人文地球三千年

作者: 刘超

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当前,全球变化日益引起各界关注,落实双碳减排成为绿色发展的关键抓手。在承担保护地球的重任前,人类更需要正确认识地球。很多人仅从地理科学角度了解地球,而《人文地球:人类认识地球的历史》这本书聚焦于人类探索地球的文明史,由远及近地回溯了人类对地球的认识过程,包含了探讨、质疑和完善。这本书不仅涵盖了地理、地质、气象、海洋等自然科学领域的精髓,还巧妙融入了历史、哲学、艺术等多学科的养分,构建了一个跨学科、多维度的认知框架。

作者张九辰是中国科学院自然科学史研究所研究员,曾任国际地质科学史委员会副主席,现任中国地质学会地质学史专业委员会副会长、国际地理学科学联合会地理学史专业委员会会员。她将零散的知识碎片编织成了连贯的叙事篇幅,生动讲述了以人类视角为中心的地球科学近3000年的故事,这些丰富的知识不仅使读者充分享受阅读的乐趣,也能引发其深刻思考并得到启迪。

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《人文地球:人类认识地球的历史》书影

何为“人文地球”

“人文地球”是作者创造性提出的核心概念。众所周知,1990年,“旅行者1号”人造卫星在距离地球60亿千米处拍摄到的地球仅是一颗“暗淡蓝点”,这是地球在宇宙中的自然面貌;而在本书序言中,作者将带有人类观察滤镜的地球容颜称为“人文地球”,这是人类根据自身的观察与思考,用文字描述、图像绘制、科学归纳、数据统计出来的地球形象。全书视野开阔,将关于地球的许多问题娓娓道来。全书主体内容共十章,分为“对未知的解释”“化繁为简”“悄然的革命”三个大的部分,三个部分以时间为轴对应三个时段。第一个时段始于公元前800年,止于16—17世纪的科学革命,跨越约2500年的历史。第二个时段重点关注18—19世纪,跨越近300年。第三个时段从20世纪到21世纪初,距今只有100多年,但产生了非常多的变革。书中细致描绘了人类视角下的地球容貌变迁史,讲述了“人文地球”发展过程中科学与人文交融的故事,引领读者以动态发展的眼光认识地球、观察世界,从而自然而然地加深人与地球和环境关系的理解。

古典文明时期的懵懂探索

本书开篇向读者提出问题:古人如何认识和描述大地形状?又如何理解天与地的关系?世界各地都有自己的朴素解释,如古巴比伦人认为宇宙是封闭的小室或箱子,且一定要有山支撑天穹;古埃及人把宇宙看作南北较长的方盒子,且四方有天柱;古印度人认为天穹是由大象托起的;中国古人则发展出“盖天说”“宣夜说”“浑天说”等理论。尽管细节差异较大,但他们都不约而同地认为大地是平的,自己所在的地方就是中心,且基本都猜测天穹不掉下来是因为地上有支撑物。虽然早期古希腊人也持此观点,但后来古希腊文明是最早提出球形大地观的。传说,公元前6世纪,古希腊数学家毕达哥拉斯从数学的思辨角度推断,地球必然是球形,因为球形具有最完美的对称结构,人类应该居住在这样的地方,但他并无客观依据。后来,古希腊数学家通过一些理论论证了球形大地观,如埃拉托色尼结合实地观测算出了比较精确的地球周长。而中国在认识地球方面,一般依靠地方志,由于没有方法和理论上的突破,并没有发展为学科意义上的区域地理学。在追溯东西方地球科学的发展时,作者考察了“科学之母”—地理学在东西方的概念起源,并比较了古典时期东西方两部地理学集大成之作—东汉学者班固的《汉书·地理志》和古罗马地理学家斯特拉波的《地理学》。

书中还详细介绍了连接东西方的古代丝绸之路。“丝绸之路”一词,最早是由德国地理学家李希霍芬在其著作中使用的,指的是2000多年前中国人与中亚相互连接的陆上“商道”。后来,学者用“海上丝绸之路”指称以南海为中心的中外海上贸易通道。现在我们所熟悉的“丝绸之路”则包括陆上和海上两部分。通过跨越丝绸之路的交流,中国古人学习、传播了西域和西洋的地理知识与佛教等文化,西方人则更注重贸易和传教,附带传播了欧洲的科学知识。15世纪“郑和七下西洋”和“哥伦布四次远航”都是东西方的大规模航海探索事件,虽然当时中国在地理知识、造船技术和航海规模上领先于世界,但是郑和与哥伦布对后世的影响却截然不同。梁启超曾慨叹“郑和以后竟无第二之郑和”,而哥伦布却开启了西方的大航海时代,西方的世界地图绘制技术也随之大幅提高。直到17世纪,人文地球的知识仍然是缓慢积累变化的,还没有形成一定的范式,而是依靠航海者、商人、传教士甚至军人促进东西方人文地球知识的交流,业余“科学家”们开始践行“用眼睛观察事物,用感官把握事物”的方法,东西方的碰撞促使人文地球加速迈入科学时代。

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郑和下西洋上货出海浮雕

科学奠基时代的人文地球研究

人文地球中最古老的学科是地理学,在科学奠基时代,欧洲一批学者致力于重建这门学科,“科学地理学”或“新地理学”始于德国。地理著作由描述向解释的转变始于德国地理学家瓦伦纽斯。新地理学强调根据实地观测探寻原因,以建立理论体系,德国地理学家洪堡和李特尔是新地理学创建过程中的里程碑式人物,洪堡注重自然地理学,李特尔则开创了人文地理学,“自然—人文”二元结构成为新地理学的坚实基础。

地理学在人文地球研究过程中产生了质变,地质学在18—19世纪也以一种摆脱宗教神学桎梏的全新面貌加入人文地球研究。在水成论与火成论、灾变论与渐变论之争中,提倡“把理性带进地质学”的莱伊尔在其代表性巨著《地质学原理》中确立了地质学的理论体系和科学方法,并且提出了“进化”概念,以进化论闻名于世的达尔文在乘坐“小猎犬号”(HMS Beagle)环球航行中就随身携带此书。“地质学的英雄时代”到来,地质学研究越来越规范,研究者也越来越职业化。

风、云、气候类型、天气系统的划分也愈加清晰。在20世纪之前,以地理学、地质学和气象学为基础的人文地球知识之树基本长成了,除了形成一定的学科范式外,地学研究者与职业科学家的身份逐渐合二为一,由于地球科学离不开全球视野,一些相关的国家或国际组织成为了科学活动有力的协调和支持单位。

近100年来的飞速变革

本书的最后一部分关注的时段虽短,却是人文地球知识日新月异发展的时期。20世纪的地学产生了“革命三部曲”—大陆漂移学说、海底扩张学说和板块构造学说,其中最为人津津乐道的应该是德国科学家魏格纳发现大陆漂移的故事。据说1910年的某一天,魏格纳在翻阅世界地图时,偶然发现大西洋两侧的陆地轮廓十分相似,于是猜想两者曾经是连在一起的大陆,后来由于某种原因分离并漂移开了。还有一种说法是,在参加第一次世界大战受伤后的休养期间,魏格纳阅读了大量文献并进行了深入思考,最终形成了大陆漂移学说。实际情况是,早在17世纪,欧洲著名学者培根就发现南美洲东海岸和非洲西海岸轮廓相近,然而当时培根正为实验科学着迷,便没有进一步探寻该现象的科学解释。即便在魏格纳同时代,也有一些地质学家在魏格纳之前尝试给出解释,但没有引起学界重视,其中缘由已不可解,历史选择了魏格纳成为大陆漂移学说的提出者。

20世纪,地理学的核心问题—人类与环境的关系日益凸显,因为战争、政治、地缘等因素的影响,形成了不同的人地关系理论和方法:决定论、或然论、政治地理学、地缘政治学、景观、生态等。中国学者在这一时期独创了“生态环境”一词,随着社会发展,公众越来越多地参与到科学活动中,如“世界地球日”的创立。

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2020年联合国世界地球日纪念邮票

作者以对冰川、黄土和古人类的研究为代表,引领读者理解20世纪人文地球最活跃的领域之一—第四纪。“大科学”一词对我们来说也是不陌生的,书中以地球三极科学考察、“国际极地年”活动和全球变化研究为例,展现了人文地球进入“大科学”时代的风貌。近100年的时间跨度虽然很短,人文地球的研究内容却越来越丰富,研究范式也不断更新迭代,人文地球的发展愈发复杂和专业化,愈发走向交叉与融合。

自出版以来,《人文地球:人类认识地球的历史》已经获得了多种荣誉。这本书很好地从“人文”视角回顾了人类探索地球这颗“暗淡蓝点”的历程,讲述了不同时代的英雄人物和文明史故事,涉及地球科学的方方面面,值得每一位从事地球科学研究的学者或对地球科学感兴趣的读者阅读。

【责任编辑】龚 婷

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