志在大海星辰的傳奇科學(xué)家
—— 哈里·哈蒙德·赫斯

撰文｜藺愛(ài)軍（國(guó)家海洋局第三海洋研究所海洋與海岸地質(zhì)實(shí)驗(yàn)室）

哈里·哈蒙德·赫斯

他是常青藤名校高材生，他是海軍少將，他提出了著名的海底擴(kuò)張學(xué)說(shuō)，他是板塊構(gòu)造學(xué)說(shuō)的奠基人之一，他是20世紀(jì)最有影響力的地球科學(xué)家之一，他就是志在大海星辰的傳奇科學(xué)家——哈里·哈蒙德·赫斯（Harry Hammond Hess）。

厚積薄發(fā)

赫斯，1906年5月24日出生于美國(guó)紐約市。在他5歲時(shí)，父母為他照了一張相片，當(dāng)時(shí)他身穿水手服，因此取名為“小小海軍司令”，神奇的是他長(zhǎng)大后果真成了一名海軍少將。赫斯于1923年進(jìn)入世界著名學(xué)府耶魯大學(xué)學(xué)習(xí)電氣工程，之后改修地質(zhì)學(xué)。糟糕的是，他未能順利通過(guò)礦物學(xué)首門課的考試，于是一位老師告訴他在這個(gè)領(lǐng)域沒(méi)有發(fā)展前途，然而赫斯并沒(méi)有輕易放棄。1927年赫斯獲得學(xué)士學(xué)位后，他作為勘探地質(zhì)學(xué)家去非洲中南部的北羅得西亞（贊比亞舊稱）考察了2年，這是一段艱苦和難忘的歲月，大多數(shù)時(shí)間赫斯與當(dāng)?shù)氐目疾礻?duì)在灌木叢中一起工作。盡管當(dāng)時(shí)面臨著艱難險(xiǎn)阻，但是赫斯依然很享受這段經(jīng)歷。他深刻認(rèn)識(shí)到實(shí)踐在地質(zhì)學(xué)研究中的重要性，而這番實(shí)踐也砥礪他很多優(yōu)秀的品質(zhì)，如幽默、忍耐、低調(diào)和冷靜，這些品質(zhì)貫穿于他以后的生命。1929年，赫斯回到美國(guó)進(jìn)入普林斯頓大學(xué)開(kāi)始攻讀研究生，在博士階段，他廣泛地接觸了巖石學(xué)、礦物學(xué)、海底構(gòu)造、礦床學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域的著名教授，這些名師不僅傳授給他堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)，還啟迪他的科研思想和方法。因此，赫斯成功的一個(gè)重要原因是因?yàn)樗驹诰奕说募绨蛏?。赫斯?932年獲得博士學(xué)位后進(jìn)入羅格斯大學(xué)任教1年，隨后到華盛頓的地球物理實(shí)驗(yàn)室擔(dān)任研究助理。1934年，赫斯回到普林斯頓大學(xué)擔(dān)任教授直到去世，他與一位植物學(xué)家的女兒安妮特·彭斯（Annette Burns）結(jié)婚，婚后育有2個(gè)兒子。安妮特是赫斯余生堅(jiān)定的支持者，在后來(lái)的科學(xué)會(huì)議中是他永恒的伴侶。

投筆從戎

1941年12月7日清晨，日本帝國(guó)海軍偷襲美國(guó)海軍太平洋艦隊(duì)，轟炸了夏威夷珍珠港的戰(zhàn)艦和軍事目標(biāo)，這次襲擊將美國(guó)卷入第二次世界大戰(zhàn)，太平洋戰(zhàn)爭(zhēng)由此爆發(fā)。珍珠港事件發(fā)生后的翌日早晨，赫斯毅然決然地成為美軍現(xiàn)役軍人，為美國(guó)海軍服務(wù)直到第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束。由于具有駕駛潛艇的經(jīng)驗(yàn)，他的第一個(gè)任務(wù)在紐約，負(fù)責(zé)探測(cè)活動(dòng)在北大西洋的敵人潛水艇位置。赫斯的領(lǐng)導(dǎo)力和領(lǐng)會(huì)計(jì)算模型的驚人直覺(jué)能力，最終導(dǎo)致非常高的獵殺率，并在2年之內(nèi)實(shí)質(zhì)性地消除了敵方潛艇的威脅。隨后他被調(diào)派到海軍誘餌艦“比格·霍恩（U.S.S. Big Horn）號(hào)，這為他的探測(cè)計(jì)劃提供了直接的測(cè)試機(jī)會(huì)。后來(lái)，赫斯成為攻擊運(yùn)輸艦凱普·約翰遜（U.S.S. Cape Johnson）”號(hào)的指揮官，在太平洋地區(qū)參與了馬里亞納群島、萊特島、林加延灣和硫磺島等重要戰(zhàn)役。

不出所料，緊張的戰(zhàn)事并沒(méi)有阻止赫斯對(duì)科學(xué)的好奇心?！皠P普·約翰遜”艦，正如第二次世界大戰(zhàn)期間的許多軍艦一樣，裝備有回聲測(cè)深儀，這種設(shè)備不僅能使軍艦避免觸碰海底珊瑚礁和巖石，也能防止海軍在搶灘登陸時(shí)誤入敵人設(shè)下的陷阱。赫斯利用回聲測(cè)深儀在太平洋地區(qū)搜集了大量的測(cè)深數(shù)據(jù)，通過(guò)分析數(shù)據(jù)他發(fā)現(xiàn)了海底平頂山，在這之前地質(zhì)學(xué)家認(rèn)為海底是廣闊和平坦的，并由陸源泥質(zhì)沉積物構(gòu)成。海底平頂山是一般呈圓形或橢圓形頂部平坦的海山，為了紀(jì)念普林斯頓大學(xué)地質(zhì)學(xué)系首位教授阿諾德·亨利·蓋約特（Arnold Henry Guyot），赫斯將其命名為guyots。

赫斯在普林斯頓大學(xué)講授海底擴(kuò)張理論

戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束后，赫斯留在美國(guó)海軍擔(dān)任預(yù)備役軍官，每年會(huì)在華盛頓工作數(shù)周，于1961年升任海軍少將。1962年10月，古巴導(dǎo)彈危機(jī)發(fā)生后，在緊急情況下赫斯義不容辭地提供了自己的建議。此外，他還參與“長(zhǎng)尾鯊”號(hào)核潛艇事故、“普韋布洛”號(hào)危機(jī)等重要事件的處置過(guò)程。美國(guó)海軍授予他第二次世界大戰(zhàn)勝利勛章、美歐戰(zhàn)區(qū)勛章、亞太戰(zhàn)區(qū)勛章（4星）、菲律賓解放勛章（1星）、海軍后備勛章等。

提出著名的“海底擴(kuò)張學(xué)說(shuō)”

1947年，從戰(zhàn)爭(zhēng)中歸來(lái)后，赫斯重新恢復(fù)了普林斯頓大學(xué)在加勒比海的科研項(xiàng)目，該項(xiàng)目由普林斯頓大學(xué)、國(guó)家科學(xué)基金會(huì)、海軍研究辦公室、數(shù)家石油公司以及波多黎各、委內(nèi)瑞拉和哥倫比亞等政府機(jī)構(gòu)支持。1950—1966年，赫斯擔(dān)任普林斯頓大學(xué)地質(zhì)學(xué)系系主任。在20世紀(jì)60年代，赫斯公布了他一生中最重要的科研成果。

赫斯具有觀察細(xì)節(jié)和提出假說(shuō)的杰出能力。赫斯發(fā)現(xiàn)大洋中部的水深較淺并伴有大洋中脊，洋中脊比周圍平坦的海底至少高1.5千米；而大洋中最深的地方靠近大陸邊緣，太平洋馬里亞納海溝的深度達(dá)到11千米以上。1960年，赫斯首先提出海底運(yùn)動(dòng)的假說(shuō)，他假設(shè)大洋從中間開(kāi)始生長(zhǎng)，地幔熔融物沿著洋中脊涌出，創(chuàng)造新的洋底并且向洋中脊的兩側(cè)傳送。熱擴(kuò)張的洋脊因此比先前形成的洋底更高。隨著擴(kuò)張的繼續(xù)，老的洋底變冷形成厚約4千米的洋殼。1961年，羅伯特·辛克萊·迪茨（Robert Sinclair Dietz）提出“海底擴(kuò)張”，本質(zhì)上與赫斯的海底擴(kuò)張理論完全相同。

海底擴(kuò)張學(xué)說(shuō)

1962年，赫斯正式發(fā)表了題名為《洋盆的歷史》（《History of ocean basins》）的經(jīng)典論文，系統(tǒng)地闡述了海底擴(kuò)張理論。他指出：大陸是被動(dòng)地由地殼的水平運(yùn)動(dòng)將其從對(duì)流源區(qū)傳送到它潛沒(méi)的地方；新洋殼在大洋中脊生成，在那里由于較熱巖石的密度較低，熱地幔物質(zhì)使大洋中脊的地形升高；在大洋中脊，地表巖石因張力而破裂，裂谷則被來(lái)自地幔的新火山物質(zhì)所充填，洋底因此而擴(kuò)張，猶如在傳送帶上一樣；在對(duì)流體匯聚處，洋殼被下拖形成海溝；這些下降流即擠壓部位之所在，以伴有海溝的山脈和火山弧為標(biāo)志；由年輕的富硅巖石堆積建造起來(lái)的大陸，在海溝則未被向下拖曳，而是堆積或上沖成為山脈；當(dāng)俯沖的冷卻物質(zhì)破裂時(shí)，在海溝下面的深處便發(fā)生地震。海底擴(kuò)張理論被譽(yù)為“地球史詩(shī)”，后來(lái)被海底磁異常條帶、轉(zhuǎn)換斷層和深海鉆探成果等3方面的證據(jù)所證實(shí)。

海底擴(kuò)張學(xué)說(shuō)不僅復(fù)興了德國(guó)科學(xué)家阿爾弗雷德·魏格納（Alfred Wegener）提出的大陸漂移學(xué)說(shuō)，而且為板塊構(gòu)造學(xué)說(shuō)奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，并觸發(fā)了地球科學(xué)的一場(chǎng)革命。1966年，美國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)授予他彭羅斯獎(jiǎng)?wù)隆?984年，美國(guó)地球物理學(xué)會(huì)設(shè)立哈里·哈蒙德·赫斯獎(jiǎng)?wù)?，以表彰那些在研究地球及其姊妹行星的?gòu)造和演化方面做出突出貢獻(xiàn)的科學(xué)家。

為美國(guó)重大科學(xué)與工程把脈

地球上的洋殼比地殼薄很多。20世紀(jì)50年代末期，赫斯和海洋學(xué)家沃爾特·芒克（Walter Munk）領(lǐng)導(dǎo)提議通過(guò)洋底鉆探到達(dá)地幔，以研究地球年齡、內(nèi)部組成和變化過(guò)程的計(jì)劃，該計(jì)劃后來(lái)被命名為莫霍計(jì)劃（Project Mohole，1958～1966），由美國(guó)多學(xué)科學(xué)會(huì)（AMSOC）發(fā)起，資金由國(guó)家科學(xué)基金會(huì)支持。第一階段于1961年春天在美國(guó)加利福尼亞灣外開(kāi)始實(shí)施，后來(lái)因技術(shù)難度大且費(fèi)用高昂，計(jì)劃被迫終止。雖然莫霍計(jì)劃未能達(dá)到預(yù)期目的，但對(duì)于地球科學(xué)的發(fā)展起了不可估量的作用，它證實(shí)了實(shí)施深水鉆探動(dòng)態(tài)定位的可行性，開(kāi)啟了科學(xué)鉆探的先河，為后來(lái)的深海鉆探計(jì)劃（Deep Sea Drilling Project，1968～1983）積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

從1962年開(kāi)始直到他生命的盡頭，赫斯擔(dān)任美國(guó)空間科學(xué)委員會(huì)的主席，為美國(guó)太空探測(cè)計(jì)劃建言獻(xiàn)策。1969年7月21日，美國(guó)人阿姆斯特朗與奧爾德林成為首次踏上月球的人類。1969年7月24日，“阿波羅11”號(hào)飛船帶著從月球表面采回的巖石順利降落地球，赫斯是月巖樣品分析的十人科學(xué)小組成員之一。1969年8月25日，赫斯在馬薩諸塞州伍茲霍爾主持美國(guó)國(guó)家空間科學(xué)委員會(huì)的會(huì)議時(shí)因突發(fā)心肌梗塞而逝世，去世后葬于阿靈頓國(guó)家公墓，美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）追授他杰出公共服務(wù)獎(jiǎng)?wù)隆?/p>

赫斯一生獲得了大量的榮譽(yù)。他于1952年當(dāng)選為美國(guó)國(guó)家科學(xué)院的院士，1960年當(dāng)選為美國(guó)哲學(xué)學(xué)會(huì)的會(huì)員，1968年當(dāng)選為美國(guó)藝術(shù)與科學(xué)院的院士。他擔(dān)任過(guò)美國(guó)地球物理學(xué)會(huì)大地測(cè)量學(xué)部和構(gòu)造物理學(xué)部的主席、美國(guó)礦物學(xué)會(huì)的主席、美國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)的主席、聯(lián)邦科學(xué)機(jī)構(gòu)的顧問(wèn)、放射性廢料處理委員會(huì)的主席、美國(guó)科學(xué)研究委員會(huì)地球科學(xué)學(xué)部的主席、倫敦地質(zhì)學(xué)會(huì)的外籍榮譽(yù)會(huì)士、南非地質(zhì)學(xué)會(huì)的外籍榮譽(yù)會(huì)士等。

赫斯的一生是戰(zhàn)斗的一生，他為世界和平、國(guó)家安全和科學(xué)事業(yè)戰(zhàn)斗。他的征途沒(méi)有僅停留在陸上，而是邁向大海星辰。美國(guó)科學(xué)院對(duì)他的評(píng)價(jià)是“20世紀(jì)真正杰出的地球科學(xué)家之一；很難有人和他在科學(xué)深度、廣度和社會(huì)影響力方面相媲美；罕有的、也許是獨(dú)一無(wú)二的天才”。