李四光地质力学学派探析，本文主要内容关键词为：探析论文,学派论文,力学论文,地质论文,李四论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
中图分类号 N092：P5-092文献标识码 A文章编号 1000-0224（2008）02-0249-08
赫拉莫夫将科学学派定义为科学家的一种特殊的创造性联合，是在科学带头人领导下的某一科学方向上具有高度技能的几代研究者的非形式的创造性合作，这种合作是基于解决问题方法的统一，基于一定的工作作风和思维方式，基于实现问题的思想和方法的独特性，这种合作在这一知识领域获有重要的成果，赢得了声望和社会的承认。[1] 依照这一定义，笔者认为李四光地质力学研究共同体具备学派的基本特征。
1 李四光地质力学学派构成
地质力学学派是典型的有“核”型学派，李四光作为地质力学的创始人，是中国地质科学的先驱者之一，为中国地质科学理论的发展与相关应用做出了巨大贡献，被周恩来称为“科技界的一面旗帜”。
地质力学学派是伴随着地质力学理论的提出与深化而逐渐形成的。在地质力学学派中，围绕李四光为核心的主要组成人员，如张文佑、孙殿卿、吴磊伯、陈庆宣、谷德振、马宗晋、马胜云等人，基本上是李四光直接培养指导下成长起来的学生与长年追随李四光的助手，大部分毕业于北京大学地质学系。所以这一学派具有明显的学院化特征，师生关系是其基本结构。
地质力学学派中，一些成员长期在李四光指导下从事地质力学理论与实践探索，成为学派的主要人物，如中国科学院院士、地质学家孙殿卿、陈庆宣等，他们在地质力学领域进行了深入的探索，长期致力于地质力学的学科构建、广泛应用及教育传播。
地质力学学派中还有一些深得李四光地质力学思想精髓、自己又在新的理论领域或应用领域有所开拓的地质学家。如中国科学院院士张文佑是李四光早年培养的优秀学生，他将地质力学分析与历史分析结合起来所创立的断裂体系与断块大地构造学说，成为了20世纪50年代中国地质学界著名的四大构造学说之一。中国科学院院士谷德振早年曾为李四光助手，在地质力学理论指导下开展小构造研究，他提倡地质研究和力学分析相结合，创建了岩体工程地质力学。
当然，地质力学学派具有一定程度的流动性。一些早年追随李四光的学生和助手，曾与李四光一起开展地质调查，为地质力学的提出及证实积累了大量资料，如朱森、许杰、赵金科、马振图、徐煜坚等，有的早逝，如朱森，有的转向从事其他专业的研究，如许杰从事古生物学与生物地层研究、赵金科1949年后致力于古生物学与古地层学研究、马振图从事矿床地质勘探研究等。所以不同时期在李四光的指导下开展研究工作的学派构成人员是有变化的，而新的学生与助手是补充其学派成员的主要来源。特别是新中国成立后随着地质力学研究所的成立与地质力学专业的创立，不断有新生力量补充进来。如马宗晋，作为李四光学生孙殿卿的学生，是中国地质力学的第一个研究生，也成为地质力学学派的主要成员。
李四光作为地质力学学派的核心人物，不仅创立了地质力学这一新兴学科，而且在古生物学、地层学、大地构造学、第四纪冰川学等方面都做出了重要理论研究成果，在中国地质学界具有很高的学术地位，是中国地质学的奠基人之一，也是中国地质学学术活动的领导者，在国内外地质学界都有重要影响。同时，李四光也是科学活动家，新中国成立前曾任中央研究院地质研究所所长、北京大学地质系主任等职，新中国成立后任中国地质部部长、中国科学院副院长、中国科学院古生物研究所所长、地质力学研究所所长等职，在科学界、知识界有着广泛的影响。李四光本人正直诚实、平易近人，对学生既热情爱护又严格要求；他教育青年要有吃苦的精神和独立思考的态度，既要学识渊博又应品德高尚；他在教学方法上坚持理论联系实际，运用启发式教学，着重培养学生实际工作能力。李四光依凭其个人感召力，成为凝聚这一学派的坚实内核。
2 李四光地质力学学派研究纲领及实施
2.1 研究纲领的提出
地质力学是依据中国和亚洲大陆地质特征总结出来的大地构造理论。20世纪20年代到40年代，李四光把应用力学引入到地质学中，用力学观点研究地壳构造和地壳运动的规律。他认为，“地质力学之意义，在从地表岩体所经历过各种变形或破坏之方式，根据力学原理，探求各地域地壳发生运动之原因。”[2] 地球上各种构造现象都是地壳运动的产物，地壳在运动中必然有地应力在起作用，岩石在地应力的作用下会产生形变，留下波浪起伏的褶皱、纵横交错的断裂等各种构造形迹。反过来依据构造形迹的力学特征，就可以追溯力的作用方式，进而探索地壳运动的方向和起源。这种具有反序法特征的理论即是凝聚地质力学学派成员的共同学术纲领。
地质力学理论的提出历经20余年。1921年李四光研究中国东部石炭二叠纪沉积物时注意到海侵海退现象的南北差异，他由海水运动的方向性推断大陆运动也存在方向性。1926年李四光发表了《地球表面形象变迁的主因》一文，根据大陆上大规模构造运动的方向，推论出它们起源于地球自转速度的变化，提出“大陆车阀”控制地球自转速度的科学假说。这一理论成为地质力学发展的开端。此后为了确切论证大陆运动，研究的重点放在了通过对不同地区不同构造体系的全面认识，探索构造现象的本质，即把地壳运动问题与具体构造现象有机地联系起来。1929年李四光在《东亚一些典型构造型式及其对大陆运动问题的意义》的论著中明确了构造体系的概念，概括了不同类型构造体系的本质，测定了和每一类型构造体系有关地区的构造运动的方向和方式，为地质力学打下初步基础。30年代至40年代初，地质力学以构造体系的概念为指导，继续对尚未研究过的或尚未深入研究的各种具体构造类型进行研究，发现了许多构造体系的定型性、定位性和定时性及它们之间的复合关系，三者反映构造体系的形成与地球自转速率变化的密切关系，构造体系这一概念也得到了修改、补充和丰富，地质力学从萌芽阶段进入到发展壮大阶段。
1944年李四光提出地质力学这一新学科。他说：“地质力学为本人新创之名词，涵义为应用材料力学之原理，并就岩层变形后其所受应力分配之现象，以解释地质构造，更由是而求出若干地质力学原理。”[3] 1945年5月李四光正式印发《地质力学之基础》，1947年1月《地质力学的基础与方法》一书出版，成为地质力学学科正式建立的重要标志。
2.2 研究纲领的实施
李四光在研究与管理上所采取的一系列有效措施，对于地质力学研究纲领的实施与加强学派的凝聚都起到了重要的作用。李四光地质力学学派在新中国成立前主要以中央研究院地质研究所为学术活动基地。地质研究所成立时，李四光确定研究所工作方向应该着重于解决地质学上的理论问题；选择野外调查地区时，应事先与其他机构协商，避免重复；研究所人员要精干，地质研究所还可聘请其他机构有成就的地质学家为兼任或特约研究员；设备务求充实。李四光对研究人员非常严格，要求把野外的实地观察和实验室内的模拟实验结合起来，并对每个人的工作做出评价并提出意见；当研究人员做出成绩，他要给予鼓励，并争取一切机会，选送合适人选到欧美考察或深造；在他的倡导下，创办了“地质研究所同人半月会”，讨论交流地质学问题；他还把地质研究的成果及时汇编成册，分别用中文和英文出版。
地质研究所初建时，房屋、图书资料及实验设备都很缺乏，直至1933年才在南京有了固定的所址，添置了一些必备的仪器设备，但经费仍很困难。30年代至40年代正值抗日战争，李四光带领全所人员辗转内迁，地质研究所没有研究经费时，主要靠给湖北、广西等省做地质矿藏调查而得到一些经费来维持。同时，所里采用借调等办法，让部分中年研究员暂去大学受聘，解决他们的生活困难问题。正是这些措施的推行使地质研究所得以在工作和生活条件十分艰难的情况下仍坚持研究。从地质研究所成立到新中国成立前的20年间，朱森、许杰、张文佑、孙殿卿、马振图、吴磊伯、赵金科、陈庆宣、谷德振、徐煜坚等人在李四光带领或指导下，在江苏、浙江、安徽、贵州、湖南、广西、江西等地进行了大量的比较有系统的区域构造现象的地质考察，积累了丰富的实践资料，深入进行了中国地质主要构造体系类型的研究，充实论证了地质力学理论框架，使地质力学得到充分的发展。
2.3 研究纲领的深化
新中国成立以后，地质力学学科受到国家的重视和扶持。1956年地质力学研究室成立，1960年改为地质力学研究所，从科学院地质所及地质院校的毕业生中选调一些人加入到地质力学研究所中，开始培养专业人才。从此，地质力学研究所成为李四光地质力学学派开展学术活动的重要基地。
新中国成立后，李四光和地质力学学派的其他成员一起，不断完善地质力学的理论和方法，先后建立了旋扭构造、莲花状构造、辐射状构造、反S构造等多种构造型式；同时对各种构造体系与矿产资源的关系开展研究，并建立了不同构造体系与矿产关系的模式，特别对我国石油、铀、煤、钨矿和有色金属等矿产做出了预测。1962年李四光出版的《地质力学概论》成为地质力学研究史的重要里程碑，标志着地质力学走向成熟。而1965年李四光为《地质力学方法和实践》的编写工作拟定的大纲则是对地质力学的进一步总结与探索。他提出：“地质力学是一门边缘科学，它的一条腿站在地质学方面；另一条腿站在力学方面。反映地壳运动的一切现象，是它考察和研究的对象。由于地壳运动而产生的一切现象，包括构造体系的规律、海洋运动的陈迹等等，是实际的东西，从地质力学整体来看，关于这些东西的知识，是它主要的内容。按照认识的过程来看，我们必须把那些对于客观存在的感性知识，在主观方面加工，精炼出理性的知识。这就需要力学出来帮助，否则地质力学只能停留在描述现象的阶段，而很难揭穿那些现象发生的内在因素。”[4] 地质力学专门性刊物《地质力学丛刊》、《地质力学文集》等也为地质力学学派阐明自己的理论、进行研究与交流开辟了平台。李四光还亲自指导建立了泥巴模拟实验室、X光衍射及岩矿鉴定实验室、同位素年龄测定实验室、岩石力学实验室等，并经常到实验室指导和亲自参加实验，布置与指导所里的野外工作，帮助进行总结，克服了早期实验室条件简陋的缺陷，加大了地质力学实验室模拟工作的比较分析研究。在教育与传播方面，从1962年至1966年，地质力学研究所开办了三期地质力学进修班，为地质力学研究纲领的传播发挥了重要作用。
3 李四光地质力学学派的成就、影响与传承
李四光地质力学学派创立了地质力学理论，这一理论发展了地质科学的认识论和方法论。在科学思想上，地质力学强调地壳水平运动为主导的思想；科学方法上，地质力学用力学原理研究地壳构造产生、形成和发展的全过程，克服了传统构造地质学那种孤立描述构造形态的偏向，揭示了地壳运动的一般规律；科学地位上，地质力学向人们揭示出一幅地壳构造相互联系、地壳运动辩证发展的图景。[5] 在学科发展上，一些源于地质力学的交叉学科如工程地质力学、石油地质力学、应力矿物学和动力成岩成矿理论等也相继产生，这些学科的奠基人不少都是地质力学学派成员。
地质力学的成果也体现在对新中国的生产建设的指导作用上。李四光等将地质力学用于解决新中国石油急缺、地震预报、地热利用、工程场地安全、矿产预测等方面。例如根据扭动构造和新华夏系沉降带的特点，肯定中国石油勘探远景大有希望；运用地质力学理论和方法，组织和指导石油地质工作；此外在指导寻找金属、非金属各类隐伏矿体、地下水，及工程地质、地热地质、地震地质等诸多方面也都取得了成就。
中国地质学界普遍认为，从20世纪30年代到70年代之间，中国地质学领域涌现了五大大地构造学派。大地构造学在地质学领域中占有重要的地位，因为大地构造学的发展历史表明，它往往反映了不同时期的地质学在各个领域里的研究水平和总的发展趋势。一个新的大地构造理论和学说的出现，常常能对地质学的各个分支学科研究方向施以深远的影响。而在不到半个世纪的时间里，中国涌现了五大大地构造学说，作为开端的李四光地质力学以及积极发展的地质力学学派，对于开创当时中国地质学大地构造研究领域百家争鸣、蓬勃发展的局面起到了不可否认的积极作用。
但是，地质力学在一些方面也受到了地质学界的质疑，特别是在板块构造学引入之后，对比之下显示出了一些理论缺陷。包括：李四光提出的地球自转速率变化所引起的地球动力学机制，许多地质专家认为他过高地估计了地球惯性力（经向离心惯性力和纬向惯性力）。而且，地质力学只强调大陆构造和表层构造的研究，对于海洋构造和深部构造的研究比较薄弱，因此也影响了对地壳宏观运动的深入研究。在解释地质构造的演化历史方面，地质力学对地质历史上发生的超级大陆的形成与裂散、大洋的形成与消减和陆块的漂移在目前还无法给出合理的解释。此外，在方法和概念方面，建立构造体系和构造型式这一系统分析方法中存在对复杂地质现象简单化处理的弊端，在实际工作中，也的确有一些人将这一方法模式化应用，加上受当时测试水平和经费的限制，方法的可信度受到怀疑；另外，地质力学是李四光根据他生前当时的地质研究事实做出的概括，而在他身后，许多新的地质事实又被发现，如新的构造体系和构造型式，新的构造实体和构造复合关系，都要求在理论上做出新的概括；而且，地质力学提出的有些概念本身具有相对性，例如关于构造迁移和构造型式的定向性、定型性和定时性等，将复杂的地质现象简单化了。[6]
20世纪70年代学派核心人物李四光逝世，此时其他大地构造学派百花齐放，随后板块构造等学说被逐渐引入，地质力学发展盛况不再，学派也逐渐衰落。但孙殿卿、陈庆宣等人仍然坚持地质力学研究，不断完善并发展地质力学，使得地质力学方法逐渐实现科学化与系统化，并在地质力学的应用上有所创新。在70至80年代，孙殿卿对地质力学在油气勘探中的应用进行了总结回顾，出版了《从地质力学看我国石油资源远景》一书，在运用地质力学指导我国油气勘查中发挥了重要作用。90年代，孙殿卿组织一批地质力学研究者完成了《地质力学的方法与实践》等7部系列专著（包括1部修订本）和《全球构造体系纲要图》。20世纪80年代，陈庆宣编译出版了李四光著《地质力学概论》英文版以及为该英文版增补的全部参考文献；90年代，陈庆宣为地质力学在国土资源开发和国家重大工程建设方面的应用做了大量工作，推动地质力学在地壳稳定性和地质灾害方面的研究也获得了一些新的成果，出版了国际项目研究报告《区域地壳稳定性和地质灾害研究》。[7] 这些工作同时也为提高地质力学研究所在新构造、活动断裂、地壳稳定性和地质灾害研究领域的学术地位打下了基础。时至今日，地质力学研究所仍作为国家公益性地质科研机构存在并不断发展，地质力学仍然是其首要的研究方向。
4 李四光地质力学学派特征分析
4.1 国家重视下形成的特殊学派结构
一般的科学学派基本上是由核心人物与直接追随者形成的二级圈层结构，而李四光地质力学学派结构较为特殊，具有三级圈层结构，即在核心人物李四光与其直接指导下的研究者构成的内部圈层之外，还有外部圈层。
新中国成立之后，李四光地质力学以其自主创新性与实用性特点得到了国家的重视与支持，从而推动了地质力学的广泛传播。特别是20世纪50年代到70年代之间，国内学习地质力学的地学工作者为数不少，其中包括李四光指导过的一些地质工作者、自学地质力学思想的地质工作者以及李四光学生的学生等。例如20世纪60年代，由地质力学研究所主办，李四光主讲过3期地质力学进修班，参加者累计达到158人。各省和工业部门的野外地质队也办了很多地质力学学习班。地方院校、研究机构及地质队中还有许多主动学习探索地质力学理论与实践的地学工作者，他们也经常当面及写信向李四光及学派其他成员请教与探讨相关问题。这些研究者大部分不在学派基地工作或学习，但是接受地质力学学派的研究纲领，并从事地质力学的研究。
地质力学学派的这一结构特点是我们了解的其他学派所不具有的，但是学派作为一种特殊的创造性联合，并没有统一不变的结构与形式，鲜明的时代风格与民族特点也正是不同学派的魅力所在。
4.2 复杂社会环境中的学派运行
李四光地质力学学派成长的过程中，有20余年是处于社会动荡时期甚至是战争年代，社会环境因素不时阻碍着地质力学理论的深化与学派的发展，所以在困境中求发展也是地质力学学派不得不应对的难题。虽然地质力学学派的重要研究基地——中央研究院地质研究所于1928年成立，但由于国民党政府并不重视，几年间无固定所址，经费不足，资料匮乏，仪器设备简陋。早期进行野外地质考察时常遇土匪阻拦抢夺。进入抗日战争时期后，地质研究所更是几度搬迁，辗转数千公里，学派成员不仅没有基本的研究经费，而且生活困难，有时遭遇兵匪，生命安全也得不到保障。学派在这种环境下通过各种办法艰难地运行，一方面通过各种途径将宝贵的资料与仪器设备秘密存放以避免在战火中损坏丢失，另一方面通过为地方政府进行矿藏调查筹得一些研究经费，还将人员借调给大学和地方地质调查机构等部门以维持基本生活等。依靠各种手段的保障，学派成员持续进行的大量野外考察研究为地质力学理论框架的论证提供了关键的实践资料，积极开展的学术交流探讨也发展完善了地质力学的理论与方法。地质力学学派早期面对的政治与社会环境非常恶劣，甚至危及地质学家的生存。在这种环境下发展的学派在中外都是少有的。
我国在60年代发现了大庆油田。这一发现具有重要的意义：不仅为新中国脱去了“贫油”的帽子，而且是在我国经济面临极度困难、物质条件极度贫乏的条件下，由我国的地质专家和工程人员独立自主完成的。李四光地质力学被认为是直接指导发现大庆油田的理论学说，从此李四光与地质力学得到了国家的高度重视，李四光被称为“科技界的一面旗帜”，地质力学作为“我国地质专家独创的石油地质理论”得到了大力宣传。“文革”期间，对地质力学的宣传和推广达到了高峰，为普及应用地质力学，全国各地举办了各种类型的地质力学学习班、交流会，投入之多、参加人数之众，在科学事业普遍遭受重大打击的“文革”时期是少见的。北京大学、武汉地质学院都创办了地质力学专业，将地质力学应用于勘探探矿的作用也得到了空前重视甚至被宣传所夸大，李四光与地质力学一定程度上成为了地质学界乃至科学界的榜样。“文革”结束至今，对李四光与地质力学的宣传趋于理性，对发现大庆油田的地质理论依据与发现者之争出现并仍在进行。虽然“文革”时期特殊的政治与社会背景为地质力学的发展提供了强大的推动力，行政手段与大力宣传也为地质力学学派的运行提供了便利的环境，但是，政治对科学理论的过度干预会影响本学科发展的内在独立性与规律性，同时也会压制其他学科的发展，这对于科学的发展无疑是不利的。
4.3 鲜明的学派精神
在长期的科学研究与实践中，地质力学学派成员通过有形的与无形的凝聚力团结在一起，形成了鲜明的学派精神。20世纪初期李四光不囿于成见而敢于提出自己的新见解，使他成为中国地质学术界在地壳运动基本理论问题上面向国际地质学界发起挑战的第一人。而他开创的地质力学这门地质学与力学结合的边缘学科，为研究地壳运动起源和地壳运动规律另辟新径。地质力学学派在李四光的鼓励与支持下，也形成了不受成说束缚、独立思考、不断创新的良好氛围，如张文佑、谷德振等人都在地质力学的理论或应用上做出了重大的创新。
地质学研究离不开野外工作实践，地质力学学派更是将野外调查看作科学活动的第一需要。在野外考察中，学派成员常足踏草鞋，身背行李，风餐露宿，长途跋涉，冒着生命危险攀悬岩、下深谷考察地质现象。从地质力学提出到成熟的几十年间，地质力学学派成员进行了艰苦不懈的地质考察实践。例如早期成员赵金科曾在一个月内走遍人烟稀少的大瑶山区8个县，查明了在大瑶山一带广西山字形构造的两翼和中轴，受到李四光的高度评价。这种肯于吃苦、勤于实践的工作作风同样是地质力学学派精神的重要组成部分。地质力学学派还具有以国家兴亡为己任，将科学研究与国家需要紧密结合的优秀传统，不断探索地质力学在国家矿产预测、地震地质和地震预报、工程建设和矿山地质以及地热等方面的利用，为国家的建设做出了贡献。
随着科学的发展，集有效的研究、教育和交流等功能于一体的科学学派越来越被人们看作现代科学探索中科学家实现创造性联合的理想模式。与世界上学派林立的状况相比，我国的自然科学学派却屈指可数。李四光地质力学学派作为我国科学界少有的几个学派之一，不仅自主创立了地质力学学科，为国家的建设做出了重要贡献，而且经历了曲折的发展道路。对这一学派的研究，可以为我们今天制定重视与扶植学派的相关政策、构建科学自由争论的良好氛围提供重要的启示。同时，对本土科学群体的深入研究，也有助于将我国科学史与科学社会学中的长期关注科学巨人的眼光扩展至对科学群体的研究探索。
收稿日期：2007-03-08；修回日期：2007-12-23