主讲人：樊敏
当代自然科学中的重大基本问题
宇宙的起源与演化
地球的起源
生命的本质与智力的起源
宇宙的结构层次和物质的基本单元
非线性科学
1.宇宙的起源与演化
大爆炸理论空前成功地解释了我们现在的宇宙及其特性，特
别是在 有关宇宙膨胀、微波背景辐射及各种轻元素的不同丰度等
方面，而几乎所有的通常意义上的 物质都是由这些轻元素组成的。
始自大爆炸的宇宙将面临三种不同的命运：一个封闭的宇宙
将由于自身引力作用而最终走向塌缩，开放的宇宙将永远膨胀下
去，平直宇宙则介于二者之间，它也会永远膨胀下去，膨胀速度 不断减慢，但永远不会达到静止。
最后的结局从宇宙开始就已决定了。它取决于宇宙的总体密
度，一个被宇宙学家称之为 Ω的值。平直宇宙，处于准确的平衡
状态，其 Ω值被定义为 1。如果 Ω大于 1，哪怕仅超过一点点，宇
宙就会拥有足够的质量也可以说是能量，从而靠其自身引力阻止 膨胀的趋势，把所有的物质拣回到一个难以想象的奇点，如果 Ω
小于 1，宇宙正以快与其 "逃逸速度 "的速度在膨胀，且会继续膨胀
下去。
对于宇宙的极早期，我们知之甚少，虽然如此，
现代物理还是把答案归咎于大爆炸。理论物理
学家已经提出了一些看似可行的观点来解释宇
宙的开始。一般认为存在许多次大爆炸，而非
一次，不断地从以前形成的时空中产生出来，
每次大爆炸，宇宙都迅速涨大，并从产生它的
母体中分离，这个新的宇宙与其它宇宙相互隔
离并且是以其自有的方式演化。
对于我们存在的这个宇宙，对数时间轴有
一个确切的始点,10E-44秒，这个时间称为普
朗克时间，被认为是时间的量子单位，不能把
时间划分得比这儿再小了，正如一种基本粒子
电子不能再分割成更小的成分一样。
根据现有理论，时间轴上下一个重要的事件于发生于
10E-7量级之后，即 10E-37秒的时候，在此时新生的
宇宙具有难以置信的高温和密度。超高能量的量子场
使空间以很大的加速度在膨胀。与此同时，产生了非
常小的密度起伏，否则这个微小寂寞的宇宙将充满光
滑又毫无特征的能量场。这些微小的变化随空间的膨
胀而保留了下来。他们以后便成为了我们现在所看到
的星系、星系团和大尺度结构的种子。在 10E-32秒的
时候，这样的暴涨停止了，随后宇宙膨胀的步子温和
多了。
这里要提醒大家注意的是：暴胀理论预言的宇宙 Ω0等
于 1，至少也是理论的最简单情况。物理学家正设法使
这种理论能产生出开放的宇宙来。
辐射为主的时代
下一个不断冷却且不断膨胀的时代持续了 10E43个数量级，直至
宇宙的年龄为一万年，在这段时间里，宇宙中除了光滑单一的辐
射海洋外，几乎一无所有，我们熟悉的天体，如恒星和星系，现 在还没有诞生。
在一辐射为主的时代中，许多重要的时间奠定了我们现在所知宇
宙的性质，例如：复杂粒子的相互作用使得正物质比反物质稍稍
多了一点。反物质和几乎所有的正物质都相互湮灭了。残留下来
的一些正物质便形成了我们知道的这个宇宙。
大爆炸后数分钟时，冷却的物质开始形成轻元素的核，包括
氢、氘、氦和锂。核物理定律对标准大爆炸模型在这时期的温度、
压强和密度已经开始适用。因此我们可以准确地计算所应产生的
原物质的成分。计算结果与我们实际所观测到的宇宙中最古老的
物质的成分是相等的。
当不断减少的辐射能量密度低于物质的能量密度时，辐射为主的 时代结束了。
恒星时代
恒星时代意味着这是一个 "充满恒星 "的时代，在该
时代中，宇宙中产生的大部分能量来自于普通恒星的
核聚变。恒星不断地形成、演化和死亡。我们目前就
生活在恒星时代中期。
第一代恒星可能形成于宇宙仅有几百万年历史的时候
（虽然这类属于 "星族 Ⅲ "的恒星到目前还没被证实）。
在随后的几十亿年间，最初的星系开始出现，并逐渐
形成星系团、超大星系团和大尺度结构。在很多星系
内部，恒星形成过程以惊人的速率发生。许多年轻的
星系还经历着与其贪婪的中心黑洞有关的剧烈过程。
黑洞会把魔爪的恒星撕裂，并把它们变成由热气体组
成的围绕其自身的吸积盘。在时间的长河中，大多数
的类星体和活动星系核逐渐死去。我们的太阳和太阳
系形成得稍晚，大约在 45亿年前，这时银河系已经存
在了相当长的一段时间了。
在我们太阳系演化的过程中，不能不提的一个
事件是当太阳耗尽其氢燃料后，重新调整自身
结构并形成一颗红巨星。计算机模拟结果表明
太阳表面将会令人伤心地膨胀到几乎足以吞没
我们的地球，强大的热量将使地壳熔化，毁灭
所有曾经存在于这个行星表面的生物和文明留
下的证据。
然而，地球也在以各种可能的方式脱离这场灾
难。成为红巨星的太阳将以很强的太阳风的形
式抛弃大量物质。随着胀大的太阳把它的物质
丢弃在太空，地球的轨道也会逐渐扩展一些，
到一个稍安全些的地方，也许会变得和目前火
星轨道大小差不多。
2.地球的起源
地球起源问题是同太阳系的起源紧密相联系的，因此
探讨地球的起源问题，首先了解目前太阳系的三个主
要特征是必要的。概括起来说，它们是：
1．太阳系中的九大行星，都按反时针方向绕太阳公
转。太阳本身也以同一方向自转，这个特征称为太阳
系天体运动的同向性。
2．上述行星绕太阳公转的轨道面，非常接近于同一
平面，并且这个平面与太阳自转赤道面的夹角也不到
6°,这个特征称为行星轨道运动的共面性。
3．除水星和冥王星外，其它所有行星的绕日公转轨
道都很接近于圆轨道。这个特征称为行星轨道运动的
近圆性。
关于地球的起源问题，已有相当长的探
讨历史了。在古代，人们就曾探讨了包
括地球在内的天地万物的形成问题，在
此期间，逐渐形成了关于天地万物起源
的 "创世说 "。其中流传最广的要算是, 圣
经, 中的创世说。在人类历史上，创世
说曾在相当长的一段时期内占据了统治
地位。
现代的研究表明，由于宇宙中恒星之间相距甚
远，相互碰撞的可能性极小，因此，摩耳顿的
学说不能使人信服。由于所有灾变说的共同特
点，就是把太阳系的起源问题归因于某种极其
偶然的事件，因此缺少充分的科学依据。著名
的中国天文学家戴文赛先生于 1979年提出了一
种新的太阳系起源学说，他认为整个太阳系是
由同一原始星云形成的。这个星云的主要成份
是气体及少量固体尘埃。原始星云一开始就有
自转，并同时因自引力而收缩，形成星云盘，
中间部分演化为太阳，边缘部分形成星云并进
一步吸积演化为行星。
论。形成原始地球的物质主要是上述星云盘的原始物质，其组成 主要是氢和氦，它们约占总质量的 98％。此外，还有固体尘埃和
太阳早期收缩演化阶段抛出的物质。在地球的形成过程中，由于
物质的分化作用，不断有轻物质随氢和氦等挥发性物质分离出来，
并被太阳光压和太阳抛出的物质带到太阳系的外部，因此，只有
重物质或土物质凝聚起来逐渐形成了原始的地球，并演化为今天
的地球。水星、金星和火星与地球一样，由于距离太阳较近，可
能有类似的形成方式，它们保留了较多的重物质；而木星、土星
等外行星，由于离太阳较远，至今还保留着较多的轻物质。关于
形成原始地球的方式，尽管还存在很大的推测性，但大部分研究
者的看法与戴文赛先生的结论一致，即在上述星云盘形成之后，
由于引力的作用和引力的不稳定性，星云盘内的物质，包括尘埃
层，因碰撞吸积，形成许多原小行星或称为星子，又经过逐渐演
化，聚成行星，地球亦就在其中诞生了。根据估计，地球的形成 所需时间约为 1千万年至 1亿年，离太阳较近的行星（类地行星），
形成时间较短，离太阳越远的行星，形成时间越长，甚至可达数 亿年。
地表的基本轮廓可以明显地分为两大部分，即大陆和
大洋盆地。大陆是地球表面上的高地，大洋盆地是相
对低洼的区域，它为巨量的海水所充填。大陆和大洋
盆地共同构成了地球岩石圈的基本组成部分。因此，
岩石圈的演化问题，也就是大陆和大洋盆地的构造演
化问题。有关地球内部的结构请 现在，绝大部分地
球科学家都确认大陆漂移现象，并一致认为地球上海
洋与陆地的结构分布和变化与大陆漂移运动直接相关。
比较坚硬的地球岩石圈板块作为一个单元在其之下的
地球软流圈上运动；由于岩石圈板块的相对运动，导
致了大陆漂移，并形成了今天地球上的海洋和陆地的
分布。地球岩石圈可分为大洋岩石圈和大陆岩石圈，
总体上，前者的厚度是后者的一半，其中大洋岩石圈
厚度很不均匀，最厚处可达 80公里。
大部分大型的地球板块由大陆岩石圈和大洋岩石圈组成，但面积
巨大的太平洋板块由单一的大洋岩石圈构成。地球上陆地面积约 占整个地球面积的 30％，其中约 70％的陆地分布在北半球，并且
位于近赤道和北半球中纬度地区，这很可能与地球自转引起的大 陆岩块的离极运动有关。
在全球范围内，分布在大陆附近的大陆壳岛屿几乎全部位于大
陆的东海岸一侧，个别一些大陆东部边缘，则被一连串的大陆壳
岛屿构成的花彩状岛群所环绕，形成了显著的向东凸出的岛弧。
这种全球大陆壳岛屿的分布特征，可以用岩石圈板块的普遍向西
运动和边缘海底的扩张理论来加以解释。长期以来，人们就注意
到地表上的某些大陆构造能够拼合在一起，这就好像是一个拼板
玩具，特别是非洲的西海岸与南美洲的东海岸之间的吻合性最为
明显。这种现象可以用大陆岩石圈的直接破裂和大陆岩块体的长
期漂移得到解释。这就是我们后面将要介绍的关于杜托特提出的
现今的大陆是由北半球的劳亚古陆和南极洲附近的冈瓦纳古陆的 破裂后漂移形成的。
最近 2亿年以来的大陆漂移和板块运动，已得到了确切
证明和广泛的承认。然而有人推测，板块运动很可能
早在 30亿年前就已经开始了，而且不同地质时期的板
块运动速度是不同的，大陆之间曾屡次碰撞和拼合，
以及反复破裂和分离。大陆岩块的多次碰撞形成了褶
皱山脉，并连接在一起形成新的大陆，而由大洋底扩
张形成新的大洋盆地。因此，要准确复原出大陆在 2亿
多年前所谓的 "漂移前的漂移 "是十分困难的。地球的年
龄已有 46亿年历史，目前已经知道地球上最古老的岩
石年龄为 37亿年，并且分布的面积相当小。这样，从
46亿年到 37亿年间，约有 9亿年的间隔完全缺失地质
资料。此外，地球上 25亿年前的地质记录也非常有限，
这对研究地球早期的历史状况带来不少困难，因此，
直到现在我们还没有一个关于地球早期历史的统一的
理论。
有关大洋的起源和演化研究从本世纪初
才开始，在此之前一般认为大洋盆地是
地球表面上永存的形态，也即大洋盆地
自从贮水形成以来，其位置和分布格局
是固定的。随着地球科学的发展，特别
是本世纪初以魏格纳为首的大陆漂移这
一革命性的学说的提出，对自最近的 2亿
多年以来大洋的起源和演化有了突破性
的认识。
现代研究证实，大洋最初是在大陆内部孕育的，并开始于大陆岩
石圈中的裂谷。大陆在裂谷处破裂并相互分离，从而开始产生新
的大洋盆地。魏格纳曾把南大西洋两对岸的吻合作为阐述大陆漂
移说的出发点。事实上，把南美洲与非洲两大陆拼合到一起，不
仅大陆边沿地形轮廓非常吻合，而且岩石类型和地质构造也可以 对接起来。现已证明，大西洋在二叠纪（ 2亿 5千万年前）时还根
本不存在，据估计，形成中大西洋的大陆裂谷发生在稍后的三叠 纪（约 1亿 6千万－ 1亿 9千万年前）。至侏罗纪末期（约 1亿 2千万
年前），中大西洋可能已张开达 1000公里的宽度；南大西洋的张
开大约开始于早白垩纪（约 1亿 1千万年前），而最初的裂谷发生
在晚侏罗纪（约 1亿 3千万年前）；北大西洋张开最晚，大约开始
于第三纪初（约 6000－ 7000万年前），与此同时，由北大西洋裂
谷向东北延展而伸入格陵兰与欧洲之间，挪威海随之张裂开。从
6千万年到 2千万年前，挪威海、巴芬海和北大西洋主体都在扩张，
但速率和方向均有些变化。综上所述，现今的那些广阔的大洋盆
地并不是从来如此，而是长期的地球运动和演化的结果。大洋由
狭窄海湾到宽阔盆地的发展，是通过持续发生的大规模海底扩张 过程实现的。海底扩张和板块运动的动力都是地幔对流。
当代自然科学中的重大基本问题
宇宙的起源与演化
地球的起源
生命的本质与智力的起源
宇宙的结构层次和物质的基本单元
非线性科学
1.宇宙的起源与演化
大爆炸理论空前成功地解释了我们现在的宇宙及其特性，特
别是在 有关宇宙膨胀、微波背景辐射及各种轻元素的不同丰度等
方面，而几乎所有的通常意义上的 物质都是由这些轻元素组成的。
始自大爆炸的宇宙将面临三种不同的命运：一个封闭的宇宙
将由于自身引力作用而最终走向塌缩，开放的宇宙将永远膨胀下
去，平直宇宙则介于二者之间，它也会永远膨胀下去，膨胀速度 不断减慢，但永远不会达到静止。
最后的结局从宇宙开始就已决定了。它取决于宇宙的总体密
度，一个被宇宙学家称之为 Ω的值。平直宇宙，处于准确的平衡
状态，其 Ω值被定义为 1。如果 Ω大于 1，哪怕仅超过一点点，宇
宙就会拥有足够的质量也可以说是能量，从而靠其自身引力阻止 膨胀的趋势，把所有的物质拣回到一个难以想象的奇点，如果 Ω
小于 1，宇宙正以快与其 "逃逸速度 "的速度在膨胀，且会继续膨胀
下去。
对于宇宙的极早期，我们知之甚少，虽然如此，
现代物理还是把答案归咎于大爆炸。理论物理
学家已经提出了一些看似可行的观点来解释宇
宙的开始。一般认为存在许多次大爆炸，而非
一次，不断地从以前形成的时空中产生出来，
每次大爆炸，宇宙都迅速涨大，并从产生它的
母体中分离，这个新的宇宙与其它宇宙相互隔
离并且是以其自有的方式演化。
对于我们存在的这个宇宙，对数时间轴有
一个确切的始点,10E-44秒，这个时间称为普
朗克时间，被认为是时间的量子单位，不能把
时间划分得比这儿再小了，正如一种基本粒子
电子不能再分割成更小的成分一样。
根据现有理论，时间轴上下一个重要的事件于发生于
10E-7量级之后，即 10E-37秒的时候，在此时新生的
宇宙具有难以置信的高温和密度。超高能量的量子场
使空间以很大的加速度在膨胀。与此同时，产生了非
常小的密度起伏，否则这个微小寂寞的宇宙将充满光
滑又毫无特征的能量场。这些微小的变化随空间的膨
胀而保留了下来。他们以后便成为了我们现在所看到
的星系、星系团和大尺度结构的种子。在 10E-32秒的
时候，这样的暴涨停止了，随后宇宙膨胀的步子温和
多了。
这里要提醒大家注意的是：暴胀理论预言的宇宙 Ω0等
于 1，至少也是理论的最简单情况。物理学家正设法使
这种理论能产生出开放的宇宙来。
辐射为主的时代
下一个不断冷却且不断膨胀的时代持续了 10E43个数量级，直至
宇宙的年龄为一万年，在这段时间里，宇宙中除了光滑单一的辐
射海洋外，几乎一无所有，我们熟悉的天体，如恒星和星系，现 在还没有诞生。
在一辐射为主的时代中，许多重要的时间奠定了我们现在所知宇
宙的性质，例如：复杂粒子的相互作用使得正物质比反物质稍稍
多了一点。反物质和几乎所有的正物质都相互湮灭了。残留下来
的一些正物质便形成了我们知道的这个宇宙。
大爆炸后数分钟时，冷却的物质开始形成轻元素的核，包括
氢、氘、氦和锂。核物理定律对标准大爆炸模型在这时期的温度、
压强和密度已经开始适用。因此我们可以准确地计算所应产生的
原物质的成分。计算结果与我们实际所观测到的宇宙中最古老的
物质的成分是相等的。
当不断减少的辐射能量密度低于物质的能量密度时，辐射为主的 时代结束了。
恒星时代
恒星时代意味着这是一个 "充满恒星 "的时代，在该
时代中，宇宙中产生的大部分能量来自于普通恒星的
核聚变。恒星不断地形成、演化和死亡。我们目前就
生活在恒星时代中期。
第一代恒星可能形成于宇宙仅有几百万年历史的时候
（虽然这类属于 "星族 Ⅲ "的恒星到目前还没被证实）。
在随后的几十亿年间，最初的星系开始出现，并逐渐
形成星系团、超大星系团和大尺度结构。在很多星系
内部，恒星形成过程以惊人的速率发生。许多年轻的
星系还经历着与其贪婪的中心黑洞有关的剧烈过程。
黑洞会把魔爪的恒星撕裂，并把它们变成由热气体组
成的围绕其自身的吸积盘。在时间的长河中，大多数
的类星体和活动星系核逐渐死去。我们的太阳和太阳
系形成得稍晚，大约在 45亿年前，这时银河系已经存
在了相当长的一段时间了。
在我们太阳系演化的过程中，不能不提的一个
事件是当太阳耗尽其氢燃料后，重新调整自身
结构并形成一颗红巨星。计算机模拟结果表明
太阳表面将会令人伤心地膨胀到几乎足以吞没
我们的地球，强大的热量将使地壳熔化，毁灭
所有曾经存在于这个行星表面的生物和文明留
下的证据。
然而，地球也在以各种可能的方式脱离这场灾
难。成为红巨星的太阳将以很强的太阳风的形
式抛弃大量物质。随着胀大的太阳把它的物质
丢弃在太空，地球的轨道也会逐渐扩展一些，
到一个稍安全些的地方，也许会变得和目前火
星轨道大小差不多。
2.地球的起源
地球起源问题是同太阳系的起源紧密相联系的，因此
探讨地球的起源问题，首先了解目前太阳系的三个主
要特征是必要的。概括起来说，它们是：
1．太阳系中的九大行星，都按反时针方向绕太阳公
转。太阳本身也以同一方向自转，这个特征称为太阳
系天体运动的同向性。
2．上述行星绕太阳公转的轨道面，非常接近于同一
平面，并且这个平面与太阳自转赤道面的夹角也不到
6°,这个特征称为行星轨道运动的共面性。
3．除水星和冥王星外，其它所有行星的绕日公转轨
道都很接近于圆轨道。这个特征称为行星轨道运动的
近圆性。
关于地球的起源问题，已有相当长的探
讨历史了。在古代，人们就曾探讨了包
括地球在内的天地万物的形成问题，在
此期间，逐渐形成了关于天地万物起源
的 "创世说 "。其中流传最广的要算是, 圣
经, 中的创世说。在人类历史上，创世
说曾在相当长的一段时期内占据了统治
地位。
现代的研究表明，由于宇宙中恒星之间相距甚
远，相互碰撞的可能性极小，因此，摩耳顿的
学说不能使人信服。由于所有灾变说的共同特
点，就是把太阳系的起源问题归因于某种极其
偶然的事件，因此缺少充分的科学依据。著名
的中国天文学家戴文赛先生于 1979年提出了一
种新的太阳系起源学说，他认为整个太阳系是
由同一原始星云形成的。这个星云的主要成份
是气体及少量固体尘埃。原始星云一开始就有
自转，并同时因自引力而收缩，形成星云盘，
中间部分演化为太阳，边缘部分形成星云并进
一步吸积演化为行星。
论。形成原始地球的物质主要是上述星云盘的原始物质，其组成 主要是氢和氦，它们约占总质量的 98％。此外，还有固体尘埃和
太阳早期收缩演化阶段抛出的物质。在地球的形成过程中，由于
物质的分化作用，不断有轻物质随氢和氦等挥发性物质分离出来，
并被太阳光压和太阳抛出的物质带到太阳系的外部，因此，只有
重物质或土物质凝聚起来逐渐形成了原始的地球，并演化为今天
的地球。水星、金星和火星与地球一样，由于距离太阳较近，可
能有类似的形成方式，它们保留了较多的重物质；而木星、土星
等外行星，由于离太阳较远，至今还保留着较多的轻物质。关于
形成原始地球的方式，尽管还存在很大的推测性，但大部分研究
者的看法与戴文赛先生的结论一致，即在上述星云盘形成之后，
由于引力的作用和引力的不稳定性，星云盘内的物质，包括尘埃
层，因碰撞吸积，形成许多原小行星或称为星子，又经过逐渐演
化，聚成行星，地球亦就在其中诞生了。根据估计，地球的形成 所需时间约为 1千万年至 1亿年，离太阳较近的行星（类地行星），
形成时间较短，离太阳越远的行星，形成时间越长，甚至可达数 亿年。
地表的基本轮廓可以明显地分为两大部分，即大陆和
大洋盆地。大陆是地球表面上的高地，大洋盆地是相
对低洼的区域，它为巨量的海水所充填。大陆和大洋
盆地共同构成了地球岩石圈的基本组成部分。因此，
岩石圈的演化问题，也就是大陆和大洋盆地的构造演
化问题。有关地球内部的结构请 现在，绝大部分地
球科学家都确认大陆漂移现象，并一致认为地球上海
洋与陆地的结构分布和变化与大陆漂移运动直接相关。
比较坚硬的地球岩石圈板块作为一个单元在其之下的
地球软流圈上运动；由于岩石圈板块的相对运动，导
致了大陆漂移，并形成了今天地球上的海洋和陆地的
分布。地球岩石圈可分为大洋岩石圈和大陆岩石圈，
总体上，前者的厚度是后者的一半，其中大洋岩石圈
厚度很不均匀，最厚处可达 80公里。
大部分大型的地球板块由大陆岩石圈和大洋岩石圈组成，但面积
巨大的太平洋板块由单一的大洋岩石圈构成。地球上陆地面积约 占整个地球面积的 30％，其中约 70％的陆地分布在北半球，并且
位于近赤道和北半球中纬度地区，这很可能与地球自转引起的大 陆岩块的离极运动有关。
在全球范围内，分布在大陆附近的大陆壳岛屿几乎全部位于大
陆的东海岸一侧，个别一些大陆东部边缘，则被一连串的大陆壳
岛屿构成的花彩状岛群所环绕，形成了显著的向东凸出的岛弧。
这种全球大陆壳岛屿的分布特征，可以用岩石圈板块的普遍向西
运动和边缘海底的扩张理论来加以解释。长期以来，人们就注意
到地表上的某些大陆构造能够拼合在一起，这就好像是一个拼板
玩具，特别是非洲的西海岸与南美洲的东海岸之间的吻合性最为
明显。这种现象可以用大陆岩石圈的直接破裂和大陆岩块体的长
期漂移得到解释。这就是我们后面将要介绍的关于杜托特提出的
现今的大陆是由北半球的劳亚古陆和南极洲附近的冈瓦纳古陆的 破裂后漂移形成的。
最近 2亿年以来的大陆漂移和板块运动，已得到了确切
证明和广泛的承认。然而有人推测，板块运动很可能
早在 30亿年前就已经开始了，而且不同地质时期的板
块运动速度是不同的，大陆之间曾屡次碰撞和拼合，
以及反复破裂和分离。大陆岩块的多次碰撞形成了褶
皱山脉，并连接在一起形成新的大陆，而由大洋底扩
张形成新的大洋盆地。因此，要准确复原出大陆在 2亿
多年前所谓的 "漂移前的漂移 "是十分困难的。地球的年
龄已有 46亿年历史，目前已经知道地球上最古老的岩
石年龄为 37亿年，并且分布的面积相当小。这样，从
46亿年到 37亿年间，约有 9亿年的间隔完全缺失地质
资料。此外，地球上 25亿年前的地质记录也非常有限，
这对研究地球早期的历史状况带来不少困难，因此，
直到现在我们还没有一个关于地球早期历史的统一的
理论。
有关大洋的起源和演化研究从本世纪初
才开始，在此之前一般认为大洋盆地是
地球表面上永存的形态，也即大洋盆地
自从贮水形成以来，其位置和分布格局
是固定的。随着地球科学的发展，特别
是本世纪初以魏格纳为首的大陆漂移这
一革命性的学说的提出，对自最近的 2亿
多年以来大洋的起源和演化有了突破性
的认识。
现代研究证实，大洋最初是在大陆内部孕育的，并开始于大陆岩
石圈中的裂谷。大陆在裂谷处破裂并相互分离，从而开始产生新
的大洋盆地。魏格纳曾把南大西洋两对岸的吻合作为阐述大陆漂
移说的出发点。事实上，把南美洲与非洲两大陆拼合到一起，不
仅大陆边沿地形轮廓非常吻合，而且岩石类型和地质构造也可以 对接起来。现已证明，大西洋在二叠纪（ 2亿 5千万年前）时还根
本不存在，据估计，形成中大西洋的大陆裂谷发生在稍后的三叠 纪（约 1亿 6千万－ 1亿 9千万年前）。至侏罗纪末期（约 1亿 2千万
年前），中大西洋可能已张开达 1000公里的宽度；南大西洋的张
开大约开始于早白垩纪（约 1亿 1千万年前），而最初的裂谷发生
在晚侏罗纪（约 1亿 3千万年前）；北大西洋张开最晚，大约开始
于第三纪初（约 6000－ 7000万年前），与此同时，由北大西洋裂
谷向东北延展而伸入格陵兰与欧洲之间，挪威海随之张裂开。从
6千万年到 2千万年前，挪威海、巴芬海和北大西洋主体都在扩张，
但速率和方向均有些变化。综上所述，现今的那些广阔的大洋盆
地并不是从来如此，而是长期的地球运动和演化的结果。大洋由
狭窄海湾到宽阔盆地的发展，是通过持续发生的大规模海底扩张 过程实现的。海底扩张和板块运动的动力都是地幔对流。
