徐霞客，称得上是世界上石灰岩地质地貌科学考察研究的先驱。他在没有任何仪器，全凭目测、步量的情况下，对我国湖南、广西、贵州和云南石灰岩分布区不同的地质地貌和100多个岩溶洞穴进行了详细、精确的描述。如对桂林七星岩的记载，对火山、温泉等地热现象和生态小气候、植物因地势高度不同而出现的垂直分带等描述，同今天的实地勘测结果基本相符。他在福建建溪和宁洋溪水流的考察中还提出了地理学上的著名结论“程愈迫则流愈急”。
徐霞客最后一次出游是在1636年，那时他已50岁了。这次他游历一直到达中缅交界的腾越（今云南腾冲），至1640年重返家乡。他回乡不久就病倒了，他在病中还翻看自己收集的岩石标本，临终前手里还紧紧地握着考察中带回的两块石头。他对自然奥秘的不懈探索和对真理的执着追求及献身科学事业的伟大情操，永远激励着后人。
地质学是一门研究地质事件在时空中发生和演化过程的科学，它的发展同人类实践经验和对自然认识的积累有着非常密切的关系。尤其是在矿产资源的开发利用，以及在与地震、火山、洪水等自然灾害的斗争中，人们逐渐认识到地质作用与地壳构造运动的存在。如我国先秦时期流传的第一部诗歌集《诗经》中就记载了“高岸为谷、深谷为陵”的关于地壳变动的认识，宋代沈括、朱熹等人对海陆变迁、古气候变化、化石的性质等都做出了较为准确的解释，明代李时珍在《本草纲目》中记载了200多种矿物、岩石和化石。到14～16世纪的欧洲文艺复兴时期，人们对地球历史开始有了科学的、较为系统的研究。如丹麦的斯泰诺提出地层层序律，英国的胡克等提出用化石来记述地球历史，德国的阿格里科拉对矿物、矿脉生成过程和水在成矿过程中的作用研究，开创了矿物学、矿床学的先河。但作为一门学科，地质学成熟较晚，直到1793年，具有近代意义的地质学一词才由瑞士学者J.A.德吕克提出。
1750—1840年，受英国工业革命、法国大革命和启蒙思想的推动、影响，欧洲的地学研究从宗教式猜想转变为经野外考察后的思辨，他们把地壳的构造运动作为直接观察研究的对象，随之而来的是持续近百年的“百家争鸣”。除水成论与火成论、灾变论和均变论争论之外，英国人F.培根提出了西半球曾经与欧洲和非洲连接的设想，法国R.P.F.普拉赛认为在大洪水以前美洲与地球的其他部分不是分开的。
到19世纪末，奥地利地质学家E.修斯注意到南半球各大陆上的岩层非常一致，因而将它们拟合成一个单一大陆，称之为冈瓦纳古陆。德国气象学家阿尔弗雷德·魏格纳提出了大陆漂移学说，并在1915年发表的《海陆的起源》一书中做了论证。他在书中写道：任何人观察南大西洋的两对岸，一定会被巴西与非洲间海岸线轮廓的相似性所吸引，不仅圣罗克附近巴西海岸的大直角突形和喀麦隆附近非洲海岸线的凹进完全吻合，而且自此以南一带，巴西海岸的每上个突出部分都和非洲海岸的每一个同样形状的海湾相呼应。反之，巴西海岸有一个海湾，非洲方面就有一个相应的突出部。“大陆漂移”学说由于还不能够很好地解释大陆漂移的动力机制问题，曾受到地球物理学家的反对。
魏格纳于1880年11月1日出生于德国柏林，从小就喜欢幻想和冒险，童年时就喜爱读探险家的故事，英国著名探险家约翰·富兰克林成为他心目中崇拜的偶像。1905年，25岁的魏格纳获得了气象学博士学位。1906年，他终于实现了少年时代的理想——加入到著名的丹麦探险队，来到了格陵兰岛从事气象和冰川调查。为了找到更多的证据，1930年4月，魏格纳率领一支探险队，迎着北极的暴风雪，在-65℃的严寒下第4次登上格陵兰岛。在白茫茫的冰天雪地里，他失去了联系，直至第二年4月才被发现，他的身躯像石头一样与冰河浑然一体。
魏格纳无疑是大地构造地质学的开拓者，他的大陆漂移说被后人赞誉为地学史上的一次革命，堪与哥白尼的日心说和达尔文的进化论相媲美。尤其在第二次世界大战后，随着古地磁与地震学、宇航观测的发展，各种科学伸入到这片占地球总面积71％的“禁区”，并获得了大洋中脊形态、海底地热流分布异常、海底地磁条带异常、海底地震带及震源分布、岛弧及与其伴生的深海沟、海底年龄及其对称分布、地幔上部的软流圈等大量的资料，使一度沉寂的大陆漂移说获得了新生。
从徐霞客阅读大地到魏格纳吟唱大陆漂移，文化先哲在地球科学领域进行的一系列探索和研究成果，催生了人类崭新的时空观、运动观和物质观，深化了对我们赖以生存的地球和人类社会可持续发展中面临的资源、环境、灾害等问题的认知。如在20世纪60年代，美国普林斯顿大学的摩根、英国剑桥大学的麦肯齐、法国的勒皮雄等人建立了“海底扩张说”的基本原理，较好地说明了大陆漂移的运动机制。加拿大的威尔逊提出“转换断层”的概念，并创用“板块”一词。美国的摩根、法国的勒皮雄等将海底扩张理论总结提高为对地壳岩石圈的运动和演化的总体规律的认识，用以说明全球构造运动基本理论的“板块构造说”，它标志着新地球观的形成，现代地质学研究进入一个新阶段。
四、从“地壳板块构造”理论到“大陆动力学”机制研究，作为对客观世界数与形的简洁、高效、优美、抽象描述正在向未知领域推进，人类对自然世界的认识在不断地超越和深化。
19世纪末，著名物理学家、化学家居里夫人发现，当磁性岩石加热到一定温度（450～500℃）时原来的磁性会消失的一个特性，人们把这个温度叫“居里点”。也就是说，无论地磁场怎样改换方向，只要所处的环境温度不高于居里点，岩石形成的磁性是不会改变的。事实证明，从地下溢出的高温熔岩，当其温度下降到居里点以下，特别是像磁铁矿一类的矿物因内部原子受到地球原始磁场的控制并按照磁力线的方向发生磁化，而当外界磁场消失或磁极方向改变后磁性矿物或岩石仍然保持原有磁性特征，称为剩余磁性。
现在，人们可以用精密仪器测定岩石剩余磁性的方向和大小，并可据以确定岩石获得磁性式的古地磁场强度和古地磁极的位置，并用于追溯地球磁场变化、确定岩石的年代。这样，就产生了一门研究地球历史地磁场变化规律的学科，叫作古地磁学。
从20世纪40年代后期开始，古地磁学研究的重点转向海洋。美国的科学家用了近10年时间，使用拖曳式磁力仪在大西洋进行古地磁调查。他们惊奇地发现，在大洋中脊两侧的海底呈现出平行南北方向的磁力线条带，而且磁性正负相间，每个磁条带长约数百千米，宽度多在数十千米。英国剑桥大学的科学家的研究认为，这些海底磁条带实际上可以被看作是地球磁场不断转向的历史记录。他们把北美洲和欧洲两个相距3000km的大陆古地磁连接起来，刚好形成一个完整的大陆板块，而且正好占据了大西洋今天的位置。古地磁研究成果与半个世纪之前魏格纳提出的大陆漂移说不谋而合，同时又使刚刚兴起的“海底扩张说”获得了科学实验证据。
科学家们对海底磁性条带的研究还在继续进行。1973年8月2日，在大西洋速尔群岛西南350km的海域“阿基米德”号潜水器进行首次下潜，拉开了由美国和法国地质学家们共同发起的“法摩斯海底探险行动计划”的序幕。中午12时5分，潜水器抵达大西洋中央裂谷附近。探险家通过舷窗看到熔岩宛如一个巨大的瀑布从陡峭的绝壁上直泻下来，熔岩在海底缓缓流动，熔岩泉像一根根黑色的管道从洋底涌出，发出暗红色的闪光。在探照灯的照射下，探险家透过舷窗看到不远的岩石边的珊瑚树如巨人般伸出双臂，似乎在黑暗之中献祭着什么。在珊瑚树近处的海绵在海流中微微地颤抖，它们像一把把羽毛扇轻轻地摇动，像一朵朵郁金香在悬空中飞舞，和谐的生命现象在大洋底部仍然表现得如此顽强。
继海底扩张理论形成、海底转换断层的概念提出之后，板块一词正式出现，经W.J.摩根和X.勒皮雄等的补充，形成了完整的板块构造学说。按照板块构造理论，全球岩石圈划分成太平洋、大西洋、印度洋、欧亚大陆、非洲大陆、美洲大陆、澳大利亚-南极洲大陆等七大地质板块。其中，大西洋就是正处于大洋发展的成年期，而太平洋正处于大洋发展的衰退期，地中海是海洋板块经过长期发展演化的残留部分，代表一个宽阔大洋的终结。印巴次大陆长期北移而脱离澳洲大陆与欧亚板块相撞，在大陆边缘形成巍峨的“世界屋脊”喜马拉雅山脉，同时彰显了印度洋裂变的轨迹。而今日的东非大裂谷是大洋发展的胚胎期，红海和亚丁湾被认为是大洋发展的幼年期，如果再以每年5cm的速率继续扩张1亿年，一个新的“大西洋”就会形成。
引言00人类在了解自然世界的过程中，板块构造理论发挥了重要作用。但随着认识程度不断加深，科学家们发现，基于现代地质板块的构造理论在解释大陆构造问题方面仍然具有局限性。重新审视大陆构造及动力学理论体系，解决人类社会对资源、能源及环境的问题成为地学界的研究前沿。基于这样的现实，我国著名科学家李四光先生提出“地质力学说”，并指导我国地质工作者一举拿下了大庆、大港、任丘、中原和河南等油田。新中国的初建时期，是中国地学界的“百家争鸣”时代，黄汲清先生的多旋回说、陈国达的地洼说、张伯声的波浪镶嵌说、张文右的断块构造说等从不同的角度阐述了华夏大地的地质构造特征和成矿作用，他们的构造地质学说为我国矿产资源基地建设提供了强有力的理论支撑。直到20世纪80年代，大陆动力学逐渐成为构造地学界研究的前沿领域。
在国外，德国地质学家研究欧亚大陆地质演化史发现，从中美洲、加勒比，经阿尔卑斯至印度北部，在中生代（2.5亿～0.96亿年前）时期曾经存在一个沿赤道呈东西向展布的大洋，奥地利地质学家用希腊神话中的海神的名字称之为“特提斯海”。尔后，一些地质学家又提出，在欧亚大陆和印巴次大陆之间经历了2.95亿～2.5亿年前的古特提斯洋、2.5亿～0.96亿年前的新特提斯洋和0.65亿年前至今新生代的地中海等三个发展阶段。随着大洋的关闭、陆-陆碰撞造山，青藏高原、祁连山和昆仑山依次出现。金沙江、怒江和雅鲁藏布江一带先后还出现过一系列条状大洋，而巴颜喀拉山、羌塘盆地和拉萨盆地则是随着陆-陆碰撞持续进行、条状大洋完全关闭后依次形成的。科学家们用大地的地质构造演化史，给我们讲述了一个“悲欢离合”的故事。一方面，随着古老的洋盆闭合大陆拼接，而新打开的洋盆又造成新的大陆裂解和漂移。另一方面，洋、陆的位置又在不断地迁移，总趋势是洋向南迁移而陆向北漂移。这样，欧亚大陆就越来越大，曾经的超大古陆今天已撕裂成了几个相对小的地块。
因此，我国的青藏高原及周边地区成为国际地学界关注的重点区域，被认为是“21世纪打开大陆动力学大门的金钥匙”。随着我国的改革开放，我国地质学家能够更多地参与到了国际岩石圈对比计划等一系列的科学研究活动中。值得提及的是，以中国科学院院士张国伟先生、张本仁先生所带领的科研团队在1988年编著出版的《秦岭造山带形成及其演化》，在2001年出版的《秦岭造山带与大陆动力学》等科学专著中，详细地阐述了横亘华夏大地的昆仑山-秦岭-伏牛山-大别山脉（地学界称之为“中国中央造山系”）东段秦岭造山带不同发展阶段不同构造体制的形成演化，提出华夏古陆中部由“扬子板-秦岭洋-塔里木”三大板块分别沿如今的甘肃天水、陕西丹凤、河南西峡、安徽梅山和阿尔金山、祁连山等两条板块缝合带，从点线接触到全面碰撞的造山过程，提出中国大陆与造山带的构造体制与动力学特征，为建立国际地学界所普遍接受的大陆动力学学科理论框架奠定了基础。
当今的科学已经与从前那个充满幻想的时代的原始认识有了很大不同，它已经融入了一个巨大的商业系统，一切都变得那么有条不紊，不再有被苹果砸到的牛顿，也不再有幻想飞翔的莱特兄弟，科学几乎丧失了它那给人以无限灵感的魔力。但是，我们相信这个世界仍需要梦想家，需要坚持追逐自己梦想的“当代达人”。
作为引言的结束语，我们引用刘意先生于2012年发表在《人民日报》（海外版）《幻想：打开科学殿堂的钥匙》的署名文章与读者共勉。他在文中这样写道：“英国有一首童谣，让我深深陶醉。开头是这样的：汤姆是风笛手的儿子，从小就学吹风笛，但只会吹一首曲子，就是‘越过山巅，飘向远方……’最开始，习惯了阅读中国式教科书的我并不解其意，但仍感到一种朦胧的渴望，似乎一个梦想之地诱惑着我。现在，我知道在一切事物中，幻想永远是令人魂牵梦萦的。有了它，才有对未知与神秘的不断探索，才有波澜壮阔的人类科技文明史。”
一个缺少梦想家的时代是暗淡的。走进科学这片神奇的世界，可以领略科学的艺术创造力。让我们一起追踪科学发展从朦胧的感悟到理性感知的轨迹，品味探索发现的艰辛与喜悦。让我们用远古人类的伟大幻想来激活思维空间，用文化先哲的伟大人格激励斗志，将理想置于遥远的高空翱翔。
