山河万里，地科有你 | 从板块构造到AI科研：一份给新生的院士珍藏书单
编者按：经典科学著作既是学科发展的历史见证，也是科研创新的重要源泉。院士们推荐的经典读物，既是一份凝聚学术智慧的书单，也是一份传承科学精神与治学理念的指南。下列由张培震院士、高锐院士、成秋明院士推荐的著作，带领读者走近地球科学发展历程，感悟科学探索背后的求真精神与创新智慧，从经典著作中汲取学术养分，激发探索未知的热情，诚邀您共同阅读！
张培震院士
推荐读物一：《人人都该懂的地球科学》
本书以地球45亿年演化时间线为主线，从太阳系诞生讲起，解释地球的圈层结构——地核、地幔、地壳如何分层形成，以及地幔对流怎样驱动板块运动。
书中对板块边界类型做了通俗拆解：离散、汇聚和转换边界分别对应什么地貌、引发什么灾害。完整梳理了从盘古超大陆形成、裂解，到劳亚古陆与冈瓦纳大陆分裂，再到如今七大洲格局的整个过程。用古地磁、洋底岩石年龄、跨洋化石三条证据链，解释当年魏格纳大陆漂移学说为什么缺动力机制，以及后来的海底扩张理论如何补上这个缺口。洋中脊生成新洋壳、海沟俯冲消亡旧洋壳的循环，串联起火山、地震、海啸的空间分布——所以环太平洋带集中了全球绝大多数强震和活火山。
书中将岩石圈、大气圈、水圈、生物圈放在一起讨论，详细阐述地质运动、环境变化、生命演化这三件事的内在关联：板块运动如何改变海陆分布、重塑洋流、引发冰期与间冰期交替；深海热液喷口又是怎样把地球内部能量转化为原始生命的温床。
书中用很轻量的方式介绍了重力、地磁、地震波等物理探测原理，不用公式就能让读者理解人类怎么通过地表信号反推地下构造。末尾延伸到月球、火星等类地行星的构造对比。
推荐读物二：《地球——行星的力量》
BBC地质学者伊恩·斯图尔特和科学制片人约翰·林奇合写的这本书，依托BBC全球实地科考素材，把板块理论落到了你能看见的地貌上。如果说物探教材是"透过地表看地下"，这本书就是带你走遍地球，看地下的力量怎么把地表捏成现在的样子。
全书围绕五种塑造地球的行星动力展开：天体撞击、火山活动、大气循环、海洋作用、冰川侵蚀。每一章都搭配实地影像和剖面图，把抽象的地质过程变成具体画面。
三类板块边界的地表特征讲得很清楚：离散边界对应东非大裂谷、大西洋洋中脊；汇聚边界造出了喜马拉雅和安第斯；转换断层则是加州圣安地列斯断裂带的成因。书中收录了大量野外实拍案例，让你直观看到板块挤压抬升山脉、俯冲带岩浆喷发形成火山岛弧的全过程。
五大行星动力串联起了地球的重大演化节点：45亿年前天体撞击形成月球、20亿年前的雪球地球、白垩纪小行星撞击终结恐龙时代、第四纪冰川反复刻蚀大陆。海洋洋流和大气季风怎样被板块格局控制，板块运动又怎样通过调节大气二氧化碳浓度来影响气候——这些机制都有清晰的说明。
书中还花了篇幅讨论人地关系：地震和火山灾害如何影响人类聚居区；人类采矿、抽地下水、建大坝怎么反过来改变地壳应力、加剧地质灾害。最后拿太阳系其他行星做对比，指出地球独有的板块循环系统是生命持续繁衍的关键。
推荐读物三：《搏击沧海：地学革命风云录》
许靖华是国际顶尖的华裔海洋地质学家，也是全球深海钻探计划的核心参与者。这本书是他亲历板块构造地学革命的第一手纪实，完整还原了板块学说从被群嘲到成为地学核心理论的百年历程。
开头先讲"固定论"统治时代。魏格纳提出大陆漂移后，主流学界普遍认为大陆位置永恒不变，仅凭海岸线吻合和古生物证据的魏格纳因为给不出漂移动力，被全面质疑。1930年他在格陵兰科考遇难后，大陆漂移理论一度被打入冷宫。书中客观还原了老一辈地质学家的学术分歧，那种传统理论对新猜想的排斥，今天读来让人感慨。
最精彩的部分是"格洛玛·挑战者号"的全球深海钻探记录。许靖华以第一视角写了海上科考的艰苦、岩芯分析的全过程。他们在大洋各处钻取沉积物岩芯，发现了三个颠覆性证据：洋壳年龄从洋中脊向海沟均匀变老、洋底对称分布的地磁条带、海沟区域存在巨量俯冲沉积物。这三条证据一步步坐实了赫斯的海底扩张假说，彻底解决了大陆漂移的动力难题——这也是板块构造理论最关键的支撑。
接下来记录了60年代理论诞生后学界的激烈辩论。陆地地质学家、海洋地质学家、地球物理学家多方观点碰撞，转换断层、地幔热点、板块俯冲等概念逐一被补充完善，直到威尔逊把所有证据整合成完整的板块构造体系。书中收录了大量当年学术会议的辩论细节和学者间的书信往来，读完你会对"科学家基于证据修正固有认知"这件事有具体的感受。
许靖华在书末也反思了地质行业的一些问题：很多研究者过度依赖经验观测，忽视底层物理原理和全局系统思维。他通过自己的经历，把"猜想—观测—求证—修正"这个科研逻辑讲得很透彻。
高锐院士
推荐读物一：《板块构造故事》
《板块构造故事》是美国地质调查局为全球地质科普编撰的读物，这本书生动叙述了板块构造理论从萌芽到成熟的发展历程。从魏格纳提出大陆漂移说，到赫斯以海洋探测新证据提出海底扩张模型，再到威尔逊提出转换断层、地幔热点等概念。与此同时，全书配以大量古大陆复原图、板块分布图和火山地震实拍影像，将地球动力学知识转化为直观易懂的图景，是一部揭示板块构造的科普佳作。
全书还讲解了板块构造理论的基本知识，书中划分离散、汇聚、转换三大板块边界，讲解地幔对流、板片拉力等驱动机制，还解释了板块运动如何引发地震、火山、海啸，如何塑造深海热液生态系统、大型造山带和全球气候变化，并探讨了太阳系其他天体的构造差异及理论尚未解决的科学问题。是一部兼具地质科学史实、通俗易懂的经典科普著作。
科学思维，远比知识点本身更加珍贵。《板块构造故事》这本书能为读者塑造地学领域的宏观思维：地球是一个内外联动、各圈层相互作用的完整动态系统。研究某一区域的构造作用时，不仅要分析当地的地质条件，还应当结合更大范围的板块理论去理解。这种从大范围视角拆解局部现象的系统性思维，是所有地球科学研究不可或缺的底层素养。
推荐读物二：《地球物理勘探基础》
该书由我国地球物理勘探事业的奠基人顾功叙先生主编。书中梳理了重力、磁法、电法、地震等主要勘探方法的物理原理与技术更新，着力讲述了每一种方法为什么有效、受什么条件限制、能解决什么问题。它不只是一本教材，更是一部培养学科思维的基础读物。
《地球物理勘探基础》这本书梳理了重力、磁法、电法、地震、放射性、测井和遥感七种地球物理勘探方法。重力勘探依靠密度差异推断构造、矿产，磁法勘探通过矿物磁性寻找磁性矿体，电法勘探则根据岩石导电能力的差别识别矿物和地层。地震勘探利用弹性波传播规律捕捉断裂与含矿界面，该方法对油气勘查、钻井分层和大范围区域填图等工作有巨大贡献。
书中既梳理了技术发展的历史脉络，也注重实操理论的讲解。从早期的扭秤、磁秤到现代超导重力仪和三维数字地震仪器。大量地质体理论异常图和仪器结构原理图穿插其间，帮助读者理解复杂概念。全书呈现了从野外数据采集到地质解译的过程，读后收获的不仅是知识，更是面对复杂问题时如何选择方法、综合判断的能力。
成秋明院士
推荐读物：《人工智能驱动科学创新》
本书以现代科研发展脉络为主线，从传统科研模式的局限切入，完整拆解人工智能重塑科学研究全流程的底层逻辑，清晰梳理智能技术如何改变课题设计、数据处理、模拟推演、成果转化完整链条。
书中对人工智能落地科研的核心能力做了分层拆解：数据处理、仿真建模、理论推演、风险预判分别对应不同学科研究场景，解决传统科研耗时久、变量难控制、海量数据人工分析效率低下等痛点。完整梳理传统手工实验、人工数据分析到智能自动化科研的发展历程，清晰对比两种科研模式的优劣，完整展现人工智能如何补齐传统科研的短板。用海量行业真实实验案例、公开科研数据集两条支撑线索，解释传统科学研究难以突破的瓶颈，以及人工智能如何通过算力与算法打开全新研究维度。智能算法自动清洗、分类、解析海量科研数据，高精度仿真还原漫长演化、微观反应、宏观地质等复杂过程，串联起各学科前沿突破方向，实现多领域交叉融合创新。
书中还将基础学科、工程学科、生命科学纳入统一分析框架，详细阐述实验观测、理论推导、技术创新三者的内在关联：人工智能如何优化实验方案、降低试错成本、加速理论验证；多模态科学大模型如何整合跨领域文献数据，为全新科学猜想提供支撑。
书中以通俗化表述讲解机器学习、数值模拟、科学大模型等核心技术原理，无需深厚编程基础，就能让读者理解智能工具如何从海量观测信号中挖掘隐藏科学规律。末尾延伸到前沿星际探索、生物医药、新能源等前沿领域，展望人工智能未来的科学发展空间。
结 语
三位院士甄选的六部典籍，铺展一卷包罗天地的地学长卷。书中既有亿万年行星流转、板块奔涌、山海更迭的演化史诗，也记录着地学理论破局革新、一代代学者求索求证的漫漫征途；既详解探察地底奥秘的实操技艺，亦铺陈人工智能与地球科学交融共生的全新前路。
从宏观天地变迁到微观探测之法，从过往科研风云到未来智能图景，书卷串联起地球科学的万千肌理，推演出交叉学科的全域脉络。寄望初入地学之门的青年学子，以这些著作为舟，心怀对大地山河的敬畏，沉心研读理论、躬身打磨实操，承袭先辈实证求真的治学风骨，善用前沿科技拓新求索之路，在叩问地球奥秘的漫漫长路上，步履不停，寻山海真知。
供稿：赵帅涛 熊黎
排版：张耀中
初审：梁秋芸
审核：徐永怡
审核发布：孔晓慧
