地質(zhì)學(xué)在十八世紀(jì)開始成為一門獨(dú)立的科學(xué)，并在十九世紀(jì)早期達(dá)到成熟階段。在此以前，地質(zhì)學(xué)的知識(shí)還很零星分散。關(guān)于這方面的知識(shí)，如從地中開采金屬、粘土、煤和鹽的一些知識(shí)，早已為礦工和有關(guān)的人們所知曉，而自然哲學(xué)家們則大都脫離這些實(shí)踐，獨(dú)立形成自己的思辨性的地質(zhì)理論。一般說來，從地下開采出來的無機(jī)物被認(rèn)為是有生命的，受一種內(nèi)在的塑性力量的推動(dòng)或日月星辰的外來影響而成長(zhǎng)。舉例說，當(dāng)時(shí)礦山不時(shí)會(huì)停工，以便使新礦藏能夠成長(zhǎng)起來，代替開采了的礦物。普遍認(rèn)為化石是自然界在產(chǎn)生動(dòng)植物的過程中出的廢品，或者是偶然和生物形態(tài)相似的“自然界游戲”。在歷史上標(biāo)志一個(gè)嶄新時(shí)代開始的各個(gè)時(shí)期，也有一些人提出化石是生物遺體的說法：在蘇格拉底前的古希臘人當(dāng)中有可樂豐的色諾芬尼（XenophanesofColophon），在文藝復(fù)興時(shí)期有達(dá)·芬奇、吉羅拉摩·法拉卡斯托羅和喬爾丹諾·布魯諾。

但具有這種看法的人在十七世紀(jì)是不多的，因?yàn)槿藗冎赋觯绻乾F(xiàn)已絕跡的生物遺體，那末，構(gòu)成生物等級(jí)的那條巨大鏈條就不可能是連續(xù)和完整的了；當(dāng)某一物種滅絕以后，這個(gè)鏈條上就有了空檔，這樣整個(gè)世界也就變得不完善了。劍橋大學(xué)的牧師和自然科學(xué)家約翰·雷就反對(duì)化石是動(dòng)植物遺體的說法，后來雖勉強(qiáng)接受，但還加上一條反對(duì)理由，那就是很難想象屬于海中生物的貝殼化石會(huì)到了高山頂上。他認(rèn)為這些深深埋藏在高山巖層中的化石，很難用某種地上暫時(shí)發(fā)生過的大災(zāi)難，如摩西洪水來解釋它們。他還說，即使如此，洪水退落時(shí)，也會(huì)把這些化石動(dòng)物沖下去。倫敦格雷山姆學(xué)院的醫(yī)學(xué)教授約翰·伍德沃德（JohnWoodward，公元1665－1728）在公元1695年發(fā)表的《地球自然歷史試探》中對(duì)約翰·雷作了答復(fù)。伍德沃德認(rèn)為摩西洪水比約翰·雷所設(shè)想的災(zāi)難規(guī)模大得多。他寫道：“那時(shí)整個(gè)地球被洪水沖得土崩瓦解，而我們現(xiàn)在看見的地層都是從混雜的東西沉積而成的，就象含土液體中的沉淀一樣?！蔽榈挛值抡J(rèn)為洪水不僅消滅了地上大部分生物，而且還粉碎了地球的表面，并使地面的無機(jī)物在水中漂起來。這樣，通過沉積的過程，新的巖石層就形成了。動(dòng)植物的遺體也被卷入這一過程，因此在地層的最深處找到化石。最重的物質(zhì)如金屬、礦物和比較重的骨頭化石沉積在最低下的地層中，在它上面是白堊中較輕的海生動(dòng)物化石，最后在最高地層的沙土和泥土中的就是人和高級(jí)動(dòng)植物化石。伍德沃德就是這樣認(rèn)為化石是一度存在過的生物遺骸，并且聲稱化石是圣經(jīng)中摩西洪水的最可靠的歷史見證。接受這一看法的伍德沃德的同時(shí)代人，主要的有艾·哈雷和威廉·惠斯頓，但他們都不象他那樣堅(jiān)持神學(xué)的正統(tǒng)見解。他們提出摩西洪水無非是因哈雷彗星在其運(yùn)行非常接近地球的時(shí)候引起的潮汐巨浪。

雖然如此，伍德沃德的創(chuàng)見在十八世紀(jì)還是比較普遍地為人們所接受，從而在整個(gè)這段時(shí)期引起人們收集化石的興趣。甚至教堂墻壁上也掛起化石標(biāo)本，用這些標(biāo)本標(biāo)志“圣經(jīng)中提到的巨人的骨頭”。

伍德沃德和他的那些追隨者特別強(qiáng)調(diào)水，尤其是摩西洪水在形成巖層及形成巖層中化石的作用。但是當(dāng)時(shí)還有與之相對(duì)立的、強(qiáng)調(diào)火和火山活動(dòng)的作用的另一學(xué)派。約翰·雷在答復(fù)伍德沃德時(shí)就提出了山岳和干燥陸地是在上帝的命令下，通過地球內(nèi)部的火的作用，從海里上升起來的。在那些有活火山的國家中，這種說法似乎比洪水說可能性更大些，所以在公元1749年威尼斯的一個(gè)修道院的院長(zhǎng)安頓·莫羅（AntonMoro）就提出了地質(zhì)形成純粹是地球內(nèi)部熱力所致的理論。莫羅認(rèn)為摩西洪水只是次要的，在地質(zhì)學(xué)上也不是重要的事件。他認(rèn)為所有巖層都是由一系列的火山爆發(fā)的熔巖流所造成的，每一次火山爆發(fā)都把當(dāng)時(shí)的動(dòng)植物埋葬在新形成的地層中，所以巖層內(nèi)才有化石存在。

伍德沃德和莫羅兩個(gè)觀點(diǎn)的對(duì)立，標(biāo)志著十八世紀(jì)末關(guān)于地質(zhì)形成理論爭(zhēng)論的開端，這場(chǎng)熱烈的爭(zhēng)論，一方是強(qiáng)調(diào)形成地層的水的作用的水成說派，另一方是強(qiáng)調(diào)火的作用的火成說派。在這次爭(zhēng)論以前和以后，這兩種觀點(diǎn)都被看作是相輔而行的。但是在公元1790－1830年間，因?yàn)楫?dāng)時(shí)火成說和巖石層是逐漸定演化而來的理論結(jié)合在一起，而水成說則和地層是因突然的災(zāi)變而形成的理論結(jié)合在一起，雙方爭(zhēng)論尖銳起來，不過當(dāng)時(shí)也有一些人主張火成說同時(shí)傾向于突變說。在爭(zhēng)論過程中和在爭(zhēng)論之前，人們傾向于用純區(qū)域性或地方性的證據(jù)來支持這一種或那一種地質(zhì)理論。如考察過活的或死的火山的地質(zhì)學(xué)家就傾向火成說，而專門從事于沉積巖石研究的人則傾向水成說。

在發(fā)生爭(zhēng)論之前關(guān)于地質(zhì)學(xué)的一些演化論學(xué)說已經(jīng)有人提了出來，便是沒有能夠引起普遍注意，主要是因?yàn)檫@些理論帶有思辨性質(zhì)。當(dāng)時(shí)關(guān)于地球年齡的傳統(tǒng)說法主要是根據(jù)《圣經(jīng)》舊約中的人物世系，而作出地球年齡是六千年的估計(jì)，但也有一些人認(rèn)為這段時(shí)期要長(zhǎng)得多，布豐就是其中之一。巴黎皇家植物園的總管喬治·布豐，在公元1749年提出并在公元1778年加以仔細(xì)闡述過這樣一種關(guān)于地球演化的理論。他假定地球年齡為八萬年左右，并可分為七個(gè)發(fā)展時(shí)代。首先是由于太陽和一顆彗星相撞，一些物質(zhì)從太陽中迸發(fā)出來而形成太陽系。地球和其他行星一樣，開頭也是半液體狀態(tài)的熔融物，但由于繞軸自轉(zhuǎn)，赤道凸出出來而兩極則變?yōu)楸馄?，所以地球才成了它現(xiàn)在這樣的扁球形狀。后來地面形成一層堅(jiān)硬的地殼，而且隨著地球表面溫度的逐漸下降，地殼起了褶皺，使地上出現(xiàn)山脈和海床。接著是大氣中的水分凝結(jié)為浸沒整個(gè)大地的海洋。地殼的最高部分受到海水的潰蝕，而碎巖的沉積就形成了泥土。化石就是埋藏在這樣的沉積物中，它們?cè)际菨M布于海中的生物。后來地殼上出現(xiàn)了裂縫，許多水灌進(jìn)地球內(nèi)部，留出陸地來，并有植物在陸地上出現(xiàn)。隨后又有了陸地動(dòng)物，最后出現(xiàn)了人。( 文章閱讀網(wǎng)：www.sanwen.net )

布豐的理論具有高度的思辨性，不過他也企圖把經(jīng)驗(yàn)的驗(yàn)證方法介紹到地質(zhì)學(xué)中來，用一些鐵球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，來估計(jì)上述的那個(gè)發(fā)展過程所經(jīng)歷的時(shí)間。但是地質(zhì)學(xué)在這個(gè)階段采用實(shí)驗(yàn)室方法是受到限制的；它主要是一門野外的科學(xué)，需要從不同的地帶把觀察到的事實(shí)搜集起來。與布豐同時(shí)代的法國人，曾任奧良公爵的醫(yī)生的詹·格塔爾（JeanGuettard，公元1715－1786）和曾任工業(yè)總監(jiān)的尼古拉·德馬雷（NicolasDesmarest，公元1725－1815）就做過這種搜集工作。他們考察的范圍遍及法國各地，特別在他們認(rèn)為是許多死火山的奧汶地區(qū)作了大量觀察。格塔爾傾向于水成說，在公元1770年提出構(gòu)成愛爾蘭的“巨人堤道”上的“石柱”的玄武巖石是在水中結(jié)晶而成的假說。但德馬雷在年代悠久的火山的鄰近也發(fā)現(xiàn)了玄武巖石的石柱，認(rèn)為它們是由熔巖固化而來的?？偟恼f來，格塔爾和德馬雷都結(jié)合水成說和火成說，主張?jiān)趲r石形成的早期階段，熱力和火山起的作用很大，但是后來水的作用就更重要了。

格塔爾也是最早從事于地質(zhì)調(diào)查的一個(gè)人。他注意到地面上的礦物和巖石夾層總是并列存在，而從這些夾層的走向，他就得出結(jié)論，認(rèn)為在法國海岸邊陷入了英吉利海峽而似乎是消失了的夾層，應(yīng)該在英國南部重新出現(xiàn)。進(jìn)一步的考察證明他這個(gè)結(jié)論是正確的。后來在巴黎科學(xué)院的贊助下，他同化學(xué)家拉瓦錫合作調(diào)查了整個(gè)法國的巖石夾層的分布情況，于公元1780年出版一份大型的法國地質(zhì)圖。格塔爾沒有看出地面上并列的巖石夾層，在地下是垂線層迭的，這或許是由于當(dāng)時(shí)法國的開礦業(yè)還不十分發(fā)達(dá)，所以難以考察地殼的垂線切面。早在公元1719年，英國人約翰·斯特雷奇（JohnStrachey，公元1671－1743）對(duì)英國的門底普產(chǎn)煤區(qū)作了地質(zhì)調(diào)查，弄清楚那里從煤到白堊的巖層情況，隨后不久，柏林大學(xué)的地質(zhì)學(xué)教授約翰·勒曼（JohannLehmann，卒于1767年）和醫(yī)生格奧格·富克澤爾（GeorgFuchsel，公元1722－1773）也對(duì)哈爾茨山脈的產(chǎn)煤區(qū)進(jìn)行了同樣的地質(zhì)調(diào)查。

勒曼和富克澤爾把巖石的垂直系列看成是歷史的遞續(xù)現(xiàn)象，每一層都是在下一層的上面逐漸形成的。他們根據(jù)年代的遠(yuǎn)近，把巖石主要分為三類。首先是不含有化石的原始巖層，它們構(gòu)成山巒的核心；其次是第二層的沉積物，含有簡(jiǎn)單的海生物化石；最后是第三層的巖石，含有陸上動(dòng)物和植物化石。勒曼和富克澤爾認(rèn)為這些巖層都是由海里的沉積物形成的，由于地殼在冷卻過程中產(chǎn)生了褶皺，這些巖層也就有了傾斜的情況。他們的觀點(diǎn)得到在俄國女王喀德琳二世下面任事的德國人彼得·帕拉斯（PeterPallas，公元1741－1811）的支持。帕拉斯于公元1768到公元1784年間在烏拉爾山脈一帶進(jìn)行過廣泛的地質(zhì)調(diào)查，觀察過烏拉爾山區(qū)的巖層有顯著的傾斜現(xiàn)象，較近的由于沉積形成的山頂巖石受了風(fēng)化侵蝕，使得它下面的原始巖層露了出來。

下一個(gè)重要的德國地質(zhì)學(xué)家是阿伯拉罕·維爾納（AbrahamWerner，公元1749－1817）建立了一個(gè)純水成說的學(xué)派，上述的演化論觀點(diǎn)并未受到他的注意。他出身于一個(gè)礦業(yè)家庭，三百年來都和采礦工業(yè)有著聯(lián)系。他繼承了家庭傳統(tǒng)，從公元1775年直到逝世，都是弗賴堡礦業(yè)學(xué)院的校董。維爾納沒有發(fā)表過多少著作，但是他是一個(gè)很受歡迎的教師，從歐洲各地吸引了許多學(xué)生到弗賴堡學(xué)院來。事實(shí)上，他的見解是通過講課而傳開的，而他的許多學(xué)生則在十九世紀(jì)初期使水成說成了主要的地質(zhì)學(xué)說。維爾納的地質(zhì)學(xué)理論是伍德沃德早期洪水說的一個(gè)通俗化了的增仃本。他認(rèn)為地球最初為一片原始的海洋浸沒著，所有巖層都在海中通過結(jié)晶化、化學(xué)沉淀和機(jī)械沉積而形成的。

維爾納認(rèn)為首先出現(xiàn)花岡石那樣的原始巖石，這是在原始海洋中通過結(jié)晶化而形成的：原始巖石里完全沒有化石。然后是所謂“過渡性”的巖石如石英、板巖等等，其中只有少數(shù)化石，這些是在海洋中由于沉淀而成的。其次是沉積巖，由水中沉積的固體形成，如煤和石灰?guī)r，含有大量化石。最后是次積巖或?qū)鷰r，如沙石和粘土等，它們是其他巖石經(jīng)過風(fēng)化所產(chǎn)生的碎屑形成的。維爾納認(rèn)為火山是煤在地下著了火所導(dǎo)致的，它產(chǎn)生的熱熔化了附近的巖石，因而不時(shí)爆發(fā)，噴出熔巖。因此，對(duì)維爾納來說，熱力并不是一種重要的地質(zhì)力量：由于煤的燃燒而引起的火山爆發(fā)只是一種較晚的、輔助的巖石形成因素，是在主要巖層都已形成以后才出現(xiàn)的。

維爾納在世是正處在德國“自然哲學(xué)”最昌盛的時(shí)期，看來也受到這種思想流派的影響。他關(guān)心的巖石的可能起源問題，認(rèn)為他假定的原始海洋是所有巖層的共同來源。和維爾納同時(shí)代的其他地質(zhì)學(xué)家對(duì)巖石的終極來源并不關(guān)心，他們所關(guān)心的是今天還在起著作用的地質(zhì)力量，并設(shè)想這些力量自有地球以來就已存在，并可用來解釋巖層形成的原因。維爾納也把他的四類巖石作為巖石的基本類型：所有巖石都可納入四類中的一類，而無論是哪一類都是通過結(jié)晶化、沉淀或沉積的作用而形成的。同樣地，當(dāng)時(shí)德國的生物學(xué)家也把生物物種看作是來自一個(gè)來源，所有動(dòng)物和植物只不過是少數(shù)原始類型的變形。在實(shí)用的問題上，維爾納強(qiáng)烈地受到他在采礦方面的興趣的影響，事實(shí)上在某些方面他的地質(zhì)學(xué)是從屬于礦物學(xué)的，因?yàn)樗歉鶕?jù)巖石所含有的礦物而不是根據(jù)巖層中的化石來對(duì)巖石進(jìn)行分類。后一種方法后來成為巖石分類的標(biāo)準(zhǔn)方法。維爾納的實(shí)地觀察主要局限于薩克森和波希米亞，這些都是采礦區(qū)域，礦藏特別豐富。維爾納根據(jù)巖石含礦情況對(duì)巖石進(jìn)行分類，因此很有用，但并不象根據(jù)化石進(jìn)行分類的方法能指出巖層年代的順序。不但如此，這種方法還不能隨便用于薩克森和波希米亞以外的、含有不同種類的巖石和不同順序的巖層。但是維爾納學(xué)說的一個(gè)最重要的缺點(diǎn)，是它沒有解釋巖層形成以后原始海洋為何不見了。維爾納的學(xué)生、愛丁堡大學(xué)的博物學(xué)教授羅伯特·詹姆遜（RobertJameson，公元1774－1854），在公元1808年發(fā)表的《地質(zhì)學(xué)綱要》一書中闡述了維爾納的理論。詹姆遜在書中講到原始海洋的消失問題：

“雖然我們還不能很圓滿地答復(fù)這個(gè)問題，但是水量減少和消退的說法還是一種可能性很大的解釋。我們相信這是真理，而且事實(shí)上就是如此，雖則我們還不能解釋它。根據(jù)觀察知道一個(gè)重大現(xiàn)象曾經(jīng)發(fā)生過，這同肯定它是怎樣發(fā)生的，絕不是一回事。”

維爾納的理論就是建立在這樣的假定上。他把巖石的來源原則上歸之于沒有觀察到的原始的海洋，并且假定原始海洋完成其作用以后，就由于某種莫名其妙的原因消失了。愛丁堡的一位業(yè)余科學(xué)家詹姆斯·赫頓就反對(duì)維爾納理論，提出只能用現(xiàn)在還在起著作用的地質(zhì)力量來解釋巖石的形成過程。赫頓受過醫(yī)學(xué)訓(xùn)練，但從未行醫(yī)。他參加了當(dāng)時(shí)的農(nóng)業(yè)和工業(yè)活動(dòng)，把他在諾?？丝W(xué)到的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)新方法用在貝里克郡自己的田產(chǎn)上，并開辦一個(gè)制造銨鹽的工廠；這使他獲得足夠的收入，能安心從事于科學(xué)和技術(shù)的研究。公元1785年，他在愛丁堡的皇家學(xué)會(huì)宣讀了一篇論文，扼要地闡述了他的地質(zhì)學(xué)理論；十年后他又出版了他的主要著作《地質(zhì)學(xué)理論》，更加充分地發(fā)揮了他的論點(diǎn)。和維爾納相反，赫頓強(qiáng)調(diào)了地球內(nèi)熱的地質(zhì)作用，不過也承認(rèn)水的地質(zhì)形成作用。他在諾?？丝ぐl(fā)現(xiàn)沿海岸許多含有石礫砂土和泥土的巖層，在地下一直伸到內(nèi)陸的田地下面，這些都是河水把山上風(fēng)化了的碎屑沖到海里積累而成的。他認(rèn)為凡是沉積巖，都是通過地球的內(nèi)熱結(jié)合地面陸地和海洋的壓力作用于這樣積累起來的砂石和泥土而形成的。沉積巖是非晶質(zhì)的，但他發(fā)現(xiàn)構(gòu)成蘇格蘭山脈的巖石則是晶質(zhì)的，因此他設(shè)想這些結(jié)晶巖是由于融巖的固化而直接形成，而不象維爾納設(shè)想的那樣，是礦物在水溶液中結(jié)晶的產(chǎn)物。

赫頓主張地球內(nèi)部是熔融的巖石，地球的堅(jiān)固表面就仿佛是作為它們的容器，容器封閉得很緊，只有一些火山算是安全的活門。他認(rèn)為，熔融巖石時(shí)而從地下的裂縫中迸發(fā)出來，使上面的沉積層發(fā)生傾斜。熔融巖石接著就固化了，從而形成結(jié)晶巖層如玄武巖和花岡巖等，這樣山嶺就具有結(jié)晶層的核心和沉積層的表面。在有些山的腳下，他發(fā)現(xiàn)在傾斜的沉積層上面還有一些水平沉積層，于是得出結(jié)論，認(rèn)為從傾斜巖層的形成到新的水平巖層的積累經(jīng)過很長(zhǎng)的一段時(shí)期。事實(shí)上赫頓不認(rèn)為地球的地質(zhì)形成過程有什么起點(diǎn)：地球的年代無限長(zhǎng)，而且一直都是由現(xiàn)在還起著作用的那些力量在形成、毀壞、再形成構(gòu)成地殼的那些巖層。赫頓和那些認(rèn)為人類不論在何時(shí)何地都非常相似，并從而得出進(jìn)步觀念的十八世紀(jì)法國機(jī)械論哲學(xué)家一樣，也是從自然界的力總是守恒這一概念出發(fā)，引伸出他的地質(zhì)發(fā)展論點(diǎn)。法國機(jī)械論哲學(xué)家認(rèn)為人的生理和精神力量總是守恒的，因而人才能為人類積累經(jīng)驗(yàn)并起著進(jìn)步作用；赫頓和這些法國哲學(xué)家一樣，也認(rèn)為由于地質(zhì)力量總是守恒和始終一樣，所以才出現(xiàn)巖層的歷史順序。這時(shí)候太陽系是機(jī)械的穩(wěn)定并能永遠(yuǎn)保持其自身運(yùn)動(dòng)的理論已經(jīng)確立，赫頓就是根據(jù)這一理論來提出他的地球上巖石形成力量總是不變的觀點(diǎn)的。他寫道：

“從行星的周轉(zhuǎn)來看，人們可以得出結(jié)論說，行星還會(huì)按照一定的體系繼續(xù)周轉(zhuǎn)下去。但是如果在自然界體系中世界是周而復(fù)始的，那末要在地球起源之上再去尋找什么，就是白費(fèi)了。因此，我們的研究結(jié)果表明，即無一個(gè)開始的跡象，也無一個(gè)結(jié)束的前景?！?/p>

赫頓的理論得到他的兩個(gè)友人，愛丁堡大學(xué)的博物學(xué)教授約翰·普萊費(fèi)爾和愛丁堡的一個(gè)業(yè)余科學(xué)家詹姆斯·霍爾爵士的支持，并由他們加以發(fā)展。普萊費(fèi)爾在公元1802年出版了《赫頓學(xué)說的例證》，把赫頓的學(xué)說說得比赫頓本人還要清楚，并在書中提出了普萊弗爾自己的見解，認(rèn)為冰川曾經(jīng)是地質(zhì)上的一個(gè)主要力量，因?yàn)楸ò汛髩K巖石從一個(gè)地方帶到另一個(gè)地方。霍爾在公元1790到公元1812年間進(jìn)行了一些支持赫頓理論的重要實(shí)驗(yàn)。維爾納的學(xué)生和追隨者反對(duì)赫頓，他們認(rèn)為：第一，熔融的巖石不會(huì)因固化而變得結(jié)晶化，只會(huì)象火山發(fā)出的熔巖那樣，變?yōu)椴Ａ畹臇|西；第二，有砦巖石如石灰?guī)r受熱后就會(huì)分解?；魻栐诶沟囊粋€(gè)玻璃工廠中看到，如果讓熔融的玻璃非常緩慢地冷卻，它就結(jié)晶化并變成不透明體，而如果讓它很快地冷卻，它就會(huì)變成透明的玻璃狀態(tài)。他假定熔巖也應(yīng)該是如此，于是從維蘇威火山和埃特納火山弄到了一些熔巖，放在鐵廠的高爐中熔化。如他所料，如果讓熔融巖石慢慢冷卻，它就變成象玄武巖那樣的結(jié)晶質(zhì)，如果讓它很快冷卻，它就變成玻璃狀的東西?；魻栠€進(jìn)一步表明，如果把石灰石放在一個(gè)封閉的容器中加熱，它并不象水成說派所說的那樣分解掉，而是象赫頓所提示過的那樣，在冷卻后變成大理石一類的東西。在另外一些實(shí)驗(yàn)中，霍爾發(fā)現(xiàn)如果把散沙放在一個(gè)裝滿海水的鐵壺中加熱，它就會(huì)變得象沙巖一樣堅(jiān)硬結(jié)實(shí)，而這也支持了赫頓的觀點(diǎn)。

盡管霍爾作了許多實(shí)驗(yàn)，赫頓的理論開頭并沒有為人們普遍接受，因?yàn)檫@些理論被看作對(duì)傳統(tǒng)宗教，甚至當(dāng)時(shí)社會(huì)的一切傳統(tǒng)秩序起破壞作用的。愛丁堡的約翰·威廉斯，一個(gè)曾對(duì)煤炭層作過重要研究的地質(zhì)學(xué)家，在他公元1789年出版的《礦物界的自然史》一書中，就對(duì)赫頓進(jìn)行攻擊，說他是主張無神論的。威廉斯說：

“赫頓關(guān)于地球的永恒性的狂妄和牽強(qiáng)的見解，首先把人引向懷疑論，最后把人引向十足的反正統(tǒng)信仰和無神論。如果我們一旦相信世界是永恒的，并能繼續(xù)產(chǎn)生不斷進(jìn)步的萬事萬物，我們就會(huì)認(rèn)為不需要有一個(gè)統(tǒng)治力量來干預(yù)一切；而且因?yàn)槲覀儫o從靠肉眼看到至高無上的主宰……我們就會(huì)把一切都?xì)w之于盲目的機(jī)會(huì)?！?/p>

他還以肯定的口氣說，一切叛逆行為“都終久要陷入無政府狀態(tài)、混亂和苦難，而學(xué)術(shù)性的背叛也必然會(huì)如此”。夏洛特皇后御用的《圣經(jīng)》宣讀員德魯克也提出類似的批評(píng)。他在公元1809年出版的《地質(zhì)學(xué)導(dǎo)論》一書中，說地質(zhì)學(xué)的知識(shí)對(duì)當(dāng)時(shí)的神學(xué)家們已經(jīng)是少不了的了，因?yàn)?/p>

“沒有任何自然科學(xué)的結(jié)論，比牽涉到《創(chuàng)世紀(jì)》對(duì)于人們更加重要的了；因而把這樣的書列入神話之類，就會(huì)使人們對(duì)他們所最需要的那一部分知識(shí)變得蒙昧無知；而這一部分知識(shí)就是關(guān)于人的由來、人的天職和人的命運(yùn)的。”

諸如此類的批評(píng)使赫頓的理論在當(dāng)時(shí)非常不受歡迎，直到三十年代才又一次被提出而被人們廣泛地接受。在此之前地質(zhì)學(xué)有了許多技術(shù)上的進(jìn)展，從而為赫頓觀點(diǎn)后來的復(fù)興和擴(kuò)充提供了經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)。公元1807年成立了以發(fā)展地質(zhì)學(xué)知識(shí)的英國地質(zhì)學(xué)會(huì)。這個(gè)學(xué)會(huì)早期的大部分成員是水成說派，也就是維爾納的追隨者，但是一個(gè)蘇格蘭的會(huì)員麥卡洛克（MscCulloch）卻支持赫頓學(xué)說的火成說觀點(diǎn)。學(xué)會(huì)開會(huì)不時(shí)發(fā)生理論上的爭(zhēng)執(zhí)，不過在十八世紀(jì)三十年代以前，爭(zhēng)論主要是環(huán)繞赫頓的進(jìn)化說進(jìn)行的。順便提一下，地質(zhì)學(xué)學(xué)會(huì)的成立說明了在十八世紀(jì)和十九世紀(jì)早期，英國自然科學(xué)界中的不信國教的人數(shù)是相當(dāng)可觀的：地質(zhì)學(xué)學(xué)會(huì)十三個(gè)會(huì)員當(dāng)中就有四個(gè)是公誼會(huì)教徒和一個(gè)一神教派的牧師。

公元1790至公元1830年這一段時(shí)期被稱為“地質(zhì)學(xué)的英雄時(shí)代”。在這個(gè)時(shí)期，在考察巖層順序以及巖層所含礦物和化石上，人們做了大量工作。工作方法的一大進(jìn)步表現(xiàn)在用根據(jù)化石內(nèi)容來進(jìn)行巖層分類。這種方法布豐早就提出過，但加以廣泛應(yīng)用的則是英國的土地測(cè)量工作者威廉·史密斯（WilliamSmith，公元1769－1839）和法國的生物學(xué)家喬治·居維葉。史密斯被雇用來勘測(cè)索默塞特運(yùn)煤的運(yùn)河，為此他曾走遍英國去看別的運(yùn)河是怎樣建成的。在從事這項(xiàng)工作以及其他的排灌水利工程時(shí)，他發(fā)現(xiàn)英國的各種不同巖層，從煤層到白堊層，都可根據(jù)其所含化石的不同加以區(qū)別。史密斯設(shè)想，具有同樣化石的不同地方的巖層都屬于同一年代，雖則他對(duì)巖層的形成沒有提出理論。他在公元1799年發(fā)表了他的巖石分類法，并在公元1815年繪制成份表明橫貫整個(gè)英國地面的巖石夾層的地質(zhì)圖。接著在公元1817年，他又出版了一份表明英國地下巖石層的縱切面順序圖表。史密斯主要關(guān)心的是簡(jiǎn)單的海生動(dòng)物的遺體，特別是貝殼化石，因?yàn)樗闹饕d趣是對(duì)含有這種化石的巖層進(jìn)行分類。居維葉更關(guān)心的則是陸上動(dòng)物的遺體，因?yàn)樗呐d趣在于根據(jù)這些遺體把現(xiàn)已絕跡的動(dòng)物復(fù)制出來，而這個(gè)問題就脊椎動(dòng)物來說比其他動(dòng)物更容易解決些。他還很重視化石在地質(zhì)學(xué)上的重要性，所以在公元1812年出版的、主要論述絕跡動(dòng)物復(fù)原的《化石骨胳研究》的導(dǎo)言中，他提出了一個(gè)關(guān)于地球地質(zhì)發(fā)展過程的理論綱要。

正如我們論及居維葉對(duì)拉馬克主義的態(tài)度時(shí)所說的，居維葉非常反對(duì)生物學(xué)中的進(jìn)化理論，同樣對(duì)赫頓的地質(zhì)演化說也表示反對(duì)。他認(rèn)為自然界現(xiàn)在還在起作用的那些力量并不足以解釋巖石的成因，因?yàn)閹r層與巖層之間并不顯示連續(xù)性。不同的巖石層之間有很明顯的分界標(biāo)志，而每一巖層也有其特殊的、別處找不到的化石遺體。這就表明每個(gè)巖層都是由某一種特殊的強(qiáng)大動(dòng)力所造成的，而不是由現(xiàn)在還在起作用的微小力量所造成的。他認(rèn)為造成巖層的主要力量是一系列的洪水災(zāi)變，這樣的洪水的最后一次泛濫，就是五、六千年前出現(xiàn)的摩西洪水。每一次洪水泛濫都把地球上的生物幾乎掃蕩凈盡，并沖蝕地球的表面，而當(dāng)洪水退卻之后，就通過沉積而出現(xiàn)了一個(gè)含有生物遺體的新巖層。這些災(zāi)變還動(dòng)搖了以前所有洪水所產(chǎn)生的各個(gè)巖層，使它們產(chǎn)生歪曲和偏斜的現(xiàn)象，而這也就是早期的巖層比晚期的巖層更加彎曲和偏斜的緣故。居維葉的影響有幾十年之久，他不但在法國反對(duì)地質(zhì)的演化說思想，并且反對(duì)生物的演化說思想。居維葉本人是水成說者，但他的信徒們并不都認(rèn)為形成地質(zhì)巖層的災(zāi)變是由洪水所致。巴黎礦業(yè)學(xué)院教授愛理·德·博蒙特（EliedeBeaumont，公元1798－1874）在公元1829年提出一種火成說的理論，認(rèn)為地質(zhì)災(zāi)變是由地球內(nèi)部的液體冷縮，而使堅(jiān)實(shí)地殼突然發(fā)生裂縫所致。在德國，維爾納的學(xué)生利奧玻爾德·馮·布赫（LeopoldVonBuch，公元1774－1852）也持有類似的見解，不過他和博蒙特都不能接受地球地質(zhì)的緩慢演變的發(fā)展說，因?yàn)檫@一觀點(diǎn)代表了當(dāng)時(shí)英國火成說的見解。

當(dāng)時(shí)在英國，接受維爾納和居維葉的地質(zhì)學(xué)說的人很多，因?yàn)檫@些學(xué)說不象赫頓的理論那樣和當(dāng)時(shí)的神學(xué)有抵觸。英國的兩個(gè)地質(zhì)學(xué)教授，劍橋大學(xué)的亞當(dāng)·席基威克（AdamSedgwick，公元1785－1873）和牛津大學(xué)的威廉·巴克蘭（WilliamBuckland，公元1784－1856）都是牧師，并且都是熱心水成說的。巴克蘭于公元1823年出版的《洪水遺跡》是企圖把神學(xué)和地質(zhì)學(xué)結(jié)合起來的最后一部書。他假定有一個(gè)“前亞當(dāng)?shù)臅r(shí)代”存在，這個(gè)時(shí)代從創(chuàng)造天地開始到《創(chuàng)世紀(jì)》的第一天為止，約有幾百萬年。在這段前亞當(dāng)時(shí)期中，巴克蘭認(rèn)為，出現(xiàn)了維爾納和居維葉設(shè)想的那些主要的地質(zhì)變化。席基威克最初也屬于水成說派。在公元1819年當(dāng)他被任命為劍橋大學(xué)的地質(zhì)學(xué)教授的時(shí)候（劍橋的地質(zhì)學(xué)講座是伍德沃德設(shè)立的），他寫道，他“滿腦子都是維爾納的思想，甚至準(zhǔn)備犧牲自己的見解，接受維爾納所有的信條──做一個(gè)維爾納的奴隸”。雖說如此，席基威克和他的一位鄉(xiāng)紳友人羅德里克·麥其生（RoderickMurchison，公元1792－1871）一同進(jìn)行地質(zhì)學(xué)研究，最后卻把維爾納的地質(zhì)學(xué)體系推翻了。威廉·史密斯曾經(jīng)對(duì)含有化石的那些晚出的巖層進(jìn)行研究，他研究的最下巖層是煤的巖層。席基威克和麥其生研究了在威爾斯地區(qū)發(fā)現(xiàn)的早期巖層，這些都是含極少量的完全不含有化石的原生巖層，其成因很難說是由于水的化學(xué)作用或機(jī)械作用。席基威克發(fā)現(xiàn)了寒武紀(jì)的地質(zhì)層，麥其生發(fā)現(xiàn)了志留紀(jì)的地質(zhì)系，他們兩個(gè)人還一同發(fā)現(xiàn)了介于志留紀(jì)和煤巖層之間的泥盆巖。然后他們周游歐洲大陸去考察與這些巖層近似的其他地方的巖層，并在公元1829年得出結(jié)論，原生巖層不是象維爾納設(shè)想的那樣是在水中結(jié)晶而成的，而是熔融巖石的固化或凝固化的結(jié)果。席基威克聲稱他由于追隨維爾納，白費(fèi)了兩年的時(shí)間，不過他現(xiàn)在只準(zhǔn)備接受赫頓的火成說，而不接受赫頓的進(jìn)化理論。

但是，巴克蘭的一個(gè)學(xué)生查理·賴爾（CharlesLyell，公元1797－1875）單獨(dú)地得出了赫頓學(xué)說的部分結(jié)論，而且后來又對(duì)赫頓的著作進(jìn)行了研究。賴爾本人在地質(zhì)學(xué)上并未作過什么重大的實(shí)際發(fā)現(xiàn)，他的巨大貢獻(xiàn)主要在于把許多分散的地質(zhì)學(xué)知識(shí)聯(lián)系起來。他的游蹤甚廣，考察了歐洲許多不同地區(qū)的巖層，能夠運(yùn)用赫頓所沒有用過的大量事實(shí)來支持地質(zhì)的進(jìn)化理論。他的主要著作《地質(zhì)學(xué)原理》出版于公元1830－1833年間，書的副標(biāo)題是《以現(xiàn)在還在起作用的原因試釋地球表面上以前的變化》。在書中，賴爾重述了赫頓的主要理論，即只能用現(xiàn)在還在起作用的地質(zhì)力量去解釋地球過去的發(fā)展，而且為了這一點(diǎn)，必須假定這段時(shí)期是極其漫長(zhǎng)的。賴爾寫道：

“比起任何其他的先入之見來，認(rèn)為過去的地質(zhì)年代在時(shí)間上是有限的看法，對(duì)地質(zhì)學(xué)的進(jìn)展起著阻礙的作用；除非我們習(xí)慣于把過去的地質(zhì)年代看作可能是無限漫長(zhǎng)的……，否則我們?cè)诘刭|(zhì)學(xué)上就有陷入極端錯(cuò)誤觀點(diǎn)的危險(xiǎn)。”

維爾納從一個(gè)具體的但是假設(shè)性的巖層成因，即從原始海洋出發(fā)，向前推論下去。赫頓和賴爾則從現(xiàn)在還在起作用的地質(zhì)力量出發(fā)，往后追溯上去。赫頓和賴爾的理論被稱為“不變說”，因?yàn)樗俣ㄒ郧捌鹱饔玫牡刭|(zhì)力量和現(xiàn)在的地質(zhì)力量一直是一樣的。早期的機(jī)械論哲學(xué)家假定自然界是物質(zhì)體系（包括太陽和生物體系）在整個(gè)地球歷史時(shí)期是守恒的。現(xiàn)在的著重點(diǎn)改變了，認(rèn)為守恒的不是自然界的物質(zhì)體系而是自然界的那些力量。所以地球上的物質(zhì)通過不變力量的作用改變著，因此只要把過去的那種非歷史性的機(jī)械論世界觀擴(kuò)大一下，就可以推論出地質(zhì)的進(jìn)化論思想。

賴爾開頭是一個(gè)堅(jiān)定的均變說者，除了巖層的依次積累外，很不愿意承認(rèn)地球的情況還有過什么重要變化。他承認(rèn)地球歷史上雖有過氣候變化，并把其原因歸之于陸地和海洋的分布情況不同；但是他開頭拒絕承認(rèn)地球的生物種類有過什么變化，正由于此，所以他在十九世紀(jì)二十年代拒絕接受拉馬克的生物進(jìn)化說。但是巖層中化石的順序很明顯地表明，如果有一個(gè)地質(zhì)演化過程存在，那末生物也就必然有一個(gè)演化過程。因此，三十年代中賴爾在這個(gè)問題上就改變了他的原來見解。在公元1836年寫給約翰·赫舍爾的一封信中，賴爾說道：

“關(guān)于新物種的由來的問題，我很高興聽到你認(rèn)為可能是由于居間原因的干預(yù)所致。這樣的思辨性結(jié)論我寧可不講明它而讓讀者自己去推論出來，因?yàn)槲艺J(rèn)為不值得因此而激怒一些人。”

在那些反對(duì)賴爾理論的老一輩地質(zhì)學(xué)家看來，這里的涵義也是非常明顯的。亞當(dāng)·席基威克，老派地質(zhì)學(xué)家當(dāng)中最精明的一個(gè)，在公元1831年任地質(zhì)學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng)的就職演說中指出，賴爾理論的一個(gè)主要困難就是它意味著生物物種的進(jìn)化。席基威克說：

“我可以提醒你們，在我們追溯地質(zhì)歷史的過程中，當(dāng)我們跨出最初一步時(shí)，我們就碰上一大批現(xiàn)已絕跡的動(dòng)物和植物形式。我現(xiàn)在要問，難道這些東西不是表明有一種變化和調(diào)節(jié)的力量存在，而且絕不同于我們通常所理解的自然規(guī)律。我們是追隨上世紀(jì)的博物學(xué)家們，說這些東西只是自然界出的廢品呢，還是采納自然發(fā)生和物種變化的說法，并且接受上兩種說法的各種荒唐的結(jié)論呢？”

當(dāng)達(dá)爾文在公元1859年出版他的《物種起源》時(shí)，賴爾就是最先接受這一理論的一個(gè)。在公元1865年席基威克又說：

“賴爾會(huì)把這種學(xué)說全部吃下去，我并不奇怪，因?yàn)闆]有這種學(xué)說，賴爾闡述的那套地質(zhì)學(xué)理論就不合乎邏輯了?！还芩麄?cè)鯓尤シ埏椷@種理論，物種變化說十之八九總是論為荒唐的唯物論的?！?/p>

賴爾的理論為英國地質(zhì)學(xué)會(huì)當(dāng)時(shí)的一些主要成員如席基威克、巴克蘭和麥其生所反對(duì)，這些人所提出的理由都是象上面所引的一段話那樣，而不是什么認(rèn)真的科學(xué)責(zé)難。不過賴爾遭到的反對(duì)不及十九世紀(jì)初赫頓學(xué)說的支持者所碰到的反對(duì)那樣厲害。公元1831年賴爾被聘為倫敦皇家學(xué)院的地質(zhì)學(xué)教授，皇家學(xué)院當(dāng)時(shí)是英國國教所設(shè)立的一個(gè)新的學(xué)校。聘請(qǐng)賴爾的委員會(huì)都是由一些在美國圣公會(huì)任圣職的人所組成，其中蘭達(dá)弗主教對(duì)賴爾的觀點(diǎn)就表示擔(dān)心，雖然如此，賴爾還是受了聘?？墒牵搅耸攀兰o(jì)三十年代，地質(zhì)學(xué)的地位比在這個(gè)世紀(jì)初期有了很大的改變。關(guān)于世界各地，特別是歐洲，巖層的性質(zhì)及其發(fā)展的歷史，積累得越來越多了。不但如此，整個(gè)學(xué)術(shù)界的氣氛也有了改變，人們對(duì)人類的歷史進(jìn)步這一概念有了較深刻的印象，這看來對(duì)演化理論的發(fā)展是有所推動(dòng)的。事實(shí)上，賴爾就指出了在地質(zhì)學(xué)考察和歷史研究之間有些相似之處：據(jù)說賴爾的均變說老實(shí)說就是受到英國憲法的逐漸形成過程的啟示的，正如法國人的災(zāi)變說理論可能是受到法國的動(dòng)亂近代史的啟發(fā)一樣。賴爾還宣稱，地質(zhì)學(xué)的研究，嚴(yán)格說來和人類歷史的考古學(xué)研究很相似，他后來也研究了這方面的問題，并在公元1863年發(fā)表了他的《古代人類遺跡》一書。

賴爾的學(xué)說并未廣泛地為他同時(shí)代的科學(xué)家們所接受。明顯的例外是，物理學(xué)家約翰·赫舍爾和做過國會(huì)議員的地質(zhì)學(xué)家鮑勒特·斯克洛普（PoulettScrope）。斯克洛普為《地質(zhì)學(xué)原理》一書寫了一篇書評(píng)，使賴爾的書大為暢銷；在此以前，三個(gè)月內(nèi)只銷了三百五十冊(cè)左右，書評(píng)一出，很快就銷售了一千五百冊(cè)。在下一代的科學(xué)家當(dāng)中，賴爾的觀點(diǎn)更被普遍地接受，席基威克和賴爾本人所預(yù)見到的這個(gè)學(xué)說所蘊(yùn)涵的那種結(jié)論，就為這一代科學(xué)家中最杰出的代表查理·達(dá)爾文發(fā)展了。達(dá)爾文早期的研究就是在地質(zhì)學(xué)方面，正如達(dá)爾文在他的《自傳》中所說的，地質(zhì)學(xué)誘導(dǎo)他去得出物種演化的理論，雖則他是從另一來源即馬爾薩斯關(guān)于人口理論的論文那里，得出促進(jìn)演化過程的原因的。在老一輩的地質(zhì)學(xué)家們拒絕賴爾理論的同時(shí)，中產(chǎn)階級(jí)的一些人對(duì)這種理論都表示熱烈歡迎，而中產(chǎn)階級(jí)對(duì)進(jìn)步的信仰也正是最突出的。當(dāng)時(shí)撰寫通俗政治和歷史文章的女作家哈里埃特·馬蒂諾（HarrietMartineau）在十九世紀(jì)四十年代曾以夸大的口氣寫道：“中產(chǎn)階級(jí)一般人士寧愿買五本價(jià)錢很貴的地質(zhì)學(xué)書籍，而不愿買一本當(dāng)時(shí)流行很廣的小說?！钡沂坷桌―israeli）于公元1847年在他出版的小說《談克雷特》中，也描述了在上層社會(huì)中地質(zhì)學(xué)所起的影響，不過這些人看來是以較復(fù)雜的心情來接受這種新學(xué)說的。

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