《人類科學技術史-175》中國隋唐宋元時期地學

中國隋唐宋元時期地學

與中世紀的阿拉伯、歐洲相比，這一時期中國的地學發展迅速，成績斐然。

早在漢武帝時，各郡國就開始編修地志。到隋唐時期，官修地理圖記的風氣更濃。隋大業中(公元605-617年），曾"普詔天下諸郡，條其風俗、物產、地圖，上于尚書"。所以隋朝出現了《諸郡物產土俗記》151卷、《區域圖志》129卷、《諸州圖經集》100卷等等。其中，《區域圖志》是典型的官修地理圖記著作。官修圖記能夠集一國之力，搜集資料比較容易。所以到了唐代，地理書大多是皇皇巨著。貢獻較大的有賈耽《海內華夷圖》、李吉甫《元和郡縣圖志》等。

賈耽(730-805)是唐朝德宗的宰相，酷好地理學。每當周圍國家的使者到來，或是唐朝派出的使者返回，他都要當面詢問那些國家的山川、土地等情況，所以對邊外非常熟悉。唐德宗時，吐蕃占領隴右已經很久，內地很少有人了解隴右情況。他特意繪制了《關中隴右及山南九州等圖》一軸，圖說10卷。圖中所繪包括洮、湟、甘、涼等地，帶有較多寫真性質。貞元十七年(公元801年），賈耽又繪制了《海內華夷圖》和《古今郡國縣道四夷述》40卷。賈耽撰成此書(包括圖和述）用了30年時間，傾注了他畢生精力。

據《舊唐書》本傳記載，《海內華夷圖》廣3丈，長3丈3尺，以一寸折百里(縮尺為1：1，800，000)。照此計算繪制的區域東西3萬里，南北3萬3千里。唐本土只占全圖面積的15％左右，是中國第一部世界地圖。賈耽說，凡"絕城之比鄰，異番之習俗，梯山獻琛之路，乘舶來朝之人，咸究其源流，訪其居處，阛阓之行賈，戎貊之遺老，莫不聽其言而掇其要；閭閻之瑣語，風謠之小說，亦收其是而芟其偽。"他的圖記是包括了當時聞見的所有國家的。賈耽的地理圖志對后世有很大的影響。其中，古地名在地圖上用墨書標出，今名用朱筆標出。賈耽開創的這種標注法一直為后世地理書沿用。

李吉甫(785-814)是唐憲宗朝宰相。他"分天下諸鎮，記其山川險易故事，各寫其圖于篇首，為54卷，號為《元和郡縣圖》(又名《元和郡縣圖志》）"。此書內容重點在于敘述天下郡縣的"兵餉山川、攻守利害"，凡有關民生國計的必不惜筆墨。這與唐代傳世的數十家地理著作迥然不同。書的體例是，每記一州，先綜述一州的概況，如戶口、墾田、貢賦等數字，以及州境和八到等。對節度使理所還記述管兵若干，有馬若干和衣賜匹數。從項目看，比地理志大大加詳了?！对涂たh圖志》也是一部傳世的重要地理著作。

唐時重要的游記著作為辯機撰《大唐西域記》和釋彥悰撰《大慈恩寺三藏法師傳》。兩本書都是根據玄奘口述西游印度的經過，記錄整理而成。以途經先后為序，記述所見所聞，屬于游記類地理書。

玄奘(602-664)，河南緱凡(今偃師縣）人，俗姓陳，名袆。隋大業間在東都凈土寺受戒為僧，鉆研佛學。他深感當時佛經各擅一宗，錯綜其說，使人無所適從。于是自貞觀三年(公元629年）啟程，赴印度取經。他過秦、蘭、涼、瓜諸州，西出玉門關，度莫賀延磧，至于高昌。然后經阿耆尼(焉耆）、屈支(龜茲），順絲綢之路北道入中亞，南逾黑嶺入印度。在那里瞻仰佛跡，拜求高明，足跡遍于印度。然后北逾蔥嶺，取道佉沙國(疏勒）、瞿薩旦那國(于闐），由絲綢之路南道回國，于貞觀十九年(公元645年）正月到達長安。前后17年，途經110國。

《大唐西域記》全書12卷，目錄所列共138國。注明在印度境內的80國，其余大部分是中亞國家，少數是西域、西亞國家。書中對每一國都先介紹它的疆域、都城大小，然后介紹土地、山脈、河流、物產、風俗、文化以及佛教流行情況等。除親眼所見外，對于"先志"所載、佛典所記以及故老相傳，都收入書中，是一部研究中世紀中亞、南亞歷史、地理的珍貴資料。

《大慈恩寺三藏法師傳》有10卷。此書與《大唐西域記》相比，對玄奘起行的經過記述較為詳細，對西域地形、地貌的描述更有見地，文字也更精彩。書中描述了沙漠中的幻影和磷火，既令人心悸神驚，又增長了人們沙漠旅行的知識。書中有對冰川的描述。文中點明冰川的成因——"自開辟以來，冰雪所聚，積而為凌"，很有見地。因此，《大唐西域記》和《大慈恩寺三藏法師傳》都是珍貴的地理著作。

宋元時期，地理學著作異常豐富，比以前任何朝代都多。其中屬于地理志著作的有正史《宋史》、《元史》等）地理志，如宋人樂史撰《太平寰宇記》200卷，李存等撰《元豐九域志》10卷，元人朱思本撰《九域志》80卷等。此外，類似的地理著作還有宋人鄭樵《通志》中的《地理略》、《都邑略》、《回夷略》3篇，元人馬端臨《文獻通考》中的《輿地考》、《四裔考》2篇等。李志常記錄成書的《長春真人西游記》則屬于游記類的地理著作。這些著作對地理學本身貢獻不大，但具有珍貴的史料價值。

宋元時期對地理學的重要貢獻在于地方志的著作在宋元大為增加，并定型為郡縣志。地方志是按行政區劃，記述區域情況的綜合性專著。修地方志后來成為統治者非常重視的一個傳統，把它看成是規劃施政或立德立言的依據。南宋以后，地方志數量大增。明清兩代則形成風氣。地方志不是科學著作，但是提供了豐富而系統的科學歷史資料。其中涉及地學的為數甚多，諸如關于經濟地理、政治地理、氣象、水文、潮汐、地震、礦產、測量等都有很大參考價值。地學是門區域很強的學科，在交通不發達的封建時代，依靠少數人作全面考察難以辦到，因此地方志記錄的資料就更加顯得重要。后來許多偉大的地學工作者都把對地理志的研究，看作是地學研究的重要資料準備。

還應該指出的是，宋代地理圖曾經大量翻印，出現了商品化的趨勢。地圖便利了交通，對宋元商業的發展、社會的繁榮起了很大的促進作用。

與豐碩的地理學成果相比，中世紀中國的地質學成就毫不遜色。

宋朝哲學家朱熹(1131-1200)把山脈或褶曲地層與波浪形狀相類比，并認為是水把它們塑造成這種形狀的。他在《朱子全書》卷49中說"今登高而望，群山皆為波浪之狀，便是水泛如此"，便是他這個觀點的說明。朱熹關于地球表面層變化的看法是：波濤使整個大地發生不停息的震蕩，并使海陸發生永不休止的變動，結果有些地方突然有山岳升起，有些地方卻變成河川。這種觀點的依據是："嘗見高山有螺蛙殼，或生石中。此石即舊日之土，螺蚌即水中之物。下者即變為高，柔者卻變為剛。"這段話的意義在于朱熹當時已認識到，自從生物的甲殼被埋入海底軟泥當中的那一天以來，海底已經逐漸升起而變為高山了。在歐洲，達.芬奇(1452-1519)才有類似見解，朱熹比達.芬奇要早300多年。

中國在關于海洋——如海潮、海洋氣象等方面的知識，尤其是海潮理論在當時也很突出。自隋唐始，人們注意到海潮漲落與月亮圓缺之間的關系。

竇叔蒙《海嶠志》(約成書于公元8世紀中葉）除認識到"月與海相推，海與月相期"之外，還注意到每日兩潮，每月朔望兩大潮，上下弦兩小潮；每年春秋分兩大潮，冬夏至兩小潮等，還推算出潮汐與月亮盈虧之間的相位差為50′28.04＂，比同時期冰島主教貝德(673-735)的觀測更為精確。宋元時期進一步認識到海潮漲落不僅與月亮，還與太陽運行有關。宋代姚寬《西溪叢語》記載，會稽有一石碑，記海潮事說，海潮"隨日而應月，依陰而附陽"，"潮常附日而右旋"。碑上記載的潮、月相位差為53′34＂，比竇叔蒙更為精確。

宋代著名學者沈括不僅是一個偉大的物理學家，也是一個卓越的地質學家。在他百科全書式的巨著《夢溪筆談》中，有關地學的知識十分廣泛。

沈括論述了海陸的變遷。他有一次去河北，曾在太行山北面的山岸間看到一些含有螺蚌殼和卵石的地層。沈括認為，這些地方雖然距離東海已有千里之遙，但以前曾一度是海濱。由此可知，我們現在看到的大陸，一定是位于水下的泥土和沉積物形成的。至于海濱變成陸地的原因，沈括認為黃河、漳水、滹沱河、涿水、桑乾河這些河川，今天全都攜有大量泥沙，這些泥沙被河水攜帶著向東流去，這樣，年復一年，就沉積下整個大陸的泥土。11世紀沈括的這些觀點，在歐洲直到19世紀的赫頓(1726-1797)和賴爾(1797-1875）的著作中才能看到。

沈括還首次使用了"石油"這一名稱，延用至今。他于1079年出任延州時，曾考察鄜延境內的石油礦藏與用途?？吹疥冄右粠嗣袢紵腿∨?，石油燃燒濃煙滾滾，給喜歡動腦筋的科學家以極大啟發。于是親自實驗，創造了用石油煙代替松煙作原料，制造文房四寶之一——墨的方法。他記述說："(石油）燃之如麻，但煙甚濃，所霑幄幕皆黑。予疑其煙可用，試掃其煤以為墨，黑光如漆，松墨不及也，遂大為之，其識文為'延川石液'者是也。此物后必大行于世，自予始為之。"沈括開拓了原始化學工業，這是很可取的。

《夢溪筆談》中還多次提到了化石。"澤州人家穿井，土中見一物，蜿蜒如龍蛇狀，畏之不敢解；久之，見其不動，試撲之，乃石也?！[甲皆如生物；蓋蛇蜃所化，如石蟹之類"。說化石是生物所化，這是完全正確的。這個問題，歐洲在16世紀還在爭論。"近歲延州永寧關大河岸崩，入地數十尺，土下得竹筍一林，凡數百莖，根干相連，悉為化石……延郡素無竹，此入在數十尺土下，不知其何代物。無乃曠古以前，地卑氣濕而宜竹耶。"沈括根據化石推斷古氣候溫濕，是非常卓越的見解。同一看法，在歐洲是1763年由俄國科學家羅蒙諾索夫提出。

《夢溪筆談》以后，又有《云林石譜》(公元1133年）等書籍，不僅記載了三葉蟲的化石、魚的化石等，還正確地指明了這些化石的成因：魚化石的成因，很可能是在太古的時候，山一度塌陷進這些魚所棲息的河流里，經過很長的歲月以后，土凝為石，使之變成我們現在看到的樣子。這些歷史資料表明，中世紀中國的古生物學遠比歐洲來得先進。