。“水成论”者认为，晶体只能从水溶液中沉淀出来，而熔岩只能固结为玻璃而不能结出晶体。因此，所有结晶的岩石，包括花岗岩和玄武岩都是从水体中沉淀出来的。玄武岩里既然有晶体，就不可能是由熔岩冷凝而成的。他们迷信
Agricola（1494 —1553 年）的说法，认为火山喷发是地下煤层燃烧的结果。
Werner 学识渊博，口若悬河，在当时的地学界名噪一时。1775 年，他受聘为德国萨克森州弗莱堡矿业学院的教授，但他的足迹却从未迈出过萨克森州。根据他的观察，他把当地的变质岩基底认定为原始大洋的第一期沉积物，并称之为“原生岩”，而将不整合在其上的块状灰岩、杂砂岩和板岩称为过渡岩（transition rocks ）。之后，海水退出，高地露出海面，低处沉积了含化石的砂页岩、白垩纪煤层，是为“层状层”，而最年轻的是一些覆盖在最上面的松散的砂砾石沉积，称为“洪积层”。他认为这是一个全球性的由海洋变为陆地的序列，是放之四海而皆准的。舍此而外，根本没有火成的岩石。
James utton 是Werner 的同代人，是一个农场主。早年学医，但终身未以行医为业。他酷爱地学，是爱丁堡大学科研集体中的一名积极分子。当时，圣经是最高的经典，创生论是不容置疑的真理。1785 年，~utton 发表了他的论文《地球论》，较系统地阐述了他的地球观。他坚信，自然界的有序性应当成为一切科学的基础，地球的历史，只能用我们现在看到的、并正在进行着的地质作用来解释。这就是后来由Charles Lyell 加以进一步阐发、并统治地学界达一个多世纪的“均变论”，或欧洲学者所谓现实主义原理的理论基础。
水火之争的公开论战是由水成论者挑起的，论战之初是学术思想之争。尽管Werner 从者如云，但越来越多的事实证明，水成论是错误的。1751 年，Jean Guettard 访问了Puys 附近的火山地貌，发现玄武岩覆盖在烧红的土壤层之上。1763 年，NicolasDesmarest 造访Auvergne 火山时，发现黑色的柱状玄武岩覆盖在火山渣熔岩与焦土之上。他追踪上覆的玄武岩层，证实它是由火山口溢出的熔岩流。于是，Desmarest 奉劝水成论者停止争论，到Auvergne火山实地去看一看。1783 年前后，Werner 的信徒们纷纷倒戈，连他的得意门生von Buch ，在访问了Auvergne 之后也倒向了火成论一边。但是，水成论者并没有最后放下武器。宗教和政治始终像幽灵一样游荡在科学界。
1793 年，爱尔兰化学家Richard Kir wan 用Werner的理论诠释圣经，指责~utton 为无神论者。Kir wan使用了历史上屡见不鲜的、用政治陷害压迫学术争论的卑劣手法。无神论在当时是不小的罪名，甚至可以致人死命。Hutton 被迫奋起反击，将他的《地球论》一文扩展成两卷本的《地球论辨证》（Theory of t he Earth wit h Proofs and Illustration ），于1795 年在爱丁堡出版。但该书文字枯涩，在学术界流传不广。两年后，Hutton 含恨与世长辞，他未能见到火成论的最后胜利。
Hutton 去世后，Kir wan 变本加厉，加紧了对Hutton 的围剿。Hutton 的挚友、爱丁堡大学数学系主任John Playf air 激于义愤，重新改写《地球论》，在1802 年出版了《霍顿地球论例解》（ Illustration of Huttonian Theory of t he Earth ）。该书文采横溢，
使霍顿的思想大放异彩，成为向唯心主义战斗的有力武器。Hutton 去世8 年后，水成论日薄西山，退出历史舞台。
水火之争不仅是一场有关地球观的斗争，而且也是一场涉及神学和宗教的争论。水成论者诚然是失败了，以“将今论古”为旗帜的“均变论”一下子占了上风，地质学因此而取得了长足的进展。但宗教尤其是圣经的影响，并未销声匿迹。1812 年，法国古生物学权威Georges Cuvier（1769 —1832 年）在为一部古生物文集所写的序言中提出了他的地球观。他认为，有史以来，陆地曾多次为海水或洪水所淹没。这些海水入侵或洪水泛滥事件都是突发性的，因此是一种灾变。地球生物因此曾多次发生灭绝。既然有生物的灭绝，就必然有上帝的创生，而地层序列中化石出现的次序，由鱼类到两栖类再到爬行类以至哺乳类，也与上帝创生的次序一致。Cuvier 的观点立即得到当时英国地质界的广泛认同和支持。他们对摩西洪水坚信不疑，并认为地质历史可以按照摩西洪水分为洪水前和洪水后两个不同的时期。
Hutton 的信徒们刚刚从水火之争的战场上凯旋而归，又不得不面对灾变论的挑战。在这一场捍卫均变论的战斗中，Charles Lyell（1797 —1875 年）是高举大纛的旗手。Lyell 于1797 年，亦即~utton去世的那一年生于苏格兰，1816 —1819 年在剑桥大学攻读法律，但他对法律缺乏兴趣。却对William Buckland的地质学课程情有独钟。他几乎把所有的时间都献给了地质学，Lyell 所受的地质教育并没有也不可能超出洪水说和创生论的范畴。但野外的事实告诉他，那些以宗教为依归的地球论都是没有根据的。早在1827 年，Lyell 就打算写一本书向宗教的地球观挑战。他于1828 年动笔，1830 年完成第一卷，书名为《地质学原理》，并以“以将今论古解释地球表面变化的一种尝试”为副题（ Principles of Geology，Being an Attempt to Explain the Former Changes of the Earth’s surface by Reference to Causes Now in 0peration ）。接着，他于1832 年出版了第二卷。1833 年，该书的第三卷问世。除于1831—1833 年间短期受聘担任新建的伦敦皇家学院地质系主任外，Lyell 毕生致力于地质研究和修订《地质学原理》一书。该书在Lyell生前出版过十一版，在地球科学历史上是空前的。在这一巨著中，Lyell完全摒弃了神创论，深刻地论述了均变论“将今论古”的思想，强调地球表面在历史上发生的种种变化，完全可以也只能用当代人类所见到的作用和过程来进行解释。自地球有史以来，基本的物理和化学的规律是永恒不变的。
Lyell不愧为一位伟大的科学家，他的科学思想和探索精神都是超时代的。尽管Hutton 在他之前已经奠定了均变论的基础，但对创生论的批判，Lyell是第一人。恩格斯说“Lyell 第一次把理性带进了地质学”绝非过誉［7 ］。但不幸的是，Lyell 多迈了一步。他正确地阐明了物理和化学规律的普遍意义，却错误地认为，在漫长的历史长河中，这些物理和化学过程在质和量上都是不变的。正因为如此，他在否定神创论的同时，也错误地否定了地质历
史上存在自然灾变事件的可能性。Lyell 战胜了神创论，他自己却变成了神。从此，“灾变”一词在地质学里成为禁区，再也无人敢越雷池一步。
Lyell 的思想极大地影响了Charles Darwin（1809 —1882年），又因Darwin 在生物学上的重大发现而升华到更高的境界。Lyell 是Darwin 的师辈，但在反对唯心主义的共同斗争中，又是志同道合的战友。Darwin 的《物种起源》首版问世的时候，Lyell已经62 岁，但他还是毫不犹豫地按照Darwin的思想修改了《地质学原理》关于人类起源的部分。经过几十年的论争，人们对地球、地球历史和地质作用终于有了一个比较正确的认识，那就是由Hutton 首创，Lyell和Darwin发展完成的“均变论”。William Whewill（1937 ）正式称之为Uniformitanrianism，它有多种表达方式，但以Gaikie（1905 ）的表达方式最为生动而简捷：the present is the key to the past，即“将今论古”的思想。
这是人类认识史上最重要、也是最有意义的一次科学思想的变革，它是科学对神学的胜利，是唯物主义对唯心主义的胜利，是锐意创新对因循守旧的胜利。如果说地球科学史上真曾有过地学革命的话，水火之争及随后对神创论的批判无疑是第一次，而且也是最重要的一次。它肯定了地球科学作为一门观察性科学的基本特性，强调了地质观察的重要性；它肯定了基本的物理规律和化学规律的普遍性，强调了利用这些规律去解释地质现象的必要性；它肯定了自然界的有序性和连续性，强调了以“将今论古”为核心的比较地质学方法的深远意义；它奠定了现代地质学的认识论和方法论基础。
二、第二次地学革命———板块构造理论的兴起
革命成功了，“均变论”成了公认的地球科学的理论基础和思想路线，地球科学界一下子平静下来。以新思想为指导的地质观察不断地为人类的知识宝库添砖加瓦。古生物学、矿物学、地层学、岩石学、构造地质学、矿床学等都取得了重大的进展，新的地学王国一片歌舞升平。几乎没有人质疑“均变论”的认识逻辑有何不妥，或在漫长的历史长河中，地质作用是否有过量或质的变化。也没有人思考，倒下的敌人手中的武器是否可以用来武装自己，灾变的思想是否还有可取之处。然而，科学本身的发展规律是不可抗拒的，正是在这一片歌舞升平中，一场新的地学革命已经开始孕育了。
均变的思想从逻辑上必然导致固定论。固定论并不否认地球的演化，但它坚信，这种演化是按照一个固定的模式、沿着一条固定的轨迹进行的。既没有质的，也没有量的变化。既然是将今论古，那么，当代看不到的，就是历史上不存在的。这种僵化的逻辑就是那个新王朝的“道”。一切离经叛道的观点和想法，都是错误的。就这样，Lyell的继承者们逐渐抛弃了Lyell和Darwin思想的活的灵魂，披上了卫道士的外衣，站到了科学发展的对立面。1859 年，美国古生物学家James Hall 在研究阿帕拉契亚山脉的古生代地层时发现，其厚度
竟达12 km，几乎是中部地台同期沉积物的20倍。1873年，Dana将这种长期沉降、充填了巨厚的“浅水”沉积物的巨型凹陷称为“地槽”（geosynclinals ，后改为geosyncli ne）。Hall 认为，地壳的沉降是沉积物的负荷不断增加的结果。但是，按照均衡论的计算，沉积物的负荷根本无法导致如此巨大的沉积空间。因此，Dana 提出与之相反的观点，认为地壳的沉降为沉积物的堆积提供了空间，地槽在本质上是一个为“浅水”沉积物所填满了的构造坳陷，是地壳挤压作用的结果。然而，Hall 和Dana 有一个基本的共同点，即认为地槽沉积物都是浅水成因的，陆地上根本没有，也不可能有深水沉积物。这就是地槽论的北美学派。
在欧亚大陆与冈瓦纳大陆之间，是一个巨大而复杂的造山带，即Suess所说的特提斯（Tethys）。它分为南北两支，北支包括阿尔卑斯、喀尔巴千、高加索、厄尔布尔士和兴都库什山脉；南支包括阿特拉斯、亚平宁、第纳列克、阿尔卑斯、塔鲁斯、扎格鲁斯和喜马拉雅山脉。当地槽论传到欧洲的时候， Suess等一批欧洲地质学家正在研究阿尔卑斯地质，阿尔卑斯具有地槽的一切基本特征。但是，这些欧洲才俊很快就发现，他们很难苟同Hall和Dana 的意见。
Suess发现，相当多的地槽沉积绝非浅水沉积。即使不是深水相，至少也是远离陆地的沉积物，因此，他首先提出“远洋相”（pelagic ）一词。Neumayr将阿尔卑斯山晚侏罗世和早白垩世的放射虫燧石岩与赤道太平洋和印度洋的放射虫软泥比较，认为是同样的东西，因此是从深海底升上来的。1900 年，Haug出版了他的名著《地槽与大陆》。在这一著作中，Haug 强调，地槽沉积是浅海稳定陆架沉积的相应的深水相，除了放射虫燧石外，笔石页岩、posidonomia 页岩和菊石双瓣颚页岩都属于深水相。1905 年，Stei nmann 进一步提出，放射虫岩、绿岩和蛇纹岩是典型的深水组合。这就是后来Bailey（1935 ）所称的“Steinmann 三位一体”。
在地槽与造山运动的关系上，虽然Dana 与Hall在造山营力的形式问题上存着分歧，但都同意古代的地槽就是地球上的造山带。地槽造山运动包括初期的沉降和晚期的上升，都是一种垂直运动。地槽是造山运动的前提。在尔后的数十年中，地槽论者一直都把这一思想视为地槽论的基础和信条。W H Bucher（1933 ）曾用“定律”一词来强调这一思想的重要性。“定律20 ：典型的造山旋回始于地槽的沉陷，终于一次重要的隆升。其间又分为两个阶段：第一阶段为稳定沉降阶段，仅偶尔为隆升所间断；第二阶段为地槽褶皱时期，其间穿插着日趋减弱的地槽沉降作用”。
这一思想在欧洲遭到了Suess 的反对。他发现，山系的沉积物并不一定是地槽型的，而地槽型的远洋沉积在稳定地台上也不罕见。于是Suess 得出结论，地槽与造山带是两个不同的概念，把地槽当作未来的造山带缺乏根据。不幸的是， Suess 这一大胆的挑战并未得到
他的欧洲同行的支持，具有讽刺意义的是，倒是大洋彼岸的一些美国学者站到了他的
一边。阿尔卑斯学派与正统地槽论者的另一个分歧是，在地槽的发育过程中是否存在大规模的水平运动。早在1841 年，Escher van der lint h（1807 —1872年）就发现了西阿尔卑斯的大型推覆体。与正统的地槽论者相反，他们认为大规模水平运动是造山带形成的基本动力，这一思想后来演变成大陆漂移说，并成为活动论的生长点。这是活动论向固定论的第一次公开挑战。
这一场争论虽然随着时代的进步而不再那么惨，但仍然关系到每一位科学家的前途和荣辱。许多人在激烈的论争面前，为了不得罪权威的一方，宁可对事实三缄其口。Neumayr是一位非常勇敢的科学家。他认为阿尔卑斯上侏罗统和下白垩统的放射虫燧石岩完全可以与赤道太平洋和印度洋的放射虫软泥相对比，巴巴多斯的始新世软泥是从深海底升上来的，许多欧洲地质学家持有同样的观点。当时，“挑战者”号刚刚从太平洋和印度洋回来，取回了许
多放射虫软泥的样品。Murray 一下子成了深海沉积的大权威，一些阿尔卑斯地质学家把陆上的放射虫燧石岩送给他鉴定，希望从他那里得到支持。尽管这些样品与深海放射虫软泥十分相似，但Murray却说，除了马尔他的灰岩样品外，没有一块样品是与深海沉积物相同的。即使像Walther那样在科学领域内极富创造性的学术权威，也强调远洋沉积并无深度的含义，不敢断言这些沉积物属于深海沉积。
正统地槽学说在前苏联得到了迅速的发展，并在20世纪的50—60年代达到鼎盛时期。欧洲地槽学派趋向式微，所有的地球科学分支都以地槽论的科学哲学为依归。在这一时期，出现了一大批具有代表性的著作，如Kay 的《北美地槽》（1951），Belousov的《大地构造基本问题》（1962）， Shatski的《古陆台比较大地构造学》（1960）等。1959年，苏联大地构造学家Hain发表“地槽学说一百年”，总结地槽论的发展历史，再次肯定了地槽论在地球科学界的正统地位。但是，地槽论的问题并未因为这些歌功颂德而减少分毫。研究发现，世界上那么多地槽或造山带，竟没有哪两个是完全相同的。为了表示它们的区别，五花八门的地槽术语纷纷出笼，令人目不暇接，什么硅铝地槽、硅镁地槽、优地槽、冒地槽、准地槽、深地槽、薄积地槽、裂谷地槽、地堑地槽、平原地槽，如此等等，不一而足。几乎每一条山脉都要有一个专门的名称来加以描述。地槽作为一个概括性的科学概念的功能尽失，而地槽论面对的两个最基本的问题—地槽究竟是什么，当代的地槽在哪里，却依然扑朔迷离。固定论者坚信，地球是按照“均变论”及由此衍生出来的“地槽论”所描绘的模式发展和演化的。海陆的位置从来也没有改变过。并非所有的人都愿意按照指挥棒跳舞。科学问题从来都不会是由一家永远垄断的。科学的革命往往发端于离经叛道的“异端邪说”（paradox ）。早在1620年，Francis Bacon 就注意到了大西洋两岸岸线的相似性。Edward Forbes从生物学的
角度认为，，海陆固定论无法解释某些动植物的洲际迁移。Antonio Snider 早在1855 年，亦即在地槽论出世以前就编过两张石炭纪的古地理图，将南美洲和非洲拼接成一个大陆，北与欧亚大陆相连，以解释欧美大陆之间石炭纪煤系地层植物化石的一致性。20 世纪初，一些地质学家和非地质学家联手打出“大陆漂移”的旗帜。1908 年，美国学者Taylor 在他的一本油印小册子里提出，当代大陆的分布是“大陆从两极向赤道方向滑移的结果”，而山脉是大陆漂移过程中受到阻抗而形成的。奥地利气象学家Alfred Lother Wegener（1880 —1930 年）也提出了类似的、但更系统的大陆漂移的思想。Wegener 认为，现代海陆分布是古大陆破裂、漂移的结果。在石炭纪时，劳亚古陆与冈瓦纳古陆是连成一体的，称为泛大陆（Pangaea ）。根据石炭纪、二叠纪冰碛物的分布，Wegener认为，石炭纪时，南非岸外是在南极的位置上；泛大陆在中生代时发生破裂和漂移，北美大陆向西，格陵兰最后离开原地更新世时，作为古大陆肢解最后产物的大西洋形成。至此，各大陆基本上抵达现在的位置。Wegener 将各大陆从两极向赤道的漂移称为“极移”，并认为大陆漂移的动力是地球赤道膨胀所引起的重力作用。除了向赤道的漂移外，大陆还要因为地球的自转而向西漂移。北美大陆在向西漂移的过程中因来自太平洋的阻力而形成西部山脉。Wegener 的假说遭到了正统地槽论者的强烈反对和无情批判。一些地球物理学家认为，无论是大陆的极移抑或向西漂移都是不可能的。Beloussov（1962 ）断言，“这一假说是完全没有根据和虚妄的”。
尽管后来的研究，特别是古地磁的研究，证实了大陆漂移的存在，但Wegener 的假说却一直被视为离经叛道的异端邪说。Wegener 于1915 年出版《海陆的起源》，在地学界掀起巨浪，但在传统势力的围剿下很快就销声匿迹了。“大陆漂移说”虽然未获地学界的承认，但它毕竟在固定论的一统天下里点燃了一把圣火。40 年后，板块构造理论问世，固定论寿终正寝。尽管板块构造与大陆漂移说相距甚远，但在地学科学思维的演变长河中，“大陆漂移说”是功不可没的。
普林斯顿大学教授Harry Hess 在二次大战时是美国太平洋舰队“约翰逊”号运输舰上的一名下级军官。他多次横越太平洋，并从旁侧声纳的记录上发现了许多海底平顶山，这就是后来所谓的盖奥特。战后，美国接受二次大战的教训，加强了海底地形和海洋地质的研究，发现海底并非像原来想象的那么平坦，而是一幅山峦起伏、沟壑纵横的复杂图景。其中尤以绵延万里的大洋中脊最为壮观。
上世纪50 年代初期正是美国经济的黄金时期。政府投入大量资金开展自然科学的基础研究。Hess决心一探地球深部的奥秘。先后发起“莫霍孔计划”（MOHOLE）和“长岩心计划”（LOCO）。失败后，又于1964 年发起“地球深部取样联合海洋机构”（JOIDES），并于1966 年开始执行“深海钻探计划”（DSDP）。在这一过程中，Hess 继续从事海底地形的研究，并对大洋
中脊发生了极大的兴趣。1962年，他在“洋盆的历史”一文中，首次提出海底扩张的思想。Dietz（1961）几乎同时提出了类似的主张。按照海底扩张的思想，大洋中脊是热流上升的地方，地幔对流带来的热量足以引起地幔的局部熔化，液态的熔化物质推开地表喷溢而出，就形成大洋中脊和海底山。因此，大洋中脊就是海底扩张之处。同年，剑桥大学的博士生Fred Vine 参加了大西洋的地磁调查。翌年，Vine与他的导师Mathews共同发表了关于大西洋中脊两侧磁异常条带的论文。早在1909 年，法国地球物理学家Brunhes就发现了磁极倒转的现象。
20 年后，松山（Matuyama）在日本发现了同样的现象。Vine 发现在大洋中脊两侧有极性正反更迭的磁异常条带，与中脊的方向平行，乃是海底扩张的最有力的证据。
1965 年，加拿大多伦多大学教授J Tuzo Wilson提出了转换断层的思想［18 ］，并与Vi ne 联手解释胡安·德富卡中脊地区的磁异常，进一步证实了海底扩张。1967 年，普林斯顿大学的WJason Morgan 提出板块构造理论，剑桥大学的D P Mckenzie和斯克里普斯海洋研究所的R L Parker 亦联名发表文章，提出了相似的思想。DSDP设计了多个航次，用钻探来验证海底扩张和板块构造学说，都取得了巨大的成功。尤其是南大西洋的第三航次，证实了磁异常的倒转和海底的扩张。海底扩张和板块构造理论从活动论的角度重新解释地质历史，数年之内，完成了地球科学哲学从固定论到活动论的转变，统治地学界达百余年之久的地槽论土崩瓦解，这就是地学界有口皆碑的地学革命。在人类的认识史上，这应当是第二次认识论的革命。第一次地学革命即水火之争，是唯物主义对唯心主义的胜利。第二次革命即板块构造理论的兴起，是活动论对固定论的胜利，也是海陆统一的地球观对狭隘的陆地地球观的胜利。不管板块构造理论本身存在多少问题，它在地球科学认识史上的地位是毋庸置疑的。
三、新的地学革命
但是，板块理论绝非人类认识自然过程的终结。人类对自然界的认识还远远没有达到自由王国的境地。人们不禁要问，板块理论之后是什么呢？科学家不是算命先生，但科学没有预见就失去了生命力。板块理论仍处于新王朝的鼎盛时期。但是，地球科学家的探索领域已经超出板块构造理论的范围则是不争的事实。
白垩纪末期生物大灭绝的现象，早在Lyell 时代就已发现了。当时，Darwin为了捍卫“均变论”，用间断来解释K／T 界线上下生物群的突然变化。但是，自从有了放射性测年技术后，所有的资料都证明，Darwin的解释是错误的，界线上下并无大的间断。它向人们揭示，地质历史上确曾有过一些在极短时间内引起地质环境发生剧烈变化的地质事件。简单地否定这种灾变性事件，是均变论的一个历史性的错误。恐龙灭绝一直是地质历史上的一个谜。早在20世纪50年代，就有人提出恐龙的灭绝与地外星体撞击地球所引起的灾难性后果有关。至
60年代，又在白垩纪和第三纪的界线黏土中，发现了铱和其他贵金属元素的异常，证实了地外星体撞击事件的存在，并从理论上肯定了灾变性地质事件在地球历史演化进程中的重要意义。天文学家更证实，那种被地质学家视为灾变的天外来客事件，在天文学家眼里，只不过是一种平常的均变事件，只是观察问题的参照系和时间尺度不同罢了。
地球，作为太阳系的一分子，本来就是宇宙的一部分。宇宙的发展和变化，不能不对地球这颗行星上的地质作用及其产物产生影响。由于科学技术和思想方法的局限性，人类对宇宙作用引起的地质效应还一无所知。除了界线事件及其引起的生物大灭绝外，还有哪些地质作用和地质现象是与宇宙过程有关的呢？
界线事件的发现导致了事件地质学和新灾变论的兴起，也激起了人们从宇宙这个大参照系出发研究地质过程的兴趣。宇宙地质学有可能引起地球科学哲学的重大变革，从而引起一场新的地学革命。历史不会是简单的重复。新的地学革命将不再表现为一种学说对另一种学说的替代，而将更多地表现为思想体系和思想方法的进步，并显示多学科综合和系统论的特点。观察问题的参照系和时间尺度的变化无疑具有深远的意义，但思想方法的转变也是不容忽视的。近一二十年内，全球变化的思想风靡于地学界。当全球变化这一概念刚刚出现的时候，它的关注焦点是工业革命以来由于人类活动破坏了地球的二氧化碳平衡而导致的气候变化。大量二氧化碳逸入大气圈，由此引起的温室效应使地球上的气温逐渐升高，两极的冰盖融化，海平面相应上升，沿海低地被淹没，海陆灾害频发，从而直接威胁到人类的生存。这是一个牵一发而动全身的连锁反应。
事实上，自然界发生的地质作用都不是孤立的。对于地球这样一个由多个层圈组成的统一的物质系统，一次大的地质事件发生后，都会引起一系列一环扣一环的连锁反应，促使整个系统发生调整，以建立新的平衡。白垩纪末期事件就是一个很好的例子。从65Ma 前那一颗地外星体撞击地球的一刹那开始，就引发了地质环境的一系列变化。最先是撞击作用激起的尘埃直上同温层，遮蔽了太阳辐射，引起地球上的“核冬天”。接着是海洋微生物，尤其是藻类的死亡切断了海洋生物的食物链，并破坏了水气之间的二氧化碳平衡。大量二氧化碳进入大气圈引起温室效应，地球的气温又急剧升高。与此同时，海平面上升、森林大火、酸雨及其他自然灾害日益加剧，地球生态环境不断恶化，终于导致恐龙及其他海洋和陆地生物的大灭绝。真是“一石激起千层浪”。这就是近二十年来风靡地学界的白垩纪末期事件。从任何一种意义而言，这都是一种全球变化。，全球变化从任何意义上说，都是一种地质过程，而现代是历史的继续，因此，历史的观点是地质学的灵魂，全球变化的研究不能离开地质历史，尤其是第四纪以来的地质历史。“将今论古”固然重要，“以古推今”也不能忽视。因此，把全球变化理解为挽近地质时期的一种现象是不全面的。全球变化是古往今来物质运动
第一篇古代科学技术 第一章人类的起源和科学技术的萌芽 一、人类的起源 1、古猿人出现的时间距今约250-400万年，即地质年代的新生代的第四纪初 2、劳动使猿变成了人 二、石器和弓箭 1、制造工具是人与动物的本质区别 2、使用石器生产的时代称为石器时代，分为旧石器时代和新石器时代。 3、人类早在260万年前就学会使用石器生产了。 4、大约在14000年前，旧石器时代末期，原始人发明了弓箭。弓箭的发明和使用是人类认识和改造自然中迈出的具有重大意义的一步。 三、火的利用和人工取火方法的发明 1、人类在50万年前就学会了用火。 2、火的使用和人工取火方法的发明具有划时代的意义和世界性的解放作用。它表明人类第一次征服一种自然力，并且最终把人和动物彻底分开。 四、农业和畜牧业的出现 1、农业和畜牧业的出现标志着原始人结束了依赖天然食物而生存的历史，表明人类可以在自然界中创造自己所需要的生活必需品。发生在从旧石器时代向新石器时代的过渡时期，即大约1万年前。 2、最早出现农业生产的地区是西亚。 3、农业生产从最初的刀耕火种到耕锄农业，新石器时代后期人们已经懂得灌溉技术和施肥技术。主要农具有木？、石？石犁。 4、大约一万年前，人们已经懂得饲养动物。人类最初驯养的动物有猪、羊、牛、鸡、狗。畜牧业从农业中分离出来是人类社会的第一次大分工。 5、由采集经济发展到农业经济，由渔猎经济发展到畜牧经济是人类继使用火之后的又一伟大创举。农业和畜牧业的生产不同于简单的采集和渔猎，它要求有较丰富的自然知识，要懂得动植物的生长规律，要学会育种，要有一些天文、气象、土壤等方面的知识，这些知识就是人类对自然界的最初的认识，也可以说是自然科学知识的萌芽。 五、制陶技术和手工业的出现 1、陶轮的发明是科技史上的一件大事，它是人类最早的加工机械。公元前7000-5000年，我国河南仰韶和西亚地区居民都已经掌握这种制陶技术。 2、制陶业的发展促成了手工业的出现，手工业的出现是人类社会的第二次大分工。 六、冶金技术的出现和原始社会的解体 1、人类最早认识的金属是黄金和铜。 2、冶铜技术开始于公元前4000年的原始社会晚期。 3、冶金技术的出现表明石器时代的结束，金属时代兴起，意味着原始社会解体，奴隶社会诞生。原始社会末期，农业、畜牧业、手工业都达到了新的水平，劳动有了剩余，从而使剥削成为可能。 第二章两河流域、古埃及和印度的科学技术 一、农业生产和农业技术 1、农业生产是这些国家和地区古代文化的经济基础。 2、农业生产发展的重要标志:水利、畜耕的发明和应用。 3、畜耕是三个地区和国家普遍采用的耕作方式。 二、天文学
3 地球的起源与演化 3．1 地球的起源和圈层分异 地球起源问题自18世纪中叶以来同样存在多种学说。目前较流行的看法是，大约在46亿年前，从太阳星云中开始分化出原始地球，温度较低，轻重元素浑然一体，并无分层结构。原始地球一旦形成，有利于继续吸积太阳星云物质使体积和质量不断增大，同时因重力分异和放射性元素蜕变而增加温度。当原始地球内部物质增温达到熔融状态时，比重大的亲铁元素加速向地心下沉，成为铁镍地核，比重小的亲石元素上浮组成地幔和地壳，更轻的液态和气态成分，通过火山喷发溢出地表形成原始的水圈和大气圈。从此，行星地球开始了不同圈层之间相互作用，以及频繁发生物质-能量交换的演化历史。 正是由于地球形成以来经历过复杂的改造和变动，原始地球刚形成时的物质记录已经破坏殆尽。我们是怎样推测它已经有46亿年寿命的？这需要从地球自身的最老物质记录、太阳系内原始物质年龄和相邻月球演化史几方面来探讨。 3．2 地球的年龄 地球上已知最老的岩石（石英岩，一种由石英颗粒组成的沉积岩，后来遭受过温度、压力条件变化）出露于澳大利亚西南部，根据其中所含矿物（锆石）的形成年龄测定，证明已有41～42亿年历史。根据地质学研究，这种岩石和矿物只能来自地壳的硅铝质部分（见第四章1），而且必须经过地表水流的搬运、筛选和沉积。所以我们可以据此作出推论，地球的圈层分异在距今42亿年前已经完成。 地质学领域较精确的测定年龄方法，主要根据放射性同位素的衰（蜕）变原理：放射性元素的原子不稳定，必然衰变为它种原子（如238U衰变为206Pb等），而且衰变速率不受外界温压条件变化影响（如238U经过45亿年后其一半原子数衰变为206Pb，故称为半衰期）。我们只需在岩石中测出蜕变前后元素的含量，就可以获得母体岩石形成的年龄。 不同放射性元素半衰期的长短有很大差异，其测年的精度也存在重要区别（表2-2）。因此，要根据研究对象实际情况选择测试物质，采用合适的方法。例如，时代很新的湖南长沙马王堆考古发掘中，西汉初期（约200BC）的棺木保存完好，可以用14C法测得木材的绝对年龄数值与古墓内的文史资料相当符合。至于地球漫长演化史中保存的物质记录（岩石和矿物），只能采用238U－206Pb、87Rb－87Sr等方法，精度误差允许达到几个百万年。实际操作中包含复杂的技术因素，如测试手段的误差，测年方法使用条件的偏离，野外采样不当（标本已受风化影响，不够新鲜），地质关系观察错误等。这种方法已发展为地质学中一门独立的分支学科——同位素年代学。
第 1 章原始时代技术的起源和科学的萌芽 第一节原始时代的技术创造 一、石器制造和弓箭发明石器制造标志着人类掌握了第一种最基本的材料加工技术，因此，它可以作为古代技 术创造的第一个标志。历史上把早期人类社会统称为石器时代，更细的又划分为旧石器、中石器和新石器时代。 二、人工取火在旧石器时代，人类已经注意到了火的用途。人工取火说明人类已经在实践中懂得了机械能可以 转化为热能的经验知识 三、驯养动物和栽培植物恩格斯曾指出：“野蛮时代的特有标志，是动物的驯养、繁殖和植物的种植。”这里说的“野蛮时代”相当于新石器时代。人类完成了从狩猎捕食动物到驯养繁殖家畜和从采集野生植物到有意识地种 植植物的重大转折，开始了人类真正意义上的生产实践。 四、烧制陶器和冶炼金属在新石器时代，除了石器的制造技术有很大发展外，还发明了陶器顺序青铜、铁 第二节原始时代科学的萌芽 一、天文学知识的萌芽 二、数学知识的萌芽 三、力学知识 第三节原始时代的宗教自然观 原始宗教自然观的主要内容是万物有灵论和图腾崇拜 第 2 章奴隶时代的科学技术 第一节古埃及、古巴比伦、古印度的科学技术 一、河流文明即城市文明的出现，是人类历史的一个重大转折。古埃及、古巴比伦、古印度和中国是世界文明的发 祥地，在这些地区先后出现了最早的奴隶制国家。古埃及和古巴比伦的文明对奴隶时代科学技术的高峰——古希腊 的科学技术有直接影响。 二、文字的发明埃及在早期王朝时期就有了以表形符号、表意符号和标声字母相结合的象形文字，其中有单辅音符号24 个，这是人类最早创造的标声字母，书写在形状似芦苇的植物——纸草上。巴比伦：字形呈楔形，所 以被称为楔形文字 三、天文学和数学埃及人此时已经认识到行星和恒星的区别，并且已经能用图画来表示星体在天空的位置。 古巴比伦人根据月亮的盈亏制定了太阴历，把一个月定为29 或30 日，大小相间，一年12 个月共354 日。这与一回归年相差11 日左右，所以他们采用置闰办法，每隔几年加一个闰月。把7 天作为一星期；把一周天 定为360 度；一度定为60 分；一分定为60 秒，这种测时和度量单位直到现在仍在使用。巴比伦人绘成了世界 上最早的星图。他们把黄道附近的一些恒星划分为若干星座，即黄道十二宫。古印度把一年分为12 个月，每月30 天，每 5 年置一闰月。据记载，他们把黄道附近恒星划分为27 宿（月宫），以此来表明月亮每天在天穹上 所处的位置。古埃及采用以10 为基数的记号组合计数方式。古巴比伦记数系统的特点，是以60 为基数并采用了进位记号。巴比伦的数制是10 进制和60 进制的混合数制。能解二次方程和三次方程。巴比伦人已掌握了分 数表示法，倒数表的制定可以简化除法运算为乘法运算。巴比伦人研究几何是为了解决实际问题，他们已经懂得 勾股定理、相似三角形。古印度约在公元前 3 世纪初，已经有10 进位计数法，当时还没有零和进位记法，公元前 3 世纪以后，印度出现了零的符号。 四、医学古埃及在数学和天文学上落后于巴比伦，但在医学方面却遥遥领先。古埃及遗留的医学纸草书完整的共7 部，最著名的是公元前 1 600 年左右的埃伯斯纸草书卷。第一个留下名字的医生叫伊姆荷特普（Imhotep ）他被后人奉为医神，传说他是埃及医学的奠基人。世界上最早的医疗立法条文载于《汉谟拉比法典》中，表明巴比伦医 学也深受原始宗教自然观的影响。妙闻（生平年代不详）和闍罗迦（120 年？～162 年？）是古印度最著名的医生。他们的集著《妙闻集》和《闍罗迦本集》都是集古印度医学之大成，后者被誉为古印度医学百科全书。 五、建筑和其他工艺技术新巴比伦城的三道城墙与其上的300 多座塔楼相互衬托，城内的建筑物及其装饰被称 之为“空中花园”。 第二节古希腊的科学技术
地球科学的发展史 谭亲平 地球化学研究所 201028006514006 1、中国地学发展历程 我国历史上出现过不少走遍祖国深山大川。最早的要算北魏的郦道元，他著述的《水经注》是很有名的。这是我国北魏以前最全面的最系统的综合性地理著作。远在西方出现航海热以前的几十年，我国明朝航海家郑和已“七下西洋”，走了30多个国家，路程为10万多公里。他沿途记载了各国方位和海上暗礁、浅滩，成为研究十六世纪以前西方交通历史的重要资料。 明代徐霞客经过30多年的地理考察，走遍了大半个中国。他不仅考察了名山大川，还专门调查了研究我国石灰岩地貌的分布及发育规律。他对石灰岩溶洞的解释和今天的科学原理是一致的。《徐霞客游记》是后人根据他的日记整理而成，书中对他所到之处的地理，水文，地质，植物等现象都有详细的记载。 清代康熙年间，于公元1708-1718年在全国进行了空前规模的大地测量，测定了630个经纬点，绘制了著名的全地图《皇舆全览图》。 1755年，清代汪锋辰著《银川小志》，记载了地震发生前井水浑浊、群犬狂吠等前兆，是有关以动物异常预报地震的科学史料。李榕《自流井记》记载，清代四川地区工人已初步掌握了地下岩层的分布规律，并找到了绿豆岩和黄姜岩两个标准层，表明我国已建立起最早的地下地质学。徐松《西域水道记》把新疆分成111个受水体（湖泊），以水道为纲，详细记载了各流域的地质、地貌、新构造运动、矿产、城市等，是我国历史上比较全面地叙述新疆地理的著作。19世纪后半叶至20世纪初，中国正处在从闭关自守到被迫向西方开放的时期，当时出版少量地质文献都是西方地学教材的译本。一些西方学者在中国进行了地质调查和探险，出版了关于中国地质的著作。如美国庞佩利著有《中国、蒙古与日本之地质研究》(1866)；德国的李希霍芬著有《中国》,这是第一部较为系统的有关中国地质的著作；美国的威利斯著有《中国的研究》。李希霍芬和威利斯的工作为以后中国地质的研究奠定了初步基础。此外,还有匈牙利洛茨、瑞典的斯文·海定、俄国的奥布鲁切夫都曾考察研究过中国一些区域的地质情况。在1910年以前，中国学者编写的地质文
生物进化史 一、冥古宙（地球形成——亿年前） .古地理 地球从亿年前形成，从一个炽热地岩浆球逐渐冷却固化（计算表明仅需亿年），出现原始地海洋、大气与陆地，但仍然是地质活动剧烈、火山喷发遍布、熔岩四处流淌，在亿年前到亿年前地球持续遭到了大量小行星与彗星地轰击.冥古宙在亿年前结束后，内太阳系不再有大规模撞击事件. 因为这个时期地岩石几乎没有保存到现在地(已知地地球最古老地岩石位于北美地台盖层地艾加斯塔片麻岩及西澳洲那瑞尔片麻岩层地杰克希尔斯部分)，所以并没有正式地细分.但月岩从多亿年前就比较好地保存下来，因此月球地质年代地某些主要划分可参照用于地球地冥古宙划代.冥古宙地最后一个代对应为月球地质年代中地早雨海世，以月球地东海撞击事件为结束时间(约为亿年)，这也是内太阳系地后期重轰击期地结束标志. 零散地锆石结晶沉积在西加拿大和西澳地杰克山中地沉积物里，对锆石地研究发现，液态水必然已存在了有四十四亿年之久，非常接近地球形成地时刻. .气候 在形成地球地物质当中，曾经存在过大量地水.在地球地形成时期，其质量比现在地小，水分子也就更容易挣脱重力.据推测，当时氢气和氦气在大气层中持续不断地逸散，然而，现时大气中高密度地稀有气体却相对缺乏，这表明，在早期大气层中可能发生过什么剧变. 有理论认为，在地球地年轻时期，它地一部分曾受过撞击而分裂，分裂出去地部分后来形成了月球.然而，在这种说法下，撞击应该会令一到两个大区域融化，现时地组成成份却与完全融化地假设并不相符，事实上也很难将巨大地岩石完全融化并混在一起.不过相当一部分地物质仍被此次撞击所蒸发，在这颗年轻地行星周围形成了一个由岩石蒸汽组成地大气层. 岩石蒸汽在两千年间逐渐凝固，留下了高温地易挥发物，之后有可能形成了一个混有氢气和水蒸气地高密度二氧化碳大气层.另外，尽管当时表面温度有℃，但液态地海洋依然能够存在，这得益于大气层带来地高气压.随着冷凝过程继续进行，海水通过溶解作用除去了大气中地大部分，不过其含量水平在新地层和地幔循环出现时产生了激烈地震荡. 二、太古宙（亿年前） .古地理 太古宙起始于内太阳系晚期重轰击期地结束，地球岩石开始稳定存在并可以保留到现在.太古宙结束于亿年前地大氧化事件，以甲烷为主地还原性地太古宙原始大气转变为氧气丰富地氧化性地元古宙大气，并导致了持续亿年地地球第一个冰期——休伦冰期. 太古宙形成地地壳厚度还不大，同时尚未进行充分地分异过程.由于地壳厚度较小，幔源物质容易沿裂隙上行，常有大规模地超基性、基性断裂喷溢活动.此外，也有频繁地中酸性岩浆活动和火山活动.多次地岩浆活动、构造运动使岩石变质很深，再加上缺少生物化石，给恢复古地理面貌和沉积环境造成很大困难. 在当今大陆壳地范围内，长期处于活动不稳定状态，陆表海占绝对优势. 在太古代中晚期，随着陆壳某些部分开始固结硬化，终于形成了稳定地基底地块——陆核.陆核地形成标志着地壳构造发展地第一大阶段地结束. 太古宙有多少次构造运动，目前研究地很不清楚.在世界范围内可能有次主要地构造运动，在中国比较确认地是太古宙晚期地阜平运动. 大约在亿年前，出现了目前已知最早地大陆——乌尔大陆（），它可能是当时地表上面积最
【关键字】精品 3 地球的起源与演化 3．1 地球的起源和圈层分异 地球起源问题自18世纪中叶以来同样存在多种学说。目前较流行的看法是，大约在46亿年前，从太阳星云中开始分化出原始地球，温度较 低，轻重元素浑然一体，并无分层结构。原始地球一旦形成，有利于继续吸积太阳星云物质使体积和质量不断增大，同时因重力分异和放射性元素蜕变而增加温度。当原始地球内部物质增温达到熔融状态时，比重大的亲铁元素加速向地心下沉，成为铁镍地核，比重小的亲石元素上浮组成地幔和地壳，更轻的液态和气态成分，通过火山喷发溢出地表形成原始的水圈和大气圈。从此，行星地球开始了不同圈层之间相互作用，以及频繁发生物质-能量交换的演化历史。 正是由于地球形成以来经历过复杂的改造和变动，原始地球刚形成时的物质记录已经破坏殆尽。我们是怎样推测它已经有46亿年寿命的？这 需要从地球自身的最老物质记录、太阳系内原始物质年龄和相邻月球演化史几方面来探讨。 3．2 地球的年龄 地球上已知最老的岩石（石英岩，一种由石英颗粒组成的沉积岩，后来遭受过温度、压力条件变化）出露于澳大利亚西南部，根据其中所含矿物（锆石）的形成年龄测定，证明已有41～42亿年历史。根据地质学研 究，这种岩石和矿物只能来自地壳的硅铝质部分（见第四章1），而且必须经过地表水流的搬运、筛选和沉积。所以我们可以据此作出推论，地球的圈层分异在距今42亿年前已经完成。 地质学领域较精确的测定年龄方法，主要根据放射性同位素的衰（蜕）变原理：放射性元素的原子不稳定，必然衰变为它种原子（如238U衰变 为206Pb等），而且衰变速率不受外界温压条件变化影响（如238U经过 45亿年后其一半原子数衰变为206Pb，故称为半衰期）。我们只需在岩石中测出蜕变前后元素的含量，就可以获得母体岩石形成的年龄。 不同放射性元素半衰期的长短有很大差异，其测年的精度也存在重要区别（表2-2）。因此，要根据研究对象实际情况选择测试物质，采用合适的方法。例如，时代很新的湖南长沙马王堆考古发掘中，西汉初期（约200BC）的棺木保存完好，可以用14C法测得木材的绝对年龄数值与古墓 内的文史资料相当符合。至于地球漫长演化史中保存的物质记录（岩石和矿物），只能采用238U－206Pb、87Rb－87Sr等方法，精度误差允许达到几个百万年。实际操作中包含复杂的技术因素，如测试手段的误差，测年方法使用条件的偏离，野外采样不当（标本已受风化影响，不够新鲜），
地球起源的假说 地球是人类的摇篮，几千年来，人类从没有间断过对自己居住的这个星球的探索。但直到18 世纪哥白尼提出了日心说，牛顿发现了万有引力，以及望远镜的发明，才使得地球起源的科学假说被相继提出，有代表性的主要假说有如下四种： 1．1755年德国哲学家康德在其《自然通史与天体理论》一书中，提出了太阳起源的星云说：康德认为，宇宙太空中散布着微粒状的弥漫的原始物质，由于引力作用，较大的微粒吸引较小的微粒，并聚集形成大大小小的团块。团块形成后，引力也随之增大，聚集加速，结果在弥漫物质团的中心形成巨大的球体，由于排斥力和集结时的撞击力，使这一巨大的球体成为旋转体，原始太阳由此形成。而球体以外的原始物质在原始太阳的作用下，围绕太阳赤道形成扁平的旋转星云，其星云物质又逐渐聚集成不同大小的团块，逐渐形成行星。行星在引力和斥力共同作用下绕太阳旋转并自转。其模式是：基本微粒——团块——行星。 2．拉普拉斯星云说：1796年法国数学家PS-拉普拉斯在他的《宇宙体系论》中，独立地提出了关于太阳系起源的星云说。拉普拉斯认为，太阳系的原始物质是炽热的呈球状的星云，直径远大于现今的太阳系直径，并缓慢地转动。因散热冷却，星云逐渐收缩并变得致密，转动速度也逐渐变快。由于赤道附近离心力的不断增大，星云逐渐变成星云盘，当离心力超过向心力时，赤道边
缘的物质便分离出来，形成一个旋转的环(拉普拉斯环)，并相继分离出与行星数目相等的另一些环。星云的中心部分最后形成太阳，各环在烧太阳旋转过程中，环中的物质逐渐向一些凝块聚集形成行星。行星又以同样的方式分离出环，再凝结成卫星。这一成因模式可概括为：炽热的气体云——分离环——团块——行星。 3：霍伊尔－沙兹曼假说：本世纪60年代，英国天文学家E-霍伊尔和德国天文学家-沙兹曼从电磁作用机制提出新的假说。他们认为，原始太阳系是温度不高，转动不快的一团凝缩的星云，随着收缩的加剧，转动速度加快，当收缩到一定的程度时，两极渐扁，赤道突出并抛出物质，逐渐形成一个圆盘。此后，中心体继续收缩，最后形成太阳。由于星际空间存在着很强的磁场，太阳的热核反应发出磁辐射，使周围的气体圆盘成为等离子体在磁场内转动，当太阳与圆盘脱离时，其相互间就发生了磁流体力学作用，而产生一种磁力矩，从而使太阳的角动量转移到圆盘上，并使圆盘向外扩展。由于太阳风的作用，轻物质远离太阳聚集成类木行星，较重的物质便在太阳附的聚集成类地行星。
计算机科学与技术的发展趋势探析雷建强 发表时间：2017-11-09T17:12:01.243Z 来源：《基层建设》2017年第23期作者：雷建强 [导读] 摘要：21世纪人类已经进入了实至名归的“信息时代”，计算机科学与技术的研究日渐加深，其发展也越来越高速化。 九冶建设有限公司陕西西安 710054 摘要：21世纪人类已经进入了实至名归的“信息时代”，计算机科学与技术的研究日渐加深，其发展也越来越高速化。随着科技的发展，计算机科学与技术已经慢慢的渗透到人们的日常生活和工作中方方面面，改善了人们的生活，更是丰富了人们的娱乐方式。本文就计算机科学技术的起源、发展状况进行了一个简单的介绍，并且详细的论述了计算机科技的未来发展趋势，以期为计算机科技的研究提供理论依据，推进计算机科学与技术的进一步研究与发展 关键词：计算机科学与技术；发展趋势；现状 上世纪20年代，计算机的诞生促进了社会的信息化发展。并且，随着科学技术的进步，计算机技术水平越来越高。到目前为止，计算机技术要已经被运用到社会生活中的各个行业，极大地方便了人们的工作和生活。而在当今计算机信息时代，我国计算机科学技术的发展速度越来越快，发展广度越来越宽，发展高度不断提升。计算机科学技术从单一的信息技术逐渐走向了多元化的领域技术，光学计算机技术、纳米计算机技术、生物计算机技术成为我国计算机科学技术的发展趋势。 1、计算机科学与技术的发展历程与状况 从20世纪50年代以来，计算机科学与技术已经经历了半个多世纪的发展，而它所取得的成就是人力社会迄今为止任何一种技术都无法比拟的。1946年世界上第一台的计算机ENICA在美国诞生，掀开了电气时代向电子时代的迈进历程，在较长的一个时期内计算机科学与技术研究都是围绕着硬件展开的，先后走过了电子管时代、晶体管计算机时代、逐步进入后来的集成电路计算机时代、大规模集成电路计算机时代以及现在的智能计算机时代，计算机科技的发展越来越深入；截至目前，计算机科学与技术的研究发展趋势靠拢网络、软件的倾向越来越明显。 众所周知，计算机科学与技术的研究发明最早是为了进行军事研究，这奠定了在通讯、计算、数据处理等方面的研究基础。随着科技的发展，其逐渐应用到了其他领域，比如教育领域、医疗领域、工业领域和社会生活。在如今的快速经济时代，为了满足人们生活和工作的需要，台式计算机、笔记本电脑陆续出现并且不断的升级更新，各种智能化家用电器也逐渐进入人们的视线。目前，计算机科技越发的要求高速化、微型化、精确化。根据我们调查发现，目前世界上运行最快的计算机是由我国国防科技大学研制的天河二号超级计算机，浮点运算速度为33.86千万亿次每秒，比第二名快将近一倍。 2、我国计算机科学技术发展的总体方向 2.1、发展高度 计算机科学技术的发展高度主要体现在计算机主频上。计算机主频发展程度越高，计算机的性能就越稳定，运行速度就越快。目前，英特尔公司已经研发出了超过10亿晶体管的计算机微处理器，也就是说计算机可以有多个处理器共同工作，能够有效提高计算机的运行速度。 2.2、发展广度 计算机科学技术的发展广度主要指计算机科学技术在人们生活中的渗透范围。现阶段，我国社会的计算机已经普及，几乎家家都有一台计算机，计算机无处不在。并且，目前人们在生活中所使用的笔记本、冰箱、洗衣机等都是计算机科学技术的电子化产品。很可能在若干年要以后，纸质书籍被淘汰，人们普遍使用电子书进行学习。 2.3、发展深度 计算机科学技术发展深度指计算机人工智能的发展。计算机人工智能的发展课题主要包括人机互动、信息选用等。人工智能要求计算机具备多种思维逻辑能力和感知能力，能够与人进行自由交流。现阶段，计算机人工智能主要运用在虚拟现实技术中。在不久的将来，计算机人工智能会在人们的社会生活中得到普及。 3、我国计算机科学技术发展的趋势 3.1、高速计算机技术 随着计算机科学技术的发展，美国发明了空气绝缘体来提高计算机运行速度的技术。并且，纽约保利技术公司发明了计算机使用的新型电路。在这种电路中，芯片之间用胶滞体所包裹的导线连接，而胶滞体的大部分物质是空气。胶滞体导线不吸收任何信号，在信息传输的过程中极大地提高了信息传输的速度。并且，胶滞体导线能够节约成本，降低计算机的耗电量，提高计算机的运行速度。但是，胶滞体导线的散热性较差，保利公司针对这一问题研发出了电脑芯片冷却技术。我国计算机科学技术积极借鉴美国计算机科学技术的研发成果，积极研发提升计算机运行速度的科学技术，高速计算机技术成为我国计算机科学技术的重要发展趋势。 3.2、超微技术生物计算机 上世纪八十年代，西方国家便将计算机科学技术应用到生物领域，积极研制生物计算机。生物金计算机主要运用生物芯片，以波的方式传递信息，极大地提高了计算机的运算速度。生物计算机的运算速度是普通计算机的十万倍。并且，生物计算机的存储空间十分强大，计算机消耗较小，与普通计算机相比具有明显的优势。另外，随着科学技术的发展，生物计算机已经突破了超微技术领域，实现了超微机器人。在生物计算机背景下，我国加强重视生物计算机的优势，积极探索生物计算机科学技术，研究超微技术在生物领域的运用，尤其强调生物计算机科学技术在医疗行业的运用，以提高我国的医疗水平。 3.3、光学计算机 光学计算机用光作为计算机信息传输的主要手段，光的信息传输速度远远高于普通计算机，并且，光的偏振特征和光的频率能够有效提高计算机信息传输的能力。另外，光学计算机不需要任何导线，光线交叉也不会造成信息干扰，极大地提高了计算机的智能水平。在上世纪九十年代，英国、法国、德国等六十多个国家组成了科研队伍进行光学计算机研究。现阶段，计算机科技发展水平不断提高，我国在科学技术的支持下，加快研发光学计算机技术，光学计算机成为了我国计算机科学技术的重要发展趋势。 结束语 总体上说，随着科学的进步与发展，人们对计算机的要求也越来越高，在日常的生活和工作中几乎离不开计算机科学与技术。作为人
生命的起源与演化 众所周知，地球诞生于46亿年前。自那时起，地球便做好了迎接新生命的准备。而此后出现的生命体也为了更好地适应地球多变的环境而演化着。 根据科学调查表明，46亿年前的地球上到处在下雨、地震、火山爆发……很难令人置信，这些活动都是原始地球在做着制造生命体的准备。接着，也许经历了几百万年的时间，大气中的无机物结合，再与原始大海中的物质结合，形成了有机物如磷酸、核酸碱基、核糖等等。这些有机物再进行结合，便有了核苷酸、氨基酸这些可以构成生命体的物质。 又是数亿年的时间，很多氨基酸结合在一起形成了蛋白质，而很多核苷酸结合在一起形成了多聚核苷酸，也就是RNA。特别强调，由于RNA有着自我复制功能，所以很多人认为生命活动就是因RNA 开始的，称之为“RNA的世界假说”。 但是凡事都是向着完美来发展的，RNA也是如此，又是几亿年，为了自己的繁衍，RNA和蛋白质进行了结合，出现了DNA的世界！ 在约38亿年前，细胞膜开始包围着比RNA更加稳定的DNA和核糖，便形成了最初的细胞——原核细胞。有人可能说：当时没有氧气，细胞该怎么活下去啊？其实不然，这种不需要氧气的细胞叫做厌氧性原核细胞。 当有光合作用的蓝藻开始制造氧气之后，为了使厌氧的DNA存活下去，细胞用膜包裹住了DNA。于是，真核细胞出现了！
接下来的近10亿年间，真核细胞成为真核生物，又变成了单细胞生物和多细胞生物。看似十分漫长的旅程，但在生物的发展史上却迈出了一大步！ 随着陆地生物的出现，生物变得越来越多样和复杂。为了与越来越复杂的地球气候相抗争与适应，生物也演化得越来越高等，但这往往需要数亿年的时间。相比较而言，人类的文明就显得微不足道了。 真的很难以一己之言把46亿年的进化概括在一篇文章中，我拣出的，也大都是具有代表性的。如此看来，生命也真是宝贵，能在生物演化的漫漫长河中发出一星光，真是多么幸运啊！ 很难想象，在此后的多少一年中，人类，哦不！是生物，会向着怎样的趋势发展…… 本篇为原创，摘录请注明，谢谢~
科学技术史复习资料 第一部分:判断题 1.打制石器.人工取火和<制造陶器>是古代技术发端的三项标志性成就(F) 修改:制造陶器改为创造文字. 2.<古埃及人>按加进制把圆分为360度,一度分为60分,一分分为60秒(F) 修改:古埃及人修改为古巴比伦人. 3.<古印度人>创立人类历史上最早的太阳历(F) 修改:古印度人改为古埃及人. 4.现今通用的10进制位制记数法是<古印度人>发明的(T) 5.我国北魏时期的农学家<郦道元>所著的《齐民要术》一书是世界现存最早最完整的农学著作(F) 修改:郦道元改为贾思勰 6.最早关于火药的记载出现在<唐代> (T) 7.都江堰是我国历史上著名的水利工程,修建于<战国时期> (F) 修改：战国时期改为秦朝 8.成书于东汉时期的<《周髀算经》>一书时我国古代最重要的一部数学著作,标志着我国古代数学体系的形成(F) 修改: 周髀算经改为九章算术. 9.<《伤寒杂病论》>是我国现存最早最完整的医学著作,奠定了我国中医学的基础(F) 修改:《伤寒杂病论》改为《黄帝内经》 10.马克思把<造纸术.印刷术.火药>看作是”预告资产阶级社会到来的三大发明”(F) 修改:造纸术改为指南针 11.明代医学家李时珍所著的《本草纲目》是我国古代最重要的文化遗产之一,被<达尔文>誉为“中国古代的百科全书”. (T) 12.古代原子论学派的代表人物是留基伯和他的学生<赫拉克利特> (F) 修改:克拉赫利特改为德谟克利特. 13.古希腊最著名的数学家是<欧几里得>,他所著的《几何原本》一书代表了古希腊数学的最高成就(T) 14.<阿基米德>被英国科学家丹皮尔称为”古代世界第一位也是最伟大的近代型物理学家”,他发现的杠杆原理和浮力定律是古代力学中两条最伟大的定律(T) 15.古罗马科学家<盖伦>所著的《天文学大成》一书把古代的地心思想发展为系统的地心说理论. (F) 修改：盖伦改为托勒密 16.波兰天文学家哥白尼在<1453>年出版了著名的《天体运动论》一书,提出了太阳中心说,开始了自然科学从神学中解放出来的运动(F) 修改:1453改为1543 17.伽利略在力学上的三个重要发现是:钟摆运动.自由落体定律和<运动叠加原理> (T) 18.1666年.英国科学家<胡克>出版的《怀疑的化学家》,首先提出”元素”的概念,标志着化学从炼金术中解放出来. (F) 修改:胡克改为波义耳 19.1632年意大利科学家伽利略出版了<《关于两门新科学的谈话》>一书,用充分的证据
简述地球的历史 地球，人类的家园，一个神奇的星球。相信大家大多数的人都知道，我们居住的地球距今大约有46亿年的历史，不过，这46亿年的漫长历史中地球到底发生过什么样的变化呢？大概有许多人并不了解。 严格来说，地球的起源至今都是一个谜，人类的科技手段还不能确定地球真正形成的原因，关于地球的起源至今仍只是一些是形形色色的假说，比如神创说，这当然是违背科学的，所以不在讨论之列。还有法国数学家兼天文学家拉普拉斯1796年提出行星云形成说、前苏联的天文学家费森柯夫和英国天文学家金斯的“太阳抛出假说”、肖梅克提出的宇宙撞击和爆炸的假说等等。 以上假说我们把它叫做地球的天文时期，也就是地球的原始形成期，而地球的地质时期是科学家利用放射性同位素测定岩层的绝对年龄得来的，世界各地的科学家们测得的结果也不是绝对的相同，只是相近，所以在叙述地球的各个时期时数据会有所不同。科学家们又根据长期的实践和地层古生物学的研究，划分了大致通用的地质年代，就如同将人的一生划分为不同的年龄段一样，把地球划分为各个不同的阶段，下面，就简单来了解一下各个阶段的情况： 前寒武纪：这其中又包括太古代和远古代 太古代是地壳的最古老历史，又分为早、晚两个时期，根据放射性同位素测定，地球上最古老的岩石年龄约为30多亿年，科学家一般把46亿年作为地球从天文演化阶段过渡到地质发展阶段的时期，一般来说，从46亿年前开始，地球的原始地壳开始形成，大气圈也已经存在，各种地质作用如侵蚀、搬运、沉积以及岩浆的强烈活动等等开始进行，此时的生物面貌至今还不清楚，但已经有细菌的出现，这一阶段一直持续到大约25亿年前。远古代，这一阶段大约从25亿年至6亿年前，此时的地球生物应该进入了成熟发展阶段，但早期的远古代（早远古亚代）的生物面貌其实也不太清楚，现今只是发现了一些藻类化石，从远古代后期（晚远古亚代）开始，大约18亿年至5亿七千万年，此时的地壳运动以不想前期那样频繁强烈，大量的低等生物开始繁殖，这可由陆续发现的大量迭层石、微古植物化石加以证明，特别是后期已经出现了后生动物如水母类、软舌螺等等。此时的地壳岩石以变质或轻微变质的沉积岩为主，夹杂少量的火山岩。(前寒武纪原称隐生宙，后来由于科学家陆续在世界各地原列入晚远古亚代顶部的地层中，相继发现了以腔肠动物为主的埃迪卡拉动物群，这样，显生宙和古生代的下界就应该下移,隐生宙这个称呼也逐渐不用了) 显生宙：包括古生代、中生代、新生代 古生代是后生动物开始出现和大量繁殖的时代。由于过去所知的寒武纪是含后生动物化石最早的一个纪，所以将寒武纪作为显生宙古生代的开始。古生代又可再分为早古生代和晚古生代，前者包括寒武纪、奥陶纪和志留纪，是海生无脊椎动物繁盛的时期；后者包括泥盆纪、石炭纪和二迭纪，是鱼类和两栖类大量繁殖的时代。 寒武纪：期限5.7-5.1亿年，是根据英国威尔士西部的寒武山而得名，是古生代的第一个纪，在这个时期，生命发生了爆炸性的发展，俗称寒武纪生命大爆炸。寒武纪是一个广泛海侵的时期，此时的岩层主要是以碳酸盐岩和和碎屑岩为主的海相沉积岩系，其地层中矿产丰富，我们广知的三叶虫化石最早就发现于寒武纪地层中。寒武纪是海生无脊椎动物繁盛的时期，但在植物方面，除低等的藻类、苔藓外，没有发现其它陆生或半陆生的高等级植物。 奥陶纪：是英国威尔士的一个民族的名称，期限大约为5.1-4.38亿年，奥陶纪是地史上海侵最大的时期之一，形成世界广布的海相奥陶系，其沉积的特点是岩相分异，一个是壳相，一个是笔石相。其广布的浅海环境和温和的气候有利于海洋生物的生存，是海生无脊椎动物
地质生物发展史 冥古代的地球 冥古代(Hadean)是指自地球形成至距今38亿年前这段时期，有些科学家称为地球的天文时期、或地球的前地质时期、或前太古代、或原太古代。这一时期地球历史包括原始地壳、原始陆壳的性质和形成以及原始生命的形式和出现等复杂的问题。 地球起源于46亿年以前的原始太阳星云。经过微星的集聚、碰撞和挤压使其内部变热，以后则是放射性物质的衰变使地球内部进一步升温，约在距今45-40亿年前，当温度上升到铁的熔点时，大量融化的铁向地心沉降，并以热的方式释放重力能，其能量相当于一千多次百万吨级的核爆炸。大量的热使地球内部广泛融化和发生改变，逐步形成了分层结构，其中心是致密的铁核，熔点低的较轻物质则浮在表面，经冷却形成地壳。当时地表的温度、大气和水体的组分和性质可能还不具备生命产生的条件，因而也不会出现风化侵蚀等地质作用及其产物。那时地球岩浆活动剧烈，火山爆发频繁，表面覆盖着熔化的岩浆海洋。以后，随着地球温度的缓慢下降和冷却，同时由于上述的分异作用，一开始就可能使气体逸出，蒸发的气体不断上升，在空中又凝聚成雨落回地面，随着不间断的雨水的侵入，原始大气圈和海洋诞生了。这时大气圈中含有大量的二氧化碳，地球也被厚厚的云层封锁着，太阳光几乎穿不透地球橘红色的天空，海洋的温度高于150 摄氏度。在这沸腾的海洋里，孕育生命的各种元素在不断积累 太古代的地球 太古代(Archaeozoic Era) 是最古老的一个地质年代，开始于距今38亿年前，结束于距今25亿年前。这一时期，地球上是一片深浅多变的广阔海洋，没有宽广的大陆，只有一些孤岛--原始的陆地，称为陆核。海洋里分散着一些火山岛，
一、科学与技术的起源发展 在人类社会发展的原始社会时期。这阶段的人有了意识，他们的认识水平、社会生产能力都非很低。随历史长河向前推进，正因为人的生产方式有了进步，从而使得人类文明缓慢地从低级演变到高级文明。在人类生产工具产生与发明的进程中出现了技术的萌芽。原始社会最重要的发明要数火的发明，那时的人类通过学会利用火这一工具，能够烹饪食物和驱走野兽。这是原始人类区别其他动物最明显的特征之一。锄的发明使得原式农耕栽培、养殖技术成为可能。人类进步过程就是技术发展的过程，技术促进了人类进步，人类多的进步又使技术向前推进。虽然原始社会的技术非常落后，但始终是存在的。科学这段时期没有丝毫的踪迹，当时的人类还不具备探索自然科学所需的高级意识形态，还未形成辨证的思维，从而科学是不存在与原始社会的。在这个时期人类社会形成了高级意识形式，由此人类开始以他们的理解方式解释所观察到的自然形象，比较初级的探寻这些自然现象的内在原因。与原始社会变比，此时人类的生活生产水平和思维水平普遍提高。古代的自然科学就这样的环境下产生。 恩格斯指出：“科学的产生和发展一开始就是由生产决定的。[1]”在十六世纪以前，科学与技术的发展缓慢。进入资本主义时期，资本主义的生产方式的推动下近代的科学与技术的发展迅猛。现代意义的自然科学在西方产生和发展起来了, 以牛顿为代表的经典力学体系和微积分的建立与发展为标志，在经过两段时期的迅猛发展，成为了现代的科学系统。随着这个时期自然科学的产生和发展,蒸汽机的方面和航海技术的发展，由以英国为代表兴起的工业革命的推动下,近代技术发展进步得更全面了。科学与技术的革命推动现代科学与技术的进程。 二、科学与技术的关系 科学与技术关系紧密，一般“科学”与“技术”连着出现，甚至简称为“科技” [2]，科学与技术变成同一范畴的两个概念。科学与技术之间的关系是辩证统一的关系[3]。科学的任务在于揭示自然和社会的本质属性与内在联系。科学以专研为主，弄清现象之后隐藏的不变的本质。比如物理学的万有引力定律揭示了重力产生的原因。科学为了认识自然，而技术为了改造自然。形态不同，知识是科学的表述形式。比如数学这门科学的结论以公式和定理等知识的形式呈现。科学研究的成果都以论文的形式发布。技术是以物化形态呈现。比如采矿技术，它是一种具体的为采矿专门设计的操作过程，以采矿工人和采矿工具的形式呈现。研究对象不同，科学研究自然现象，从中获取第一数据和实验材料，科学研究也在现有理论的基础上进行创作性的探索，寻求新的理论。技术是受现实世界的需要而进行的研究。技术研究注重实效，一般为满足某种需求而研究。比如智能手机的设计则是技术的创新，满足手机用户需求。评价标准不同，科学的标准是创造性和真理性。科学的成果既要新颖，又必须合乎客观实际。科学研究讲究创新。新的理论才为科学理论注入新的活力，也是科学发展必备之本。技术的评价标准是可行性和经济效益。不可操作的流程不能称作技术流程。技术用于生产，可行性是技术得以实施的基本要求和必要条件。技术是为了生产生活而设计，为生产生活带来经济效益。经济效益越高，技术就会被更多人采用。因为经济效益是技术创新的直接动力。
地球的起源读后感 地球的起源读后感（一） 在这个暑假里我看了房龙写的《地球的故事》，有译《房龙地理》。这本书被称为百年畅销的人文地理经典，人类有史以来最佳读物之一。 这本书主要讲述了地球的起源，地理的发展。房龙打破了常规地理书的写作方式，将人的重要性提到首位。在历史的高度解释了人与地球的关系，生动地表现了“人文地理“概念。 在这本书中，我最新欢丹麦，因为它是童话的王国从小听着《安徒生童话》的我们有着不小的吸引力，“美人鱼”铜像是丹麦的标志，也是我们心中童话的标志。 但在《地球的故事》中，我看见了不同的丹麦。脱掉了童话外衣的丹麦在现实中也是耀眼。丹麦人的智慧，使得这个仅有1.6万平方英里，但缺乏自然资源、陆军、海军、矿山和山脉，但却能与一打面积大、人口众多、有军事野心的国家匹敌。他们有着理性的生式方式，时刻保持着警惕，这个小国家在过去的时代曾经进行过一些艰苦卓绝的战争，但它现在却自愿解散陆军和海军。 在某些方面是小国胜过大国的典范。 地球的起源读后感（二） 今天，我在学校里认认真真地读了《只有一个地球》这篇课文，读完以后，我心潮澎湃，受益匪浅。 这篇课文主要写了地球是人类的母亲，是生命的摇篮，如果人们不断地破坏地球上的自然资源，地球就会破碎，所以我们要精心保护地球。 是呀！我觉得作者说得太对了，我太想对全世界人说：“我们只有一个地球，我希望你们停手吧，别再破坏我们的地球了，为了我们美丽的家园，为了我们能快乐的生活，停手吧！如果地球破碎了，我们将别无去处。”再看看在现实生活中，人类是怎样对待地球的。 例如1995年7月份，我国发生的一件事；几家工厂因为过量地向大海和大气中排放污水和废气，以至造成大量酸雨下降，使大-片森林和庄稼受损。这样既污染了环境，又使自然资源受到严重损失。还有，近几年来，人们乱砍滥
第四讲地球的起源与演化 教学目的要求：了解地球的起源和演化过程；了解地球系统科学的基本观点；掌握地球的基本状态和物理性质；掌握地球的大地构造学说的基本观点。 教学重点：大地构造学说 教学难点：大地构造学说 课时分配：2课时 教学内容：地球的起源和演化过程；地球的基本状态和物理性质；地球的大地构造学说；地球系统科学。 地球科学 是以地球系统(包括大气圈、水圈、岩石圈、生物圈和日地空间)的过程与变化及其相互作用为研究对象的基础学科。主要包括地理学(含土壤学与遥感)、地质学、地球物理学、地球化学、大气科学、海洋科学和空间物理学j以及新的交叉学科（地球系统科学、地球信息科学）等分支学科。地球科学是一个大题目，纵横几万里，上下数亿年，几乎辐射到自然科学的其他各个领域。对地球的认识同世界各民族的起源、历史、文化乃至这个世界文明的进展，都是紧密联系在一起的。 一、地球科学的研究对象 研究对象：地球,地球的时、空、源。 ① 地球的结构：层圈状 ②地球的构造：指地球各个部分之间关系及其它们的分布规律及演化。如大气圈、水圈、岩石圈、地幔、地核,壳幔作用,山脉-盆地，大陆-海洋； ③ 地球物质：各种元素-矿物-岩石-矿床-地层,它们的分布及其迁移富集规律。 ④ 地质事件：地壳运动在地表反映.如地震、火山、海啸、褶皱、断裂等； ⑤ 预测和预防将来发生的地质事件
二、地球科学的研究方法 由于地球科学以庞大的地球作为研究对象，并且具有很强的实践性和应用性，所以它的研究方法与其它几门自然科学有较大的差异。它既要借助于数学、物理、化学、生物学及天文学的一些研究方法，同时又有自己的特殊性。 地球科学的研究方法与其研究对象的特点有关，地球作为其研究对象主要有以下特点： （1）空间的广泛性与微观性 地球是一个庞大的物体，其周长超过4万km，表面积超过5亿km2。因此，无论是研究大气圈、水圈、生物圈以及固体地球，其空间都是十分广大的。这样一个巨大的空间及物体本身是由不同尺度或规模的空间和物质体所组成的。因此，要研究庞大的地球，就必须研究不同尺度或规模的空间及其物质体，特别是要注重研究微观的空间和物质特征，如不同学科都要研究其相应对象的化学成分、化学元素的特性等，地质学要研究矿物晶体结构，水文学和海洋学要研究水质的运动等，气象学要研究气体分子的活动等。只有把不同尺度的研究结合起来，把宏观和微观结合起来，才能获得正确的和规律性的认识。 （2）整体性与分异性（或差异性） 整个地球是一个有机的整体。不仅在空间上地球的内部圈层、外部圈层都表现为连续的整体性；而且地球的各内部圈层之间、内部与外部圈层之间、各外部圈层之间都是互相作用、互相影响、相互渗透的，某一个圈层或某一个部分的运动与变化，都会不同程度地影响其它部分甚至其它圈层的变化，这也充分表现了它们的有机整体性。然而，地球也是一个非均质体，它的不同组成部分无论在物质状态、运动和演变特点上都具有一定差异，表现出分异性。例如，不同地区的地理环境、气候环境具有明显的差异，不同地区的水文条件具有明显差异。固体地球特别是地壳的不同地区或不同组成部分的差异性更为强烈，如大陆、海洋、山系、平原等。这种差异性不仅表现在空间和组成上，也表现在它们的运动、变化与形成、发展上。