Джеймс Хаттон FRSE ( / ˈh ʌ tən / ; 3 июня OS [ нужна ссылка ] 1726 — 26 марта 1797) — шотландский геолог , земледелец , производитель химикатов , натуралист и врач . [1] Его часто называют «отцом современной геологии», [2] [3] он сыграл ключевую роль в становлении геологии как современной науки.
Хаттон выдвинул идею о том, что о далекой истории физического мира можно судить по свидетельствам современных горных пород. Изучая особенности ландшафта и береговой линии его родных шотландских низменностей , таких как скалы Солсбери или Сиккар-Пойнт , он разработал теорию, согласно которой геологические особенности не могут быть статичными, а подвергаются постоянной трансформации в течение неопределенно длительных периодов времени. Исходя из этого, он, согласно со многими другими геологами раннего периода, утверждал, что Земля не может быть молодой. Он был одним из первых сторонников того, что в 1830-х годах стало известно как униформизм , науки, которая объясняет особенности земной коры как результат продолжающихся естественных процессов в течение длительного геологического масштаба времени . Хаттон также выдвинул тезис о «системе обитаемой Земли», предложенной как деистический механизм, предназначенный для сохранения мира, вечно пригодного для жизни людей, [4] ранняя попытка сформулировать то, что сегодня можно было бы назвать одним из видов антропного принципа .
Некоторые размышления, подобные идеям Хаттона, можно найти в публикациях его современников, таких как французский натуралист Жорж-Луи Леклер де Бюффон [4] , но именно новаторские работы Хаттона создали эту область. [5] [6]
Хаттон родился в Эдинбурге 3 июня OS [7] 1726 года и был одним из пяти детей Сары Бальфур и Уильяма Хаттона, купца, который был казначеем города Эдинбурга. Отец Хаттона умер в 1729 году, когда ему было три года.
Он получил образование в средней школе Эдинбурга , где его особенно интересовали математика и химия , затем, когда ему было 14 лет, он поступил в Эдинбургский университет как «студент человечества», изучая классику . Когда ему было 17 лет, он поступил в ученики к адвокату Джорджу Чалмерсу У.С. , но больше интересовался химическими экспериментами, чем юридической работой. В 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 Великого Иоахима Шварца, чтобы получить докторскую степень по медицине. Он остановился у вдовы Ван дер Тас (урожденной Юдит Бува) в Лангебрюге, что соответствует нынешнему адресу Лангебрюг 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 диссертации, две 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 «Сангвиник» . и Circulatione Microcosmi. Диссертацию напечатал Вильгельм Бут, книгопечатник из Лейдена. Считается, что Джеймс Хаттон вернулся в Великобританию вскоре после своего повышения. [8] [9] : 2
После получения ученой степени Хаттон уехал в Лондон, затем в середине 1750 года вернулся в Эдинбург и возобновил химические эксперименты с близким другом Джоном Дэви. Их работа по производству нашатырного спирта из сажи привела к их партнерству в прибыльном химическом заводе, [9] : 2 по производству кристаллической соли, которая использовалась для крашения, обработки металлов и в качестве нюхательной соли и была доступна только из природных источников и должна была быть импортированы из Египта . Хаттон владел и сдавал в аренду недвижимость в Эдинбурге, нанимая посредника для управления этим бизнесом. [10]
Хаттон унаследовал от своего отца фермы Слайхаусс в Бервикшире , равнинную ферму, принадлежавшую семье с 1713 года, и холмистую ферму Нетер Монинат . [9] : 2–3 В начале 1750-х годов он переехал в Слайхаусс и приступил к улучшениям, внедряя методы ведения сельского хозяйства из других частей Британии и экспериментируя с растениеводством и животноводством. [9] : 2–3 Свои идеи и нововведения он записал в неопубликованном трактате « Элементы земледелия» . [9] : 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 всматривался в каждую яму, канаву или русло реки, попадавшиеся ему на пути». Расчистка и осушение его фермы открывали широкие возможности. Математик Джон Плейфэр описал Хаттона как заметившего, что «большая часть нынешних горных пород состоит из материалов, образовавшихся в результате разрушения тел животных, растений и минералов более древнего образования». Его теоретические идеи начали формироваться в 1760 году. Пока продолжалась его сельскохозяйственная деятельность, в 1764 году он отправился в геологическое путешествие по северу Шотландии вместе с Джорджем Максвеллом-Клерком, [11] предком знаменитого Джеймса Клерка Максвелла . [12]
В 1768 году Хаттон вернулся в Эдинбург, сдав свои фермы арендаторам, но продолжая интересоваться улучшениями ферм и исследованиями, включая эксперименты, проводимые в Слайхаузес . Он разработал красный краситель, приготовленный из корней марены . [13]
У него был дом, построенный в 1770 году на холме Сент-Джонс в Эдинбурге с видом на скалы Солсбери . Позже он стал домом семьи Бальфур, а в 1840 году местом рождения психиатра Джеймса Крайтона-Брауна . 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 . [14] 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 Устричный клуб для еженедельных встреч.
Между 1767 и 1774 годами Хаттон принимал активное участие в строительстве канала Форт и Клайд , в полной мере используя свои геологические знания, как в качестве акционера, так и в качестве члена управляющего комитета, и присутствовал на собраниях, включая расширенные проверки на месте всех работает. В настоящее время он числится живущим на Бернард-стрит в Лейте . [15] 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. [16]
В 1783 году он был одним из основателей Эдинбургского королевского общества . [17]
С 1791 года Хаттон страдал от сильных болей из-за камней в мочевом пузыре и отказался от полевых работ, чтобы сосредоточиться на завершении своих книг. Опасная и болезненная операция не смогла излечить его болезнь. [18] Он умер в Эдинбурге и был похоронен в склепе Эндрю Бальфура, напротив склепа его друга Джозефа Блэка , в ныне закрытой юго-западной части Грейфрайарс Киркьярд в Эдинбурге, широко известной как тюрьма Ковенантера.
Хаттон не был женат и не имел законных детей. [17] Примерно в 1747 году у него родился сын от мисс Эдингтон, и хотя он оказал своему ребенку, Джеймсу Смитону Хаттону, финансовую помощь, он не имел ничего общего с мальчиком, который впоследствии стал почтовым клерком в Лондоне. . [19]
Хаттон разработал несколько гипотез для объяснения скальных образований, которые он видел вокруг себя, но, по словам Плейфэра, он «не спешил публиковать свою теорию; ибо он был одним из тех, кто гораздо больше наслаждается созерцанием истины, чем похвалами». того, что обнаружил это». Примерно через 25 лет работы [20] его «Теория Земли» ; или «Исследование законов, наблюдаемых в составе, роспуске и восстановлении земель на земном шаре», было зачитано на собраниях Эдинбургского королевского общества в двух частях: первую его другом Джозефом Блэком 7 марта 1785 года, а вторую - сам 4 апреля 1785 года. Впоследствии Хаттон прочитал на собрании общества 4 июля 1785 года реферат своей диссертации «О системе Земли, ее продолжительности и стабильности» [21] , которую он напечатал и распространил в частном порядке. [22] В нем он изложил свою теорию следующим образом;
Твердые части нынешней земли, по-видимому, в целом состоят из продуктов моря и других материалов, подобных тем, которые сейчас встречаются на берегах. Отсюда мы находим основания сделать вывод:
Во-первых, земля, на которой мы покоимся, не является простой и оригинальной, а представляет собой сложную структуру и образовалась под действием вторых причин.
2-е. До того, как была создана нынешняя земля, существовал мир, состоящий из моря и суши, в котором происходили приливы и течения, а на дне моря происходили такие же операции, которые происходят сейчас. И,Наконец, что, пока нынешняя земля формировалась на дне океана, на прежней земле существовали растения и животные; по крайней мере, тогда море было населено животными, так же, как и в настоящее время.
Отсюда мы приходим к выводу, что большая часть нашей земли, если не вся, была произведена в результате операций, естественных для этого земного шара; но для того, чтобы сделать эту землю постоянным телом, противостоящим действию вод, требовались две вещи;
1. Консолидация масс, образованных скоплениями рыхлых или бессвязных материалов;Во-вторых, поднятие этих консолидированных масс со дна моря, места, где они были собраны, к станциям, на которых они теперь остаются 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 поездка Хаттона, и герцог Атолл пригласил его в свой охотничий домик Forest Lodge. Обнажения на мосту Дайл-ан-Ис продемонстрировали ему, что гранит образовался в результате охлаждения расплавленной породы, а не осаждения из воды, как считали другие в то время, и, следовательно, гранит должен быть моложе сланцев. [23] [24] Хаттон представил свою теорию Земли 4 марта и 7 апреля 1785 года в Королевском обществе Эдинбурга. [25]
Далее он обнаружил подобное проникновение вулканической породы через осадочную породу в Эдинбурге , в скалах Солсбери , [3] примыкающих к Трону Артура – эта область Скал теперь известна как Секция Хаттона. [26] [27] Другие примеры он нашел в Галлоуэе 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 , которые интерпретировали их с точки зрения нептунизма как «первичные образования». Хаттон хотел сам изучить такие образования, чтобы увидеть «особые следы» взаимоотношений между слоями горных пород. Во время поездки в 1787 году на остров Арран он нашел свой первый пример несогласия Хаттона к северу от Ньютон-Пойнт возле Лохранзы , [28] [29] , но ограниченный обзор означал, что состояние нижележащих слоев не было для него достаточно ясным. , [30] и ошибочно полагал, что на глубине ниже обнажения породы пласты были согласными. [31]
Позже в 1787 году Хаттон заметил то, что сейчас известно как Хаттон или «Великое» несогласие в Инчбонни, [5] Джедбург , в слоях осадочных пород . [32] 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 «радовался моей удаче, когда я наткнулся на объект, столь интересный в естественной истории Земли, и который я тщетно долго и тщетно искал». В том же году он нашел ту же последовательность в Тевиотдейле . [30]
Весной 1788 года он отправился с Джоном Плейфэром на побережье Бервикшира и нашел больше примеров этой последовательности в долинах Тур и Пиз-Бернс недалеко от Кокбернспата . [30] Затем они отправились на лодке из Дангласса Берна на восток вдоль побережья вместе с геологом сэром Джеймсом Холлом из Дангласса . Они нашли этот эпизод на скале под Сент-Хеленсом, а затем к востоку, в Сиккар-Пойнт, нашли то, что Хаттон назвал «красивой картиной этого перекрестка, обнаженного морем». [33] [34] Позже Playfair так прокомментировал этот опыт: «Казалось, у ума закружилась голова, когда я так далеко заглянул в бездну времени». [35] Продолжая движение вдоль побережья, они сделали новые открытия, в том числе участки вертикальных пластов с сильными следами ряби, что доставило Хаттону «большое удовлетворение» как подтверждение его предположения, что эти пласты были заложены в воде горизонтально. Он также нашел конгломерат на высотах, которые демонстрировали степень эрозии пластов, и сказал по этому поводу, что «нам никогда не следовало мечтать о встрече с тем, что мы сейчас воспринимаем». [30]
Хаттон предположил, что должно было существовать бесчисленное количество циклов, каждый из которых включал отложение на морском дне , подъем с наклоном и эрозией , а затем снова погружение под воду для отложения новых слоев. Полагая, что это произошло из-за тех же геологических сил, действовавших в прошлом, что и очень медленные геологические силы, действующие в настоящее время, толщина обнаженных слоев горных пород подразумевала для него огромные отрезки времени. [5]
Хотя Хаттон распространил в частном порядке печатную версию реферата своей теории (« О системе Земли, ее продолжительности и стабильности »), которую он прочитал на собрании Королевского общества Эдинбурга 4 июля 1785 года; [22] полный отчет о его теории, прочитанный на собраниях 7 марта 1785 г. и 4 апреля 1785 г., не появлялся в печати до 1788 года. Он назывался « Теория Земли »; или «Исследование законов, наблюдаемых в составе, роспуске и восстановлении земель на земном шаре», опубликованное в «Трудах Королевского общества Эдинбурга» , том. I, Часть II, стр. 209–304, листы I и II, опубликовано в 1788 году. [21] Он выдвинул точку зрения, что «из того, что произошло на самом деле, у нас есть данные для заключения относительно того, что должно произойти после этого. " Это вновь формулировало концепцию шотландского Просвещения , которую Дэвид Юм сформулировал в 1777 году как «все выводы из опыта предполагают… что будущее будет напоминать прошлое», а Чарльз Лайель памятно перефразировал в 1830-х годах: «Настоящее является ключом к прошлому». ". [36] Завершается статья Хаттона 1788 года; «Итак, результатом нашего нынешнего исследования является то, что мы не находим никаких следов начала и никакой перспективы конца». [21] Его незабываемо сформулированное заключительное заявление уже давно отмечено. [5] [37] (Это было процитировано в песне 1989 года « No Control » автором песен и профессором Грегом Граффином . [38] )
После критики, особенно аргументов Ричарда Кирвана , который считал идеи Хаттона атеистическими и нелогичными, [21] Хаттон опубликовал в 1795 году двухтомную версию своей теории, [39] [40] , состоящую из версии его теории 1788 года (с небольшие дополнения) наряду с большим количеством материалов, взятых из более коротких статей, которые Хаттон уже имел в своем распоряжении по различным темам, таким как происхождение гранита. Он включал обзор альтернативных теорий, таких как теории Томаса Бернета и Жоржа-Луи Леклера, графа де Бюффона .
Когда в 1794 году был завершен третий том , вся книга называлась «Исследование принципов познания и прогресса разума, от чувства к науке и философии » . Книга, а также неясность, на которую можно справедливо возразить во многих ее частях, вероятно, не позволили ей быть воспринятой так, как она того заслуживает».
Его новые теории поставили его в противоречие с популярными в то время нептунистскими теориями немецкого геолога Абрахама Готтлоба Вернера , согласно которым все камни выпали в результате одного огромного наводнения. Хаттон предположил, что недра Земли были горячими и что это тепло было двигателем, который приводил в движение образование новых горных пород: земля подвергалась эрозии воздухом и водой и откладывалась слоями в море; Затем тепло превратило осадки в камень и подняло их на новые земли. Эта теория получила название « плутонистской » в отличие от теории, ориентированной на потоп.
Помимо борьбы с нептунистами, он также принял растущий консенсус в отношении 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 , а ее история уходит в далекое прошлое. [23] Его основная линия аргументации заключалась в том, что огромные перемещения и изменения, которые он видел, произошли не за короткий период времени посредством катастрофы, а что их вызвали процессы, все еще происходящие на Земле в наши дни. 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 на протяжении более столетия не было найдено хорошего способа определения фактических лет (Рудвик, « Преодолевая пределы времени» ). Идея Хаттона о бесконечных циклах с присутствием людей повсюду сильно отличается от современной геологии, с определенным временем формирования и направленными изменениями во времени, но его подтверждающие доказательства долгосрочных последствий геологических процессов были ценны для развития исторической геологии.
Утверждалось, что проза «Принципов познания» была настолько неясной, что препятствовала принятию геологических теорий Хаттона. [42] Повторные формулировки его геологических идей (но не мыслей об эволюции) Джона Плейфэра в 1802 году, а затем Чарльза Лайеля в 1830-х годах популяризировали концепцию бесконечно повторяющегося цикла, хотя Лайель был склонен отвергать взгляды Хаттона как придающие слишком много доверия катастрофические изменения.
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, которую воздух может удержать в растворе , увеличивается с температурой и, следовательно, что при смешении двух масс воздуха различной температуры часть влаги должна конденсироваться и выступать в видимом виде. Он исследовал имеющиеся данные об осадках и климате в разных регионах земного шара и пришел к выводу, что количество осадков регулируется влажностью воздуха , с одной стороны, и смешением различных воздушных потоков в верхних слоях атмосферы - с другой. .
Хаттон учил, что биологические и геологические процессы взаимосвязаны. [43] Джеймс Лавлок , разработавший гипотезу Геи в 1970-х годах, цитирует Хаттона, говорящего, что Земля является суперорганизмом и что ее надлежащим изучением должна быть физиология. [44] Лавлок пишет, что взгляд Хаттона на Землю был отвергнут из-за сильного редукционизма среди ученых 19-го века. [44]
Хаттон также выступал за униформизм в отношении живых существ – в некотором смысле , эволюцию – и даже предполагал естественный отбор как возможный механизм, влияющий на них:
Хаттон привел пример того, что там, где собаки выживают благодаря «быстроте ног и остроте зрения... наиболее неполноценные в отношении этих необходимых качеств, будут наиболее подвержены гибели, и что те, кто использовал их в величайшем совершенстве... будут те, кто останется, чтобы сохранить себя и продолжить род». Точно так же, если бы острое обоняние стало «более необходимым для существования животного… тот же принцип [изменил бы] качества животного и… породил бы породу гончих с хорошим запахом вместо тех, кто ловит собак». их добыча быстротой». Тот же «принцип вариации» будет влиять на «каждый вид растений, растущих ли в лесу или на лугу». К своим идеям он пришел в результате экспериментов по селекции растений и животных , некоторые из которых он изложил в неопубликованной рукописи « Элементы земледелия» . Он различал наследственные вариации, возникающие в результате размножения, и ненаследственные вариации, вызванные различиями в окружающей среде, таких как почва и климат. [41]
По словам палеоклиматолога Пола Пирсона , хотя он считал свой «принцип изменчивости» объяснением развития разновидностей, Хаттон отверг идею о том, что эволюция могла породить виды, как «романтическую фантазию» . [45] Под влиянием деизма , [46] Хаттон считал, что этот механизм позволяет видам образовывать разновидности, лучше приспособленные к конкретным условиям, и предоставляет доказательства доброжелательного замысла природы. Изучение записных книжек Чарльза Дарвина показало, что Дарвин отдельно пришел к идее естественного отбора , которую он изложил в своей книге 1859 года « Происхождение видов» , но предполагалось, что у него были какие-то полузабытые воспоминания о том времени, когда он работал изучал в Эдинбурге идеи отбора в природе, изложенные Хаттоном, а также Уильямом Чарльзом Уэллсом и Патриком Мэтью , которые оба были связаны с городом до того, как опубликовали свои идеи по этой теме в начале 19 века. [41]
В 1770 году Джеймс Хаттон, фермер-экспериментатор и владелец завода по производству
аммиака
, начал изучать своеобразные формы и текстуры скал
Солсбери
, вырисовывающихся неправильных скальных образований в
Эдинбурге
.
Хаттон заметил нечто удивительное — останки
окаменелой
рыбы, застрявшие в скале.
Останки свидетельствовали о том, что
вулканическая активность
подняла массу с какой-то глубины моря.
В 1785 году он прочитал лекцию Королевскому
обществу Эдинбурга
, в которой содержалось примечательное 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 обнаруживаем ни следов начала, ни перспективы конца».
Хаттон Джордж Клерк Максвелл.
Хаттон обладал инстинктивной способностью обращать физические процессы вспять — как бы читать пейзажи задом наперед.
Например, ощупывая белый кварц, который покрывал серые гранитные валуны в шотландской долине, он понял конфронтацию, которая когда-то произошла между двумя типами горных пород, и увидел, как под фантастическим давлением расплавленный кварц прорвался в слабые места материнского гранита.
. Во время посещения мельницы Аллара на реке Джед-Уотер Хаттон был рад увидеть горизонтальные полосы красного песчаника, лежащие «несогласно» поверх почти вертикальных и складчатых полос скал.
По иронии судьбы, Хаттон, человек, чей стиль прозы обычно считают нечитаемым, придумал одно из самых запоминающихся и действительно лирических предложений во всей науке: «(в геологии) мы не найти ни следа начала, ни перспективы конца».
Этими простыми словами Хаттон сформулировал концепцию, о которой никто даже не подозревал: горных пород, составляющих сегодня Землю, в конце концов, не было здесь со времен Сотворения.
нет ни следа начала, ни перспективы конца (Хаттон, 1795 г.)
Джеймс Хаттон геология.
Джеймс Хаттон деист — Википедия.
