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天文学对赫顿影响深远，他的哲学，他的世界机器说，都受其影响。本质上讲，天体世界里所有轨道的扰动，都倾向于围绕某一均值，在一定范围内上下波动，因此，对于太阳系这样的系统来说，较小的异动是不足道的，不会干扰其稳定运行。这种想法或导致赫顿对有机体变异的可能性不甚关心。海洋生物，其形态变异较不明显，容易被当作是围绕某一范型略做改变，从而为人所忽视。这种情形，如我们所见，在赫顿的年代已是司空见惯了。然而，有一个人，他的知识背景却有些不同，而且，他本人也有些工程方面的实际需要。这个人是威廉·史密斯。
我们曾提到过，早在18世纪，就有几位学者提出（布封即其中之一），化石在推测沉积岩层的年代上，兴许会有些用处。詹姆斯·伍德沃德在1695年就注意到，不同地层中的化石似乎有些外观上的差异，
但他没有正确地解释这一现象，而是将其归因于大洪水时代的重力作用。地层的沉积排布有连续性，这一点有几位也早就注意到了。
无疑，亚伯拉罕·维尔纳于1777年首次提出的连续地层观念，激起了人们对地质分层的兴趣，但这些想法却无助于对所提出的诸多问题做出合理解答，因维尔纳将其归因于在海洋完全覆盖地表的情况下，海水中的化学沉积作用。
维尔纳其人确有贡献，然而那主要在于他推动了不同地区地层的比较研究，并确认了这些地层在广大范围的相似性。尽管他的理论早已过时，但无疑使公众得以更早认识到某些地质构造的范围和相互关系。
维尔纳的这一早期研究，其关注点乃是构成地层的岩石本身的性质，而不是石头里的有机物质。史密斯则提出了一种全新的研究思路。他认为，地层的年代可以靠其中的不同化石来确定，对于层叠累积的连续地层，愈近底层则年代愈老。像其他伟大原理的归纳总结一样，这一原则，一经提出，看上去就如此简洁明了。如今，此原则已广泛应用在考古学和古生物学研究上。许多伟大的头脑，常在解决某一重要问题的边缘徘徊不前，以致无功而返（进化论的创立过程可作一例证），这一事实说明——如我们所一直频频提起的那样——某个根本因素的缺失是至关重要的。古生物学，其时还没有成形，学人的兴趣，不在时间，而无非是设想史前海洋里，迅速沉积下来的岩层有什么矿物成分罢了。
如前所述，赫顿在1788年出版了有关时间和侵蚀作用的著作。3年后，威廉·史密斯似乎搞出了地层学的奥秘，不过，相关著作的出版就要等到很久以后了。
威廉·史密斯的身世，与文化层次极高、深具哲学思想的赫顿相比，可谓大相径庭。史密斯很小就沦为孤儿，由一位身为农夫的叔叔（或舅舅）抚养。少年时代，他做了测量员的学徒工，兴趣之所在乃是广阔的原野和其中埋藏的化石。其时在英格兰，为长途运输煤和其他货物，各种运河的修挖工程大肆进行。史密斯便在这时开始了自己的职业生涯，成了一名测量员和工程师。进入新世纪后，他为运河公司跑了许多地方。他写了很多报告，有关于煤层沉积的，排干沼泽的，如此等等，还设计过运河开挖的路线图。换句话说，他成了一个做实际工作的野外地质学家，通晓地下水和英格兰全部地形学，人才难得，无与伦比。他的谋生之道，便是精准判断不同地层，并在英格兰各地把它们找出来。鉴别不同的地层，无论是人为暴露还是自然裸露的，都是他的拿手好戏，后来还因此得了个“地层史密斯”的雅号。他最重要的发现在于，不同的地层，其所含的有机成分各有区别。史密斯本人也许并没意识到，但这一发现，实在是揭示了生命的历史性（historicity），奇特而令人着迷。多亏有那么些沉积岩层，单凭物理性质不好判断区分，史密斯这才引入这一新的因素来帮助鉴识——这新的因素不是别的，正是这星球历史上，唯一存续既久，不断改变，而又总能令人辨认不爽的东西——那就是生命本身。
威廉·史密斯并未秘藏自己的发现，只是他自己不怎么写作。仗着朋友们对其工作的忠诚转述，居然也获得了相当的名声。他总是在旅行，而且，事实上还讨厌写官样文章。他所常做的，是带着旅行推销员式的自由洒脱，与每一个耐心的听众分享自己的伟大秘密。到1799年，他已经在巴斯附近散发了不少未经出版的手稿，其中运用了他自己发现的古生物学原理。1813年，他的一个朋友，约瑟夫·汤生牧师写成一本书，书中盛赞史密斯的发现。
1815年，史密斯终于出版了自己的毕生之作——英格兰的第一部地质地图。后来他又写了几篇论文，详细阐述了自己的观点及其依据。其中最有名的大概是1817年在伦敦发表的《化石生物的地层统系》（
The Stratigraphical System of Organized Fossils
）。史密斯的幸运在于，他的专业知识恰好顺应了经济发展的需求，因而得以发达。但他本人仍旧遗憾地感叹，“地质学理论专属于某一阶层的人，而从事实际地质工作的人，则是另一阶层的。”
在这些文章当中，最让人感兴趣的是，史密斯颇恭敬地谈到了拉马克对无脊椎动物的研究，称其方法“最适宜化石生物的分类工作”。显然他极其熟悉古斯塔夫斯·布兰德和丹尼尔·索兰德的著作《汉普顿郡的化石》（
Fossila Hantoniensia
，1766）；18世纪初，拉马克在其开创性研究中曾援引此书，以便将汉普顿郡的第三纪化石床与位于法国者联系起来。
史密斯否认自己关注理论，声称：“我又不必拥护谁。”
但在这一点上他并非一贯如此。尽管无法查阅所有的原始文献，但我有一种与他人不同的感觉，似乎史密斯的早期工作多受赫顿与拉马克渐变论的影响，而后期则转向了灾变说，后者在居维叶得大名后成为一时显学。比如在1817年的地层论文中，他便说：“每一地层中的化石生物，其遗骸皆属于一届孤立的创造。”他进一步推测：“或者，属于尚未发现的更早时期的一届创造。”这种论调跟上面所引的话里表示的独立不倚立场并不谐调。
尽管有一次，他对动辄以未知“痉挛convulsions”解释地质事件之辈表示厌恶，但时代的保守倾向，来自朋友与职位带来的微妙压力，以及他本人的气质秉性，最终使他接受了地质史中不可见的解释因素。“由于化石的运用，”他说，“我们回溯至一超自然力的国度。”
这些话便是那一时期科学气候下的典型套路。总体来说，当时的时代气候对科学是感兴趣的，对化石则兴趣与日俱增，但最终，其指归仍然是坚决维护宗教的权威正统。
当时曾有人这么评价威廉·史密斯其人，说他是个“朴实而粗通文墨的人”。是他把科学界的注意吸引到地层上去，指点人们看那埋藏的生命遗骸，又揭示了地层叠加之原理，让整个世界第一次认识到时间的本质。一切暴露出来的地层断面，商业挖掘弄出来的也好，断裂的高地所暴露的地层构造也罢，包括海岸边的断崖，都等在那里，埋藏着远古的遗迹，隐匿着悬而未解的谜题。
于是忽然之间，古玩专柜里漂亮的贝壳有了神秘的大意义。史密斯也许没有接受进化论，但他接受了时间——本质上属于赫顿和拉马克的那种时间。
这种时间再不是抽象的了，对外行来说也不再毫无意义。生命的奇妙线索贯穿其中，独特而又不断变化，永远不可预测。其时居维叶已在巴黎盆地发现了奇怪的骨头，但初为新贵的贝壳，即使是外观较为逊色者，也早成为年轻女士的关注对象。
有人开始抱怨史密斯了，说写作终究非其所长，责怪他何不尽早出书，气急败坏地痛斥他一再延宕。
已灭绝生物之研究，从此便与地球的岩层完全融为一体，再不能分开。通向过去的梯子已经造成，研究现存生物的族系之发展，再不能对地下的故事置若罔闻。假如，为职业所限，为时代所压，史密斯选择了强调化石记录中的断开而非联系，他的错误是可以原谅的。他慷慨地分享了他的伟大发现——考虑到他的生活之困顿艰辛，他本来很有理由不这么慷慨。
1831年，史密斯领取了伦敦地质学会的第一枚沃拉斯顿奖章。颁发该奖是为了表彰这个找到了时光回溯之路的人，他在翻山越岭中完成自己的工作，最终赢得了这一荣誉，而他所从事的在许多人看来，是种肮脏而不甚体面的职业。至此，隐居的苏格兰医生和受尽风吹日晒的英国佬都已各自完成了孤独的工作。
史密斯以外，与他同时代的还有一人，此人无疑才华出众、出身显赫，他便是布封衣钵的继承者，乔治·居维叶男爵。赫顿和史密斯都算得是自然地质学家，而居维叶，藏宝图第三份秘录的持有者，则是一个比较解剖学家。他是脊椎动物古生物学真正的奠基人。