第四节地学

　　第四节 地学

　　人们对地理环境的认识非常早。他们必须知道什么地方有植物果实可采，什么地方有动物可供狩猎，什么地方有水，什么地方有石头可供制造石器。这种对环境的认识，就是处于萌芽状态的地学知识。在170万年前元谋人居住的地方，不仅有石器、炭屑，而且还有许多动物骨头化石，常见的动物有云南马，剑齿虎、象、犀牛等①，说明当时气候温暖湿润，植物群落以草原——灌木丛林为主。元谋人在这种地理环境中，用木棒和石器猎取食物。同时也经常去湖滨、草丛地带采集植物果实，捕捉龟、蚌，以求得生存。他们在生产、生活中，逐渐熟悉了周围环境，对地理现象有了认识，从而获得了最原始的资源分布知识，方位概念，动、植物知识和矿物岩石知识等。特别是北京猿人，他们在周口店地区生活了数十万年②，一代一代地积累了对当地环境的知识。

　　从考古发掘材料知道，旧石器时代，中国的远古居民主要用石英岩、玄武岩、硅质灰岩等十一种岩石和矿物制造石器，并用赤铁矿作随葬品，用石墨制装饰品。新石器时代，我们的祖先利用矿物岩石的品种显著增多，有花岗岩、玛瑙、变质页岩、流纹岩、滑石、泥质灰岩、碧玉、片麻岩、绿松石、蛋白石、硬玉、自然铜、瓷土、高岭土等37种，加上旧石器时代的13种，总共是50种①。这就是说，在石器时代，我国人民就初步认识了12种矿物，32种岩石，6种土。他们在利用这些矿物和岩石时，对它们的硬度、颜色、透明性、手感粗细程度、比重等物理特征也有所认识，并用这些知识去辨别或寻找这些矿物和岩石。

　　新石器时代农业的出现，反映了当时的人对植物与环境，特别是植物与土壤的关系已有某些认识。浙江省余姚县河姆渡遗址，发现有人工栽培的水稻。古文献也记载，禹“尽力乎沟洫”②，禹“卑宫室，致费于沟淢”，“令益予众庶稻，可种卑湿”③。这些说明，当时的人已认识到哪些地方可以种植水稻，并积累了开沟引水种稻的知识。从西安半坡新石器时代房屋建筑遗址来看，门多向南，那时已有方向的概念，知道门向南开，进光量多，冬季阳光可射进屋内，使房屋更暖和，《尚书·尧典》中已有东、南、西、北四个方位的记载。

　　自有文字以后，地学知识得到更迅速的积累和传播。甲骨文中有土方征我东鄙，鬼方牧我西鄙的记载④，说明商朝四周有许多方国，已有国境线的观念。有的甲骨文记有东、西、南、北四个方位⑤。《尚书·禹贡》和《周易》则记载了八个方位。这说明，从夏朝到周朝方位观念的发展⑥。

　　现存古籍中，最早提到地图的是《尚书·洛诰》：“召公既相宅，周公往营成周，使来告卜，作洛诰。周公拜手稽首曰：……予惟乙卯，朝至于洛师。我卜河朔黎水，我乃卜涧水东瀍水西，惟洛食。我又卜瀍水东，亦惟洛食。伻来以图及献卜”。这里所说的“伻来以图”的“图”，是为选建洛阳城址而特别绘制的地图①。它说明，周初不仅有地图，而且已经在生产建设中应用地图了。

　　由于政治、军事、生产的需要，地图的发展非常迅速。根据《周礼》的记载，周朝已有数种专用地图。如行政区划图，从图上能“辨其邦国、都鄙、四夷……之人民与其财用、九谷、六畜之数”。农业地图，由土训官掌管，“以诏地事”。地形图，从图上能“周知九州之地域广轮之数，辨其山、林、川、泽、丘、陵、坟衍、原、湿之名物”。矿产图，由矿人掌管，对“金、玉、锡石之地”矿人要“厉禁以守之。若以时取之，则物其地，图而授之”。交通图，从图上能“周知其山林川泽之阻而达其道路”。还有用地图打官司的，“凡民讼以地比正之，地讼以图正之”。可见地图的应用范围已相当广泛。在《管子》一书中，还有专门论述地图的重要性，地图的内容，地图在军事上的作用的《地图篇》，写道：“凡兵主者，必先审知地图。轘辕之险，滥车之水，名山通谷径川陵陵丘阜之所在，苴草林木蒲苇之所茂，道里之远近，城郭之大小，名邑废邑困殖之地必尽知之，地形之出入相错者尽藏之，然后可以行军袭邑，举错知先后，不失地利，此地图之常也。”可见春秋战国时的地图，已是画着符号的山川城郭图，从图上可以看出山川险阻，各种地物地形，从草木到城郭大小，从道路远近到名邑废邑，都有数理的概念，可以审知地域大小，地图的绘制已达到了相当高的水平。《战国策·赵策》讲述苏秦以合纵说赵王：“臣窃以天下之地图案之，诸侯之地五倍于秦”。这意味着战国时的地图有了分率（即比例尺），从图上可以量测地域面积大小。战国时代，各国都有天下之图。而各国亦自备详细而保密的本国地图，所以荆轲刺秦王，“献督亢地图于秦”，以此诱见秦王。献地图就等于把江山献出去。这种观念，在韩非的著作中表现很明显。他说：“献图则地削，效玺则名单；地削则国削，名卑则政乱矣”①。

　　早期描述区域地理的专著有《山经》和《禹贡》。

　　《山经》是现存《山海经》里写作时间最早、地理价值最大的部分②。它以山为纲领，对黄河和长江流域以及两大流域之外的广大地区进行综合性的记述。

　　《山经》的作者以今河南省西部作为“中山经”的主要部分，自此以南为“南山经”，以西为“西山经”，以北为“北山经”，以东为“东山经”。这五个部分就是五个地区，每个地区之内，作者以山岭为纲，分列次第，按照一定的方向和道里依次描述各个山的地形、水文、气候、天然动、植物以及矿产资源等。

　　《山经》一共描述了四百五十一座山，三百条水，二十七个湖泽，一百六十种植物，二百七十多种动物，八十九种岩石和矿物。

　　《山经》对山的描述包括山的形态，高度，宽度，坡度，积雪情况，分水岭等。比如太华山（今华山），它说是“削成而四方，高千仞，广十里，鸟兽莫居”。今天由渭河平原南望华山，正是如此①。

　　《山经》对水的描述，力求讲明河流的来龙去脉，水的季节变化，地表径流和地下水，河床地貌等。

　　《山经》对岩石矿物的描述是很出色的，是我国第一部比较详细地记载岩石矿物的著作。所记岩石矿物种数达89种，产地三百多处。描述的矿物性状有硬度，颜色，光泽，透明度，磁性，感觉性质（粗糙或滑腻），敲击声音，医药性能，集合体的状态——土状、块状、卵状、米粒状，共生关系，可熔性等。矿物的名称体现了矿物的特征，如磁石，采石，瓀石，丹粟，茈石，白玉，青■等。矿物的共生现象有赤铜—砺石，铁—文石，银一砥砺，铁—美玉—青垩，黄金—银，白金—铁，金—银—铁，金玉—赭石等②。以前曾有人把希腊学者乔菲司蒂斯（公元前371—前286，Theophrastus）的著作《石头志》（书中记载了十六种矿物，分成金、石、土三类）说成是世界上最古老的矿物学文献，其实，在《石头志》问世前二百年，《山经》已问世了，而且内容比它丰富得多。

　　《山经》记载了一百六十多种植物，对某些植物的形态作了简要的描述。其中有四十九种是药用植物，这是后世本草著作的肇端。更值得注意的是，它的记载反映了地区差异。比如热带、亚热带地区多桂、橘、柚、楠木等，而温带干旱区多松、柏、白果树等。

　　《山经》中记载的动物名称约二百六十多种，也体现了地区差异。比如热带地区多象、蛇；寒冷干旱区多马、骆驼、旄牛等。其中药用动物六十四种①。

　　《山经》又是一部药物书，一共记载了一百一十七种药物。除动、植物外，用无机物作药的四种。这117种药物中，给人治病的103种，给牲畜治病的2种，毒鼠、毒鱼的6种。

　　上述事例表明，《山经》不仅是一部古代地理著作，而且是一部百科全书式的著作，“是我国最早的类书”②。

　　《禹贡》全书只有近一千二百字，由“九州”、“导山”、“导水”和“五服”四部分组成。“九州”主要依据河流、山脉、海洋等自然分界线来划分，这种自然分区很富有地理意义，带有自然区划思想的萌芽。各州就山川、湖泽、土壤、植被、田赋、特产和运输路线等特点进行了区域对比，是早期区域地理的杰出著作。“导山”部分，专列山岳20余座，并归纳成几条自西向东的脉络。“导水”部分专写河流，共9条水系。这是我国地理学专就山岳和水系进行研究的开始。“五服”部分反映了作者的大一统思想，把广大地区作为一个整体来研究。在当时诸侯割据的形势下，这种大一统思想具有进步意义。

　　除了《山经》、《禹贡》之外，还有一些著作也含有丰富的地理知识内容。比如《周易》、《诗经》、《周礼》、《大戴礼》、《国语》、《管子》等。

　　《周易》谦卦象辞说：“地道变盈而流谦”。唐代孔颖达解释说：“丘陵川谷之属，高者渐下，下者益高，是改变盈者，流布谦者也”。显然这是对流水侵蚀作用和沉积作用的概括。所谓“地道”，就是指上述流水的侵蚀与沉积作用不是偶然现象，而是地表一种有规律的活动。

　　据统计，《诗经》中记载了三十多条河流，主要是黄河、长江、淮河三大水系及其支流；记载了二十多座山，如泰山、嵩山、首阳山、终南山、蒙山、岐山等。叙述的地貌形态名称至少有六十多个，如山、冈、丘，陵、原、隰、洲、渚等。河岸地貌又分岸、干、浒、涘、溽、鞫、将、湄、■、浦、濆、麋、频等。对于山，还注意植被覆盖情况，把有草木的称为“屺”，没有草木的称为“岵”；土山戴石的称“崔嵬”，石山戴土的称“砠”。对于丘，又根据形状不同而有多种名称。如“宛丘”是四周高，中央低；“顿丘”是单独的一个丘；“阿丘”是偏高的丘；“京”是高丘等。可见当时对于地形已有了比较细致的观察。所记植物名称多达137种；动物名称110种；气象名称16个，如风、雪、雨、霾、雷、霆、霜、冰、云、霰、霡霂、蝃等。风又分终风、凯风、谷风、北风、飘风等。气候方面，有春、夏、秋、冬四季的名称，有不少物候记载。特别是《豳风·七月》，可以说是一首物候歌。如“四月秀葽”，“五月鸣蜩”，“六月莎鸡振羽”，“十月蟋蟀入我床下”。方位名称六个，矿物三种。此外，还对一些地学现象进行了描述。如“高岸为谷，深谷为陵”，是对地表发生剧烈变化的描述。

　　《大戴礼》中的《夏小正》，是我国现存最早记载物候的专著。它成书的年代虽然在奴隶社会后期，但其中的某些认识很可能是夏代流传下来的。全书只有四百多字，但内容相当丰富。在植物物候方面，对木本和草本植物都有观察记录。如正月的物候是柳树长出了花序，梅、杏、山桃相继开花。七月的物候是芦苇长出了芦花。在动物物候方面，对鸟、兽、虫、鱼都有所注意。如正月的物候是大地回春，田鼠出来活动。野鸡鸣叫，雌雄交配。鱼儿由水底上升到近冰层的地方。农田害虫蝼蛄也叫了。《夏小正》采用的是夏历，和现在民间常用的农历月份相当。其中的正月即阳历二月。书中记载梅、杏和山桃在正月开花，又提到淮、海和（扬子鳄）等，说明所观察的可能是淮河至长江沿海一带的物候①。

　　《周礼·考工记》中有“橘逾淮而北为积，鹆不逾济，貉逾汶则死，此地气然也”。这是关于天然动植物的地理分布有某个界线的最早记录。橘子多分布在长江以南，淮河以北橘子很难生长。鹆俗名八哥，多留居我国中部、南部各省平原和山林间。济就是济水，古四渎之一，地理位置由泺口以下至海，与今小清河河道略同。“鹆不逾济”，就是指鹆一般只能留居在济水以南，而貉是生活在北方的毛皮兽。汶是汶水，今名大汶水，在山东西部，古汶水西流经东平县南至梁山东南入济水。貉如果越过汶河往南，就会由于不适应较暖的生活环境而死亡。二千四百多年前，《周礼·考工记》就提出天然动植物有地理分布界线的思想，是非常可贵的。

　　《管子·地员》是秦以前讲土壤分类最详细的著作。它将一般地区的土壤分作18个类型，90种。然后分别叙述它们的性状和所宜生长的植物。又按上、中、下三等，顺序评价它们的生产性能。它用来分类的依据是：土壤的颜色、质地、结构、孔隙、有机质、酸碱性和肥力，并密切结合地形、水文、植被等自然条件。它的缺点是由于受阴阳五行学说的影响，土壤分类表现得很机械，每类都是五种，有的甚至还和角、商、宫、羽、徵五音配合，以合五行。这种作法脱离实际，不是客观情况的真实反映。

　　在《管子·地数》中，还记载了通过矿苗找矿的经验：“上有丹沙者，下有黄金，上有慈石者，下有铜金；上有陵石者，下有铅、锡、赤铜；上有赭者，下有铁，此山之见荣者也。”又说：“山上有赭者，其下有铁；上有铅者，其下有银；一曰：上有铅者，其下有鉒银；上有丹沙者，其下有鉒金；上有慈石者，其下有铜金，此山之见荣者也。”这里所说的上下关系，有三种含义：第一，一个垂直的矿体或一条矿脉，山上露头中出现某种矿物，可能对下面赋存的另一种主要矿产起到指示作用，这种指示矿物在古代称之为“苗”或“引”。又某些多金属矿体（脉）的上部和下部富集的矿种有所不同，这种垂直分带现象，在古代已有所认识。第二，山上出现的某种矿物和山下出现的另一种矿物，分别产于不同的地层或岩石中。既不同属于一个矿体，成因上又没有明显的联系，属于这种情况的上下关系，仅仅是一种空间位置的相对关系。第三，山上赋存有某种原生矿床，而山下出现另一种砂矿，这种上下关系也不一定和矿床成因有联系。所以，《管子·地数》讲的找矿方法，只有一部分是通过金属矿产的共生关系寻找，其余则是通过矿产之间空间位置的相对关系来寻找①。

　　《管子·地员》还记载有植物生态方面的知识，指出在土质优劣、地势高低和水泉深浅不同的土地上，所宜生长的植物也是不同的。特别是注意到了植物垂直分布的现象。在山地，由山顶到山麓，依次有“悬泉”、“■崣”、“泉英”、“山之■”“山之侧”五个部分。“悬泉”上长的是落叶松纯林；“■崣”上长的是山柳灌丛；“泉英”上长的是山杨；“山之■”上长的是槚楸一类杂木林；“山之侧”上长的是刺榆。这些情况，与现在华北地区的山地植物分布并无差异①。

　　

　　①宋兆麟等：《中国原始社会史》第17页，文物出版社，1983年。

　　②宋兆麟等：《中国原始社会史》第31页，文物出版社，1983年。

　　①李仲钧、王概之《我国史前人类对于矿物岩石认识的历史》，《科学通报》1975年第五期。周仁等《我国黄河流域新石器时代和殷周时代制陶工艺的科学总结》，《考古学报》1964年第1期。

　　②《论语·泰伯》。

　　③《史记·夏本纪》。

　　④原文为：“土方征于我东鄙二邑，■方亦■我西鄙田”，见《殷虚书契菁华》。

　　⑤见《缀口》二四○。

　　⑥见《周易正义》卷九，“震，东方也。巽，东南也。离，南方之卦也。”《禹贡》：“东原底平”，“至于南河”，“弱水既西”，“东北会于■”。

　　①侯仁之主编：《中国古代地理学简史》第三页，科学出版社，1962年。

　　①《韩非·五蠹》。

　　②《山海经》是由山经，海经和大荒经组成，海经和大荒经是后人增补的，现存这种形式的《山海经》，可能是汉代形成的。

　　①中国科学院自然科学史所地学史组主编：《中国古代地理学史》第43页，科学出版社，1984年。

　　②张贻侠：《山海经》——世界上最古老的矿产地质文献，《光明日报》，1962年8月28日。

　　①曹婉如：《〈五藏山经〉和〈禹贡〉中的地理知识》，《科学史集刊》1958年第1期。

　　②吕子方：《读〈山海经〉杂记》，载《中国科学技术史论文集》下册，第1页，四川人民出版社，1984年。

　　①杜石然等六人编著：《中国科学技术史稿》上册，第74页，科学出版社，1982年。

　　①夏湘蓉、李仲均、王根元：《中国古代矿业开发史》第319页，地质出版社，1980年。

　　①夏纬瑛：《管子地员篇校释》第29页，农业出版社，1981年。