志在大海星辰的传奇科学家
—— 哈里·哈蒙德·赫斯

撰文｜蔺爱军（国家海洋局第三海洋研究所海洋与海岸地质实验室）

哈里·哈蒙德·赫斯

他是常青藤名校高材生，他是海军少将，他提出了著名的海底扩张学说，他是板块构造学说的奠基人之一，他是20世纪最有影响力的地球科学家之一，他就是志在大海星辰的传奇科学家——哈里·哈蒙德·赫斯（Harry Hammond Hess）。

厚积薄发

赫斯，1906年5月24日出生于美国纽约市。在他5岁时，父母为他照了一张相片，当时他身穿水手服，因此取名为“小小海军司令”，神奇的是他长大后果真成了一名海军少将。赫斯于1923年进入世界著名学府耶鲁大学学习电气工程，之后改修地质学。糟糕的是，他未能顺利通过矿物学首门课的考试，于是一位老师告诉他在这个领域没有发展前途，然而赫斯并没有轻易放弃。1927年赫斯获得学士学位后，他作为勘探地质学家去非洲中南部的北罗得西亚（赞比亚旧称）考察了2年，这是一段艰苦和难忘的岁月，大多数时间赫斯与当地的考察队在灌木丛中一起工作。尽管当时面临着艰难险阻，但是赫斯依然很享受这段经历。他深刻认识到实践在地质学研究中的重要性，而这番实践也砥砺他很多优秀的品质，如幽默、忍耐、低调和冷静，这些品质贯穿于他以后的生命。1929年，赫斯回到美国进入普林斯顿大学开始攻读研究生，在博士阶段，他广泛地接触了岩石学、矿物学、海底构造、矿床学等学科领域的著名教授，这些名师不仅传授给他坚实的基础知识，还启迪他的科研思想和方法。因此，赫斯成功的一个重要原因是因为他站在巨人的肩膀上。赫斯于1932年获得博士学位后进入罗格斯大学任教1年，随后到华盛顿的地球物理实验室担任研究助理。1934年，赫斯回到普林斯顿大学担任教授直到去世，他与一位植物学家的女儿安妮特·彭斯（Annette Burns）结婚，婚后育有2个儿子。安妮特是赫斯余生坚定的支持者，在后来的科学会议中是他永恒的伴侣。

投笔从戎

1941年12月7日清晨，日本帝国海军偷袭美国海军太平洋舰队，轰炸了夏威夷珍珠港的战舰和军事目标，这次袭击将美国卷入第二次世界大战，太平洋战争由此爆发。珍珠港事件发生后的翌日早晨，赫斯毅然决然地成为美军现役军人，为美国海军服务直到第二次世界大战结束。由于具有驾驶潜艇的经验，他的第一个任务在纽约，负责探测活动在北大西洋的敌人潜水艇位置。赫斯的领导力和领会计算模型的惊人直觉能力，最终导致非常高的猎杀率，并在2年之内实质性地消除了敌方潜艇的威胁。随后他被调派到海军诱饵舰“比格·霍恩（U.S.S. Big Horn）号，这为他的探测计划提供了直接的测试机会。后来，赫斯成为攻击运输舰凯普·约翰逊（U.S.S. Cape Johnson）”号的指挥官，在太平洋地区参与了马里亚纳群岛、莱特岛、林加延湾和硫磺岛等重要战役。

不出所料，紧张的战事并没有阻止赫斯对科学的好奇心。“凯普·约翰逊”舰，正如第二次世界大战期间的许多军舰一样，装备有回声测深仪，这种设备不仅能使军舰避免触碰海底珊瑚礁和岩石，也能防止海军在抢滩登陆时误入敌人设下的陷阱。赫斯利用回声测深仪在太平洋地区搜集了大量的测深数据，通过分析数据他发现了海底平顶山，在这之前地质学家认为海底是广阔和平坦的，并由陆源泥质沉积物构成。海底平顶山是一般呈圆形或椭圆形顶部平坦的海山，为了纪念普林斯顿大学地质学系首位教授阿诺德·亨利·盖约特（Arnold Henry Guyot），赫斯将其命名为guyots。

赫斯在普林斯顿大学讲授海底扩张理论

战争结束后，赫斯留在美国海军担任预备役军官，每年会在华盛顿工作数周，于1961年升任海军少将。1962年10月，古巴导弹危机发生后，在紧急情况下赫斯义不容辞地提供了自己的建议。此外，他还参与“长尾鲨”号核潜艇事故、“普韦布洛”号危机等重要事件的处置过程。美国海军授予他第二次世界大战胜利勋章、美欧战区勋章、亚太战区勋章（4星）、菲律宾解放勋章（1星）、海军后备勋章等。

提出著名的“海底扩张学说”

1947年，从战争中归来后，赫斯重新恢复了普林斯顿大学在加勒比海的科研项目，该项目由普林斯顿大学、国家科学基金会、海军研究办公室、数家石油公司以及波多黎各、委内瑞拉和哥伦比亚等政府机构支持。1950—1966年，赫斯担任普林斯顿大学地质学系系主任。在20世纪60年代，赫斯公布了他一生中最重要的科研成果。

赫斯具有观察细节和提出假说的杰出能力。赫斯发现大洋中部的水深较浅并伴有大洋中脊，洋中脊比周围平坦的海底至少高1.5千米；而大洋中最深的地方靠近大陆边缘，太平洋马里亚纳海沟的深度达到11千米以上。1960年，赫斯首先提出海底运动的假说，他假设大洋从中间开始生长，地幔熔融物沿着洋中脊涌出，创造新的洋底并且向洋中脊的两侧传送。热扩张的洋脊因此比先前形成的洋底更高。随着扩张的继续，老的洋底变冷形成厚约4千米的洋壳。1961年，罗伯特·辛克莱·迪茨（Robert Sinclair Dietz）提出“海底扩张”，本质上与赫斯的海底扩张理论完全相同。

海底扩张学说

1962年，赫斯正式发表了题名为《洋盆的历史》（《History of ocean basins》）的经典论文，系统地阐述了海底扩张理论。他指出：大陆是被动地由地壳的水平运动将其从对流源区传送到它潜没的地方；新洋壳在大洋中脊生成，在那里由于较热岩石的密度较低，热地幔物质使大洋中脊的地形升高；在大洋中脊，地表岩石因张力而破裂，裂谷则被来自地幔的新火山物质所充填，洋底因此而扩张，犹如在传送带上一样；在对流体汇聚处，洋壳被下拖形成海沟；这些下降流即挤压部位之所在，以伴有海沟的山脉和火山弧为标志；由年轻的富硅岩石堆积建造起来的大陆，在海沟则未被向下拖曳，而是堆积或上冲成为山脉；当俯冲的冷却物质破裂时，在海沟下面的深处便发生地震。海底扩张理论被誉为“地球史诗”，后来被海底磁异常条带、转换断层和深海钻探成果等3方面的证据所证实。

海底扩张学说不仅复兴了德国科学家阿尔弗雷德·魏格纳（Alfred Wegener）提出的大陆漂移学说，而且为板块构造学说奠定了坚实的理论基础，并触发了地球科学的一场革命。1966年，美国地质学会授予他彭罗斯奖章。1984年，美国地球物理学会设立哈里·哈蒙德·赫斯奖章，以表彰那些在研究地球及其姊妹行星的构造和演化方面做出突出贡献的科学家。

为美国重大科学与工程把脉

地球上的洋壳比地壳薄很多。20世纪50年代末期，赫斯和海洋学家沃尔特·芒克（Walter Munk）领导提议通过洋底钻探到达地幔，以研究地球年龄、内部组成和变化过程的计划，该计划后来被命名为莫霍计划（Project Mohole，1958～1966），由美国多学科学会（AMSOC）发起，资金由国家科学基金会支持。第一阶段于1961年春天在美国加利福尼亚湾外开始实施，后来因技术难度大且费用高昂，计划被迫终止。虽然莫霍计划未能达到预期目的，但对于地球科学的发展起了不可估量的作用，它证实了实施深水钻探动态定位的可行性，开启了科学钻探的先河，为后来的深海钻探计划（Deep Sea Drilling Project，1968～1983）积累了宝贵经验。

从1962年开始直到他生命的尽头，赫斯担任美国空间科学委员会的主席，为美国太空探测计划建言献策。1969年7月21日，美国人阿姆斯特朗与奥尔德林成为首次踏上月球的人类。1969年7月24日，“阿波罗11”号飞船带着从月球表面采回的岩石顺利降落地球，赫斯是月岩样品分析的十人科学小组成员之一。1969年8月25日，赫斯在马萨诸塞州伍兹霍尔主持美国国家空间科学委员会的会议时因突发心肌梗塞而逝世，去世后葬于阿灵顿国家公墓，美国国家航空航天局（NASA）追授他杰出公共服务奖章。

赫斯一生获得了大量的荣誉。他于1952年当选为美国国家科学院的院士，1960年当选为美国哲学学会的会员，1968年当选为美国艺术与科学院的院士。他担任过美国地球物理学会大地测量学部和构造物理学部的主席、美国矿物学会的主席、美国地质学会的主席、联邦科学机构的顾问、放射性废料处理委员会的主席、美国科学研究委员会地球科学学部的主席、伦敦地质学会的外籍荣誉会士、南非地质学会的外籍荣誉会士等。

赫斯的一生是战斗的一生，他为世界和平、国家安全和科学事业战斗。他的征途没有仅停留在陆上，而是迈向大海星辰。美国科学院对他的评价是“20世纪真正杰出的地球科学家之一；很难有人和他在科学深度、广度和社会影响力方面相媲美；罕有的、也许是独一无二的天才”。