幫地球算年紀：「地質年代學之父」霍姆斯誕辰｜科學史上的今天：1/14

• 文／廖芷瑩

新北市八里區的十三行博物館，是證明臺灣先民擁有造鐵技術的證據，更是許多人假日郊遊的地點。但很少人知道，最早確認此地為臺灣珍貴遺址的人並非考古學者，而是地質學家林朝棨。

翻開臺灣地質與考古紀錄，林朝棨這個名字更是不可不提。不僅重要的考古遺跡「左鎮文化」、「八仙洞」有他的足跡；林朝棨作為地質科學的翹楚，對於臺灣的礦脈研究也做出了巨大的貢獻。

上山下海，地質學霸的養成之路

羅馬不是一天造成，學霸更不會一日成就。學識豐富的林朝棨先生，因時代背景及家庭因素，漸漸踏上臺灣地質界先驅研究者之路。

1917 年（大正 6 年）林朝棨出生於豐原，是當地望族的後代，並跟著父親信仰基督教。他從小在學業方面就展現出聰穎的天資，因此進入臺中第二中學校（今臺中二中）就讀，並考進臺灣總督府「臺北高等學校」。臺北高等學校是當時在臺灣唯一的高中，入學者以日人為主，競爭非常激烈，可說比當今的臺灣大學還難考。

更重要的是，林朝棨在參與教會活動的時候，認識了也同樣對臺灣地質科學及考古學有貢獻重大的日治時期科學家早坂一郎。接下來幾年，他們在臺灣上山下海，親身踏查也認識臺灣這片土地的構成。臺灣有許多現在地質、考古方面的重要地點，都可以追本溯源自於他們的這些踏查。

舉例來說，目前的「臺南左鎮化石園區」，正是起源自因 1930 年代當地保甲書記陳春木在該處撿到化石，加上早坂與林朝棨的研究發表，才讓世界看見臺灣化石的存在。此外，他們也一起發表了關於彰化八卦山及臺北市貝塚的發現，還有各式臺灣地質的紀錄。

而身為學霸的林朝棨，也在同時期完成臺北帝國大學地質古生物學科（現臺灣大學地質科學系）的學位，並成為第一屆唯一的一位學生。在眾多日本優秀地質科學家的教導與帶領下，他學習了理論與方法，並也完成無數次外地訪查，扎實的成為兼具理論與實作的研究者。而他所關注的臺灣土地相關的考古學與地質學，也在時代演進與諸多學者的努力下，一步步在臺扎根、也被更多人關注。

臺灣礦業發展背後的地質學推手

林朝棨的重要貢獻，除了地質學術研究外，他的許多發現更為臺灣現代化的發展打下科學基礎，像是對臺灣工業影響深遠的金礦、煤礦產業的礦脈，都在他的探究範圍內。

1930 年代，林朝棨從臺大畢業後，先是投入教職，一年後，他加入了「臺陽礦業株式會社」的行列（1935 年 4 月 16 日），成為社內的「地質士」，為企業在北部山區的挖掘做調查，甚至曾去到北朝鮮金礦進行考察，並藉此比較了解臺灣在地的礦脈及地質的構成。

在那個年代經營「臺陽礦業」的顏家富可敵國，而北部山區的成千上萬人，都要依靠這些產業工作過活。林朝棨在礦業任職時完成的工作，正是讓家後來成為巨商的重要礎之一。此外，在離開礦業界的工作之後，林朝棨的研究工作依舊關心著臺灣的煤田與礦產來源，且持續在《臺灣礦業》等刊物上發表作品，為後代的研究者奠基了臺灣礦脈的研究基礎^註。

戰爭作為地質教學之路的偶然起點 至死方休

林朝棨出生在世間多紛擾的年代，學術之路並不平穩，更要接受戰爭的挑戰，但也因此打開他的眼界，為科學研究開創了新路。

1930 年代的輝煌時期結束，世界陷入戰爭的恐慌。身為臺灣人的林朝棨，原本很有可能被送到南洋當日本兵，或甚至更遠的地方協助戰爭。但幸好有早坂先生的協助，林朝棨遠赴當時滿洲國的新京工業大學（現長春大學工學院）擔任教職。雖然投入教職這歷程是是源自戰亂的插曲，但也因此將林朝棨他拉離了產業界，轉而投入教育工作。

自此，就是五十年不曾間斷的持續投入，直到他逝世前，依舊掛念著臺灣的地質學教育發展。

戰後國民政府來臺，林朝棨因熟悉閩南語、中文與日文，被政府重用，除了教學外，更被政府派任協助各項重要的能源工作。因為在他對臺灣的土地組成，有基礎的科學了解，因此不論是延續煤礦業、油田開發、山林開採與河川建設等，甚至是水庫的興利，都需要他與國外專家做溝通，並給予專業意見。

林朝棨在民國五六零年代，一次次為臺灣的現代化工程多次環島探查，並擔任專業者的角色，為現代化建設把關。

應用專業與知識發光發熱的同時，林朝棨仍持續耕耘基礎研究。他於民國 52 年發表的〈臺灣第四紀〉一文，就奠定了臺灣近期的地質研究基礎。在《林朝棨先生紀念文輯》中，林朝棨的兒子林恩朋就提到，林朝棨對於古脊椎動物、考古學、甚至是人類學科皆有深厚的學識，加上原本地質學科學基礎，讓他得以在當時就有能力整合各學門、對臺灣的研究做出遠超過地質學科的貢獻。

除此之外，林朝棨面對各種階級的人，都不吝討論、鼓勵向學；在田野現場，不論是農夫、學生或勞工，任何人提出地質相關的疑問事項，他都會細心的一一查證並回應。林彭恩說，就是這種積極的態度，雖然讓他在晚年身體過度負荷、因而多次進出醫院，卻也驅使他成為頂尖的科學研究者，留下許多不凡的成就。

讓臺灣與世界相連 跨足考古與地質研究

除了文章開頭所提的左鎮人外，林朝棨在考古領域還有許多重要貢獻。在〈臺灣第四紀〉中，林朝棨認為第四紀的地層包含了近代人類發展的所有活動，因此十分重視此地層；在此發表中，他集結過往的田野成果，分類臺灣第四紀地層。延續這個研究，他對臺灣的考古有更深入的認識，也也陸續發表臺灣西南部之貝塚堆的研究（1961 年），以及金門貝塚堆的發現（1970、1971 年）。

此外另一個重大的發現，還包括 1968 年 4 月 19 日，林朝棨與臺大人類學系宋文薰教授，率領臺大考古隊在臺東長濱的進行挖掘工作，之後學者將其命名為「長濱文化」，為臺灣舊時代時期代表的遺跡，也是臺灣歷史教科書中重要的一頁。

林朝棨的學術生涯，不只限於地質學與、考古學的成就更有許多跨領域、跨國界的交流與發現，塑造了當代臺灣學科的發展。國民政府來臺後，林朝棨也協助推動了許多現代化產業的科學研究基礎，並且影響了我們認識臺灣歷史的角度。就像是左鎮人與八仙洞，還有犀牛骨頭與各地的貝塚，在剛發現的時候只是林朝棨手上某個不起眼的石頭，但從後來的研究所驗證的來源與成分，卻將臺灣與世界相連，更與大歷史相綁。

地質、考古總帶來有枯燥且漫長的印象，長期深耕的林朝棨，在關鍵的年代推動了臺灣地質學界與業界進展，為後代留下不可抹滅的科學與文化資產。

註解

• 關於礦業的研究論文，林朝棨多發表在《臺灣礦業》期刊上。此外，他也參與過《臺灣礦業史》，以及《臺灣通誌，經濟誌，礦業篇》的撰寫。

參考文獻

• 十三行博物館，〈十三行遺址是如何發現的？為何命名為「十三行」？〉，新北市立十三行博物館，檢自：https://www.sshm.ntpc.gov.tw/xmdoc/cont?xsmsid=0G251525821591816379&sid=0G251530665215018478
• 民報，2017 年 04 月 19 日（搜尋日期：2021 年 12 月 03 日）【那一年的這一天】1968.4.19 台東縣長濱鄉八仙洞發現史前遺址，檢自：https://www.peoplenews.tw/news/7c229eaa-4b32-4c02-b81f-5b68f1b2eaa1
• 作者不詳，日期不詳，漫話科技_科學家小故事_林朝棨篇，檢自：https://is.gd/DVSZOT
• 周貞玲，2021 年 5 月 8 日，台陽公司礦業文物捐贈黃博館，檢自：https://reurl.cc/xEVy6E
• 莊永明，〈臺灣第一位地質學家──林朝棨〉，《線上臺北畫刊》，檢自：https://reurl.cc/vgRlQl
• 林淑芬，〈初代青年團契指導者──臺灣地質學之父林朝棨〉，收入鄭仰恩等編，《信仰的記憶與傳承──臺灣教會人物歷史檔案 2》（臺北：臺灣教會公報社，2013），頁 497-504。
• 林吳嫣嫣，1986，《林朝棨 （戟門）先生紀念文輯》。
• 楊文喬，發行時間不詳，〈左鎮古生物化石的發現〉，《臺灣歷史事件》，國立臺灣圖書館。檢自：https://www.ntl.edu.tw/public/Attachment/011414392142.pdf
• 國家圖書館臺灣記憶系統：林朝棨。搜尋日期：2021 年 12 月 3 日，檢自：https://tm.ncl.edu.tw/ 
• 國立雲林科技大學，〈臺灣第四紀地質學之父——林朝棨〉，《臺灣記得你》，搜尋日期：2021年12月03日，檢自：https://taiwan.k12ea.gov.tw/index.php?inter=people&id=34

• 作者：陳竹亭

雅典娜的智慧與暴力：地圈

不時變動的地殼，就像希臘神話中兼具智慧與暴力的雅典娜（Athena），是她一體的兩面，從出生時就驚動了大地之母蓋婭，長成後卻又聰明地藉其暴力之美形塑、震撼了大地。

地球的陸地地景十分多樣，有高山峽谷，有平原沙漠；地表並不平靜，事實上是活力十足，有火山、熔岩，有地震，有風暴⋯⋯與無聲無息的寧靜月球形成強烈的對比。

地球屬於石質行星，「地圈」指的是地球外部固體的部分，包括地殼（crust）和上部地函（mantle）。地球中央是由地核（core）組成，這種不連續的分層結構，表示行星在形成過程中可能發生過化學凝析作用（chemical condensation），也就是從一種勻相經由溫度變化分成不同相的過程。重的元素以凝態往地心下沈，輕的物質向地表上升，甚至形成氣體。

地球半徑約 6,380 公里，有分層的結構及磁場分布。地震波（seismic wave） 顯示地下 2,900 公里處有不連續面。2,900 公里以上壓縮波（compression wave）和剪切波（shear wave）均可穿透，屬於固態結構。2,900 公里以下只有壓縮波能穿過， 且波速慢， 表示是液態物質。所以分層顯示 2,900 公里以上是鎂矽酸鹽地質，2,900 公里以下則是高壓熔融鐵，密度大的鐵核可能從熔融的矽酸鹽沉入地心。新的震波探測還顯示地核可能有液態、軟結構和硬結構，相關研究仍在進行中。

鐵元素在地球上的分布， 包括地核中有 1.87×10⁹ 兆噸，地函中有 4.11×10⁹ 兆噸，地殼及海洋中約為 0.01×10⁹ 兆噸。從岩漿的分析來看，鐵佔了 8%，但是佔地球 1/3 的液態鐵是集中在地核，可能是吸收了週期表中相鄰或附近的貴重金屬元素，而下沉至地核中，所以地表存量反而較為稀少。

地殼的成分

從地質化學的觀點，鐵、鎂、矽、氧組成的礦石主要有氧化鐵、橄欖石和輝石，這些礦石的含鐵量依次遞減。不含金屬的氧化矽晶體就是石英。鐵元素不僅形成地核，也改變了地函礦物的種類，同時也影響微量金屬的分布及地殼的成分。

地質學上，根據特定元素及放射性同位素存量的比例，可估計地核及地函形成的時間。目前科學家相信：如果地球是獨自形成，地球的分層，大約是發生在地球形成約 1 億年以內的最初期。

地球的上部地函，就是地球地殼至外核之間的部分，約在地殼以下到深度 400 公里處， 包含部分岩石圈（lithosphere）及軟流圈（asthenosphere）。岩石圈部分厚約 100 公里。地球內部放射性元素的衰變，應當是重要的能源之一。這種高溫可能使地函成為一個富彈性、易變形的半凝固地質，能夠產生對流。

海洋地殼（ocean crust）是玄武岩岩石層，也就是沉積岩，由密度較大的矽鎂質的岩石構成，矽酸鹽成分較少，偏鹼性。現存海洋地殼年齡都在 200 百萬年之內，相對而言十分年輕。

編按：內文誤植，玄武岩岩石層，應為火成岩，而非沉積岩。

陸地的花崗岩（continental crust）即為火成岩，是岩石圈的一部分，由岩漿冷卻形成花崗岩石。結晶性高，和海洋地殼共同成為地球的最外層，主要由含較輕之矽鋁質的岩石，富鋁、鈉和鉀。鐵和鎂反而較少，偏酸性。密度較海洋地殼小。

變動的地殼：分裂的大西洋脊與大陸飄移

大陸地殼浮在地函之上，厚度在 20 至 80 公里之間，約有 38 億年的壽命。地殼的變動是海洋隱沒帶（subduction zone）延伸入大陸地殼下方，沉積物帶入地函，變質、分解釋出二氧化碳，讓海洋生物可以再利用。

中大西洋洋脊（mid-Atlantic ridge）是一個縱切大西洋及北冰洋、大部分位於海底的活火山山脈。由北緯 87 度縱貫延伸至南緯 54 度，恰好是地質板塊邊界（plate boundary）的交會處。

地球內部放出的熱，對地表溫度幾乎沒有影響，但是地函的對流能使地表沉積物拉入地函中，再分解出二氧化碳，最後由火山噴出。熔岩與火山顯示地函的溫度應該仍然非常高，超過 1000 ℃，岩漿的運動提供了地球表面「建造」地殼的活力。自然界地表的地質傾軋與角力，可能是地球生機乍現的起點。

「海底擴張」（oceanic spreading）的活動，主要是由中洋脊的地底火山自海底的地殼中央噴射而出，形成了新地殼。地殼向東西兩側邊延伸，每年以 40-90 毫米（mm/yr）的速率擴展，至今仍然在持續進行，這也是大陸飄移理論最好的證據。

1915 年， 德國的偉格納（Alfred Lothar Wegener, 1880-1930）提出「大陸漂移說」（continental drift theory），認為大陸地塊會隨地質年代而漂移，這個假說在當時很少人真正給予重視。直到 1950-60 年代，放射性定年法的技術大為改進，才使得研究地球古岩石或沉積磁性的古地磁學異軍突起。

1959 年， 美國地質調查局（USGS） 和澳洲國立大學（ANU）的科學家競相發表大西洋脊兩側海底沈積岩對稱的註記了過去世代的「地磁反轉」（geomagnetic reversal）尺標。地球磁場在地球歷史中，南北極有非週期性的變換現象，可由大西洋海底地殼的磁性隨地質年代的變化獲得。地磁反轉的清晰磁條可以準確地推算出地質年代，再測量其到中洋脊心的距離，就可以估計當時海洋擴展的速率。

1963 年，英國的維尼（Frederick John Vine, 1939-）和馬太（Drummond Hoyle Mathews, 1931-1997）結合了地磁反轉和海洋擴張來支持大陸漂移說（continental drift theory）。加拿大的莫雷（Lawrence Whitaker Morley, 1920-2013）也同時獨立發表了相同的學說，但他提出發表的論文遭到拒絕，數年後才正式出版。

根據大陸漂移的理論，上部地函及地殼的岩圈分裂成幾塊「板塊」，這些板塊相互的傾軋運動，決定了地殼板塊邊緣的聚合或分離、造山運動或是海溝形成（trench formation）、還有轉形斷層（transformation fault）、地震或是火山活動。這些現象必然都和地函的對流運動之動力變化有關，但是理論有很多種，研究也都還在進行中。

宏觀來看，不僅地圈的一顰一動都與陸地生命體息息相關。地圈、水圈與氣圈的對流層也緊緊地和生物圈結合在一起，其構成多樣多姿的行星生命世界，是最令人屏息的宇宙景象。

台灣島的生成

台灣島正好地處於地質活躍帶上，西為歐亞板塊、東北是琉球板塊、東鄰菲律賓板塊及南方的巽他板塊的交界處。是世界上最頻繁的地震活動地區之一。台灣島的中央山脈主要是由 600 萬年前的蓬萊造山運動—菲律賓板塊向西擠壓歐亞大陸板塊而形成。至今，菲律賓板塊仍以每年 8.2 公分的超高速度持續向西北移動。

相對於 46 億年的地球，600 萬年的台灣是非常年輕的島嶼，那時古猿人才剛在非洲大陸出現呢。我們身在這個蓊鬱之島上，不能不知道和她有關的地質、地理與自然生態，當然還有人文、歷史及社會的形成過程。

——本文摘自《丈量人類世：從宇宙大霹靂到人類文明的科學世界觀》，2022 年 9 月，商周出版，未經同意請勿轉載。

地球的年齡有多大？當然我們現在已經知道是 45 億年左右，但直到二十世紀初以前，科學家的估算仍然南轅北轍，從幾萬年到幾億年都有，因為沒一個可靠的方法。直到發現了放射性之後，才終於有可以正確推估地球年齡的工具。然而這個方法可不是一出現就受到肯定，若非扮演承先啟後之關鍵角色的英國地質學家霍姆斯堅持不懈，我們可能要更晚才會知道地球的年齡。

放射性最早是貝克勒 (Henri Becquerel) 於 1896 年無意間發現，科學家才因此知道原來像鈾這種放射性元素會自發性地射出放射線，衰變成另一個較輕的元素。單一原子何時衰變是隨機不定的，但是億萬個原子平均的衰變速率就固定不變了，就像你不知道這次擲骰子會出現幾點，但你可以確定擲一億次的平均點數肯定是 3.5。每個元素都有自己獨特不變的半衰期（半數的原子發生衰變所需的時間），因此從衰變後的新元素與剩下還沒衰變的放射性元素兩者的數量比例，就可以推算這是經過多少時間的衰變結果，也就可以知道這個樣本的壽命。（前提是所有新元素都是經由衰變產生，而且沒有衰變成別的元素）

拉塞福最先想到可以用這方法測定岩石的年齡，1905 年他測出一塊岩石的壽命達五億年，這已遠高於原先科學家預估的地球年齡。美國化學家波特伍德 (Bertram Boltwood) 則於 1907 年發表論文，宣布他用鉛跟鈾的比例測出最古老的岩石樣本已有 13 億年。

不過地質學家反應相當冷淡，他們對放射性測定的方法不具信心，波特伍德無奈的轉移陣地，而拉塞福原本就不認為測量地球年齡是他的正事。結果只有當時剛進大學的霍姆斯一個人堅持下去。他用放射性測定各種岩石的年齡，雖然隨後發現的同位素（同一元素有不同的中子數）、地殼變動與地函的影響等因素都使得測定地球年齡變得更加複雜，但霍姆斯反而樂觀看待，因為相對的，納入這些因素可以得到更精確的答案。

1927 年他已經將地球年齡回推到 30 億年，而他的努力也開始受到重視。四年後美國國家科學院決定徹底解決地球年齡的問題，霍姆斯當然受邀加入調查委員會，並擔任最後書面報告的執筆人，確認放射性測定是測定地球年齡唯一可靠的方法。如今公認的地球年齡 45.4 億年正是用此方法測定的。

霍姆斯扮演承先啟後角色的還有大陸漂移說。魏格納雖然在 1912 年就提出大陸漂移說，卻因為無法提出漂移的機制而不被採信。霍姆斯率先提出固體地函內的熱對流可以用來解釋大陸漂移現象，後來也果然得到證實。霍姆斯因為其貢獻而被稱為「地質年代學之父」。

本文同時收錄於《科學史上的今天：歷史的瞬間，改變世界的起點》，由究竟出版社出版。

• 導讀 / 洪廣冀（國立臺灣大學地理環境資源學系）
• 書籍作者 / 馬丁・魯維克 (Martin J.S. Rudwick)；譯者 / 馮奕達

導論一、“You should”

我已經記不得確實的時間了，但那應該是二○○七年左右。當時的我為哈佛大學科學史系的博士班研究生，一心一意想處理與臺灣或東亞科學史相關的題目。某天下午，系上舉辦演講，講者便是各位手中這本書的作者：馬丁．魯維克。在介紹講者時，主持人強調，魯維克教授曾是著名的地質學者，後來轉行當地質學史家，同樣做得有有聲有色；此跨領域且悠遊在自然科學與人文學的經驗，值得各位參考與倣傚云云。演講後，系上老師與同學聚在一起討論；我的指導老師、生物學史家珍妮特．布朗（Janet Browne）叫住我，問我是否熟悉魯維克教授的研究。我說我不太清楚；老師的臉色有些凝重，說道：“You should.”

這句 “You should” 一直迴盪在我心裡。作為學生，我從善如流，盡可能熟悉這位魯維克教授的著作，其中便包括《地球深歷史》。從科學史的角度，魯維克教授的貢獻至少有三：首先，由於其在地質學上的造詣，當科學史界開始宣稱要打開科學的黑箱、釐清社會條件與科學知識生產的因果關係時，魯維克教授是少數能觸及此理想狀態的研究者。再者，在論及近代生物學史時，研究者自然而然地將達爾文帶出的演化論風潮視為分水嶺；然而，就魯維克教授而言，至少在地質學史中，主要突破卻發生在一八○○年左右；在那個時期，人們終於體會到，就如同地球不是宇宙中不變的中心一般，歷史不再為人類所獨佔；人類史不過是地球歷史中極短暫的一段，甚至是微不足道的一段。第三，當科學史家不再把一八○○年代的地質學視為達爾文革命的先聲，也不再把當時的思想與爭論當成恭迎達爾文出場的墊腳石，魯維克教授認為，科學史家就可多少擺脫不時為祟在科學史寫作中「勝者為王」的「輝格史觀」。

然而，即便現在的我可以琅琅上口魯維克教授在科學史上的貢獻，我必須說，除了「指導老師交代」外，當時的我看不出什麼「你應該閱讀魯維克」的理由。我不是地質學出身，也不打算研究地質學史；事實上，我必須承認，在唸高中時，地球科學一直是讓我感到棘手的科目。相較於我感興趣的生物學，地球科學涉及的時空尺度過於龐大，超乎我可以想像的地步。再者，如黃相輔博士在另篇導論中指出的，魯維克教授為虔誠的基督徒，而他一系列地質學史著作的基調便是要化解宗教與科學的對立。但問題是，我非基督徒，且在我的成長經驗中，我從未體會到該對立，自然也無透過魯維克的著作來化解該衝突的必要。所以，除了幫助我一窺科學史的堂奧、進而取得該學科的入場券外，為何我需要知道魯維克教授的著作？

我的問題應該也是各位讀者的問題。在這個注意力只能維持三十秒的年代，為何你需要閱讀一本時間尺度達四十五億年的書？這需要一些理由。作為一名科學史研究者，我可以做的，就是盡可能地帶領讀者，回到魯維克這個人，以及他所處的時代。

與魯維克喝咖啡

時間來到二○一四年的劍橋大學。當時的我是該校李約瑟研究所（Needham Research Institute）的博士後研究員，不時會晃到位於自由學院巷（Free School Lane）的科學史與哲學系（Department of History and Philosophy of Science）聽演講。十月二十四日當天，我報名參加了該系主辦的「與科學家喝咖啡」活動，講者又是魯維克。身為該系元老的他，顯然非常重視這回演講。在演講前，他寄給與會者一篇題為 “Fossils and History: Recollections across Two Cultures” 的自傳；在文章開頭，他加了個段落，表示該文是為英國國家學術院（British Academy；魯維克於二○○八年獲選為該院院士）歸檔用，不是為了出版（Not for Publication）。演講當天，當時八十二歲的魯維克教授，開誠佈公、毫不藏私地回答了他反覆被問到的問題：「你是如何、何時以及為何把自己從自然科學家轉為人文學者？」

時間倒推到一九五九年五月七日。魯維克與其他劍橋大學的學生，簇擁在劍橋的評議會大樓（Senate House），聆聽物理學家、小說家與科技官僚查爾斯．史諾（C. P. Snow, 1905-1980）的里德講座（Rede Lecture）。史諾的講題是〈兩種文化與科學革命〉（The Two Cultures and the Scientific Revolution）。在該演講中，史諾認為，在當時的英國，科學與人文的鴻溝已加深擴大，至雙方難以溝通、相互鄙視的程度。就史諾而言，根本原因是，科學與人文係屬「兩種文化」；這是現行英國教育制度的結果，但對於英國未來的發展，並無好處。年輕的魯維克並未對史諾的演講留下深刻印象。日後，當史諾將其演講出版為專書、引發大論戰時，他難以理解，為何如此化約、視科學與人文除了敵對關係外別無其他的見解，竟會有那麼多人買單。為何年輕的魯維克會冷眼看待史諾的語重心長？又為何在將近半世紀後，他會撿起史諾演講的標題，當成是學術生涯的註腳？

魯維克從他的家庭教育談起。生於一九三二年的魯維克，父親為西敏公學（Westminster School）的物理老師，而教父則為中世紀壁畫的權威克萊夫．勞斯（Clive Rouse）。在魯維克小時候，他父親期許他能走上物理研究這條路；然而，一日，魯維克在花園中找到海膽的化石，大感興趣；更讓他感到驚喜的，他鑽研中世紀壁畫的教父勞斯，竟然送給他一盒菊石化石，鼓勵他走上地質學研究的道路。一九四五年，當十三歲的魯維克進入哈羅公學（Harrow School）就讀。他發現，不同於家中多元且開放的學習氛圍，校方竟要求他得在古典（Classical）與現代（Modern）中抉擇。所謂「古典」是以歷史學為主的人文學，而「現代」則為自然科學。魯維克選擇了「現代」，這讓校方頗為失望。因為，按當時英國中學教育的標準，如魯維克這樣傑出的學生，應以「古典」為職志，「現代」是留給那些「次等的心靈」（second-class mind）。即便如此，在求學階段，魯維克遇到一位擁有博士學位的生物學老師道格拉斯．里德（Douglas Reid）。里德除了帶著魯維克閱讀生物學的經典外，還指導他進行端足類（Amphipods）的分類。魯維克花了相當時間，對著圖鑑，兩眼盯著顯微鏡，探究自英國周遭海域採回來的活體標本。魯維克頗為滿意此自主學習的成果，將之寫成論文，發表在《自然史雜誌》（Magazine of Natural History）上—該文也成為魯維克多產之學術生涯中的首篇論文。在高中生涯接近尾聲時，他參加了劍橋大學的入學甄試。他報考了生物、化學與地質學，於地質學的表現最為傑出。一九五○年起，他開始於劍橋大學地質學系就讀。

在劍橋大學，魯維克受益於該校的 Tripos 制度，即在選定專業科目前，可廣泛涉獵相關學科。一趟前往懷特島（Isle of Wight）檢視第三紀之地層構造（the Tertiary strata）的田野經驗讓魯維克對古生態學（palaeo-ecology）感興趣。依他所見，這在當時仍屬新穎的學科，既可結合他對分類學的興趣，也可讓其興趣不至於被傳統分類學限制住，而可進一步探索古生物及其環境的關係。一九五三年，魯維克以第一名畢業，且獲得地質系、三一學院等機構的獎學金，以及政府的研究獎勵，讓他可以三年為期，於劍橋繼續鑽研古生態學。一九五五年，年僅二十三歲的魯維克被聘為劍橋大學地質學系的 “demonstrator”（相當於美國的助理教授），翌年更被選為三一學院的學生院士（junior research fellow）。

接二連三的榮譽與肯定並未讓魯維克就此停留在他已相對熟悉的古生態學領域。他亟思挑戰困難的博論題目，讓他可在地質學中站穩腳跟。魯維克的進取或與三一學院的氛圍有關。身為該院的學生院士，他可自在地向「古典」與「現代」領域中卓然有成的資深院士請益。這時的魯維克還未接觸到史諾的「兩種文化」；難怪，當他接觸到後，他無法接受當中「做人文者」與「做科學者」往往無法溝通，因為這並不是他在三一學院接受到的刺激。

接著，魯維克開始對「功能形態學」（functional morphology）感興趣，且把對象設定在雖有大量化石證據、然只有少量物種留存至今日、導致活體實驗與野外觀察幾近不可能的腕族類動物（brachiopods）。當他在標本館中檢視該動物的化石標本，欣賞其結構的對稱、揣摩其可能的功能時，他想起在哈羅公學時曾涉獵的生物學經典：愛德華・羅素（E. S. Russell）的《形式與功能》（Form and Function, 1916），特別是當中論及法國博物學者居維葉（Georges Cuvier, 1769–1832）的段落。

居維葉認為，透過緊密地將結構與功能整合在一起，每類生物得適應（adapt）其特定的生活模式（mode of life）。以此概念為出發點，居維葉大膽地重建他認為已然滅絕的長毛象（mammoth）與乳齒象（mastodon）的化石標本。魯維克認為，居維葉重組這些已滅絕之動物的概念與手法，有助於他對腕足動物之功能形態學的研究。於是，他到圖書館，閱讀居維葉的原典與相關手稿。

他精準掌握了居維葉至當代的功能形態學系譜，再加上三一學院對其研究的支援，魯維克於一九五八年以〈化石腕族類的功能形態學研究〉（Studies in the Functional Morphology of Fossil Brachiopods）一文取得博士學位。翌年，他在深具影響力的《地質學雜誌》（Geological Magazine）上一口氣發表兩篇論文，宣告一名年輕地質學者的誕生，以及一個少為地質學者所知之取向的成熟。在後續七年間，魯維克持續探索化石與現存腕族動物的功能形態學，於一九六五年獲聘為劍橋地質系的講師（University Lecturer）。按當時劍橋的規定，這意味著魯維克已通過終身聘任制（tenure）的考驗，可在其喜愛的領域鑽研，直到退休。

如果說已被地質學者視為「歷史」的居維葉為魯維克的地質學帶來突破，那麼，他則以其地質學研究經驗為地質學史帶來新意。原來，在細讀居維葉的原典後，魯維克感到好奇，為何如此傑出的博物學者竟會拒絕接受當時已略具雛形的「物種會變化」的演化思想，並設法撲滅之？他開始閱讀生物學史的著作，且把握各種與科學史家交流的機會。讓他失望的，其在地質學的同儕就罷了，多數他遇見的科學史研究者，多不把居維葉當一回事，甚至認為居維葉的存在阻撓了演化論於法國的生成與傳播。

魯維克不免好奇，為何科學史研究者總以後見之明來評價居維葉，而不是回到居維葉所處的時代，設身處地理解居維葉的科學及其貢獻？為何科學史家會對居維葉深具突破性的功能形態學視而不見？同時，他也感到訝異，為何不管在研究材料的選擇上，科學史研究者會如此執著於文本，彷彿其研究對象不會以圖像溝通似的？魯維克認為，如此「重文本而輕圖像」的作法，恐怕會讓科學史研究者錯估科學知識生成與溝通的方式；因為，至少在地質學界，相較於文字，研究者更傾向以圖像來思考與溝通。

最後，他也發現，相較於地質學者，科學史研究者似乎不做「田野」，也不把其研究對象的田野工作當一回事。同樣從地質學觀點，魯維克認為，不把田野及田野工作視為科學知識之生產地與實作，科學史家恐難以真正窺見科學研究者的心靈，遑論探究新理論生成的時空脈絡。於是，在一九六○年代，也就是魯維克逐步確立其在地質學的地位時，他也開始在科學史相關的期刊上發表論文，拋出前述疑問，並從地質學的觀點提出解答。對此，一位「柯廷翰女士」（Mrs Cottingham）居功厥偉。

原來，柯廷翰繼承了倫敦地質學會（Geological Society）之創建者與首位會長喬治．格林努格（George Greenough）的手稿。該手稿未經整理，也未有研究者使用過；柯廷翰希望魯維克能幫她整理，並據此撰寫格林努格的傳記。魯維克欣然答應。在整理並閱讀格林努格的手稿與通信的過程中，魯維克發現一落信件，以紅帶繫著，上頭有格林努格的筆跡，寫著「泥盆紀大爭議」（Great Devonian controversy）。在謄寫這批信件的過程中，魯維克得以重訪此當代地質學者已少有人知的爭議，理解科學爭議係如何生成、延燒與閉合。日後（一九八五），運用這批材料，魯維克完成其成名作；書名就叫做《泥盆紀大爭議：紳士專業者中科學知識的形塑》（The Great Devonian Controversy: The Shaping of Scientific Knowledge among Gentlemanly Specialists）。

一九六七年，當周遭的人都認為，這位三十五歲的年輕地質學者，會在自己的專業領域中持續耕耘，同時以歷史為副業或「娛樂」，直至退休，魯維克做了讓人驚駭的決定：他離開了地質系，轉至甫成立的科學史與哲學系任教。按魯維克日後的說法，當時的他，遭逢了中年危機；只是，有中年危機的不是他，而是他在地質學系的同儕。魯維克認為，相較於正在蓬勃發展的美國地質學，劍橋的地質學者似乎都在自己的舒適圈中做研究；當美國地質學界已培育出如古爾德（Stephen Jay Gould, 1941—2002）這樣優秀的新生代時，劍橋地質系顯得格外死氣沉沉。當這個他自一九五○年起便生活其中的系所不能再給予他智識上的刺激，魯維克決定出走。此舉激怒了他在系上的同儕，認為這是難以原諒的的背叛。魯維克不以為意，因為他已在自由學院巷的科學史與哲學系，找到他的新天地。

一九七四年，魯維克再度出走，至荷蘭自由大學（Free University）擔任「自然科學之歷史與社會面向」的教授。他的夢想是在該校建立科技與社會的研究群。他注意到，在愛丁堡大學，有群年輕的歷史學者、社會學者與哲學者，組成科學研究部（Science Studies Unit），以全新的視野，至少不是他曾大為感冒的輝格史觀，探索科學知識與其社會條件間的因果關係。他希望能在自由大學有個類似的部門，與日後被稱為「愛丁堡學派」的學者們，共同打造「科學研究」或說「科技與社會」此新興領域。

一九八○年，自由大學遭逢政治危機；魯維克的同儕、摯友與學術夥伴遭左翼學生攻擊，而校方並未捍衛校園中根本的學術自由，這讓魯維克憤而辭職。過來五年，魯維克帶著家人，過著顛沛流離的生活，以訪問學者的身分，在倫敦、劍橋、普林斯頓與耶路撒冷間遊走。一九八五年，普林斯頓大學聘魯維克為歷史系教授；魯維克希望能在該校打造科學研究的分支，未獲高層支持。一九八八年，魯維克轉至加州大學聖地牙哥分校任教；這回，他終於得到支持，於人文部門中建立以科學為對象的研究分支。在這段顛沛流離的日子裡，魯維克共出版了四本書；於一九九八年退休至今，他又出版了五本書，最新的一本即為各位手中的《地球深歷史》。二○○七年，幾乎就在哈羅公學校方要年輕的魯維克在古典與現代中做選擇的一甲子後，他獲頒美國科學史學會的最高榮譽薩頓獎章（George Sarton Medal），翌年被選做英國科學院院士。

兩種文化？

回到二○一四年十月二十四日當天，年邁但仍精力充沛的魯維克是如何看待史諾的「兩種文化」？首先，他不認為該說是錯誤的；因為，在其漫長的職業生涯中，他不時面臨要「選邊站」的壓力。再者，他也不認為兩種文化是通盤正確；因為，在同時浸淫在地質學與地質學史後，他認為，兩者的相似性遠大於對立，共同體現了人們對於知識的追求。第三，即便自然科學與人文學有其相似性，他也不認為，研究者就該追求某種大一統的知識體系，反而是在同中求異。顯然的，如果他沒有在尋找博論題材時，潛心閱讀居維葉的功能型態學，他恐怕不會在高度競爭的地質學中一支獨秀；同樣的，若沒有他在地質學中習得的基本功，他恐怕難以帶入圖像及田野工作的分析視野，在科學史界自成一家之言。

離指導老師對我的提醒，已經十四年了；即便我的學術成就遠遠夠不上魯維克教授及我的老師，身處在既有文組生又有理組生的臺大地理系，我還是不時板起臉來，提醒學生應該做這做那。每回做此建議，我還是不時會落入我當時的疑問，為何臺灣學生得閱讀一些從不同的社會與智識氛圍中長出來的作品，除了這些作品「很有名」以外？當然，我希望學生能自己尋找 “you should” 的答案，就如同本文呈現的「魯維克是誰、我為何要在意他」的探問旅程。

欣見《地球深歷史》中文版的出版，以及編輯林巧玲的邀請，讓我可以有機會把這趟追尋之旅化為一篇導讀。這不是一本科普書，更不是一本教科書；這是一個生長在獨特時空脈絡的人們、不論其在今日學術分工中的地位為何、不停追問自己是誰、又該往那裡去的故事，同時也是個不安於室、為尋求最多的知識刺激、不惜顛沛流離之學者的生命故事。作為臺灣人，我們非常熟悉「自己是誰、該往那裡去」與「文理組之爭」等情節；就我而言，這便構成 “you should” 的理由。

希望你能同意。