地震的原因
科学院版编者导言
约翰内斯·拉茨
这部作品,即关涉里斯本地震的三篇论文的第一篇,发表在1756年的《哥尼斯贝格咨询和广告消息周报》,确切地说第4期和第5期,亦即1月24日和31日。它未出现在康德作品较早的列表和结集中,尽管康德在第二篇论文《地震中诸多值得注意的事件的历史和自然描述》中两次指出这部作品,有一次甚至明确说到《咨询和广告消息报》(参见《康德全集》,第I卷,439和451页)。哈滕施泰因第一个把这篇论文收入他1867—1868年的版本。
涉及所有人命运的重大事件,理所当然地要激起可嘉的好奇心,这种好奇心在所有非同寻常的事情上都保持着清醒,并习惯于追问那些事件的原因。在这样一种场合,对公众所负的义务应当能够促使自然研究者们,来说明观察与研究能够为他们提供的洞见。我无意于全面地履行这项义务的荣誉,而是把它留给能够自诩已经精确地了解地球内部的人物——如果有这样一个人物挺身而出的话。我的考察将只是一个草案。坦率地说,它将差不多包含迄今为止人们有可能对此说出的一切东西,但还不足以让那种根据数学确定性的试金石来检验一切的严格评判感到满意。我们安静地居住在一块土地之上,它的基础却有时被动摇。我们无忧无虑地建造起亭台楼阁,它们的支柱却时而晃动,有坍塌的危险。我们不因为也许离我们并不遥远的命运而忧虑,当我们得知在邻国造成我们脚下所隐藏的那种不幸的破坏时,我们不是恐惧,而是同情。毫无疑问,不为对这样的命运的恐惧所困扰,这是神明天意的善举;对于阻止这样的命运来说,任何杞人忧天都帮不上一点忙,而我们现实的灾难也并不由于对我们视为可能的事情的恐惧而有所增加。
引起我们注意的第一点就是,我们栖身于其上的土地是空心的,它的圆拱几乎连贯地通过一些辽阔的地带,甚至延伸到了最低的海底。我并不从历史上援引这种情况的实例;我的意图并不是提供一部地震的历史。在许多次地震中听到的像地下风暴在怒吼、或者像载重车驶过石路的那种可怕的咆哮声,这些地震在距离遥远的各国同时延续的后果,其中被一个宽逾450德里的海洋隔开的冰岛和里斯本在同一天发生震动[1],这些都无可辩驳地证明,所有这些现象在这些地下圆拱的联系方面是一致的。
如果我要就地球形成时造成这些空穴产生的原因说出某种易于理解的东西,那么我就必须将地球的历史一直追溯到混沌时代。如果不能详尽无遗地描述包含其可信性的理由,这样的说明就只会造成过多虚构的假象。但无论原因是什么,有一点是确定无疑的,那就是这些空穴的方向与山脉平行,并且通过一种自然的联系也与大的河流平行;因为这些河流是平行地延伸的山脉从两边限制住的一道长长山谷的最低部分。这个方向同样也是地震传播所采取的主要方向。在多次波及意大利绝大部分的地震中,人们发现教堂中的烛台差不多都是从北朝正南移动;而最近这次地震则是自西向东,这也是横贯欧洲绝大部分的那些山脉的主要方向。
如果在这般可怕的偶然事件中允许人们运用一些小心,如果用一些理性所昭示的部署来对抗普遍的灾难并不被视为一种鲁莽的、徒劳的努力,那么,里斯本不幸的废墟岂不就应当令人对在标志着地震必然地在这一地区以自然的方式发生的方向的那条河畔沿河纵向重建心生疑虑。金特尔[2]证实,如果一座城市在其最大的长度上被方向相同的地震所震动,所有的房子都将倒塌,相反,如果该方向是在其宽度上,则只有很少的房子倒塌。原因是一清二楚的。地基的晃动使建筑物离开了其垂直的位置。如果一列自东向西的建筑物这样被动摇,那么就不仅仅每一座建筑物都承受了自己的负担,而且西边的建筑物还挤压东边的,从而无可争议地倒在一起;相反,如果它们是在宽度上被晃动,每一座建筑物都只需要保持自己的平衡,在同样的情况下损失就必然会少一些。因此,里斯本的不幸似乎由于其在塔古斯河畔的纵向位置而更为严重;而根据这些理由,在多次感受到地震、且从经验可以得知地震的方向的地区,每一座城市都必须不是按照与地震一致的方向修建的。但在同样的事例中,绝大多数人都持截然不同的见解。由于恐惧使他们不能反思,他们就相信在如此普遍的不幸事例中所发现的灾祸与人们有权利运用小心对付的灾祸截然不同,并想凭借一种盲目的屈服来缓和命运的严酷,由此而无条件地听凭命运的摆布。
地震的主带沿最高山脉的方向延伸,因此,主要是临近这些山脉的地区受到震动,尤其是如果它们被包围在两列山之间的话;在这种情况下,来自两边的震动将结合起来。在一个与山脉没有联系的平坦地区,地震鲜有发生,并且很微弱。因此,秘鲁和智利是世界各国中承受地震最频繁的国家。在那里,人们小心翼翼地建造起两层的房子,其中只有底层砌墙,上层则用的是芦苇和轻木材,以便不致被砸死。意大利、甚至还有部分地处寒带的岛屿冰岛和欧洲的其他高地都证实了这种一致。去年12月自西向东贯穿法国、瑞士、施瓦本、蒂罗尔和巴伐利亚的那场地震,主要波及的是这一地区最高的地方一线。但我们还知道,所有主要的山脉都纵横交错地延伸出支脉。地下的燃烧也逐渐地扩展到这些支脉,因此之故,在到达瑞士群山的高原地区之后,也形成了与莱茵河平行、一直延伸到低地德国的空穴。大自然把地震主要地与高原地区联结起来的这一规律的原因会是什么呢?如果确定无疑是地下的燃烧导致了这种震动,那么就可以轻而易举地认为,由于多山地区的空穴更为宽大,可燃气体的喷发在这里也就更为自由,燃烧无论何时都必不可少的与封闭在地下的空气的结合也就更为畅通无阻。关于这一点,地球内部自然情状的知识——就人们能够揭示的而言——说明,多山地区的地层远远不像平坦地区的地层那样高,因而那里地震的阻力也就比这里更小。所以如果有人问,我们的祖国是否也有理由惧怕这种不幸的事件,我就要——假如我负有劝戒道德之改善的使命的话——为了人们在此不能否认的普遍可能性而让对此的惧怕保留自己的价值;但是,在虔诚心的众多动因中,取自地震的虔诚心无疑是最弱的虔诚心;而既然我的意图只不过是为猜测列举物理的根据,所以我可以轻而易举地从所列举的东西中得出:由于普鲁士不仅是一个无山的地区,而且也必须被视为一个几乎完全平坦的地区的延伸,所以人们有更大的理由根据神明天意的部署从相反的希望中得到安慰。
现在是就地震的原因列举些什么的时候了。对于一位自然研究者来说,描摹它的现象是某种轻而易举的事情。取25磅铁屑和同样多的硫,并用普通的水搅拌均匀,把这个团块埋入地下一尺或一尺半深,把上面的土夯实。若干个钟头过后,就可以看到有一股浓烟升起,土受到震动,从地底下冒出火苗。[3]毋庸置疑,前两种物质在土里面是经常相遇的,是通过隙缝和岩隙渗入的水使它们骚动起来。另一个试验也可以从自行起燃的冷物质的混合中产生可燃的气体。将2匙硫酸盐油与8匙普通的水搅匀,加入2匙铁屑,就会猛然沸腾起来,产生能够自行起燃的气体。谁能够怀疑,在地球内部包含着足够数量的硫酸盐的酸和铁的成分呢?如果加上水,引起它们的相互作用,它们就会喷出气体;这些气体力图扩散开来,震动大地,并在火山的缝隙处于一片火焰时逃逸而出。
人们早就察觉到,如果一个地区的相邻地区爆发了火山,被封闭的气体由此能够获得了出路,那么这个地区就摆脱了剧烈的地震;人们还知道,如果维苏威火山长时间保持平静,那不勒斯附近的地震就要频繁和可怕得多。将我们置于惊恐之中的事物常常就是以这种方式为我们的福祉服务的;在葡萄牙的群山中爆发的一座火山,有可能成为一种预兆,说明灾难正在逐渐地远离。
万圣节不幸的日子里在如此众多的海岸可以察觉到的水的剧烈运动,在这一事件中成为惊奇和自然研究的极为罕见的对象。地震一直延伸到海底,船只被如此剧烈地摇撼,就好像它们被固定在一块受到震动的坚硬土地上似的。这是一个普遍的经验。但是,在水波涛汹涌的地区,就没有一点地震的迹象,至少在距海岸中等距离的地方就根本感觉不到。尽管如此,水的这种运动也不是绝无先例。1692年,在一场几乎是普遍发生的地震中,在荷兰、英国和德国的海岸也觉察到同样的东西。我听说,许多人不无道理地倾向于用葡萄牙海岸旁的海水通过地震的直接撞击获得的连续波动来解释水的这种波涛汹涌。这种解释最初看来是遇到了一些困难。我清楚地知道,在一种液态的物质中,任何一种压力都必然是通过整体才能感受到的,但是,葡萄牙海海水的压力在传播几百里之后,怎么在格吕克施塔特和胡苏姆还能使水激起几尺高呢?难道不是那里必定形成摩天的水浪,以便在这里造成几乎难以察觉的水波吗?我对此的回答是:一种液态物质被在某处起作用的原因整个地运动起来,可以有两种方式;或者是通过上升和下降的颠簸运动,即以波浪的方式,或者通过一种突然的压力,这压力将水向其内部震动,当做一种固体来推动,不给水以时间来借助颠簸的波涛来逃避压力,逐渐地传播其运动。前者毫无疑问不能足以解释所引证的事件。但就后者而言,如果人们考虑到,水就像抵抗一个固体那样抵抗一种突然的剧烈压力,并且凭借不给附近的水以时间来超出水平位置的同等剧烈性把这种压力向边上传播;例如,卡雷[4]先生在《科学院物理学论文集》第2部分549页讲到一个试验,该试验在一个由两寸厚的板子组装成并且盛满了水的盒子里射入一个火枪子弹,这颗子弹的击打对水的压力如此之大,以至使盒子完全爆裂。如果看一看这个试验,就可以对使水运动的这种方式有一些了解了。例如,可以设想葡萄牙和西班牙从圣维森特角到菲尼斯特雷角的西海岸大约100德里宽受到震动,而且这一震动向西传到海里同样远,那么,就有10000平方德里的海底随着一次突然的震动被抬起,这震动的速度我们不能估计过高,可以与一颗地雷的运动相比;后者将上面的物体抛15尺高,因而(依据力学的理由)能够以每秒30尺的速度使其下落。上面的海水抵抗这种突然的震动,使自己并不像在缓慢的运动中发生的那样下降并波涛汹涌,而是接受了它的全部压力并同样剧烈地把周围的海水向边上推动,周围的海水在如此迅速的挤压下看起来就像是一个固体,其遥远的终端以与受到撞击的海水同样的速度向前推进。因此,在液态物质的每一条块(如果我可以使用这一表述的话)之中,无论它是200里长还是300里长,如果设想它被约束在一条其遥远的终端和开端有同样宽的口径的渠道之中,就不存在任何减缓了的运动。然而,如果终端处的口径更宽,那么通过这一口径的运动就与此相反,恰恰要减弱许多。但人们必须把水的运动的延续设想为围绕自身传播开来,就像是一个其拓展随与中心的距离而增加的圆一样,因而水的流动在其边缘以同等的程度减缓;所以,在离假定的地震中心300德里之遥的荷尔斯泰因海岸,它就要比在根据上述前提条件离同一中心大约50里的葡萄牙海岸小6倍。荷尔斯泰因海岸和丹麦海岸的运动大得还足以每秒奔流5尺,这可以与一条非常湍急的河流的威力媲美。在此,人们可能会提出异议,认为压力向北海水域的延续只有通过加来的运河才可能发生,此处的震动由于向一个辽阔的海域传播而必然大大减弱。但如果考虑到,法国海岸和英国海岸之间水的压力在到达运河之前就必然由于两块陆地之间的挤压而增加,其程度恰如通过传播而减少,那么,由此就不可能给上述荷尔斯泰因海岸地震的影响造成明显的减弱。
就对水的这种挤压而言,最不寻常的事情是:甚至在与海洋根本没有明显联系的陆地湖泊中,在滕普林和挪威,都可以觉察到这种挤压。这差不多显得是人们当时提出来证明地中海水域在地下与海洋相通的所有证据中最强有力的证据。要想摆脱可能从平衡得出的对此不利的困难,就必须设想一个湖的湖水确实通过与大海相联系的渠道不断流出,但由于这些渠道是狭窄的,由此损失的部分通过注入的小溪和大河得到足够的补偿,所以这种流失能够由此而变得不明显。
尽管如此,对于这样一种如此罕见的事件,人们还是不应当轻率地作出过于匆忙的判断。因为内地湖泊的骚动也能够出自其他原因,这并不是不可能的。地下的空气由于这种肆虐的火的爆发而运动起来,可能穿透各地层的缝隙;除了这种猛烈的释放之外,这些地层封死了地下空气的所有通道。大自然只是逐渐地展示自己。不应当因为无耐心就借助虚构来猜出它对我们隐蔽起来的东西,而是应当等待,直到它在清晰的结果中无可怀疑地启示出自己的秘密。
地震的原因似乎把自己的影响一直扩展到大气圈。在大地被震动之前若干个小时,人们经常觉察到红色的天空和大气性质发生变化的其他征兆。动物在临近地震时极度惊恐。鸟类逃避到房子里;鼠类从其洞穴中爬出。毋庸置疑,临近自燃点的受热气体在这一时刻通过大地上面的圆拱突然冒出来了。我不敢说要澄清人们可以预料这种气体会造成什么样的结果。最起码这些结果对自然研究者来说是不受欢迎的,因为他所希望的,是探索出当地下的大气也参与了大气圈的影响时,大气圈的各种变化相互交替所遵循的规律;难道人们可以怀疑这并不一定经常发生吗?因为若不然,由于气候的原因部分地是持久的,部分地是周期性的,在气候的变化中根本看不到重复,这就是几乎无法理解的了。
说明:根据《汉堡通讯报》第199期的报告,上文[5]冰岛地震的日期不是11月1日,应纠正为9月11日。
当前的考察可以看做关于我们的时代所发生的值得思考的自然事件进行的一次小小的预先思考。地震的重要性及其各种各样的特色推动我,在一篇更为详尽的论文中将这种地震的详尽历史、地震在欧洲各地区的传播、当时出现的值得注意的现象以及它们可能引起的考察告知公众。这篇论文将在若干天后在王家宫廷与科学院出版社发表。
原文收入李秋零主编《康德著作全集》第1卷,作于1756年。
注释:
[1]这个评论后来被康德纠正,参见下文427页及其注。——科学院版编者注
[2]金特尔*的环球游记,据布丰的引用。布丰同样也证实,地震的方向几乎任何时候都与大河的方向平行。
*Labarbinais-Le-Gentil,18世纪的法国世界旅行家,生于布列塔尼[生年未知,就连卒年也未得到流传],在《新的世界周游游记……与对中国的描述》[巴黎,1728]这部著作中描述了他的旅行,参见第I卷,172页以下;以及布丰的《自然史》,第I卷,521~522页,该处刊登了相关的段落。——科学院版编者注)
[3]这是康德在《康德全集》第I卷471页再次提到的雷默试验。它的描述载论文《雷默对地下火、地震、风暴、闪电和雷鸣的物理学和化学解释》。参见《巴黎王家科学院物理学论文集》,由沃尔夫·巴尔塔萨·阿道尔夫·冯·施泰因韦尔从法文译出,第1部分,427页以下。就连下文的第二个试验也出自雷默,载同一篇论文。尼古拉·雷默生活在1645—1715年。——科学院版编者注
[4]卡雷(LouisCarré),法国学者,1663年6月26日出生,1711年4月11日卒于巴黎。康德所提到的论文的题目是《火枪子弹在水中的折射的物理试验》,载《巴黎王家科学院备忘录》,11页以下,1705。在施泰因韦尔的译本中,作者的名字不是Carré,而是Carree,康德在原稿中也这样写。——科学院版编者注
[5]理由在于,这部作品如导言提到的,是发表在《哥尼斯贝格咨询和广告消息周报》的两期上,康德在这里所关涉的那段话(参见上文420页)含在前一期中。康德所引用的报纸的刊名为《汉堡无党派通讯者的政治和学术报》。——科学院版编者注