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日志

 
 

人的全部尊严在于思想——李扬鉴先生其人其学  

2015-07-11 09:51:28|  分类: 《天下》2015年第 |  标签: |举报 |字号 订阅

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人的全部尊严在于思想——李扬鉴先生其人其学 - 休闲读品杂志社 - 《休闲读品·天下》网易官方博客


    李扬鉴,1934年出生于广东揭西,1955年毕业于东北工学院(今东北大学)。化工部化学矿产地质研究院教授级高级工程师,政府特殊津贴获得者,长期从事地质构造研究。先后在国内外学术刊物、学术会议公开发表了《若干构造地质理论问题的新认识》《中国东部中、新生代断陷盆地成因机制新模式》《论曲构造应力场及其断裂系统的分布》等多篇论文,并著有《大陆层控构造导论》一书,创立了大陆层控构造学说,解决了板块构造学说无法解决的大陆地质问题。曾获化工部科技进步奖一、二、三等奖各一项。

 

 

/李寻

 

    1957年,刚刚走出大学校门不久的李扬鉴风华正茂,他以饱满的激情投入到工作中,白天不辞劳苦地踏勘于崇山峻岭之间为祖国找矿,晚上独对烛光,像那个时代一切充满理想主义的青年知识分子一样,真诚地思考着自苏共二十大以来的国际共产主义运动的发展方向和中国的命运,他把自己的思考写给了远方的两位同学,进行交流。但不久,形势发生了逆转,反右派斗争开始了,那两封浸透着这位年青知识分子天真与热诚的书信成为了“右派言论”的证据。1958年夏,李扬鉴被打成右派并判了五年有期徒刑,发配到湖北阳新的枫林硫铁矿,进行劳动改造。

    枫林硫铁矿是煤铁并存的矿,只是煤系很薄,只有1.53米厚,经济价值小,所以用劳改犯来开采。

    这是李扬鉴先生一生中最黑暗的时期。但是,就是在黑暗的矿井之中,李扬鉴先生开始了烛照他一生的思考,这些思考日后还照亮了晦暗不明的中国地质学界。


1


    李扬鉴先生在矿井中看到了什么?

    先看下面当时他所描绘的这幅图(图1)。这是他面对矿井中地层和构造实际情况所做的素描图,这幅素描图放大了就是一个盆-山系。

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湖北枫林矿区顶板正断层两盘变形及下伏煤系厚度变化和底板正断层分布情况素描图

 

    上下是坚硬的石灰岩,构成刚硬的顶板与底板,中间是相对软弱的煤系。右边是顶板正断层的上盘,受重力作用向下断落,将软弱的煤系物质压向断层面下盘。断层上盘煤系最薄,下盘煤系最厚。左边是断层下盘的顶板,被压过来的煤系物质顶起,向上隆升。在自然界,这条正断层如果换成上地壳正断层,煤系换成厚达10千米的中地壳塑性层,那么上盘就成为断落数千米的断陷盆地,下盘便成为隆升达数千米的断隆山,从而组成一对宏伟的盆-山系。

    矿井里这种随处可见的顶板正断层剖面图,竟然是李扬鉴后来打开中国东部含油气盆地成因机制奥秘的钥匙。

    再看第二幅图(图2),这也是他当年在枫林矿区所做的一幅井下素描图。在这幅图中,煤系的顶板正断层上盘(右盘)最底部有一层50厘米厚的石灰岩,被其顶部一层34厘米厚的炭质页岩所分隔。被分隔出来的这层石灰岩完全断落到煤系中。当该层石灰岩受到外来的水平挤压时,便向左盘(下盘)软弱的煤系顺层俯冲了1.3米。

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湖北枫林矿区煤系顶板压剪性正断层演变成顺层俯冲断层剖面素描图

    1.石灰岩层;2.石灰岩中炭质页岩夹层;3.煤系;4.正断层;5.顺层俯冲断层。

 

    初看起来,这只是一幅普通的反映井下一处地质构造的剖面素描图而已,但殊不知,它竟然是李扬鉴后来创立在中国地质中占据着特殊重要地位的秦岭印支造山带新造山类型的起点。

    自上世纪六十年代以来,板块理论逐渐成为现代地质学的主流理论,很多地质现象都用它来解释。板块理论的主要概念是,地球表面的坚硬的岩石圈是浮在软流层上的块体,受软流层的控制,并分成若干大板块。这些漂浮在软流层上的板块时而分开,时而相聚。相聚的时候发生碰撞,碰撞时一个板块会俯冲到另一个板块下面。至于板块的数目,不同的学者有不同的分法,从几块到数百块不等。板块学说是现代地质学的主流学说,已积累起卷帙浩繁的文献,非以上简单介绍所能尽述,这里只是提炼出与本文相关的几个重要观念。

   1.刚性岩石圈以地下100千米深的软流层为滑动面,在这个面上浮动漂移。

    2.地表上能看到的构造,如山脉的隆起、盆地的坳陷,都是受板块运动控制。比如天山、秦岭、喜马拉雅山都是板块碰撞挤压而隆起的。在中国地质学界,几乎逢山便言板块,只要是条山脉,就是由板块挤压出来的,无论大小。所以,板块的规模也越划越小,数量越来越多。

    3.板块俯冲碰撞结合部(即所谓板块“缝合线”),会涌上来软流层的物质,如玄武质岩浆(包括尔后形成的蛇绿岩套)等。凡是见到这些东西,基本上就可以判断为是古洋壳或地幔流体上涌的断裂带。

    4.存在着贯穿地壳与岩石圈地幔的深大断裂,这种断裂是深部物质向上运移的通道。在现在很多关于地球深部结构研究的剖面图上,几乎所有推测出的深大断裂都是近垂直存在的,且贯穿地壳与岩石圈地幔。

    李扬鉴先生根据自己在井下观察的经验和日后对大陆岩石圈构造的研究,认为板块理论一般不适用于大陆地质。

    1.地表上能看见的刚性层的构造肯定不是受软流层控制的,而是受其下伏相对软弱的塑性层控制。以图1为例,只在地下数百米处的坚硬石灰岩(即煤系之顶板)的断裂就受其下伏的煤系软弱层的控制,沿着这个软弱层,上覆石灰岩一样可以滑动、俯冲(图2)。这些岩层离地下100千米的软流层还远着呢!

    2.地表上能看到的隆凹起伏(山脉、高原与盆地)也不是由软流层上覆的板块决定的,而是由更浅的中地壳塑性层决定的。比如图1中隆起的左盘放大了看,就是一条山脉。李先生推测,能引起上地壳构造变化的直接部位是中地壳塑性层(根据地震波波速的不同可区别出上地壳与中地壳)。这个推理过程实际上是将很多细微差别合并或忽略的过程。因为事实上,地壳内可细分的圈层多极了,比如这23米厚的煤系下是石灰岩,石灰岩下可能又有煤系,……等等,如按煤系与石灰岩间强度的相对差异,那不知要区分出多少层来。所谓上地壳、中地壳、下地壳之分,只是其地球物理信息差别最明显的几个层圈而已。在这么大的宏观尺度上看,决定上地壳的地质构造的,是中地壳塑性层(关于这些层圈的详细划分,请参考本期刊发的李扬鉴先生的专题论文《地球岩石圈的层圈结构》)。

    3.任何刚性岩石层的断裂,往往断到下伏塑性层就消失了。塑性层由于近似流体,所以不存在刚性岩层的那种裂缝。如图1所示,煤系的顶板和底板岩层都有断裂,但均消失于煤系中。由此,李先生推论,不存在从岩石圈地幔一直切穿到地壳的所谓“深大断裂”,而是层层有断裂的刚性层与无断裂的塑性层相间的层圈结构,每层刚性层都有断裂,但往往并未与下一层刚性层的断裂有几何学意义上的连通关系。

    4.贯穿岩石圈地幔的断裂,能把软流层的物质输送上来,但不能直接输送到上地壳,更不用说地表了。它只能输送到莫霍面,或中地壳塑性层,使之基性化。中地壳塑性层再通过上地壳断裂,进入沉积盆地。也就是说,地表上的玄武岩浆并非直接来自软流层,而是来自中地壳塑性层。

    5.并非所有在地表或上地壳所见到的高压、超高压变质岩石矿物,都是在相应的埋深高压超高压环境形成的。断陷盆地的上地壳底部刚硬的结晶基底,在强大的动力作用下,向毗邻断隆山的中地壳塑性层进行快速顺层俯冲时强大的动力能,也能产生强烈的摩擦力和压力,使中地壳塑性层部分物质选择性重熔和俯冲岩板基性物质中部分岩石矿物发生高压超高压变质作用,形成榴辉岩和柯石英。所以,现在人们在地壳表层所看到的这些物质,是来自上地壳结晶基底的壳内俯冲,而非所谓板块的俯冲。

    在上述观点的基础之上,李扬鉴先生提出了不同于板块理论的大地构造新学说,他名之为“大陆层控构造理论”。


2


    在上文中,我们提到了一个术语:断层。

    所谓断层,就是指地下岩层断开的断裂,一般划分为三种类型:正断层、逆断层、走滑断层(可以同时是正断层或逆断层,又是走滑断层),分别参见图3、图4。中间那个斜面是断层面,断层面以上部分叫上盘,断层面以下部分叫下盘。上盘朝下运动的断层叫正断层。传统观点认为,它之所以能朝下运动,是因为断裂两盘产生拉张所致,故又称正断层为张性断层。逆断层是上盘朝上运动,或下盘朝下俯冲,这是因为两盘发生挤压的结果,故又将逆断层称为压性断层。正、逆是指断层两盘相对运动方向而言,而拉张或挤压是指断层形成的力学原因而言。

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正断层

    上盘(位于断裂面上方的岩层)相对于下盘(位于断裂面下方的岩层)向下移动。

 

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逆断层

    上盘(位于断裂面上方的岩层)相对于下盘(位于断裂面下方的岩层)向上移动。

 

    经过长期的井下观察和日后对国内外资料的研究,李扬鉴先生发现并非所有的正断层都是拉张产生的。恰恰相反,绝大多数正断层都是水平挤压力和重力共同作用的产物。

    自从活动论盛行以来,大家一直都在强调水平力的作用,把普遍、永恒、强大的重力淡忘了。其实在造陆运动时期,重力比水平力更为强大、更为重要,所以该时期地壳运动以垂向上的降升运动为主导。而且根据地球物理测深资料,岩石圈中的岩石在长期的地应力作用下,呈强烈的弹塑性形变,与实验室短时间岩石强度实验结果的脆性破坏截然不同。于是岩石圈中的岩石,在水平挤压力和重力共同作用下所产生的断裂,与传统的基于脆性破坏的库仑-摩尔强度理论不符,断裂面不是与中间主应力平行、与最小主应力垂直,正断层也不是张性断裂;而是断裂面与三个主应力均斜交,形成4组产状各不相同的走滑正断层,即压剪性正断层。这种断裂现象,与基于韧性破坏的能量强度理论一致。经过反复研究,他提出了压剪性正断层的新概念,并将之应用于中国的大地构造解释。他关于压剪性正断层的成因分析,改变了地质学对于正断层的基本认识,基于正断层的一切地质构造分析,自然也随之而改变。所以,著名地质学家马杏垣院士才评价这一理论解决了重大的地质构造问题(关于这一理论的详细内容与准确的科学表达可参见本期转载的李扬鉴先生的专题论文《压剪性正断层的成因机制与能量破裂理论以枫林矿区等为例》,本文只是以通俗的方式介绍其基本原理)。之所以在此节“插入”这个基础性问题的介绍,是想说明,地质学研究的另一个环节:理论思维。第一节我们讲的主要是观察,但真正的科学研究不仅要观察客观存在的事实,更要解释这种事实形成的原因。如果把造成事实的原因搞清楚了,就可以由这种原因来分析类似的事实了。所谓科学研究,说到底就是发现事物背后的因果关系。李扬鉴先生发现的压剪性正断层及其解释论说,丰富了地质学中关于断层认识的基础观念,而且做出了更为基础性的力学解释,形诸于精确的数学表达,这是对地质科学基础知识的一个重大改进与完善,在应用层面,有着极其深远的意义。简言之,在一切有正断层的地方,都不能再以拉张性断层以蔽之了,而是要具体区分其究竟是拉张关系,还是挤压关系。这种区分很重要,以石油为例,如果是拉张关系,这个断面就可能是油气散逸通道,形不成圈闭;如是挤压关系,则有可能是圈闭条件,有利于成藏。



3

 

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 湖北阳新枫林区煤系底板正断层上盘派生的次一级反向逆冲断层素描图

    1.硅质岩;2.石灰岩;3.正断层;4.次一级反向逆冲断层。

 

    再看一幅李先生当年的地质素描图(图5),这是一组连续断层的剖面。左盘和右盘均为断层的下盘,中盘为断层的上盘:它对于左下盘来说,是下降盘;对右下盘来说,则是上升盘,且由重力所派生的挤压力,使其自身形成逆冲褶皱。从这里可以看出,动力不仅是多元的,而且是可以转换的。晚白垩世以来,位于北西向卡尔斯伯格海岭软流层隆起带东北翼斜坡上的印度板块,在自身重力作用下,向北东方向的雅鲁藏布江断裂带下滑、俯冲,导致印度次大陆与欧亚大陆碰撞,喜马拉雅山和整个青藏高原隆升。陨星的逆向或顺向撞击,造成地球自转速度急剧变慢或变快派生的强烈经向和纬向惯性力,也可以促使具有侧向应变空间的断陷盆地与断隆山之间,产生仰冲型或俯冲型冲叠造山带(图6,图7)。所以世界上造山带大体具有上述三个类型:其中盆-山系和板块碰撞造山带两种类型,缺乏全球的同时性,形成时间也很长,只具有区域性意义;唯有陨击事件导生的冲叠造山带,才有全球的同时性,且形成时间短促,具有全球性意义。伟大的地质学家魏格纳的经典名作为《海陆的起源》,笔者认为李扬鉴先生的学说似乎也可以称为“盆山的起源”,简洁系统地阐述了盆地和山脉形成的原因与过程。

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-山系及其深部构造成因机制剖面示意图

    左侧为李扬鉴先生所画实际地质情况素描图,右侧为推测图。

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俯冲型冲叠造山带成因机制剖面示意图

    左侧为李扬鉴先生所画实际地质情况素描图,右侧为推测图。

 

    我们看到的这些关于盆地与山脉起源过程的示意图,其实就是他当年在井下看到的真实现象的放大版和复合版。观察—理论思维—更大尺度的大地构造推论,就是这么形成的。

    李先生关于盆山起源的认识,是符合大多数实际地质情况的,很多具体的地质构造分析证实了其理论模型可以成立。李先生本人对于中国东部新生代的盆地做过诸多论述,本文就不一一介绍了。只是记录下来笔者自身的一段小感受,也能说明问题。


4


    1979年底,李扬鉴先生被平反“摘帽”,1980年,调入化工部地质研究院,从暗无天日的劳改矿山,到自己梦寐以求的科研院所,李先生感觉仿佛一下子从地狱进入了天堂,他将全部身心投入到科研工作中。二十多年矿山基层工作所积累的丰富而扎实的观察经验,再加上有了充分的学术资料和开阔的学术视野,他逐渐将自己过去的观察升华为理论,上文所介绍的“压剪性正断层与能量破裂原理”“盆山的起源”,都是在这个时期成形的。这一时期,他对现代地质学的思考也更加深刻与完整。

    他告诉我们,地质学的认识大致上经历了三个阶段:第一个阶段为“几何学”阶段,就是如实地观察各种地质构造的几何形状;第二个阶段是“运动学”阶段,就是从观察到的地质构造形状来分析其运动轨迹,判断它是怎么走到这一步的,未来还会走向何方;第三阶段是“动力学”阶段,就是要分析地质体为何会如此运动,其动力从何而来,这种动力未来会导致何种运动?与这三个认识阶段相对应,形成的知识体系分别是构造学(包括构造地质与大地构造)知识、演化学知识、动力学知识,对于这三个领域的知识,李先生的思想可用“三多”来概括:即“构造是多层次的,演化是多阶段的,动力是多元的”,另一种表达是“多层次构造观,多阶段演化观,多元动力成因观”。

    所谓“多层次的构造观”是指必须承认人们能直接观察和借助地球物理探测手段观察到的地质构造事实,一切可观察到的构造事实都表明地球是由多层强度、密度、成份不同的层圈构成的,不能想当然地以软流层上的刚性板块一语蔽之。而目前人们能观察到的构造也是一个阶段一个阶段演化过来的,构造演化的动力也是多种多样的,如地球自转力、陨星撞击力、重力、热力等等,这就是“多阶段演化观”与“多元动力成因观”。

    在地质学界,地质构造历来是争议最多的领域,前辈学者有“小构造,吵吵闹闹,大构造,胡说八道”的自嘲。之所以会如此,主要是因为观察条件所限,人们能看到的地质现象都是表面的(多是浅层的)、局部的、现时的,其演化过程(那是以百万年为基本单位的地质年代)已无法再现,造成这些过程的原因无法直接观察,人们只能从结果推测其原因,从局部推测到全局,从现在推测其过去。毋庸置疑,这种推测一定是多解的,多解的推测自然议论丛生,这是任何一个学科发展的必经阶段。但是科学研究的基本原则是承认观察事实,严谨地进行理论推导。对于板块学说应用于大陆这种明显违背观察事实的理论假说,早该加以扬弃,可今日中国之主流地质学界,还以其为言之凿凿的科学定论,不能不说让人感到遗憾了。

    李扬鉴先生的学说中,“大陆层控构造”理论和“压剪性正断层的形成机理”,均是被多种实际观察证明的事实,且有严谨的理论推理和准确的数学表达,这些学说大致在二三十年前就已经系统成形,早该成为构造地质学教科书的基础内容了。可遗憾的是迄今为止,我国的各类构造地质学的教科书中还只是在重复拉张性正断层的片面学说,还在跟随着板块学说睁着眼睛说瞎话,这使我想起德国哲学家胡塞尔的一句话,“这里无须要求人们用自己的眼睛来看,而是要求:不要在成见的压迫下将看到的东西解释为不存在。”

 

    笔者认为,在二三十年前,李扬鉴先生已经完成了构造地质学的一场革命,只是在巨大的成见惯性影响下,这些革命性的成果尚未被主流学术界所接受,尚未显示出其巨大的力量。之所以将其学术成果称之为是革命性的,不只是因为他完善了有关岩石断裂的基础原理,提出了更接近观察实际的理论解释体系,还因为他自始至终贯彻了现代科学的基本精神:摆事实,讲道理,通过这种方法,一步一步深入做下去,就会对构造地质和大地构造形成更符合实际的认识和更具逻辑说服力的理论解释。


5

 

    说到“成见”,我们得多说几句,因为这是李扬鉴先生后半生面临的最大“敌人”!

    “成见”是什么?

    “成见”就是人们从过去的生活经验、历史文化传统、占主流地位的学说理论灌输中,所形成的一整套习惯性的观念。这些观念是在日常生活与教育中日积月累形成的,人们已不去质疑它们是否与事实相符、是否正确、是否可靠,而仅仅是因为已经记住、已经习惯,就变成相信,就以它作为衡量一些新思想的标准。因此,“成见”是科学进步最大的敌人。

    李扬鉴先生在其回忆录《一个探索者的人生》中,对妨碍中国科学发展的成见有许多精彩的批评。在他看来,这种成见主要有两个特征:一是唯上,一是崇洋。“唯上”就是崇拜领导,崇拜权威;“崇洋”就是崇拜外国人,对本国人的创新成就视而不见。很多科学工作者评价科学成果是否正确的原则,不是其是否与事实相符、是否有逻辑力量,而是是否能得到上级领导的重视,是否能得到外国人的认可。这是一种被几千年专制历史奴役出来的“奴才人格”。李先生的议论虽然尖锐,但深信每位科研工作者都有亲身的感受。

    1958年,李先生因言获罪,在黑暗的矿井中,度过了20多年人生中最宝贵的时光,但这些苦难并没有磨蚀掉他的思想锋芒,暮年的他仍对中国文化中那种“奴性”的成见发出犀利的批评。

    1980年以后,他的工作状况和生活条件获得了巨大的改善,用他自己的话说:进入了天堂般的环境。对此,他感恩戴德。1985年,他经过多次申请,加入了中国共产党。他对祖国、对党,充满真诚的挚爱。但这种良好的生活条件与对党组织的挚爱,并没有使他只会歌功颂德,他对阻碍中国科学发展的观念和体制的批评依然尖锐。

    他真正做到了“威武不能屈,贫贱不能移,富贵不能淫”,自始至终保持了独立思考这种最宝贵的、使人成其为人的品格。

    当年在劳改矿山中,他曾受尽折磨,体重只有七十多斤,他自诉:那已不是度日如年,而是度分如年,已经多次走到死亡的边缘:险些被矿难事故炸死,几乎忍受不了折磨与屈辱而欲自尽。那时的他,已脆弱如一根苇草,但他终于活了下来,完成了他一个人的“科学革命”!

    是什么力量使他支撑下来?是什么力量使他在黑暗中掘出了光明?

    是思想!是独立自由的思想!是上帝也不能剥夺的思想!

 

    请允许我摘引法国大科学家、思想家帕斯卡尔那些广为人知的段落作为本文的结尾:

    “人只不过是一根苇草,是自然界最脆弱的东西;但他是一根能思想的苇草。用不着整个宇宙都拿起武器来才能毁灭他,一口气、一滴水就足以致他死命了。然而,纵使宇宙毁灭了他,人却仍然要比致他于死命的东西高贵得多;因为他知道自己要死亡,以及宇宙对他所具有的优势,而宇宙对此却是一无所知。

    因而,我们全部的尊严就在于思想。正是由于它而不是由于我们所无法充填的空间和时间,我们才必须提高自己。因此,我们要努力好好地思想,这就是道德的原则。

    能思想的苇草——我应该追求自己的尊严,绝不是求之于空间,而是求之于自己思想的规定。我占有多少土地都不会有用;由于空间,宇宙便囊括了我并吞没了我,如同一个质点;由于思想,我却囊括了宇宙。

    思想——人的全部尊严就在于思想!”Ω

 

  

 

   ①(德)胡塞尔《哲学作为严格的科学》,商务印书馆,2010年第一版,P69

   ②(法)帕斯卡尔《思想录》,何兆武译.P157-158.P164)商务印书馆198511月第一版。

 

 

 

 

 

 

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