Джеймс Хаттон FRSE ( / ˈ h ʌ t ən / ; 3 июня по старому стилю [1] 1726 – 26 марта 1797) был шотландским геологом , агрономом , производителем химикатов , натуралистом и врачом . [2] Его часто называют «отцом современной геологии» [3] [4], он сыграл ключевую роль в становлении геологии как современной науки.
Хаттон выдвинул идею о том, что отдаленная история физического мира может быть выведена из доказательств в современных горных породах. Благодаря своему изучению особенностей ландшафта и береговых линий его родных шотландских низменностей , таких как Солсбери-Крэгс или Сиккар-Пойнт , он разработал теорию о том, что геологические особенности не могут быть статичными, а подвергаются непрерывной трансформации в течение неопределенно длительных периодов времени. Из этого он утверждал, в согласии со многими другими ранними геологами, что Земля не может быть молодой. Он был одним из первых сторонников того, что в 1830-х годах стало известно как униформитарианизм , наука, которая объясняет особенности земной коры как результат продолжающихся естественных процессов в течение длительного геологического времени . Хаттон также выдвинул тезис о «системе обитаемой Земли», предложенной как деистический механизм, предназначенный для того, чтобы поддерживать мир вечно пригодным для людей, [5] ранняя попытка сформулировать то, что сегодня можно было бы назвать одним из видов антропного принципа .
Некоторые размышления, схожие с размышлениями Хаттона, можно найти в публикациях его современников, таких как французский натуралист Жорж-Луи Леклер де Бюффон , [5], но именно новаторские работы Хаттона в основном и сформировали эту область. [6] [7]
Хаттон родился в Эдинбурге 3 июня OS [8] 1726 года, как один из пяти детей Сары Бальфур и Уильяма Хаттона, торговца, который был казначеем города Эдинбурга. Отец Хаттона умер в 1729 году, когда ему было три года.
Он получил образование в средней школе Эдинбурга, где он особенно интересовался математикой и химией , затем, когда ему было 14, он поступил в Эдинбургский университет как «ученик гуманитарных наук», изучая классику . Он был отдан в ученики к юристу Джорджу Чалмерсу , когда ему было 17, но больше интересовался химическими экспериментами, чем юридической работой. В возрасте 18 лет он стал помощником врача и посещал лекции по медицине в Эдинбургском университете.
После двухлетнего пребывания в Париже Джеймс Хаттон прибыл в Лейден в 1749 году, где 14 августа 1749 года поступил в Лейденский университет в доме тогдашнего ректора magnificus Иоахима Шварца, чтобы получить докторскую степень по медицине. Он остановился у вдовы Ван дер Тас (урожденной Джудит Бува) в Лангебруге, что соответствует нынешнему адресу Лангебруг 101 в Лейдене. Его руководителем был профессор Фредерик Винтер, который был не только профессором Лейденского университета, но и придворным врачом штатгальтера. Латинская рукопись диссертации Хаттона также содержала 92 тезиса, два из которых были успешно защищены публично Джеймсом Хаттоном 3 сентября 1749 года. 12 сентября 1749 года Джеймс Хаттон получил докторскую степень по медицине в Лейденском университете, защитив физико-медицинскую диссертацию под названием « Sanguine et Circulatione Microcosmi». Диссертация была напечатана Вильгельмусом Бутом, книгопечатником в Лейдене. Считается, что Джеймс Хаттон вернулся в Британию вскоре после своего повышения. [9] [10] : 2
После получения степени Хаттон отправился в Лондон, затем в середине 1750 года вернулся в Эдинбург и возобновил химические эксперименты с близким другом Джоном Дэви. Их работа по производству нашатыря из сажи привела к их партнерству в прибыльном химическом заводе, [10] : 2 производство кристаллической соли, которая использовалась для окрашивания, металлообработки и в качестве нюхательной соли и была доступна только из природных источников и должна была импортироваться из Египта . Хаттон владел и сдавал в аренду недвижимость в Эдинбурге, нанимая фактора для управления этим бизнесом. [11]
Хаттон унаследовал от отца фермы Берикшира Слайхаузес , равнинную ферму, которая принадлежала семье с 1713 года, и холмистую ферму Нетер Монинут . [10] : 2–3 В начале 1750-х годов он переехал в Слайхаузес и занялся усовершенствованиями, внедряя методы ведения сельского хозяйства из других частей Британии и экспериментируя с растениеводством и животноводством. [10] : 2–3 Он записал свои идеи и нововведения в неопубликованном трактате « Элементы сельского хозяйства» . [10] : 60
Это развило его интерес к метеорологии и геологии. В письме 1753 года он писал, что «очень полюбил изучать поверхность земли и с тревожным любопытством заглядывал в каждую яму, канаву или русло реки, которые попадались ему на пути». Расчистка и осушение его фермы предоставили широкие возможности. Математик Джон Плейфэр описал Хаттона как человека, заметившего, что «значительная часть нынешних пород состоит из материалов, полученных в результате разрушения тел, животных, растений и минералов, более древней формации». Его теоретические идеи начали формироваться в 1760 году. Пока его фермерская деятельность продолжалась, в 1764 году он отправился в геологическое путешествие по северу Шотландии с Джорджем Максвеллом-Клерком, [12] предком знаменитого Джеймса Клерка Максвелла . [13]
В 1768 году Хаттон вернулся в Эдинбург, сдавая свои фермы арендаторам, но продолжая интересоваться улучшениями ферм и исследованиями, которые включали эксперименты, проведенные в Слайхаусе . Он разработал красный краситель, изготовленный из корней растения марены . [14]
В 1770 году он построил дом в Сент-Джонс-Хилл в Эдинбурге с видом на скалы Солсбери . Позже он стал домом семьи Бальфур, а в 1840 году здесь родился психиатр Джеймс Крайтон-Браун . Хаттон был одним из самых влиятельных участников шотландского Просвещения и общался со многими первоклассными умами в области науки, включая математика Джона Плейфэра , философа Дэвида Юма и экономиста Адама Смита . [15] Хаттон не занимал никакой должности в Эдинбургском университете и сообщал о своих научных открытиях через Королевское общество Эдинбурга . Он был особенно дружен с врачом и химиком Джозефом Блэком , и вместе с Адамом Смитом они основали Oyster Club для еженедельных встреч.
Между 1767 и 1774 годами Хаттон принимал непосредственное участие в строительстве канала Форт-энд-Клайд , в полной мере используя свои геологические познания, как акционер и как член комитета управления, и посещал собрания, включая расширенные инспекции на месте всех работ. В это время он указан как проживающий на Бернард-стрит в Лейте . [16] В 1777 году он опубликовал брошюру « Соображения о природе, качестве и различиях угля и штыба» , которая успешно помогла получить освобождение от акцизного сбора на перевозку мелкого угля. [17]
В 1783 году он стал одним из основателей Королевского общества Эдинбурга . [18]
С 1791 года Хаттон страдал от сильнейших болей из- за камней в мочевом пузыре и отказался от полевых работ, чтобы сосредоточиться на завершении своих книг. Опасная и болезненная операция не смогла вылечить его болезнь. [19] Он умер в Эдинбурге и был похоронен в склепе Эндрю Бальфура, напротив склепа его друга Джозефа Блэка , в ныне запечатанной юго-западной части Грейфрайарс Киркьярд в Эдинбурге, широко известной как тюрьма Ковенантера.
Хаттон не был женат и не имел законных детей. [18] Около 1747 года у него родился сын от мисс Эдингтон, и хотя он оказывал своему ребенку, Джеймсу Смитону Хаттону, финансовую помощь, он мало общался с мальчиком, который впоследствии стал почтовым служащим в Лондоне. [20]
Хаттон разработал несколько гипотез, чтобы объяснить скальные образования, которые он видел вокруг себя, но, по словам Плейфэра, он «не спешил публиковать свою теорию; поскольку он был одним из тех, кто гораздо больше радуется созерцанию истины, чем похвале от ее открытия». Примерно через 25 лет работы [21] его работа «Теория Земли ; или исследование законов, наблюдаемых в составе, растворении и восстановлении суши на земном шаре» была прочитана на заседаниях Королевского общества Эдинбурга в двух частях, первая из которых была прочитана его другом Джозефом Блэком 7 марта 1785 года, а вторая — им самим 4 апреля 1785 года. Впоследствии Хаттон прочитал на заседании общества 4 июля 1785 года реферат своей диссертации «О системе Земли, ее продолжительности и стабильности » [22] , который он напечатал и распространил в частном порядке. [23] В ней он изложил свою теорию следующим образом:
Твердые части нынешней земли, по-видимому, в целом состояли из продуктов моря и других материалов, подобных тем, которые сейчас встречаются на берегах. Отсюда мы находим основание заключить:
1-е, что земля, на которой мы покоимся, не является простой и изначальной, но что она является составной и была образована действием вторичных причин.
2-е, что до того, как была создана нынешняя земля, существовал мир, состоящий из моря и суши, в котором были приливы и течения, с такими же процессами на дне моря, которые происходят сейчас. И,Наконец, что в то время как нынешняя земля формировалась на дне океана, прежняя земля поддерживала растения и животных; по крайней мере, море тогда было населено животными, подобным образом, как и в настоящее время.
Отсюда мы приходим к выводу, что большая часть нашей земли, если не вся, была создана операциями, естественными для этого земного шара; но для того, чтобы сделать эту землю постоянным телом, сопротивляющимся операциям вод, потребовались две вещи:
1-е, консолидация масс, образованных скоплениями рыхлых или несвязных материалов;во-вторых, подъем этих консолидированных масс со дна моря, места, где они были собраны, до мест, в которых они сейчас находятся над уровнем океана.
Летом 1785 года в Глен-Тилт и других местах в горах Кэрнгорм в Шотландском нагорье Хаттон обнаружил гранит, проникающий в метаморфические сланцы , что указывало на то, что гранит в то время был расплавлен . Это была первая геологическая экспедиция Хаттона, и он был приглашен герцогом Атолл в свой охотничий домик, Форест-Лодж. Обнажения на мосту Дайл-ан-из продемонстрировали ему, что гранит образовался из остывающей расплавленной породы, а не выпал из воды, как считали другие в то время, и поэтому гранит должен быть моложе сланцев. [24] [25] Хаттон представил свою теорию Земли 4 марта и 7 апреля 1785 года в Королевском обществе Эдинбурга. [26]
Затем он обнаружил похожее проникновение вулканической породы через осадочную породу в Эдинбурге , в Солсбери-Крэгс , [4] рядом с Артурс-Сит – эта область Крэгс теперь известна как Секция Хаттона. [27] [28] Он нашел другие примеры в Гэллоуэе в 1786 году и на острове Арран в 1787 году.
Существование угловых несогласий было отмечено Николя Стено и французскими геологами, включая Горация-Бенедикта де Соссюра , который интерпретировал их в терминах нептунизма как «первичные формации». Хаттон хотел сам изучить такие формации, чтобы увидеть «особые признаки» взаимосвязи между слоями горных пород. Во время поездки на остров Арран в 1787 году он нашел свой первый пример несогласия Хаттона к северу от мыса Ньютон около Лохранзы , [29] [30] но ограниченный обзор означал, что состояние нижележащих слоев было для него недостаточно ясным, [31] и он ошибочно полагал, что слои были согласными на глубине под открытым выходом. [32]
Позже в 1787 году Хаттон отметил то, что сейчас известно как Хаттон или «Великий» Несогласный напластование в Инчбонни, [6] Джедбург , в слоях осадочных пород . [33] Как показано на иллюстрациях справа, слои граувакки в нижних слоях скалы наклонены почти вертикально, а над промежуточным слоем конгломерата лежат горизонтальные слои старого красного песчаника . Позже он писал о том, как он «радовался своей удаче, наткнувшись на объект, столь интересный в естественной истории Земли, и который я долго и тщетно искал». В том же году он нашел ту же последовательность в Тевиотдейле . [31]
Весной 1788 года он отправился с Джоном Плейфэром на побережье Берикшира и нашел больше примеров этой последовательности в долинах Тур и Пиз-Бернс около Кокбернспата . [31] Затем они отправились на лодке из Дангласс-Бернс на восток вдоль побережья с геологом сэром Джеймсом Холлом из Дангласса . Они нашли последовательность в скале ниже Сент-Хеленс, затем чуть восточнее, в Сиккар-Пойнт, нашли то, что Хаттон назвал «прекрасной картиной этого соединения, омытого морем». [34] [35] Позже Плейфэр прокомментировал этот опыт: «разум, казалось, закружился, заглянув так далеко в бездну времени». [36] Продолжая движение вдоль побережья, они сделали больше открытий, включая участки вертикальных слоев, показывающие сильные отметки ряби, которые дали Хаттону «большое удовлетворение» как подтверждение его предположения, что эти слои были заложены горизонтально в воде. Он также обнаружил конгломерат на высотах, которые продемонстрировали степень эрозии пластов, и сказал об этом, что «мы никогда не должны были мечтать о встрече с тем, что мы сейчас видим». [31]
Хаттон рассуждал, что должно было быть бесчисленное множество циклов, каждый из которых включал отложение на морском дне , подъем с наклоном и эрозией, а затем снова под водой для отложения дополнительных слоев. Полагая, что это было вызвано теми же геологическими силами, которые действовали в прошлом, что и очень медленные геологические силы, которые, как видно, действуют в настоящее время, толщина обнаженных слоев горных пород подразумевала для него огромные отрезки времени. [6]
Хотя Хаттон распространял в частном порядке печатную версию резюме своей Теории ( О системе Земли, ее продолжительности и стабильности ), которую он прочитал на заседании Королевского общества Эдинбурга 4 июля 1785 года; [23] полное изложение его теории, прочитанное на заседаниях 7 марта 1785 года и 4 апреля 1785 года, не появлялось в печати до 1788 года. Оно называлось Теория Земли ; или Исследование законов, наблюдаемых в составе, растворении и восстановлении суши на земном шаре , и появилось в Трудах Королевского общества Эдинбурга , т. I, часть II, стр. 209–304, листы I и II, опубликованные в 1788 году. [22] Он выдвинул точку зрения, что «из того, что было на самом деле, у нас есть данные для заключения относительно того, что должно произойти в будущем». Это перефразировало концепцию шотландского Просвещения , которую Дэвид Юм сформулировал в 1777 году как «все выводы из опыта предполагают ... что будущее будет похоже на прошлое», а Чарльз Лайель незабываемо перефразировал в 1830-х годах как «настоящее - ключ к прошлому». [37] Статья Хаттона 1788 года заключает: «Итак, результатом нашего настоящего исследования является то, что мы не находим никаких следов начала, никаких перспектив конца». [22] Его незабываемо сформулированное заключительное заявление давно прославляется. [6] [38] (Оно было процитировано в песне 1989 года « No Control » автором песен и профессором Грегом Граффином . [39] )
После критики, особенно аргументов Ричарда Кирвана , который считал, что идеи Хаттона были атеистическими и нелогичными, [22] Хаттон опубликовал двухтомную версию своей теории в 1795 году, [40] [41] состоящую из версии его теории 1788 года (с небольшими дополнениями) вместе с большим количеством материала, взятого из более коротких статей, которые Хаттон уже имел под рукой по различным темам, таким как происхождение гранита. Он включал обзор альтернативных теорий, таких как теории Томаса Бернета и Жоржа-Луи Леклерка, графа де Бюффона .
Вся работа была озаглавлена «Исследование принципов познания и прогресса разума от чувства к науке и философии», когда третий том был завершен в 1794 году. [42] Его 2138 страниц побудили Плейфера заметить, что «большой размер книги и неясность, которую можно справедливо приписать многим ее частям, вероятно, помешали ей быть воспринятой так, как она того заслуживает».
Его новые теории поставили его в оппозицию к популярным в то время нептунистическим теориям немецкого геолога Авраама Готтлоба Вернера , что все породы выпали из одного огромного потопа. Хаттон предположил, что внутренняя часть Земли была горячей, и что это тепло было двигателем, который управлял созданием новых пород: земля была размыта воздухом и водой и отложилась в виде слоев в море; затем тепло консолидировало осадок в камень и подняло его на новые земли. Эта теория была названа « плутонической » в отличие от теории, ориентированной на потоп.
Помимо борьбы с нептунистами, он также принял растущий консенсус относительно концепции глубокого времени для научных целей. Вместо того, чтобы признать, что Земле не более нескольких тысяч лет, он утверждал, что Земля должна быть намного старше , с историей, простирающейся на неопределенно долгий промежуток времени в далекое прошлое. [24] Его основная линия аргументации заключалась в том, что огромные смещения и изменения, которые он наблюдал, не произошли за короткий период времени посредством катастрофы, но что процессы, все еще происходящие на Земле в настоящее время, вызвали их. Поскольку эти процессы были очень постепенными, Земля должна была быть древней, чтобы дать время для изменений. Современные исследования показали, что геологическая летопись требует огромного времени, но не было найдено хорошего способа назначения фактических лет в течение более столетия (Радвик, Разрывая границы времени ). Идея Хаттона о бесконечных циклах, в которых постоянно присутствует человек, существенно отличается от современной геологии, предполагающей определенное время формирования и направленные изменения с течением времени, однако его подтверждающие доказательства долгосрочных последствий геологических процессов были ценны для развития исторической геологии.
Утверждалось, что проза «Принципов познания» была настолько неясной, что она также препятствовала принятию геологических теорий Хаттона. [43] Переформулирование его геологических идей (но не его мыслей об эволюции) Джоном Плейфером в 1802 году, а затем Чарльзом Лайелем в 1830-х годах популяризировало концепцию бесконечно повторяющегося цикла, хотя Лайель был склонен игнорировать взгляды Хаттона, считая, что он слишком доверяет катастрофическим изменениям.
Хаттон обратил свое внимание не только на землю. Он долго изучал изменения атмосферы . Тот же том, в котором появилась его Теория Земли, содержал также Теорию дождя . Он утверждал, что количество влаги, которое воздух может удерживать в растворе, увеличивается с температурой, и, следовательно, что при смешении двух масс воздуха с разной температурой часть влаги должна конденсироваться и появляться в видимой форме. Он исследовал имеющиеся данные относительно осадков и климата в различных регионах земного шара и пришел к выводу, что количество осадков регулируется влажностью воздуха , с одной стороны, и смешением различных воздушных потоков в более высоких слоях атмосферы, с другой.
Хаттон учил, что биологические и геологические процессы взаимосвязаны. [44] Джеймс Лавлок , разработавший гипотезу Геи в 1970-х годах, цитирует Хаттона, который утверждал, что Земля является суперорганизмом и что ее надлежащим изучением должна быть физиология. [45] Лавлок пишет, что взгляд Хаттона на Землю был отвергнут из-за сильного редукционизма среди ученых 19-го века. [45]
Хаттон также отстаивал униформизм в отношении живых существ — эволюцию в определенном смысле — и даже предположил, что естественный отбор может быть механизмом, влияющим на них:
Хаттон привел пример, что там, где собаки выживают благодаря «быстроте ног и быстроте зрения... наиболее дефектные в отношении этих необходимых качеств, будут наиболее подвержены гибели, и что те, кто использует их в наибольшем совершенстве... будут теми, кто останется, чтобы сохранить себя и продолжить род». Точно так же, если острое обоняние станет «более необходимым для поддержания жизни животного... тот же принцип [изменит] качества животного и... создаст породу хорошо чующих гончих, вместо тех, которые ловят свою добычу быстротой». Тот же «принцип изменчивости» повлияет «на каждый вид растений, растущий в лесу или на лугу». Он пришел к своим идеям в результате экспериментов по разведению растений и животных , некоторые из которых он изложил в неопубликованной рукописи « Элементы сельского хозяйства» . Он различал наследственные изменчивости как результат разведения и ненаследственные изменчивости, вызванные различиями окружающей среды, такими как почва и климат. [42]
Хотя он считал свой «принцип изменчивости» объясняющим развитие разновидностей, Хаттон отверг идею о том, что эволюция может привести к появлению видов, как «романтическую фантазию», по словам палеоклиматолога Пола Пирсона. [46] Под влиянием деизма [47] Хаттон считал, что этот механизм позволяет видам формировать разновидности, лучше приспособленные к определенным условиям, и предоставил доказательства благожелательного замысла в природе. Исследования записных книжек Чарльза Дарвина показали, что Дарвин пришел к идее естественного отбора , которую он изложил в своей книге 1859 года «О происхождении видов» , но предполагалось, что у него были какие-то полузабытые воспоминания со времен его студенчества в Эдинбурге об идеях отбора в природе, изложенных Хаттоном, а также Уильямом Чарльзом Уэллсом и Патриком Мэтью , которые оба были связаны с городом до публикации своих идей по этой теме в начале 19 века. [42]
В 1770 году Джеймс Хаттон, фермер-экспериментатор и владелец завода
по производству нашатырного спирта
, начал исследовать необычные формы и текстуры скал
Солсбери
, возвышающихся нерегулярных скальных образований в
Эдинбурге
. Хаттон заметил нечто удивительное —
окаменелые
останки рыб, зарытые в скалу. Останки предполагали, что
вулканическая активность
подняла массу с некоторой глубины в море. В 1785 году он прочитал лекцию в
Королевском обществе Эдинбурга
, в которой сделал замечательное заявление о том, что «с точки зрения человеческого наблюдения этот мир не имеет ни начала, ни конца». Книга, которую он в конечном итоге опубликовал,
Теория Земли
, помогла создать современную геологию.
«Таким образом, результатом этого физического исследования», — заключил Хаттон, — «является то, что мы не находим никаких следов начала, никаких признаков конца».
Хаттон Джордж Клерк Максвелл.
Хаттон обладал инстинктивной способностью обращать вспять физические процессы — читать ландшафты в обратном порядке, так сказать. Например, ощупывая белый кварц, который прорезал серые гранитные валуны в шотландской долине, он понимал конфронтацию, которая когда-то произошла между двумя типами горных пород, и он осознавал, как под фантастическим давлением расплавленный кварц пробивался в слабые места материнского гранита.
Во время посещения Allar's Mill на реке Джед-Уотер, Хаттон был рад увидеть горизонтальные полосы красного песчаника, лежащие "несогласно" поверх почти вертикальных и складчатых полос скальной породы.
По иронии судьбы Хаттон, человек, чей стиль прозы обычно отвергают как нечитаемый, должен был придумать одно из самых запоминающихся и действительно лирических предложений во всей науке: «(в геологии) мы не находим никаких следов начала, — никаких перспектив конца». В этих простых словах Хаттон сформулировал концепцию, которую никто не рассматривал, что породы, составляющие Землю сегодня, в конце концов, не были здесь со времен Сотворения.
нет ни следа начала, ни перспективы конца (Хаттон, 1795)
Геология Джеймса Хаттона.
Джеймс Хаттон деист -википедия.
