關於地球的現狀有兩種不同的理論解釋
地球大陸形成至今一定是經過了無限長的時間……我們沒有發現開端的痕跡，也找不到結束的徵兆。
——詹姆斯·赫頓（James Hutton），
《地球理論》（Theory of the Earth，1785年）
因此，地球上的生命總是遭受災難。
——喬治·居維葉（Georges Cuvier），
《初步探討》（「Preliminary Discourse」，1812年）
詹姆斯·赫頓是一位有錢的蘇格蘭地主的兒子，他生性三分鐘熱度——而這正是新科學所需要的。
1740年，14歲的赫頓進入愛丁堡大學學習希臘語和拉丁語。後來，他放棄人文科學，開始研究化學；輟學後又做了一位律師的學徒；21歲時放棄法律去愛丁堡學醫；後來又偏離學醫之路來到了巴黎專攻解剖學；最終獲得了醫學學位後，卻又發現自己並不適合做醫生。於是，在一位朋友的幫助下，他創建了一家製造工業化學品氯化氨的公司。公司經營得很好，但不久，赫頓又將公司委託給朋友管理，自己去經營家庭農場了。
他做農業實驗，加入了愛丁堡哲學協會，並遞交了植物學、礦物學和炮術方面的論文，進行化學實驗，參觀鹽礦，去深山徒步旅行，考察地質形態，研究煤礦生產。「他不必從事某一職業，」他的朋友、傳記作家約翰·普雷佛爾（John Playfair）寫道，「他可以完全掌控自己的時間，他有充足的精力來不斷地變換職業。」1
殷實的家境使他不必親自賺錢謀生，加之廣泛的興趣，二者相結合便成了他進行地球研究的前提條件——這一學科在大學中尚未確立，沒有定義，沒有邊界，沒有為人普遍接受的名稱。布封自稱為一位「歷史學家」，而其他地球的研究者則分別自稱為天文學家、數學家、自然哲學家和紳士。赫頓的前半生在化學家、製造商和農民三個身份之間跳躍。直到50歲時，他才出版了第一本研究成果，這是一本小冊子，題目頗有意思，叫作「關於自然、屬性以及煤與碳質頁岩[1]的區分的思考」（Considerations on the Nature, Quality, and Distinctions of Coal and Culm）。這本書賣得並不好，但這本書體現了赫頓的興趣在慢慢聚焦（地質學）。（「非常巧妙，非常令人滿意。」普雷佛爾肯定地說道，「但是，也許從目的角度考慮，這本書過於具有科學性了。」）他日益關注土壤成分的研究。2
赫頓的小冊子出版後的那年，瑞士數學家吉恩·安德烈·德魯克（Jean Andre Deluc）為關於地球的科學起了一個名字。
數年來，德魯克與英國女王夏洛特（Queen Charlotte）保持通信聯繫。作為一位有志於影響社會的思想家，他當然會將這些信件收集出版。第一卷（有許多信）出版於1778年，題為「物質和精神的信件——關於山體以及地球和人類歷史」（Physical and Moral Letters on the Mountains and on the History of the Earth and Man）。德魯克是一個虔誠的新教徒，他致力於使自己關於岩石形成和地層的理論與《創世記》中所記載的一致（他極度反對布封的地球年齡說，認為地球的年齡大約是1萬歲）。「這些信件，」德魯克在開頭寫道，「只不過是一篇宇宙學論文的大綱。」隨後，他在腳注中表達了對該術語的不精確性的惋惜：「我這裡所說的宇宙學，僅指關於地球的知識，而不是關於宇宙的知識。因此，『地質學』也許才是正確的術語，但我不敢用它，因為它並沒有得到廣泛的使用。」3
儘管發表了這樣的免責聲明，德魯克仍繼續使用（地質學）這一術語。《信件》的讀者越來越多，「地質學」這一名稱也得以流傳。但關於地球的研究界限依舊模糊，一方面與神學和《聖經》研究相交叉，與物理學和天文學相融合，另一方面又與冶金學和化學相交融；但最終，它也有了一個標籤。
1783年，赫頓關於煤炭的那本小冊子出版6年後，他終於將自己逐漸發展成形的地質學理論彙集成一部重要的作品出版。愛丁堡哲學協會那時剛剛與英國愛丁堡皇家學會合併，合併後致力於哲學和自然科學兩方面的研究；為了對這個新機構予以支持，赫頓同意貢獻一篇關於「陸地系統」的論文。「皇家協會，」普雷佛爾解釋說，「做得很好，它使得赫頓博士勾勒出了首個地球理論的雛形，這一理論的研究成為他畢生的遠大目標。」4
赫頓那時已經57歲了。他已經成為一名「優秀的礦物學家」，並且「親眼核實了地質學的重要事實」；他「尤為擅長自然地理」和化學，廣泛閱讀自然歷史的相關書籍。他將所有的才能都應用到探究地球及地球系統的性質中去，但他幾乎從未將自己的觀點與他人分享。5
1785年3月7日，他的一位朋友在皇家學會宣讀了他的報告的第一部分，赫頓本人則以生病推托（也許他難以克服緊張）。「他論述的第一部分，」皇家學會會議記錄中記載，「從持久度和穩定性兩個角度，考察了這個適合人類居住的地球的系統。」一個月後，在學會4月份召開的會議上，赫頓本人首先重述了3月份的報告，隨後宣讀了餘下的論文。
我們目前可以見到的所有地層，赫頓認為，曾經都是鬆散的物質，在海洋底部被沖刷；這些物質被加熱後熔合在一起，並被推出海平面以上，形成乾燥的陸地。乾燥的陸地又不斷遭受周圍水體的侵蝕，這樣循環往復。這一過程至今仍在海陸之間發生。
換句話說，土壤的形成並非由於過去發生的大災難或罕見的突發事件，而是由於反覆的潮汐現象，潮起潮落，沉積侵蝕，這一現象仍在繼續。6
只要觀察現狀，就可以對過去發生的一切做出解釋；或者，用後世思想家的話說：「現狀是揭秘過去的鑰匙。」我們如今所看到的自然現象與過去的一致——並且，我們推測，未來的自然現象也將如此。「我們要研究目前地球的構造，」赫頓解釋說，「為了理解過去自然的運行，（並且）得到原理，通過原理我們可以總結出事物未來的走向。」7
接受一致性原理（過去沒有大災難；陸地形成的自然進程今天仍在繼續）會引出另一條結論。那些非常非常緩慢的變化進程，一定經過了相當長的時間。「總結我的觀點，」赫頓寫道，「我們確信……這一過程極度緩慢，以至於我們找不到合適的尺度來進行估算……我們的大陸形成至今，一定經歷了無限的時間。」8
無限：超越了我們定義的能力。在他論文第一章的最後，赫頓進一步強調了這一點。「因此，這一客觀研究的結果，」他斷定，「就是我們沒有發現開端的痕跡，也找不到結束的徵兆。」這與希臘人所認為的永恆和不變的地球並不是一回事，而是一種客觀世界的觀點，這個客觀世界的變化期限與我們所居住的世界完全不同。赫頓在論文中將布封所暗示的內容以文字表現出來：地質時間——「深時」，與人類的時間完全不同，因此我們不能用（衡量人類時間的）「年」來衡量地質時間。9
與相比較之下比較保守的布封的地質時間相比，赫頓的這番話更是公然違背了《創世記》，這也許可以解釋赫頓為何在第一次本該出席皇家學會時會那樣緊張了。但奇怪的是，他的論文——以「地球理論」（Theory of the Earth）為題出版三年之後——幾乎沒有激起憤怒。他的傳記作家普雷佛爾將此歸因於知識分子的疲憊。「創建地質理論的嘗試頻頻失敗，全世界（的知識分子）都疲倦了。」普雷佛爾抱怨道，「嘗試創建理論的常常都是那些對自己所要解釋的現象幾乎一無所知的人。」10
吉恩·安德烈·德魯克發表了一篇文章駁斥赫頓的自然界紀期論，愛爾蘭化學家理查德·柯萬（Richard Kirwan）也曾指責赫頓的理論「違背了理性和摩西曆史的核心」。但是，地質學仍舊是一個嶄新的領域，研究人員分散在各地。因此，《地球理論》面世10年之後，赫頓的一致性原理以及「深時」仍舊沒有引起多少反響。「《地球理論》，」普雷佛爾不滿地說道，「（本應該）驟然激起一陣強烈反響，此外……各地的科學家們本應該急不可耐地去關注其是否真正有價值。然而，事實卻是，它遲遲沒有引起他們的關注。」11
這部分地歸因於赫頓迂迴的寫作方式。〔正如丹尼斯·迪恩（Dennis Dean）所說的，赫頓「幾乎不懂修辭」。〕赫頓也沒能解釋過去到底是否發生過什麼大災難——這個問題令人困惑，因為沉積物以及化石層似乎證明了某些不尋常事件的發生，有時他們是發生在過去的。但是《地球理論》一書既是哲學，又是科學；赫頓是想試著建立地球科學的普遍原理（「我們必須通過現狀才能瞭解過去」），而不是要去詮釋個別地質層的歷史。12
詹姆斯·赫頓長年遭受慢性腎衰竭的折磨，在他有生之年，他的理論既沒有被廣泛接受，也沒有遭到徹底的反對。接下來的10年是漫長而痛苦的，他一直在修訂擴充《地球理論》；修訂後的書於1795年出版，結果卻比修訂前的版本更加晦澀難懂。
1797年3月，在寫作了整整一天之後，他突然開始顫抖痙攣。他找來了私人醫生，但醫生剛到，他就去世了。13
※
赫頓去世前一年，一位年輕的法國博物學家喬治·居維葉將自己第一篇重要的論文遞交給了位於巴黎的國家科學藝術研究所。
居維葉當時27歲，剛剛被選舉為國家研究所（相當於法國的皇家學會）的成員。他曾在法國、德國學習，既讀得懂亞里士多德的《動物誌》，又學習過布封35卷的《自然史》，當時剛剛在位於巴黎的自然哲學國家博物館（National Museum of Natural History）得到一份工作。他的工作是對大量的骨化石收藏品進行管理和分類——此前從來沒有對它們進行過恰當的分類（一個「藏骸所」，他是這麼稱呼這裡的），他還要舉辦動物解剖學的公眾課程。
1796年他的一篇論文《關於現存大象的品種和大象化石的品種》（Memoires sur les especes d』elephants vivants et fossiles）將印度象和非洲象的骨架與在西伯利亞發現的大象骨化石進行對比。許多博物學家都認為這些骨化石是古代大象的，但是居維葉發現二者的頭骨形狀、長牙和牙齒都不同，這證明了那些骨化石屬於另一不同的物種——一種名為「猛犸」的動物，這種動物不是大象的一種，且早已滅絕。「猛犸」，他斷定，已經滅絕了——這是一種不存在於地球上的「逝去的物種」。14
這一說法引起了很大的爭議。
尼古拉·斯丹諾之後，大多數博物學家都認同化石是生物死後的遺跡，而不是造型奇怪的岩石。但在過去，認為所有的動物物種都滅絕了的觀點從三個層面來說都是有問題的。它提出了一個神學上的難題：上帝創造出來的動物怎麼會因設計不好而無法生存下去呢？這與亞里士多德學派的生物學原理相牴觸，亞里士多德的理論仍舊被許多學習動物解剖學的學生所接受：動物的機體結構逐漸發展，這樣才能運轉良好，在環境中生存下去。另外，這也與赫頓剛剛提出微小漸進變化理論相矛盾：由於變化過於緩慢，無法一次性清除所有生物，而且因為變化剛剛發生，它們的骨骼仍舊存在。
許多研究動物生命的學生仍舊堅持認為化石物種（比如西伯利亞的猛犸）是現存物種的變種，要麼就（像大家所熟知的軟體動物的遺跡菊石那樣）仍舊存在於深海，或者是一些人類無法輕易探測到的地方。但是居維葉對此並不認同。
到目前為止，他還無法解釋為什麼有些物種已經滅絕了。他並沒有先建立一個恢宏重要的關於生命的理論，然後用猛犸化石來附和該理論。相反，他使用了科學的、培根主義哲學的方法——對具體的自然現象進行細緻的考察。通過考察，他得出了一個結論：猛犸並不是大象的一種，而是其他物種，但已經滅絕了。
他試圖將所有曾在地球上棲息過的（或仍存在的）各種動物的歷史聯繫起來，卻驚訝地發現，他竟然建立了地球的歷史。他在1796年的論文中寫道：
最初接觸到這種科學時，並沒有意識到它與解剖學有如此緊密的關聯，這種科學探討的是地球的結構，梳理了地球歷史上重大里程碑式的事件，並努力地勾畫出地球所經歷的巨大變革的歷史圖景；概括而言，只有借助於解剖學，地質學才能真正建立起來，解剖學的事實可以作為地質學的根基。15
變革：對於一個七年前剛剛經歷過巴士底獄浩劫的國家來說，這個詞難免帶有冒犯之意。居維葉心中正在萌發另一種可能的解釋——猛犸以及其他的化石物種（比如說被他命名為「乳齒象」的於俄亥俄州發現的大型骨骼）可能已經在一次罕見的、全球性的、一次性的災難中滅絕了。
在居維葉看來，地球的歷史是反映人類社會巨大演進的一面鏡子，沒有什麼比這更確定的了。因此，在骨骼分析之後，他開始進行推測：
這兩種巨大的動物之間到底有何關係？我們現在已經找不到它們的蹤跡，而它們的遺跡卻遍佈地球，也許它們早已滅絕？……這一些事實……在我看來，都證明在我們的世界之前存在著另一個世界，這個世界後來被某種災難毀滅了。那麼，原始的地球又是什麼樣的呢？這個不被人類主宰的自然界又是怎樣的呢？是怎樣的巨大變革才能毀滅它，才能讓它除了一些半腐爛的骨骼外，不留一絲痕跡？
信奉培根主義科學的居維葉只能提出這些問題，卻無法準確地做出解答：
這些問題會引發更加廣泛的推測，而我們不應捲入其中。只有那些膽子更大的哲學家才那樣做。不受關注的解剖學，一直以來局限於詳盡的研究，局限於與觀察和解剖所得出的客觀事實進行嚴格對照。如今解剖學卻為那些有勇氣的天才開啟了一條嶄新的道路，對解剖學而言，這是一種殊榮。16
接下來的三四年，居維葉集中研究「不受關注的解剖學」，在他的「藏骸所」中對那些骨頭進行分析和分類。到1800年，他已經鑒定出了23類已經滅絕了的物種。他發現自己日益靠近「那充滿推測的廣大領域」——關於地球自身的理論。在1804年至1805年間，他舉辦了一系列的公開課；其間他提出化石地層揭示了「地球並非一直保持現狀的最有力的證據」。利用發現了化石的岩石層可以構建一個地球發展的時間軸；化石層是一本關於地球過去的書，會觀察的人才能讀懂它。他有如下一些觀點：
1.不含有任何有機體的化石是最古老的。所以說（生命）並不是一直都存在的。
2.地球的形態發生過一系列的改變，從海洋到陸地，從陸地到海洋。
3.地球經歷了不同的時期，不同的時期產生不同的化石。
4.一些改變了地球形態的變革是迅猛的。17
居維葉從「猜測」進展到了假設：他現在認為，地球這本書中全部都是大災難。
他一面準備並講授公眾課，一面與他在國家博物館的同事、礦物學家亞歷山大·布隆尼亞爾（Alexandre Brongniart）一同進行一個分析巴黎周邊岩石層的項目。巴黎坐落在一個7000平方千米的沉積岩層盆地中；居維葉和布隆尼亞爾仔細繪製了一幅該盆地地層的截面圖。1808年，他們將自己的發現遞交到了國家研究所；1811年，他們的發現經擴展後印刷出版，供公眾閱讀。
他們解釋說，巴黎盆地其基底是古老的白堊層；後來，地層一層一層不停地積澱。每一層都含有不同的化石。包括白堊在內，巴黎盆地總共有6種地層，代表地球過去曾經歷6個不同的時期，每個時期中都生存著不同的植物和動物，其中有些生物已經滅絕了。
將歷史時期按順序命名為令人困惑的某某地層，這在自然哲學界引起了一些轟動；在歐洲大陸和英國，其他的礦物學家和「地質學家」（這仍是個新術語）都開始以同樣的方式分析他們當地的岩石層。居維葉的眼光更為開闊。他不久後斷言，巴黎盆地的6個地層是地球的縮影，並且他很快地由自己的發現推出了適用於整個地球的理論。
1812年，他出版了化石論文集〔《四足動物化石骨骸的研究》（Recherches sur les ossemens fossiles de quadrupedes），這部文集彙集了他自1804年以來報告的和發表的各類研究論文〕，他的上述理論作為論文集的第一部分隨之發表。本論文集是一本針對專業人士的專業書籍，但標題為「初步探討」（「Preliminary Discourse」）的第一部分是針對大眾讀者的。18
居維葉認為，地球曾經歷過6次災難性劇變。巴黎地層各層中所含的不同化石之間的變化非常突然和直接，並不是一點點漸進的（並不像赫頓的一致性原理所說的那樣）；因此，非常清楚的是，一系列幾乎是全球性的災難導致了不同的動植物種群的滅亡，只有一小部分沒有受到影響的區域中，一些動物和植物生存了下來，並且在改頭換面後的地球上四處遷徙。《初步探討》敘述清晰，有條理，涵蓋了從化石層、土壤層和山體岩石中發現的證據，這些證據證明了6次大災難的發生。「因此，地球上的生命總是遭受災難，」居維葉斷定，「這些大災難一開始可能震動整個地殼，後來就深入地層深處……懂得如何去讀這本書的人將清楚地發現，巨大且糟糕的災難影響了世界每一個角落。」居維葉與赫頓的研究方法一致，但是對地球細緻考察之後，兩人的觀點卻背道而馳：一個認為地球歷史是一個緩慢、長久、穩定、毫無波瀾的單向進程，另一個則認為地球的歷史充斥著大量的驚人的災難。19
《初步探討》這一部分被單獨多次翻譯和重印，其影響之大超出了居維葉的想像。認為地球經歷過多次災難的理論在讀者中引起了共鳴——不僅僅是那些剛剛經歷過大革命的法國人民，還有伴隨著《聖經》長大的英國和歐洲大陸的讀者們。居維葉的六個「時期」很容易讓人聯想到《創世記》裡的六天；他的大事件也使人想起《創世記》的ex nihilo（無中生有）、亞當夏娃的墮落以及大洪水。
而這絕非是居維葉的用意。他閱讀的是巴黎盆地的地層，而非《創世記》。在《初步探討》最後，他提出《聖經》中的大洪水，以及中國和印度關於洪水的傳說，也許可以保存第六次災難的記憶。「目前已知的所有傳說都將社會的更新追溯至一些大災變，」他寫道，「（但是）最多只能追溯到五六千年之前……但在這些土地上……此前一直有生物在棲息，如果不是人類，至少是陸生動物。」他是依靠確鑿的證據而非《聖經》故事得出自己的結論的。
事實上，儘管大洪水也許象徵著人類文明的發端，人類存在的歷史與整個地球的歷史相比，也不過是一個最近才發生的極小的片斷而已。「人類，」居維葉斷定，「只被賜予了在地球上的須臾一瞬，（現在可能擁有了）重建在人類出現之前數千個世紀的歷史及其物種的歷史的榮耀。」20
這也是一種「深時」，是人類誕生之前的數千個世紀。
與赫頓漫長緩慢的一致性進程相比，居維葉的災變論提出了一個完全不同的演變機制。接下來的幾十年裡，人們將會就一致性原理和災變論哪一個才能對地球的原始數據做出解釋而展開爭論。儘管不同，這兩個理論有共同的目的：都認為烏捨爾主教的地質時間太短，短到無法解釋地球的歷史。
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詹姆斯·赫頓
《地球理論》
（1785、1788年）
詹姆斯·赫頓的寫作風格沒有給他帶來什麼好處；甚至他的傳記作家、最崇拜他的人普雷佛爾也謹慎地指出論證「有時會因作者過度追求嚴密的邏輯而顯得不自然」，並且「作者獨特的佈局構思也會導致文章銜接的唐突」。儘管如此，赫頓認為地球歷史漫長且一致的觀點成了現代地質學的基礎。沒有必要煞費苦心地去讀整本《地球理論》，這本書過於晦澀了，但一定要讀讀第一章，第一章中簡要介紹了赫頓所認為的大陸形成的基本方法，也介紹了赫頓的「深時」說。
雖然通過英文文獻在線資料庫可以找到自1785年至1788年的多個版本，但它們所用的並非現代拼寫，且掃瞄的版本常常不夠清晰。現代排版的數字版本可以用Kindle閱讀。
James Hutton, Theory of the Earth, Amazon Digital Services(e-book, no date, ASIN B0071FII7O).
詹姆斯·赫頓，《地球理論》，亞馬孫數字服務（電子書，無日期，ASIN B0071FII7O）。
讀者可以找到Kessinger Publishing出版的平裝本重印版。
James Hutton, Theory of the Earth, Kessinger Publishing (paperback, 2010, ISBN 978-1162713540).
詹姆斯·赫頓，《地球理論》，Kessinger Publishing（平裝，2010年，ISBN 978-1162713540）。
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喬治·居維葉
《初步探討》
（1812年）
居維葉作品最好的現代譯本收錄在一本居維葉作品選集中，由馬丁·J.S.拉迪克（Martin J.S.Rudwick）彙編並翻譯。該選集不僅收錄了《初步探討》，還有居維葉具有開創性的1796年的論文、1811年發表的關於巴黎盆地的論文以及其他論文的選段。
《初步探討》或稱「地球的革新」（當《初步探討》單獨出版時常常被冠以此名）在本書第十五章也會提到。沒有必要通讀拉迪克的序言，因為序言和《初步探討》一樣長，語言卻不那麼優雅。
Martin J.S.Rudwick, Georges Cuvier, Fossil Bones, and Geological Catastrophes: New Translations & Interpretations of the Primary Texts, University of Chicago Press (paperback and e-book, 1998, ISBN 978- 0226731070).
馬丁· J.S.拉迪克，《喬治·居維葉、骨化石和地質大災難——對重要文獻的最新翻譯和詮釋》，芝加哥大學出版社（平裝，電子書，1998年，ISBN 978-0226731070）。
羅伯特·詹姆森（Robert Jameson）1818年的譯本，以「地球理論隨筆」（Essay on the Theory of the Earth）為題出版，雖然在某些方面略顯陳舊，但可讀性仍舊比較強；讀者可以找到該譯本多個版本的免費電子書資源，也可在圖書館館藏中找到。
Georges Cuvier, Essay on the Theory of the Earth, trans.Robert Jameson, Kirk & Mercein (hardcover 〔out of print〕 and e-book, 1818, no ISBN).
喬治·居維葉，《地球理論隨筆》，譯者羅伯特·詹姆森，柯克和梅辛〔精裝（絕版），電子書，1818年，無ISBN〕。
[1] 「碳質頁岩」這一術語專指英格蘭西南部的一種無煙煤。