他挖的坑遍布英国,他画的地图改变了人类文明进程

作者: 李子

来源: 果壳网

发布日期: 2016-01-23

威廉·史密斯,一个普通的英国工匠,通过不懈努力和执着追求,绘制出了详尽的英国地质地图,为工业革命和后来的生物学研究提供了重要参考,改变了人类文明进程。

我是一个地图控。地图,是人类认识并描绘我们生活世界的方式,地图的历史,也是人们智慧与努力的历史,可是三天三夜也说不完的。不过今天,我要讲一幅真正有影响力的、特别的地图,和它的作者,一名工匠。

这个人的名字叫威廉·史密斯(William Smith)。一个非常普通的名字,在英国,大概就是“王勇”“李强”这种级别。他的家庭也很普通。1769年,他出生在英国中南部农村一个铁匠家庭,祖上、亲戚都是农民。早年丧父的他被叔叔抚养长大,上了一个普通的乡村学校认了几个字,就开始想着养家谋生的事情了。

威廉看起来并非天赋异禀的神童,但在他那个时代,推动科学和知识发展的,往往是执着、努力、热情的普通手艺人。毫无疑问,威廉就是这么一个孩子。这个高大、魁梧、常常被误认为士兵的青年,也是个肯吃苦、爱思考的人。当时的孩子们,如果不想世世代代继续务农,放牛养羊种土豆,就得学会一门手艺。威廉选择了跟一个叔叔当学徒,在田间地头学做勘测。

威廉受过的教育非常少,在乡村学校勉强读到了10岁就没继续了。

但他天生就是一个勘探员,不仅方向感极佳,而且对地形变化、土壤结构都迅速了如指掌,数学也很棒。而且,巧手的他对仪器也很在行,甚至还能自己维修。在当时,没有卫星地图,想要了解一个地方的地形地貌,全部靠两条腿和两只眼,以及一些测平、测距的仪器。农民们要开垦,要放牧,要修农舍和庄园,总得要知道哪儿有坡、哪儿有沟、哪儿的土适合耕作吧?当时的勘探员,大部分时间都在服务农业。

后来,随着工业的发展,英国人发现,需要水路运输大量的原材料,主要是煤(那时候还没有火车一事儿)。于是各地的煤老板都开始大兴土木,修运河,把煤运到伦敦和伯明翰等工业重镇。修运河往往会遇到各种坑,比如有的地方地层老漏水,一挖运河,水都渗走了;一些地层很松,一挖就滑坡……这些都让挖运河的人头疼,浪费了好多钱也抓不到头绪,于是让勘探员帮他们做一些调查,确定运河的最佳路线。

威廉被一个煤老板Richard Perkins雇来辅助运河开发,帮他做勘探,确定合适施工的地方。然而,观察敏锐、记忆出众的威廉,慢慢发现了一些规律——往下挖土,不同的土层,总是按照一定的顺序重复出现。从不同的点往下挖,土地会有不同的样貌,但挖得多了,却总是八九不离十地重复着一个规律。在他脑中,渐渐有了一个绵延在地底的图像开始形成。

或许我们生活的大地,从来都不是一张简单的地皮,而是无数张地毯,随着时间的推移,一张张叠起来的样子。而地面随着山峦沟壑的变幻,露出不同的内里。

他白天出工,记录数据,晚上就在家分析收集来的数据,并作图。1795年,史密斯画出了当地的详细地层顺序。可这还不够。当时也有人研究过地层,但是在具体分层和归类上出现了困难,单靠岩石和土壤是肯定不够的,而如何确定这些地层的具体所属呢?那就要靠地层形成的时候被封存在里面的化石了。这些仿佛凝固了历史时间的小东西,在威廉看来,是解开地层秘密的关键。

于是,他开始在挖掘地层的同时,收集大量的化石,仔细为这些化石按照地层分类。当时也有不少化石爱好者,但基本就跟有钱有闲的人玩儿宝石一样没啥建地。有一天,威廉去拜访一位有个化石小博物馆的有钱人朋友,朋友向他骄傲地展示这些花花绿绿的藏品,而威廉当场就把这个朋友精心按照“美学顺序”分类的化石打乱,然后重新按自己的地层排序。

“这些化石出自蓝青石灰岩层;这些出自上层砂岩和软性岩;这些出自漂白岩;这些出自巴斯建筑岩”……在场的朋友都惊呆了。

靠着这个,威廉画一幅史上最完整、最详尽的地质地图的梦想,不再是空想了。1799年,工程师威廉因为一个小的工程事故,被运河公司解雇了。他收拾行囊,带着他的研究成果和地层图,来到了巴斯(Bath)——一座社会名流来往聚集的美丽小城,想要为自己的梦想寻找机会。他找到各地的乡绅、贵族、工业新贵,四处游说,寻求人资助他,完成一幅能够彻底揭示英国地层结构的地图。

这幅地图以及附带的书,名字非常长,也非常朴实,《对英格兰和威尔士不同地区自然地层顺序的精确绘制和描述》,时限是20年。这本书写出来之后的影印版,现藏于皇家地理学会。但是,没有学位、农民出身、只是一个小小工匠的他,很难被上层社会所接受。他的头衔也只是农业协会会员,在当时的科学界看来,不过就是一个挖地球的罢了。

他知道这幅地图将有着巨大的潜力,但没读过太多书的他,没有长篇大论滔滔不绝的书写能力,说服不了对此一头雾水的金主。就连他之后的自传中也承认,他不擅长写作,如果早期能够受系统的教育,那么事情将会不同。

期间也有一些人给予了他比较基础的资助,外加威廉又开始拾起工程师老本行,继续接活儿做勘探、挖掘、排水工程(有的工程还挺成功),业余继续做图,也总算还过得去。这时候一个关键的打脸事件,让他的计划有了眉目。

那就是工业革命的关键原材料——煤。他找到的煤,成就了英国工业。这个关键问题就是,煤,特么到底在哪儿。威廉对此是了如指掌的。煤,跟化石一样,总是出现在某些特定的地层中。有的地方深,有的地方浅,有的地方非常丰富、大量出现,而有的地方,你挖到死也找不到。而缺乏地质学知识的煤老板们,基本就是凭感觉乱来。

当时一个开发商执意要在巴斯南面的South Brewham挖煤。

威廉知道,煤层一般埋在蓝色石灰岩(Lias)下面,而他到了挖掘地附近一看,这还是黏土层(牛津黏土Oxford Clay)呢,离煤层还有十万八千里。他好心建议煤老板别挖了,结果人家没听,硬是一顿猛挖,结果损失了好多银子。威廉数着,从最上面的1号黏土层(Chalk Clay),一直要数到30号,才能到煤层。高了不行,低了也不行——要是你一挖就看到花岗岩,得了,更没戏,这算是最下层了。

这下人们觉得,这小伙儿说的没错。也只有钱在眼前,人们才会看到知识的重要性。开始有零零星星的煤老板和矿老板们请威廉去指导工作,他也有了机会到英国各地勘测,从工程,慢慢走向科学。这是1799年。往后数16年,是他的辛苦、他的旅程、他的青春,走遍了整个英格兰和威尔士。1815年,这幅他色彩丰富、精确、细致而又直观的地图完成了。从一个小小的勘测员,到把整个国家山峦河川下的肌理绘出,这是怎样的一种成就!

黑色和灰色的地方,是史密斯预测的煤矿富矿区。和下面的图对比,基本重合!可以说,英国的早期工业,就是建立在这幅地图上的!在和地图一起出版的书里,他还详尽地记录了通过化石制定地层序律的方法,也是前无古人。

成果被剽窃,人生陷入低谷。他原本希望这本出版的地图能够给尽量多的开发商提供指导,让他们来购买。谁知道,他遇上了大麻烦。

1815年,一直支持他工作的赞助人忽然去世,威廉一下子失去了资金来源,陷入了财务困扰。雪上加霜的是,他的工作成果被另外一个人剽窃了——当时皇家地理学会的主席Greenough声称他也画出了一幅地质图,材料来源是英国各地的地理学家和博物学家。但他却大量使用了威廉·史密斯的材料,然后通过官方渠道便宜售卖,威廉的地图一下子没了市场。

直到1820年,威廉才看到了Greenough的“官方”作品,顿时失望透顶。这时,因为欠债,他变卖了大量的化石收藏,还为此进过监狱。他的太太也因为有一些精神问题而入院,他在贫穷、失望和怀才不遇中备受折磨,让他几乎放弃了科学事业。但是即使在这些困难中,他还在不断地完善着他的地图。1815年到1836年之间,他至少对自己的版本做出了5次修改。在被流放到北部的时候,还在为英国每个郡绘制分别的地质图。

他的侄子,John Philips,帮他出版这些地图,和他一起在北部旅行、测绘、宣讲。

每到一处,他就会踏上当地的土地,观察,测量,绘制一份精美的地质地形图。在Hackness,他遇到了一个赏识他的绅士,资助他修一个博物馆,收藏他的化石和地层标本。在那儿,他画出了一生最后一幅地质图,还教出了一些学生。其中一个孩子叫John Roby Leifchild,后来他参与了达尔文《物种起源》的批评和辩论。

说到达尔文,或许没有威廉·史密斯,也就没有后来的《物种起源》了。地层下面的化石,经过威廉靠时间顺序的清楚分类,为物种演化理论提供了重要的参考材料。你看,一幅地图,不仅带动了工业文明的发展(挖运河,挖煤),还造福了后来的生物学研究。(还敢小瞧地质学么?)

这个故事有了一个圆满的结局:皇家地理学会换届之后,威廉·史密斯的贡献终于得到了官方承认。

1832年,学会会议正式确立了威廉的地位,政府也给他一年100镑的津贴,三一大学还给了这个小学毕业的人一个荣誉博士学位。他的故事,和他的地图,不仅写进了历史,还改变了历史。威廉耗费一辈子画了一幅图,为现代工业和科学铺路。如果能有一件什么事物能够凝聚一辈子的所历所学所热爱,那也没有什么遗憾了。做一件伟大的事情,再一点点实现,多好,对吧?

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