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中國古代科學思想對地學未來發展的影響
中國古代科學思想對地學未來發展的影響
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       (中國氣象科學研究院)
  提要:本文論述了中國古代科學思想對地學未來發展的影響,現代社會已進入信息社會,軟科學對社會經濟發展起著重要的指導作用。在未來社會中,地學對于解決環境危機和資源緊缺這一緊迫的問題日益顯示其重要的作用。在中國古代社會的科學技術及其它活動中有著十分豐富的軟科學內涵和許多發人深思的軟科學范例。它們可提供解決作為一個整體的復雜的人-地關系問題的合理的方法和途徑。
  主題詞:信息社會 地學 軟科學 中國古代科學
  分類:(中圖法)K90-09 (科圖法)57.104
  科學的發展是以社會的發展為基礎的。只有為社會所需要而又可能的情況下,科學才會迅速發展。地學也不例外[(1)]。
  第二次世界大戰后,世界面臨一個新的變革時期。這個巨大的變化是在全球人口急劇增加,生產力迅速發展,地球有限的自然資源與環境容量被過度使用的情況下發生的。正如托夫勒[(2)]、奈斯比特[(3)]等學者所指出的,繼工業的迅猛發展之后,信息社會即將出現。在信息社會里人類將面臨以下問題:
  首先是地球與人類的關系問題。在有限的地球資源與環境容量同人類急速發展之間出現了尖銳的供需矛盾,從而出現了為世人矚目的“能源危機”、“水資源危機”、“土地資源危機”、“環境危機”等。可以想見,這些尖銳矛盾發展的后果不僅會使地球難以養活增長的人口,而且勢必不斷破壞人類賴以生存的地球表層優良的環境與資源,最終可能使地球成為人類無法輕易地生存下去的星球。
  因此,調整人類與地球自然界的關系已是當務之急。關鍵問題在于人類不僅要發展生產力,而更需要規劃、管理、協調各行各業對地球資源的開發利用。事實證明,這不但不會限制生產力的發展,反而為生產力的加速發展開辟了廣闊前景。
  隨著社會的變革,科學技術也正在發生巨大的變化。目前,任何一門科學或一種技術的發展都直接或間接地面臨著同其它科學技術共同發展的形勢。換言之,各門學科已經經歷了學科形成與單獨發展的道路,跨入科學技術群體共同發展的時代。因此,除了認識某一類自然或社會現象、研究具體技術方法的傳統科學學科之外,必然興起以自然現象和社會現象(包括各門科學學科在內)的總體及其相互關系為研究對象的學科類群。這一學科類群是規劃、管理、協調和調控各項社會活動的科學依據。這一類群的學科相對于傳統的科學學科而言被稱為軟科學,而以認識自然與社會現象以及研究具體技術問題的傳統科學則被稱為硬科學。軟科學的出現和滲透到各項社會活動之中及日益發揮其對各項社會活動(包括科學活動)的指導作用,是信息社會科學發展的一個極其重要的特征。
  信息自古以來,就是人類活動的一個重要因素。我國古代著名學者孫子說過:“知己知彼,百戰不殆”,這充分說明了信息的重大意義。但是,古代的信息分散在各項活動中,并未形成高技術和復蓋整個社會與自然界的產業系統。如果要實現協調各項人類活動及同自然界的關系,以保證人類社會的持續發展,就必須得有龐大的信息搜集、存貯和分析系統。軟科學類群正是人類處理信息進行決策、規劃、實施、調控等活動的科學依據。因此,軟科學是信息社會中具有指導意義的學科群體。
  科學研究是一項十分重要的社會活動,也迫切需要軟科學的指導,才能繼續前進。因此,相對硬科學而言,軟科學是更高層次的科學。科學學是以科學為研究對象的軟科學學科,它指導科學更密切地聯系社會經濟的發展,正確地建立起指導自身發展的戰略、戰術,完善學科群的結構,形成自己的發展機制,進一步把科學研究變成社會活動系統中的一個極其重要的組成部分。
  地學以地球表層的幾個主要圈層(不完全包括生物圈)為研究對象[(4)]。地球表層是人類活動的基地,人類與自然界的矛盾主要是在這里出現。因此,地學的研究成果將成為協調人類與自然界關系及人類各項活動之間關系的重要依據。地學提供有關地球的各類信息,必將在信息社會里發揮越來越大的作用。
  中國古代科學曾對世界科學發展作出過重大貢獻,這已為世人所周知。但中國古代科學遺產還將為今后科學的發展作出重大貢獻,這一點則并不能完全為世人所理解,即使在國內也未充分引起人們的注意。在中國古代的科學技術與其它活動中有著十分豐富的軟科學的內涵,其中有許多發人深思的軟科學性的范例。日本顯然對此比較敏感,他們已在企業管理中運用了《孫子兵法》的戰略、戰術思想,并取得了一定的成功。對環境問題上,作者還親歷了一個生動的事例。
  1992年9月28日至10月3日日本國際研究中心在京都召開了以“在環境危機中的自然與人類”為題的國際學術會議,會上,美國R.Keller教授作了題為《生物愛好(biophilia):亞里斯多德“良好生活”的回響》的報告[(5)]。日本東京技術學院的桑子敏雄教授認為亞里斯多德的觀點是人本主義的觀點,從中未必能找到解決環境問題的正確答案,倒不如從中國古代思想中去導求解答。他提到了朱熹的“推己以及物”的觀點[(6)]。接著日本學者紛紛發言,熱烈地討論了中國古代的學術思想。目睹這一場面,作者深受感動,這也是產生本文的最早起因。
  中國古代軟科學思想極其豐富,以下就作者個人的感受,舉以下一些例子來說明。
  根據辯證唯物主義觀點,矛盾是一切事物發展的根本原因。令人驚嘆的是中國古代科學也正是以這一思想作為指導的。這就是陰陽學說。陰陽學說幾乎貫穿了所有的中國古代科學,對地學更是如此。陰陽學說不但指出了矛盾對立的雙方,而且還指明了矛盾雙方的主要特性,如剛柔、明暗、張弛、得失、好壞、雌雄等。《周易》是陰陽學說的最早總結,至今仍有重要研究價值。《周易》提出陰陽可以組成八卦,演變成萬物。它十分重視陰陽兩種勢力的相互作用,提出“剛柔相推,變在其中矣”等觀點。可以說,陰陽學說是十分珍貴的樸素辯證法思想,是指導人們認識事物的內部結構與外部聯系,從而尋找其演變的規律性的學術思想。
  “天地人”是中國古代科學考慮的三個有機聯系的方面。在這里,“地”是考慮任何問題時不可缺少的方面。從這里也可以看出,在中國古代將“地學”置于何等重要的位置。在這里應當指出,“天地人”中之“地”與當前所理解的“地”在含義上有一定差別。例如,氣象問題在現代屬于地學范疇,而在古代即包括在“天”的范圍,如“天有不測風云”,就把“風云”等氣象現象作為一種“天象”。又例如在“地”中古代包含著生態現象。三國時期的夷林之戰時,劉備引軍于林木中以避酷暑,被認為是失去“地利”。但不管含義的若干差異,“地”的主要概念就是人類賴于生存的地球表層,則是沒有任何變化的。
  “天地人”系統優化的目標是“天時、地利、人和”。“天時主要指季節、天氣和機遇;地利則指地理位置及地形、距離(包括交通條件)、生態等地表特征;“人和”則主要指各種社會力量的協調。“天時”和“地利”是靠人去利用的,故有天時不如地利,地利不如人和的說法。人要利用好天時和地利就必需熟悉氣候、天氣和其它各種地理要素。由此可見,我國在古代就把地學現象放在天地人系統中去認識和開發利用的。
  在古代的孔子學說中就十分強調人類活動的程序性與協調運用事物的“分寸”。《大學》是孔子教育思想的簡單概括。“大學”者,“大學問”也,猶如“元科學”之對“科學”。孔子在這里闡述了“格物”、“致知”、“誠意”、“正心”、“修身”、“齊家”、“治國”、“平天下”的程序。這個程序的基礎是“格物、致知”,即以認識客觀事物作為個人努力的起點。很顯然,“天地人”就是認識事物的基本內容。
  《四書》中的《中庸》是強調分寸的學問。程子在注釋中寫道:“不偏之謂中,不易之謂庸”。故“中”指的是分寸恰當,庸指的是相對穩定。這正是建立一個合理系統的必要條件。該書繼續寫道:“仲尼曰,君子中庸,小人反中庸”。這就把個人素養同處理事物的態度與水平聯系起來,說明只有擺脫患得患失等庸俗思想困擾的“君子”才有可能準確掌握分寸,前后一致地處理問題。中庸思想實質上表達了我國古代如何對一個復雜系統(如國家)進行優化的一種基本思想。
  中國古代科學思想博大精深,處處體現著總體結構的觀點,相互作用的觀點,合理程序的觀點,人的主觀能動性的觀點。這些觀點對信息時代科學的發展無疑是十分重要的。對地學也是如此。
  中國古代對地表現象的分析,一般都不限于現象本身,而是聯系著其它現象,形成更高層次的概念。
  生態系統是20世紀出現的新的科學概念,它把生物圈結構與環境緊密地聯系起來,因而對地學的發展也是十分重要的。我國古書中對這一聯系也有所注意。如《后漢書》說到:“斬伐林木,亡有時禁,水旱之災,未必不由此也。”這里明確地把“林木”與“水旱之災”聯系起來了,說明只有適度保護林木(有時禁),才有預防或減少水旱之災的可能。林木成為優化地理環境的一個重要條件。
  《孟子》中提到:“不違農時,谷不可勝食也,數獸不入wū@①池,魚鱉不可勝食也,斧斤以時入山林,材木不可勝用也。”清楚地提到了開發利用資源的同時,必需保護資源的再生能力。這個觀點同當前環境保護和預防不利氣候變化的科學結論不是十分相似嗎?
  北宋時期的科學家沈括根據太行山麓巖石中含有海相化石螺蚌殼和卵石分布的現象,論述這里過去曾是海濱。他又進一步根據社會歷史遺址和自然環境變化的歷史比較方法,說明華北平原是河流帶來的泥沙沉積而形成的陸地。這里黃河起了巨大的作用。這樣,黃土高原的水土流失與華北平原的形成就自然地聯系起來了。
  我國古代對許多地學分支的討論是與生產相聯系的。例如有關土壤學與農業生產關系的討論更為詳盡。早在西漢的《汜勝之書》就記載著“強土弱之”,“弱土強之”的辦法,說明通過農業措施改變土壤性質,以發展農業的途徑,反映了“人”與“地”之間的辯證聯系。
  古代許多有名的水利工程,如都江堰、靈渠等都是人類利用有利地形、結合當地氣候條件,達到改變水分循環的規律,以取得生產的效益,生動地表現了“人”在爭“地利”中的重要作用。
  我國古代許多著名的戰役都是“天地人”系統開發利用的良好事例。三國時代的赤壁之戰,就利用了長江天險和東風等地理因素,加上吳蜀聯合,充分發揮協調配合作用的結果,是一個高水平的系統工程的成功事例。
  諸如此類的例子不勝枚舉。問題是我國古代所遺留下來的這些認識問題和處理問題的思想方法如何影響到地學的發展。
  前面說到,信息社會即將到來。在信息社會里任何學科不可能孤立地發展,而是在軟科學的指導下,通過信息流通達到相互補充,協調前進,使各學科都達到前所未有的高度[(7)]。
  地學的這個重大變化發生在七十年代。1972年的聯合國環境大會表明了世界科技界對地球環境遭到破壞的憂慮。1979年和1990年先后兩次召開世界氣候大會,就地球環境最敏感的氣候問題進行了廣泛而深入的討論。1992年又召開了聯合國環境與發展大會。后兩次會議都有各國政府代表,甚至國家元首或政府首腦參加,發表本國有關環境問題的政策聲明,并簽署《氣候變化框架公約》和發表會議聲明。
  這一系列重大國際活動,說明地球的五大圈(除生物圈外均屬地學范疇)問題已經不只是有關學科本身的問題,而且還是關系著全世界各國的社會經濟發展的重大問題。
  但是地學究竟怎樣和信息社會聯系起來呢?政府間氣候變化委員會(IPCC)在研究氣候變化時作了一個很好的榜樣[(8)]。這個委員會成立了三個工作組,即氣候變化預測、氣候對社會經濟的影響和社會對氣候變化的反應對策三個組。這三個組是通過信息流通聯系在一起的。第三工作組根據世界社會經濟條件提出可能采取的三種對策。第一種對策即不采取任何限制溫室氣體排入的措施。第三種對策是最大可能采取的措施,第二種對策則界于前兩種對策之間。第一工作組即根據這三種對策作出氣候變化的三種情景。第二工作組則根據這三種氣候變化的情景以評價對各生產部門以及整個社會經濟所可能發生的影響。第三工作組再根據這些影響的評估,進一步研究合理的對策。這樣,就形成一個不斷循環提高,在日益演化對氣候變化及其影響認識的基礎上,不斷調整和優化氣候與社會經濟的關系。
  很顯然,IPCC研究的雖然是氣候變化問題,但觸及的問題已經涉及到地球五大圈與社會經濟的各部門。所以它屬于全球研究的一部分。地學各學科已經處在一個為信息流通所貫通,而與其它學科有機結合、共同前進和不斷協調、循環前進的道路上。其中的主要信息源是通過全方位的監測而得到。
  首先是對地表現象的全面或單項監測。這種監測已由于人造衛星的出現與傳感技術的高度發展而取得了新的強有力的手段。天氣監測就是最好的例子,它能配合地面觀測給把全球天氣的實時狀態及時地通報給天氣預報中心。現在地表的其它變化,如植被、地表物理狀態及陸地移動等都可及時得到準確的信息。但這只是自然界的信息,社會發展已經成為同自然界密切聯系的一個重要方面,要了解自然界的變化是不能缺少社會各個行業與科學技術的信息的。
  報紙、雜志以及各行業所發表的日報、月報、年報是重要的社會信息源。其中許多信息都標志著人類對地球的開發利用發展到了一個新的水平,因而也牽涉到地學的進展和對地球資源與環境的重新評價。
  舉例說,降水量與溫度是劃分地理帶與氣候帶的兩個重要指標。但現在人工控制氣候技術的迅速發展,將使這些區帶的概念發生重大改變。例如,因為塑料生產技術的提高,給廣泛建立保護性農業創造了條件,而計算技術的發展又給合理地利用水分資源并發揮最有利于生產的效益開辟了廣闊的途徑。這樣,就使得原來比較干旱和寒冷的地區也具備了高產穩產的條件。山西省提出和推廣“壟蓋溝種”的技術,不僅減少了土壤蒸發,而且壟上降水流到溝里,集中供給作物使用[(9)]。其意義相當于溝里所得降水兩倍于自然降水量。類似的措施使得人類征服干旱有可能向前邁出了一步。大片比較干旱與寒冷的地區獲得了生產力。這種情況不能不引起對地表地球資源的重新認識和評價。
  因此,未來的地球科學將在對自然界與社會同時進行嚴密和及時的監測的情況下,迅速匯集各方面的實時資料,根據軟科學的理論和方法,進行分析、平衡,找出問題所在,提出戰略決策,并在正確決策的指導下,按最大效益原理分解成各項具體措施。交有關單位去實施。這是一項日益業務化的工作,故地學的發展除提高理論外,建立高效的業務系統也是其面臨的一大任務。當前的天氣預報就是這一巨大業務系統中的一個先例。
  中國古代的科學思想就蘊含著地學的這種發展的前景。地學新的發展也在一定程度上意味著中國古代“天地人”思想的現代化。由于古代技術設施十分原始,雖然中國古代出現過如“赤壁之戰”和農業、醫學等許多方面的實例,但這主要依靠決策人天才的預見與巧妙的實施,到了現在,這一切都可以通過定時化信息的匯集與模式化方法進行計算。換句話說,古代借重天才,到了現在可以依靠信息加工達到普遍化的水平。這顯然是一個巨大的發展。但是,這個巨大的發展卻毫無掩蓋古代天才的意義。因為這些天才所創造的業績正是我們可以用來制定決策模型的原型。這也是中國古代科學思想具有重大現實意義的原因之一。
  另外從陰陽矛盾來說,當前地學中的最大矛盾是社會發展和地球資源與環境的矛盾。矛盾的具體化即為前面所述的各種“危機”,而這些危機的本身都孕育著克服危機的途徑。有“水資源危機”就有高效的節水技術,有“土地危機”就有單產提高的新記錄與農業工廠化的設想,有“能源危機”就有節能技術與新能源的開發,有環境危機就有城市綠化與平原綠化。總之,這一些危機都是為促進地球換上新面貌的契機,這顯然也是地學變革面臨的重大問題。因此,“危機”表明了矛盾尖銳化已經達到新的發展途徑即將取代舊的途徑的程度。它也使人類面臨不得不重新認識地球,重新評價與開發地球資源與環境的嚴重形勢。這正是促使地學發展的強大動力。
  信息社會是人類社會的一個新的發展階段,我們對它的認識還很不夠。中國古代科學思想給了我們許多重要啟示。這是同中國古代科學發展的社會條件分不開的。因為中國是自然災害頻繁的國家,要在這一片土地上生存,不但要利用自然資源,還需防御災害。故中國古代生產發展的戰略與戰術是建立在開源與防災兩個方面的相互矛盾之上的。
  甚至這一特殊的條件,還影響到中國古代文化的特點上。舉例說,古代很多民族都有洪水的傳說,但是夏禹治水僅見于中國。從夏禹之后,治水的記載不絕于史書。中國治水既需防澇,還要抗旱,同單純引水灌溉相比,是復雜得多的系統工程。此外,中國古代還有“羿射九日”,“女媧補天”等傳說,都說明了中國古代在同環境的關系中充滿積極斗爭的想象力。這些古代文化的特色不能認為對古代軟科學思想的出現沒有任何影響可尋。
  同時,中國古代經濟發達,政治、軍事斗爭十分激烈。春秋、戰國、三國、南北朝都是中國分裂的時代。即使在全國統一的封建盛世,也有層出不窮的內部斗爭。這些斗爭造就了一批有識之士,他們從錯綜復雜的矛盾中制定正確的戰略,以輝煌的勝利而載入史冊,作出了富有科學意義的史例。從戰國時的合縱連橫,到諸葛亮的隆中對,都是其中著名的例子。
  中國獨特的自然條件與幾千年的社會條件,使得我們的祖先除了發展生產之外,不得不考慮如何使用可供利用的自然力量與社會力量,以形成對己有利的“天時、地利、人和”,而達到生存與發展的目的。這種情況也使得中國古代除擁有“四大發明”等硬科學成果外,且取得在管理上、戰略、策略的制訂上更為豐富的經驗。這些經驗也正是信息社會里各種軟科學的思想源泉。筆者認為,只有注意到這兩個方面,才能更全面地認識中國古代的科學,也才可能使我國的文化遺產為世界文化的發展作出更大的貢獻。
  參考文獻
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  (6) Kuwako Toshio.Comment,ibid.
  (7) Earth System Science-A Program for Global Change.Report of the Earth Science Committee.NASA Advisory Council.NASA,Washington,DC,1988.
  (8) 政府間氣候變化專門委員會.第一次評估報告.第二次世界氣候大會文件,日內瓦:1990.
  本文于1993年10月18日收到,1994年3月8日收到修改稿。
  字庫未存字注釋:
  @①原字江去工加夸
  
  
  
地理研究京059-064K91中國地理張家誠19951995 作者:地理研究京059-064K91中國地理張家誠19951995
2013-09-10 21:26

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