1904年5月，李四光官费赴日本留学读大阪高工船用机关科，期间受到带有汉民族主义的反满革命思想的影响，成为孙中山领导的同盟会中年龄最小的会员，以“驱逐鞑虏、恢复中华”为己任。孙中山赞赏李四光的志向：“你年纪这样小就要革命，很好，有志气。”还送给他8个字：“努力向学，蔚为国用。”这成为李四光一生为之奋斗的目标和方向。
李四光回国后第二年，辛亥革命爆发，他参加了汉口的保卫战，作为新被任命的湖北军政府理财部参议，他亲自组织码头工人和人力车夫运军火、上前线。随后，他被选为湖北军政府实业部部长。正当李四光准备大干一番事业之时，辛亥革命失败了。从此，李四光发愤专心于科学技术的研究，坚持走“科学救国”之路。他去英国留学，先是学采矿，以后转到地质。他祈盼着有一天，得见政治清明之世，为祖国贡献自己的青春和热血。
留学生活并不轻松。为了支付不断上涨的学费，李四光假期到矿山去做工。在伯明翰大学的6年里，他不仅专业学习成绩优秀，而且熟练地掌握了英语，先后获得了学士学位和博士学位。毕业后，他婉言拒绝了一家矿山的高薪聘请，接受了蔡元培先生的邀请，回到祖国，在北京大学地质系担任教授。
这是一个翻天覆地的发现
李四光到北大地质系后，主讲岩石学和高等岩石学两门课程。他经常带学生到野外进行实地教学，边看边讲。一个山头、一个沟谷、一堆石子、一排裂缝，他都不放过。他一生中在地质学方面的主要贡献，如古生物蜒科的鉴定方法、中国第四纪冰川的发现和地质力学的创立，都是在这期间开始的。
那时，李四光抽的是用草纸做的烟，穿的是土布衣服，生活十分清苦，但是，他和同事们始终没有放弃地质研究。在研究过程中，他从不为已有的观点和学说所束缚，而是按照自然规律，去寻找尚未被人们认识和掌握的真理。他曾说：“不怀疑不能见真理。所以我希望大家都取怀疑的态度，不要为已成的学说所压倒。”因此，他能不断提出创造性的见解，并敢于向一些旧观点提出挑战。
19世纪以来，德国、美国、法国、瑞典等国的地质学家不断来到中国勘探矿产，考察地质。但是，他们都没有在中国发现过冰川现象。因此，在地质学界，“中国不存在第四纪冰川”已经成为一个定论。可是，李四光在研究蜒科化石期间，就在太行山东麓发现了一些很像冰川条痕石的石头。他继续在大同盆地进行考察，越来越相信自己的判断，于是，他在中国地质学会第三次全体会员大会上大胆地提出了中国存在第四纪冰川的看法。到会的瑞典农商部顾问、地质学家安特生轻蔑地一笑，予以否定，李四光却提出“让事实说话”。
为了让人们能接受这一事实，他继续寻找更多的冰川遗迹。10年以后，他不仅得出庐山有大量冰川遗迹的结论，而且认为中国第四纪冰川主要是山谷冰川，并且可划为三次冰期。当李四光的这个学术观点再次在全国地质学会上发表以后，引起了1934年著名的庐山辩论。
尽管大量事实摆在眼前，几位外国学者并没有改变他们的观点。1936年，李四光又到黄山考察，写了《安徽黄山之第四纪冰川现象》的论文，此文和几幅冰川现象的照片，引起了中外学者的注意，德国地质学教授费斯曼到黄山看罢回来赞叹道：“这是一个翻天覆地的发现。”李四光十多年的艰苦努力，第一次得到了外国科学家的公认。
我是炎黄子孙
李四光曾深情地说：“我是炎黄子孙，理所当然地要把学到的知识全部奉献给我亲爱的祖国。”回国后的李四光被委以重任，先后担任了地质部部长、中国科学院副院长、全国科联主席、全国政协副主席等职。他虽然年事已高，仍奋战在科学研究和国家建设的第一线，为中国的地质、石油勘探和建设事业做出了巨大贡献。
早在1915至1917年，美孚石油公司的一个钻井队，在陕北肤施一带，打了7口探井，花了300万美元，因收获不大就走掉了。1922年，美国斯坦福大学教授布莱克威尔德来到中国调查地质，写了《中国和西伯利亚的石油资源》一文，下了“中国贫油”的结论。从此，“中国贫油论”就流传开来。
然而，李四光根据自己对地质构造的研究，在1928年就提出了：“美孚的失败，并不能证明中国没有油田可办。”以后他在《中国地质学》一书中，又一次提出：新华夏构造体系沉降带有“可能揭露有重要经济价值的沉积物”。这个“沉积物”讲的就是石油。
1956年，在李四光的主持下，石油普查勘探工作在很短时间里，先后发现了大庆、胜利、大港、华北、江汉等油田，在国家建设急需能源的时候，使滚滚石油冒了出来，为中国石油工业建立了不朽的功勋。这样，不仅摘掉了“中国贫油”的帽子，也使李四光创立的地质力学理论得到了最有力的证明。
60年代以后，李四光因过度劳累身体越来越差，但他还是以巨大的热情和精力投入到地震预测、预报以及地热的利用等工作中去。1971年4月29日，李四光因总动脉瘤破裂逝世，享年82岁。去世前，他曾猛然吃力地拉着医生的手，热切地望着他，激动地说：“医生，请告诉我，我能不能再活半年。只要半年，地震预报就会有结果的……”然而，时间却没有给他太多。晚年的李四光，生活很简单，衣着也很不讲究，得过且过，甚至补丁摞补丁。
2009年10月4日，经国际天文学联合会小天体提名委员会批准，中国科学院和国家天文台把一颗小行星命名为“李四光星”。40多年前，李四光家的小楼，李家南门外那棵有上千年历史的银杏树，以及明朝大太监刘瑾等历史人物的墓碑，都是周围颇为扎眼的标志。如今高楼林立，李四光故居被夹在当中，小楼因年久失修，多少显得有些残旧，唯有李四光的科学功绩和创新精神依然鲜活地存留在历史长河中。
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