没有开始的痕迹,没有结束的前景。
James Hutton是一位苏格兰地质学家、实验农学家、化学制造商、博物学家和医生。他常被称为现代地质学的"奠基人",他的工作在建立地质学作为现代科学中发挥了关键作用。
通过对其本土苏格兰低地海岸线和景观特征的理性研究,Hutton发展了一种理论,认为地质特征不是静止的,而是在长时间内经历不断的变化。他主张地球不可能年轻,并提出了其遥远历史可以从现今岩石中的证据推断出来的观点。因此,他是后来被称为均一论的早期倡导者,该科学通过自然过程在长地质时间尺度上解释地壳特征。
Hutton还提出了"宜居地球系统"的论文,将其视为一种神论机制,旨在使世界永远适合人类居住,这是早期尝试表述今天可能被称为人择原理的理论。虽然他的一些想法也被同时代的其他人如法国博物学家Georges-Louis Leclerc de Buffon所考虑,但我们现今对深时的理解主要来自Hutton在地质学中的开创性工作。
早期生活和职业生涯
Hutton于1726年6月3日出生在Edinburgh,是Sarah Balfour和William Hutton(Edinburgh城市财务官的商人)的五个孩子之一。Hutton的父亲在1729年去世,当时他只有三岁。

他在Edinburgh高中接受教育,就像大多数Edinburgh儿童一样,他对数学和化学特别感兴趣。14岁时,他作为"人文学学生"进入Edinburgh大学,学习古典文学。17岁时,他被律师George Chalmers WS聘为学徒,但对化学实验的兴趣远大于法律工作。18岁时,他成为医生的助手,并在Edinburgh大学听医学讲座。三年后,他去巴黎大学继续深造,1749年在Leiden大学获得医学博士学位,论文主题为血液循环。:2
获得学位后,Hutton去了伦敦,然后在1750年中期回到Edinburgh,与亲密朋友James Davie一起恢复化学实验。他们关于从烟灰生产氯化铵的工作导致了他们建立一家盈利的化学工厂的合作伙伴关系,:2生产晶体盐,用于染色、金属加工以及作为嗅盐,之前只能从自然资源获得,必须从埃及进口。Hutton在Edinburgh拥有并出租物业,聘用一位因子来管理这项业务。
农业和地质学
Hutton从他的父亲那里继承了Berwickshire的农场Slighhouses,这是一个自1713年以来一直在家族中的低地农场,以及山区农场Nether Monynut。:2–3 在1750年代初,他搬到Slighhouses并开始进行改进,引入了英国其他地区的农业实践,并进行了植物和动物饲养的实验。:2–3 他在未出版的《农业原理》论文中记录了他的想法和创新。:60
这发展了他对气象学和地质学的兴趣。在1753年的一封信中,他写道他已经"变得非常喜欢研究地球表面,并焦急地好奇地观察每一个矿井、沟渠或河床"。清理和排干他的农场提供了充分的机会。数学家John Playfair描述Hutton注意到"现今岩石的绝大部分由来自更古老地层的动物、植物和矿物遗骸破坏的材料组成"。他的理论思想开始在1760年汇聚。虽然他的农业活动继续进行,但在1764年他与George Maxwell-Clerk(著名的James Clerk Maxwell的祖先)进行了苏格兰北部的地质考察之旅。
Edinburgh和运河建设
1768年,Hutton回到Edinburgh,将他的农场出租给租户,但继续关注农场改进和研究,包括在Slighhouses进行的实验。他开发了从茜草植物根部制成的红色染料。
1770年,他在Edinburgh的St John's Hill建造了一座房子,俯瞰Salisbury Crags。这后来成为Balfour家族的住宅,在1840年,是精神病医学家James Crichton-Browne的出生地。Hutton是苏格兰启蒙运动中最有影响力的参与者之一,与许多科学领域的一流人物交往,包括数学家John Playfair、哲学家David Hume和经济学家Adam Smith。Hutton在Edinburgh大学没有任何职位,通过Royal Society of Edinburgh传达他的科学发现。他与医生和化学家Joseph Black特别友好,与Adam Smith一起,他们创办了牡蛎俱乐部进行每周会议。
在1767年至1774年间,Hutton与Forth and Clyde运河的建设密切相关,充分利用他的地质知识,既是股东又是管理委员会成员,并参加了包括所有工程扩展现场检查的会议。此时,他被列为在Leith的Bernard Street居住。1777年,他发表了关于《煤炭和煤屑的性质、质量和区别的考虑》的小册子,成功地帮助获得了小煤炭运输的消费税减免。
1783年,他是Royal Society of Edinburgh的联合创始人。
晚年和去世
从1791年起,Hutton因膀胱结石而遭受极端疼痛,放弃了实地工作以专注于完成他的书籍。一次危险而痛苦的手术未能解决他的疾病。他在Edinburgh去世,被埋在Andrew Balfour的地下室中,与他的朋友Joseph Black的地下室相对,位于现在已封闭的Greyfriars Kirkyard西南部分,通常称为Covenanter's Prison。
Hutton没有结婚,没有合法的孩子。大约在1747年,他与Miss Edington生了一个儿子,虽然他给他的孩子James Smeaton Hutton提供了经济援助,但他与这个男孩关系不多,这个男孩后来成为伦敦的邮局职员。
岩石形成理论
Hutton发展了几个假设来解释他周围看到的岩石地层,但根据Playfair的说法,他"不急于发表他的理论;因为他是那些更乐于思考真理而不是为发现它而获得赞誉的人之一"。经过大约25年的工作,他的《地球理论;或对地球上地地的组成、溶解和恢复中可观察的规律的调查》被宣读给Royal Society of Edinburgh的两次会议,第一部分由他的朋友Joseph Black在1785年3月7日宣读,第二部分由他自己在1785年4月4日宣读。Hutton随后向1785年7月4日的Society会议宣读了他的论文《关于地球系统、其期限和稳定性的摘要》的抽象概念,他已印刷并私下流传。在其中,他如下概述了他的理论;
现今陆地的固体部分似乎通常由海洋的产物和现今在海岸上发现的类似材料组成。因此我们有理由得出结论:
首先,我们所站立的陆地不是简单的和原始的,而是一种组合,是通过第二因素的作用而形成的。
其次,在现今陆地形成之前,曾存在过一个由陆地和海洋组成的世界,其中有潮汐和洋流,以及现在在海底发生的类似操作。并且,最后,虽然现今的陆地在海洋底部形成,但前陆地维持着植物和动物;至少海洋当时被动物所居住,其方式与现在相似。
因此我们被引导得出结论,我们陆地的绝大部分,如果不是全部,都是由该地球固有的操作产生的;但为了使这片陆地成为抵抗水的操作的永久体,两件事是必需的;
首先,由松散或不连贯的材料集合形成的大量物质的固结;其次,那些固结的大量物质从海底(它们被收集的地方)升至现在高于海洋水平的位置。
寻找证据
1785年夏天,在苏格兰高地Cairngorm山脉的Glen Tilt,Hutton发现花岗岩穿透变质片岩,这表明花岗岩在当时已经熔化。这向他证明了花岗岩是由熔融岩石冷却形成的,而不是像当时其他人认为的那样从水中析出,因此花岗岩必须比片岩年轻。Hutton在1785年3月4日和4月7日向Royal Society of Edinburgh呈现了他的地球理论。
他继续发现了火山岩穿透沉积岩的类似现象,在Edinburgh的Salisbury Crags,与Arthur's Seat相邻——Crags的这个区域现在称为Hutton's Section。他在1786年在Galloway发现了其他例子,在1787年在Arran岛发现了更多例子。

角度不整合的存在已被Nicolas Steno和包括Horace-Bénédict de Saussure在内的法国地质学家注意到,他们从Neptunism的角度将其解释为"初生地层"。Hutton想要自己审视这样的地层,以查看岩石层之间关系的"特定标记"。在1787年前往Arran岛的旅程中,他在Lochranza附近Newton Point北部发现了他的第一个Hutton不整合例子,但有限的视野意味着底层岩层的状态对他来说不够清楚,他错误地认为岩层在暴露露头以下的深度是相应的。
1787年晚些时候,Hutton在Jedburgh的Inchbonny发现了现在被称为Hutton或"大"不整合的东西,在沉积岩层中。如右侧插图所示,悬崖下层的灰岩层几乎垂直倾斜,在干涉的砾岩层上方是Old Red Sandstone的水平层。他后来写道,他"为自己的好运而欣喜,偶然发现了一个在地球自然历史中如此有趣的物体,而我长期以来一直在徒劳地寻找"。那一年,他在Teviotdale发现了相同的序列。

1788年春季,他与John Playfair出发前往Berwickshire海岸,并在Cockburnspath附近的Tour和Pease Burns山谷中发现了更多此序列的例子。然后他们乘船从Dunglass Burn向东沿着海岸旅行,与地质学家Sir James Hall of Dunglass同行。他们在St. Helens下方的悬崖中发现了该序列,然后就在东边的Siccar Point发现了Hutton称之为"这一接合处被海洋冲洗干净的美丽图景"的东西。Playfair后来对这次经历评论说,"当看到如此遥远的时间深渊时,思想似乎在眩晕"。继续沿着海岸,他们发现了更多包括显示强烈涟漪痕迹的垂直层段,这给Hutton"极大的满足",因为确认了他的假设,即这些层原本是在水中水平沉积的。他还发现了显示岩层侵蚀程度的海拔高度的砾岩,并对此表示"我们永远不应该梦想遇到我们现在发现的东西"。
Hutton推理出必定有无数个循环,每个循环涉及海床上的沉积、倾斜的隆起和侵蚀,然后再次在海下进行,以便沉积进一步的层。基于这是由于过去与现在看到的极缓慢的地质力量相同的地质力量所致的信念,暴露岩层的厚度对他来说意味着巨大的时间跨度。
出版
虽然Hutton私下流传了他在1785年7月4日Royal Society of Edinburgh会议上宣读的《地球系统理论、其期限和稳定性》摘要的印刷版本;但他在1785年3月7日和4月7日会议上宣读的他的理论的全面阐述直到1788年才印刷出版。它的标题是《地球理论;或对地球上地地组成、溶解和恢复中可观察的规律的调查》,出现在《Royal Society of Edinburgh汇刊》第一卷第二部分第209–304页,图I和II,1788年出版。他提出了"从实际发生过的情况,我们可以得出关于将来将发生什么的数据"的观点。这重述了苏格兰启蒙



