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中国新论:地球不对称会带来什么?

2010-03-31 来源:中华读书报 作者:■唐圣平 我有话说
《地球的非对称性》是世界上第一部系统、深入地阐述地球不对称这一科学难题的论著,显示了作者在科学前缘开拓前进的勇气,也许这才是真正的创新精神和行动。

地球是宇宙中做旋转运动的固态行星,从一级近似尺

度看,它是扁率很小的对称椭球体,其内部层状结构也大体是对称的。但在更小或更精细的尺度上观察,地球的形状、表层构造和内部结构具有一定程度的非对称性,或是同理想对称性之间的偏离,它在数量级上可能很微小,但对地球的活动性研究却很重要。因为偏离对称就意味着差异或不平衡,与物质运动密切相关。类似的非对称性也存在于月球、金星等类地行星上。如果仍然只停留在对称性的基本假设框架下,而不去研究非对称方面,地球动力学就不能继续向前发展。国外曾有论著提到过这个问题,指出地球海陆分布的不对称等现象。

在上世纪,李四光等先辈们曾为现代地球科学的发展做出创造性贡献,为后人留下珍贵记录。但近年来,我国地球科学各学科领域的基础和应用研究中,从提出问题、概念、名词,建立理论或模型,到方法和技术,大都停留在引进、模仿、跟踪水平上,很少有敢于挑战国外权威或提出新理论的论文。另一令人担忧的倾向是,过度地强调SCI的意义,而忽视了独立创新这一科学成果评价中的核心问题。论著《地球的非对称性》则显示出作者勇于创新的姿态,如书中的“大西洋半球和太平洋半球的非对称”、“板条构造和板舌构造”、“层状构造热涌”等,都是作者根据对大量现象的观察研究,提出的新概念或新模型。从实际数据事实出发,不受已有理论的束缚,提出新的见解,并用更多的证据去检验,这是本书的基本风格,是第一重要特征。

《地球的非对称性》的第二个特征是它所体现的地球整体观念,即从整体和三维空间去观察和研究地球的构造和运动。由于地球科学学科的细分和长时间的研究习惯,或者是因为全球尺度问题的巨大复杂性和难度,很多中国学者将自己的工作局限于较小的范围,或至多是中国大陆;许多地质研究仍习惯于对地球表面现象的描述,不去探求深部的结构与动力作用。对大尺度区域以至全球范围和整个地球的问题,很少有中国学者敢于去探索,或习惯于引用国外的文献。实际上,自从板块构造理论出现后,将地球看作是一个完整的动力系统,已成为现代地球科学的基本观点,对许多局部的、区域性的问题,必须在全球框架下才能得到理解。例如2004年印度尼西亚8.9级大地震,震源破裂长度达1300千米,仪器观测到的变形范围超过3000千米,而且引起整个地球的长周期振荡运动。对这样的突发性地球变动,必须从整个地球的结构系统去观察和研究。最近几十年间,全球地震观测台网及地震层析成像、海底探测、以卫星为主导的空间大地测量等技术的发展和应用、计算机及互联网的迅速普及,为全球尺度的地学研究提供了日益增多的数据和技术条件,板块构造理论产生40多年后,地球理论研究应当有新的重大突破性进展。本书体现了作者对局部与整体之间关系的深刻认识,同时也是对推动整体地球动力学理论发展的贡献。

上世纪80年代,作者研究全球地震构造时注意到地球的非对称性。经过20多年的不懈努力,发现了大量的证据,形成了关于地球多方面非对称性的系统性的认识框架,并从对称与不对称在自然界和人类形象思维中的普遍性,更深刻地揭示了该问题的本质意义。本书第一章列举了大量古今中外的相关例证,给人以视野开阔、生动有趣的印象和感受,即使对非地球科学专业的读者,也会有一定吸引力。

最后要提及,涉及整体地球的科学研究是难度极大的工作,因为地球本身的时空尺度巨大,结构和运动状态复杂,而当前人类的观测能力仍然有限,已累积的可靠证据远远不够。本书中提出的一些新的观点和模型可能仅是初步的,还有待于检验,有些或许会引起争论。但这些都是科学探索中的正常现象,不影响本书的意义和价值。

  《地球的非对称性》,马宗晋、杜吕仁著,安徽教育出版社2008年2月,150.00元

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