李四光――中国地质力学的创始人

震旦纪与北方石炭纪地层系统的建立、中国东部第四纪冰川的发现与研究是他对地质科学的重大贡献。他所著的《中国地质学》是中国地质研究的经典著作。在我国开辟很多新学科,提出很多新理论、新问题,培育出大批人才。并为此奋斗终生,留下了丰富的科学文化遗产。1952-1970年任中华人民共和国地质部部长之职。

李四光,原名李仲揆,出生于湖北省黄冈县回龙镇下张家湾村的一个乡村教师家庭。祖父厍里,蒙族。父亲李卓侯,改为汉族。祖父和父亲都是著名的村塾教师。童年随父亲入村塾读“四书”、“五经”,学写诗文。他勤奋好学,爱好劳动。由于常听父亲讲甲午中日海战,中国惨败,清政府腐朽无能、丧权辱国的故事,他从小就萌怀着满腔的爱国热情。他暗下决心,长大后一定要为中国争气,学会造船,打败帝国主义的侵略。1902年,两湖开办新学堂,李四光离开家园,到了省城武昌,考入西路高等小学堂。由于他每次***成绩都名列前茅,因此学习未满两年,没有毕业就被湖北省选派官费留日深造。1904年7月,到达东京,入宏文书院习日语。1905年8月,由孙中山先生亲自主盟加入中国同盟会,成为第一批会员中年龄最小的会员。

孙中山见其年轻,勉励他要“努力向学,蔚为国用”。从此李四光更加坚定了刻苦学习,报效中华的决心。1907年7月,考入大阪高等工业学校舶用机关科,学习造船机械。初步实现了他为祖国学习造船的心愿。1910年7月,毕业归国,任武昌湖北中等工业学堂教师兼工场场长。第二年秋夏之交,参加清廷举行的留学生回国第六次廷试,成绩优等,获“工科进士”称号。同年10月10日,武昌起义成功,推翻了清政府,武昌成立了鄂军都督府,李四光先任都督府理财部参事,后被选为湖北省实业部部长,1912年改为实业司司长。不久,袁世凯窃权,篡夺了革命果实,辛亥革命失败。李四光怀着郁闷的心情,愤然辞去了实业司司长的职务。计算自己年龄还不太大,不如再读书10年,准备一份力量。1913年7月,获临时稽勋局通知,官费保送留英学习,入伯明翰大学。考虑到为祖国造船,不能没有钢铁,要钢铁就得先搞冶炼,因此先学了采矿一年,又感到采矿离不开地质,再又决定转到理科地质系,开始专攻地质学。走上了“科学救国”的道路。

李四光在英学习期间,在导师W.S.包尔顿(B0ult0n)教授的指导下,他一面博览群书,一面实地调查,不仅在学术上造诣日深,而且在文字语言上提高也很快。英、日、德、法各国文字,均可运用。他视野辽阔,信息敏捷,基础知识深广。1918年6月,在伯明翰大学通过了毕业论文《中国之地质》的答辩,获自然科学硕士学位。毕业后,他婉谢了国外的高薪聘请,1919年考察欧陆地质后,接受了国立北京大学校长蔡元培先生的聘书,于1920年5月,回到了北京,出任北京大学地质系教授,他一面为祖国精心培育人才,一面积极参与北京大学一些重要的校务活动。在不少重要的科学研究工作中,取得了创造性的成就。他声誉日著,很快成为当时北京大学的名教授之一。

1927年冬,应蔡元培邀请,南下到上海,参加中央研究院地质研究所的筹建工作。1928年1月,中央研究院地质研究所成立,李四光任所长,一直到中华人民共和国成立时为止。抗日战争爆发前,仍兼任北京大学地质系主任和教授。1934―1936年,根据中英两国交换教授讲学的协议,应邀赴英讲学,在伦敦、剑桥、牛津、都柏林、伯明翰等8所大学,讲授中国地质学。讲稿整理后在伦敦正式出版《中国地质学》,此书除英文版外,还有俄文译本和摘要汉译本。学术界给予很高的评价。英国李约瑟(Joseph Neebham)博士称作者为“最卓越的地质学家之一”。1936年回国途中过美国,在他的学生朱森协助下,对美国地质做了一次由东到西的实地考察。

回国后住在庐山做第四纪冰川研究工作。第二年“七七”事变,全国燃起了抗日烽火。李四光率领中央研究院地质研究所同仁,辗转内迁。1938―1944年夏,基本上以桂林良丰为基地,依靠广西地方当局的支持,开展了广西地质的调查研究,填制了广西地质图。并多次长途跋涉考察南岭东段地质,考察川东、鄂西、湘西、桂北和贵州高原等地的第四纪冰川遗迹。撰写了大量的学术论文。其间还创办了桂林科学实验馆,亲任馆长,为战时研制必要的科研实验器材和仪器。1944年11月,日军入侵,中央研究院地质研究所再度搬迁重庆。由于旅途过度疲劳,李四光病倒在沙坪坝,幸医疗及时,愈后健康显著减弱。1945年4、5月间,应重庆大学、中央大学联合邀请,向两校地质系师生作《地质力学之基础与方法》的学术报告。

这是他20多年来研究地质力学的第一次总结。1945年8月15日,日军宣布投降,全国人民无不欢欣鼓舞。但是,不久出现了内战阴霾,李四光为此忧心忡仲,焦虑不安。1946年秋,离开重庆东下直抵上海养病,未去南京,此时他有祖国虽大,似乎难觅容身之地的感触。待到1948年2月,借出席在伦敦召开的第18届国际地质学会,偕夫人许淑彬乘船再度赴英,并经挪威接受奥斯陆大学授予的哲学博士学位。1949年10月1日,李四光在英伦海峡之滨得知中华人民共和国成立的喜讯,特别兴奋。立即准备起程回国,为了摆脱***驻英大使馆的阻挠,独自化名先行,经巴黎至巴塞尔,等候夫人一道至意大利登轮,在海上漂泊数月,1950年4月6日经***派人接应,由香港到达广州,终于回到了祖国。5月6日到北京,及时地会见了中央领导***、***等同志,作了长时间的交谈。

李四光回到新中国后,除担任中国科学院副院长外,还任中国人民政治协商会议第一届全国委员会委员。在中华全国第一次自然科学工作者代表大会上,被选为中华全国自然科学专门学会联合会***。9月,中国地质工作计划指导委员会成立,李四光任主任委员。1952年9月,中华人民共和国地质部成立,李四光任部长,直到1970年地质部改为计委地质局时才离职。1958年9月,中国科学技术协会成立,李四光被选为***。同年12月,加入中国***。1969年4月,出席中国***第九次全国代表大会,被选为第九届中央委员会委员。1970年8月,任中国科学院党的核心小组第一副组长和***科教组组长。1971年4月29日逝世,享年82岁。

李四光一生,经历了祖国几次伟大的社会变革。他由一个朴素的爱国主义者,参加了民主主义革命,走上了“科学救国”的道路,最终成为一名共产主义战士。毕生为繁荣中国近代科学事业,提高地质科学水平,发展地质工作,做出了光辉的业绩。他留下了数百万言的科学论著和丰硕的科研成果,以及他创造性的治学精神、治学方法和奉献精神,都是祖国科学文化宝库中的重要财富,后人应当继续发扬光大之。

古生物?科化石的分类、中国第四纪冰川学的奠基和地质力学的创立,是李四光在地质学上的主要成就。

20年代初期,李四光在华北进行煤田地质调查,深感含煤地层划分不清是个大问题。因此他采集了大量的石炭二叠纪地层中的?科化石标本,亲自切片进行研究。这项研究在国际上虽有几十年的历史,但由中国人来做,李四光还是第一人。?的外壳形状像纺缍,日本学者就称之为纺缍虫,拉丁名Fusulina。李四光为它取个中国名词,先叫“?蜗”,又怕人误解其为“?状的蜗牛”,原意是“蜗状之?”,但“?”不是生物,因此,他就在?字边加上了一个“虫字”,创造出了一个“?”字。在古生物学上?是原生动物门伪足纲有孔虫目的一个科,这样,“?蜗”就径直称为“?科”。从此,?科这个名词,我国古生物学家就沿用到今天。李四光通过对大量?科化石的鉴定,又创立了?科化石鉴定的10项标准。

他将?的主要特征,在坐标纸上用若干曲线表示出来,使人一看既有定性概念,又有定量概念;既可以减少文字描述的烦琐,也提高了鉴定的准确性和科学性。这10项标准是个创新,一直被中外学者所采用或部分采用。李四光运用10项标准,对中国北方的?科化石,进行了系统的研究,鉴定出新属20多个。1927年,他完成了第一部科学专著《中国北部之?科》,由农商部地质调查所作为《中国古生物志》正式出版。30、40年代,李四光和他的学生陈旭一道,对中国南方的?科,又做了大量的研究,取得重大成就。李四光对?的研究,一直延续到60年代,还一边从显微镜下观察鉴定,一边传授着自己的经验给后人。

1921年夏,李四光在太行山东麓和大同盆地,首次发现了第四纪冰川遗迹,第二年在英国《地质杂志》上发表了《华北挽近冰川作用的遗迹》一文。这是中国第四纪冰川研究的第一篇文献,为中国第四纪研究揭开了新的篇章。但这次发现,由于人们习惯地认为华北在挽近地质时期是处于沙漠广布的干旱条件下,似乎不大可能产生过冰川作用。因此反映不够热烈,大多数学者持怀疑态度。

30年代,李四光在长江中下游地区,先后到庐山、黄山、九华山和天目山等地考察,又发现了大量的第四纪冰川遗迹。并认为庐山是“中国第四纪冰川的典型地区”。先后发表了《扬子江流域之第四纪冰期》、《关于研究长江下游冰川问题材料》、《安徽黄山之第四纪冰川现象》等文章。并于1937年完成了《冰期之庐山》一书的初稿。由于战争影响,到1947年才正式出版发行。《冰期之庐山》总结了探求中国第四纪冰期、冰川的历史过程,全面系统地论述了庐山山上、山下的冰川遗迹,划分了三个亚冰期和两个间冰期,并与阿尔卑斯山的冰期作了试比。还用了一个章节与质疑者进行讨论。它为中国第四纪冰川学的建立,从理论到实践,初步奠定了基础。中国第四纪冰川工作者绝大多数把它奉为典范。40年代,李四光在贵州高原和川东、鄂西、湘西、桂北等地又广泛地发现第四纪冰川作用的遗迹。中华人民共和国成立后,在北京西山地区继续有重要的发现。1960年3月,他亲自在北京召开并主持了中国第四纪冰川遗迹研究工作座谈会,成立了在国家科委领导下的“中国第四纪冰川研究工作中心联络组”,李四光亲任组长。开始有组织地指导全国第四纪冰川研究工作的开展,不断地促进中国第四纪冰川学的提高与发展。

创立地质力学,是李四光对地球科学的最大贡献。近代地质学发展到本世纪初期,基本上形成了两大派:一派主张地壳运动以垂直运动为主,一直居正统地位;另一派主张以水平运动为主,垂直运动是派生的,当时属于新起之说。1926年,李四光发表了《地球表面形象变迁之主因》一文,提出了自己的见解,参加到国际上两大派别关于地壳运动问题的讨论行列。他在批判了一些正统学派某些观点的同时,对主张以水平运动为主的E.苏士(Suess)、F.B.泰勒(Taylor)、A.L.魏格纳(Wegener)、J.约里(oly)等人的理论,给予很高的评价。认为他们的理论是“革命性的理论”,提供了基本事实,“是不可忽视的宝贵财富”。李四光首先假定地球形状为一理想的旋转椭球体,并暂时仅考虑其表面为很薄的一层。

当这个椭球体围绕着南北的短轴旋转时,其扁度随着转速的增加而增加。在转速增加到一定量的时候,椭球体表面的物质,整体的被水平力推向赤道。按照力学计算,这个力是从两极至南、北纬45度不断加大,然后从这个位置向赤道逐渐减小,在赤道和两极均为零。也就是说在高纬度一般为张力,在低纬度则为挤压。沿着这个思路,就可以预见到在南、北半球连续伸展的大陆上,产生走向大致与赤道平行的长条山脉,乃是一个必然的结果。当大陆整体向赤道挤压前进时,在某些地方或地点,遇到了对称或不很对称的阻力时,出现扭动形迹,应是一种比较普通的现象。李四光在论述决定地壳运动方向的因素时,认为应该考虑的不是地球自转,而是地球自转速度变化问题。并提出地球自转速度变化的主要原因,是地球内部的重力作用。他设想当地球内部较重的物质由浅部向深部集中时,地球的转速就由慢变快;随着自转的加快,地球内部较重的物质,又由深部向浅部移动,转速就由快变慢。也可以说,在地球自转速度加快的时候,已经包含着使它变慢的作用。

地壳是在运动中存在的,它有缓慢的长期运动,也有急促的剧烈运动。地球表面出现的各种构造形迹,乃是长期和多次急剧运动加在一起的综合现象。所有的构造形迹,都有自己发育的过程,都不是孤立存在的。李四光在这些思路的指引下,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规律,建立了构造型式和构造体系的概念和理论,从而创立了地质力学这门新兴的边缘学科。从20年代发表《地球表面形象变迁之主因》开始,继而30年代的《中国地质学》,40年代的《地质力学的基础与方法》,50年代的《旋卷构造及其他有关中国西北部大地构造体系复合问题》,60年代的《地质力学概论》的发表,标志着地质力学从萌芽、壮大到成熟的发展过程。这些著作是各个时期地质力学的代表作。1972年出版的《天文、地质、古生物资料摘要(初稿)》,是李四光最后的一部著作。书中第七部分《地壳构造与地壳运动》是全书的重点。他进一步强调解决大陆构造问题,应该立足于确实可靠的构造现象,即构造体系的研究。构造体系概念的建立和构造体系理论的运用,是地质力学的精华和灵魂,是李四光毕生研究地球科学意义最为深邃、用途最广的创造性的贡献。

培育了大批的地质人才,壮大了新中国的地质队伍,开辟了许多新领域

20年代初,中国地质事业刚刚起步,培育人才十分紧迫。李四光在北京大学地质系,勤勤恳恳,以身作则,言传身教,对学生要求十分严格。他自己博览群书,但并不赞成学生埋头读死书,而是要求大家学会读自然书。他认为书是死的,自然是活的。学习书本知识,是为读懂大自然书做的准备工作。只有能读自然书,才算是真正做自己的学问。学地质的,不到大自然中去精读自然书,是不可能培育成材的。李四光除了在课堂和实验室教导学生外,还常带领学生到野外实地考察,着重培养学生实际工作能力。在他的精心培育下,不少学生后来都成为国际知名的地质学家,为中国地质事业奠基和地质科学水平的提高,发挥了重大作用。中华人民共和国成立后,李四光亲自主持了有关地质院系的调整工作,在建立了北京、长春两个地质学院后,又建立了成都地质学院和一系列中等地质技术学校,培训了大量的各类技术干部,适应了地质工作大发展的需要。地质力量迅速壮大,不少省、区先后建立了地质局和野外地质队。同时还建立了地质科学研究院和研究所。

李四光运用他自己创立的地质力学理论,结合中国地质实际,在地质实践中开辟了不少新的应用领域。他根据扭动构造和新华夏系沉降带的特点,指出中国石油勘探远景是大有希望的,天然油、气储量应当是极为丰富的。在他的先找油区,后圈油田的找油战略思想指导下,许多地区发现了高产油、气田。他为祖国寻找和开发天然石油资源立下的丰功伟绩,人民是不会忘记的。

李四光在地震地质研究中,认为首先在我国解决地震预测预报是有希望的。他根据对活动性构造体系和现今地应力场分析研究,主张在活动构造带上设置地应力监测站,监视地应力活动方式和变化规律,作为主要手段。再结合观察别的方面有无异常现象,就有可能捕捉到地震前的前兆信息,结合区域构造体系展布和活动方式的研究,提供出较为可靠的地震发展趋势乃至临震前的预测意见,是完全可能的。李四光在晚年对地震预报研究,耗费了极大精力,充满了信心。可惜没有来得及总结就去世了。李四光运用构造体系理论,在指导寻找金属、非金属各类隐伏矿体、地下水、工程地质、地热地质等诸多方面都取得了出色的成就。

1922年1月,李四光参加筹备和创建了中国地质学会,被选为第一届评议会副会长。以后在历届评议会或理事会中,任副会长、***、会长和理事长。中华人民共和国成立后,长期领导中国地质学会的学术活动,并经常在年会或会员代表大会上宣读自己的重要论文,为全体会员所敬仰。

抗日时期,在重庆成立“科学工作者协会”,被选为监事长,对团结大后方广大的爱国科学工作者发挥了作用。这个组织在国内各大城市和英、美、奥、丹麦等留学生中设有分会,并于1946年7月,和英、美、法、捷等国的一些科学团体共同发起在伦敦成立了“世界科学工作者协会”(简称世界科协)。1951年,李四光被选为世界科协执行委员会副***。李四光长期担任中国科学技术协会***的职务,与国际上著名科学家有着广泛的交往和联系,不仅多次出国参加重要的学术活动,也多次在国内召开和主持国际性的科学讨论会。李四光是中国人民政治协商会议第一届全国委员会委员,第二、三、四届全国委员会副***。在科学界、知识界有着广泛的影响。***、***、***、***等中央领导,都对他十分关怀和敬重。毛***曾多次接见和长谈。***早就指出:李四光是一面旗帜,对社会主义建设做出了很大的贡献。李四光走过的道路尽管有些曲折,但毕生努力的方向和最终达到的高度,是无愧于这个评价的。1989年,在李四光诞辰一百周年纪念大会上,中国科协***钱学森教授用《光辉的旗帜》为题,评介了李四光一生光辉的业绩。国家******在大会上发表了“学习李四光”的重要讲话,指出李四光“把一生奉献给科学,奉献给祖国的革命和建设事业,奉献给人民。他是中国先进知识分子的杰出代表。”这个评价是恰当的,也是符合史实的。