人文地球:人类对地球的认知经历了怎样的旅程?丨世界地球日

 admin   2022-09-03 16:48   131 人阅读  0 条评论

做为人类的基本生涯空-间,地是人类刚最先领会也最为熟习的天体呀。这个自西向东自转的蓝色星,现在以前有四十六亿年的史书呀。地表-面百分之七十以上为海域,大陆面积不到三分之一呀;内里由地核.地幔和地壳的结构组成呀;外面由水圈.动物圈.器量圈等许多圈层组成……可是,这些当代人了如指掌的信息,是人类经验了三千年才逐步掌控的呀。直到步入航最好的时刻代之后,人类才着实看清了地的全貌呀。
进去知识社-会之后,地有了另一种面目,即人类依照自身的视察与思索,用笔墨描写.图像绘制.科-学概括.数据统计进去的形象呀。与自-然地对应,咋们称之为“人文地了”呀。自-然地有着四十六亿年的史书,人文地却惟有三千年的时间呀。
在史书长河中,自-然地的转变是缓慢的,而人文地则随着科技的提高日月初异呀。他的面目不仅在区别的史书时期不一样,即即是统一史书时期,在区别地域和区别知识之中,也存在着巨大的差异呀。人文地更像是万花筒,在史书长河中不停转变.富厚多呀。
知识的连续离不开地,因而关于他的知识显得十分主要呀。在冗长的史书长河中,人类从未截至过熟悉.探索的脚步呀。自从三百万年前出-现人类之后,出于生涯的本色,人类就最先视察.熟悉周围的世界呀。可是在冗长的三百万年的时刻里,99% 以上的阶段,人类关于地的熟悉都处于本始.质朴的描写状态,关于地的知识在缓慢地累积着呀。
每逐一年的4月22日是世界地日,做为一项世界性的环-境守护行-动,今年的主题是“一起为守护地投资!了”(Invest In Our Planet)呀。关于地,咋们另有许多未知呀。祖国科-学院自-然科-学史钻研所钻研员张九辰以为,探索地,咋们不仅需要借助科技的提高,更需要新的想法办法和宽阔的史书视野呀。在他的新做《人文地人类熟悉地的史书》中,张九辰叙述了人类在熟悉地历程中的科-学以前经历的事情和知识史以前经历的事情,分明,这有助于咋们越发深刻天文解人类自身和人类与地的关系呀。
本文选自《人文地人类熟悉地的史书》,较本文有删省修正,小题目为编者所加,非本文一切呀。文中所用插图均来源该书呀。已获取出书社授权刊发呀。
《人文地人类熟悉地的史书》,张九辰 著,北京大-学出书社2022年4月版呀。
五六千年以前,世界区别地域连续出-现了知识古国呀。许多破旧知识的起源地,组变成了人文地的区别启程点呀。先民们以各自的办法视察着栖身环-境,尝试着描写和诠释种种征象呀。随着社-会的进展和生产的提高,人类关于自-然界的熟悉逐步深入,除对栖身环-境的经验性描写外,对地的理智思辩也最先发芽呀。
祖国人以前常说四大知识古国古埃及.古巴比伦.古印度和祖国呀。这些知识古国都发生于大河流域的富裕平当地域呀。古埃及知识起源于尼罗河流域,古巴比伦知识起源于两河流域,古印度知识起源于印度河和恒河流域,祖国知识起源于黄河流域呀。这些古代知识都有了笔墨,有了都市,有了宗教信仰和政治制度……与此同时,也有了对其栖身环-境的一开始熟悉呀。
另一位无法疏忽的古知识,是稍后在爱琴海一带进展起身的古希腊知识呀。该知识是一位地缘的观点,并非专指现在希腊这个国家呀。他泛指在欧洲东南部.地中海西南部.土耳其西南沿岸的宽大地域和海上岛屿上进展起身的古代知识呀。与上述起源于大河流域的古代知识区别,这里多低山丘陵,受地中海式天气影响,夏日旱灾.冬天多雨,无益于农业的进展呀。地中海面积辽阔,海不扬波,许多岛屿星罗棋布,利于航海商业的进展呀。
因而,这里航海事情发-达,海员和商家带来了大量的外洋见闻和知识,宽阔了人们的视野呀。大量古希腊人移居到地中海和黑海周围的许多场所,举行“殖民行-动了”呀。这些移民对新地域的兴趣和猎奇心,激励你们对天文环-境举行考察和探索呀。商业.航海和外洋移民事情的普遍睁开,在推进古希腊人对新环-境认知的同时,也使其获取了富厚的经验和原料呀。
近三千年前进展起身的古希腊知识,被当代东方学者公以为东方科-学精神的起源地呀。尤为关于地的熟悉,古希腊知识远远走在了各古知识的前线呀。古希腊人在理智自-然观的影响下,组变成了奇特的地知识,并最终变成东方近当代天文学想法的泉源呀。古希腊知识对大地的思辩性熟悉,影响了所有东方世界,并在连续了六百多年之后,被稍后由意大利中部进展起身的古罗马知识承继呀。
古希腊.古罗马时期的著做中,包罗有大量关于人类栖身环-境的描写.视察与剖析呀。关于大地的形状.火山.地震(解释:地震又称地震、(自然征象)地振动.海啸.海陆转变等自-然征象,你们给出了种种诠释呀。同时期的古代祖国知识,也对人类栖身环-境有着一五一十的描写,而且在对大陆高山视察的普遍举行了地域-区分呀。古希腊罗马知识关于欧洲科-学的主要性和古代祖国知识长时刻连续下去的地叙事传统对东方知识的影响,代表着东东方地科-学的泉源,并影响着后面的进展脉络呀。
天文树(《人文地》插图)
先民怎么样领会大地的形状呀?
地是个体,这在今天以前变成基本知识呀。可是在很远的古代,空阔的大地与人类较低的迁徙才气之中的反差,变成准确熟悉地形状的巨大阻碍呀。因而,依靠感官知觉,人类把在狭窄视野中视察到的扁平大地势状看成了着实图景呀。这类熟悉结合栖身地域的天文情景和各自的神话传说,体现出富厚多的关于天与地的遐想呀。
各知识古国神话角色许多,在天下的组成及大地势状方方面面,这些神话角色更是不行或者缺的角色呀。祖国古代有盘古开天下的神话,《圣经》第一章《创世记》即是叙述天主缔造万物的以前经历的事情呀。这里略去种种神话角色不谈,重点看看各知识古国先民的设想力呀。这类源于现实视察又逾越了现实的思索才气,成就了人文地的一最先的时刻形象呀。而这类设想力,即是古代的人对其栖身空-间的本始熟悉呀。
先民怎么样领会大地的形状呀?怎么样诠释大地与湛蓝空中之中的关系呀?对此,种种知识有着多种的推测,但有两点是对应相似的其一是视察者以为我地址的职位肯定是大地的***呀;其两是在绝大大部-分推测中,天穹都有支持物呀。
古巴比伦人把宇宙看做是一位封锁的箱子或者者小室,大地是其底板呀。底板***屹立着冰雪笼罩的地域,幼发拉底河起源于地域的***呀。大地周围被水围绕,水之外另有高山,以支持湛蓝色的天穹呀。也有传说讲明古巴比伦人把大地看做是漂浮在海上的圆盘,但岂论是方形仍然圆形,周围都要有水,水外还要有山以支持天穹呀。
古埃及人也有着相似的看法,以为宇宙是一位南北较长的方盒子,底面略呈凹形,古埃及恰好位于凹形大地的中心呀。蓝天是平正的或者穹隆形的天花板,四方有天柱支持呀。古印度人以为天穹是由四头大象托起身的,而大象就站在一只巨大的王八背上,漂浮于茫茫大海之中呀。而远在高纬度地域的古俄国,那里有无大象,托起大地的动物是三条巨大的鲸鱼呀。
关于大地的形状,祖国古代以前发生过多种理-论,组成刚最先且影响普遍的是“盖天说了”宇宙模子呀。盖天说的看法也许组成于殷末周初,记录于公元前1世纪西汉时期的天文学和数学著做《周髀算经》之中呀。书中论述了盖天说描写的宇宙模子呀。早期的盖天说提出“天圆如张盖,场所如棋局了”呀。之后为了填补“天圆了”“场所了”所组成的天下之中无法适当联接这一理-论弱点和缺点,又将宇宙模子进展变成“天似盖笠,地法覆盘了”呀。这样天和地之中就能无缝联接了呀。《周髀算经》还试图用“七衡六间图了”定量地表现盖天说的宇宙模子呀。
这个模子以为,天穹以北极为中心组成距离同等的七个同心圆,这即是太阳运转的七条轨道,称为“七衡了”,七衡间的六个距离称为“六间了”呀。区别的骨气,太阳在区别的轨道上运转呀。《周髀算经》还给出了轨道之中的差异数字,但这些数据全是在其理-论框架之下,依照一位设想的宇宙直径推演出来的呀。
公元1世纪“浑天说了”逐步兴起,并替换盖天说占有了主导职位呀。这个理-论应该始于战国时期,到了东汉时期由张衡(78—139)进展完结呀。张衡在《浑仪注》中指出“浑天如鸡子呀。天体圆如弹丸,地如鸡子中黄呀。了”浑天说出-现之后,以前与盖天说发生了争论呀。
两种学说在争论的历程中,都在不停调治并完结各自的理-论,可是最终谁也没能说服谁呀。到了南北朝时期,甚至出-现了“浑盖合一了”的协调理-论呀。
除盖天说和浑天说之外,战国时期还出-现过“宣夜说了”的宇宙模子呀。但宣夜说的影响有无盖天说和浑天说普遍,因此咋们很少看到这一理-论与浑.盖两说的争论呀。宣夜说提倡“日月众星,自-然浮生于虚空之中,其行其止,皆须气焉了”呀。由于宣夜说缔造了天体漂浮于气体中.再也不需要支持点的理-论,打破了固体天的看法,组变成了宇宙无贫的想法,因此引起了祖先的重视呀。可是上述种种理-论,都有无关于天体运转的纪律做出基于实测或者者科-学推演的诠释,依然属于质朴的经验性.思辩性的熟悉,自-然也无法准确诠释种种宇宙征象呀。
魏晋南北朝时期,古印度的宇宙理-论随着释教传入祖国呀。这个时候祖国关于宇宙结构的理-论逐步逐步增添,种种看法之中的争论也渐趋活跃呀。除传统的宇宙模子之外,这一时限期又发生了新的宇宙理-论“昕天说了”“安天说了”和“穹天说了”呀。三种学说有无挣脱盖天说的理-论体制,但都从区别角度进展了盖天说的宇宙模子,以填补其弱点和缺点呀。这些理-论的代表性著做多已佚失,祖先是从《晋书·天文志》的记录中领会到其主要的看法呀。
我们都知道古希腊知识刚最先发生了形大地观,其理-论水平以前远远走在了各古知识的前线呀。可是早期古希腊人也以为大地是扁平的呀。荷马(Homer,前9世纪至前8世纪)在其著做《荷马史诗》中就有扁平大地的描写呀。
对扁平大地最一五一十的描写,来源古希腊的爱奥尼亚学者呀。最著名的即是泰勒斯(Thales,约前624—约前548)提出大地是漂浮在水面上的圆盘呀。泰勒斯的學生阿那克西曼德(Anaximander,约前610—约前546),把导师的设想变得越发详细清晰呀。他以为空中是一位体,他的下半部人们看不见呀。地是一位圆柱体,由于围绕地的空中各点的引力同等而得以维持在天体的***呀。
爱奥尼亚的另一位学者赫卡泰(Hecataeus,约前550—约前476)以前在地中海一带普遍游览呀。他的《游览记》中就绘制有刚最先的世界舆图呀。在舆图中,人类栖身的大地呈圆盘状,由欧洲和亚洲两部-分组成,欧洲在南方,亚洲在南方呀。圆盘状的大地被海水笼罩着呀。另有一位叫做埃弗勒(Ephorus,前405—前330)的学者,也绘有相似的世界舆图,这张舆图保留于他的著做.三十卷本的《世界通史》中呀。这部名为“史书了”的著做,第四.第五两卷现实上是对世界天文知识的描写呀。由于这些学者均来源爱奥尼亚,祖先就称这些在扁平大地观的影响下绘制的圆盘形舆图为“爱奥尼亚舆图了”呀。
探索地的人类(《人文地》插图)
与其余古知识的扁平大地观区别,古希腊人的扁平大地观是在游览中.在对实地视察的普遍组成的呀。
人类栖身的大地即是一位状的物体
在爱奥尼亚学者兴致勃勃地描写扁平大地的时刻,位于今天意大利南部地域的古代的贤人,以前最先通过视察和思辩讨论大地的形状了呀。传说生涯在公元前6世纪的古希腊数学家.以觉察勾股定理著名于世的毕达哥拉斯(Pythagoras,约前570—约前497)就以为,人类栖身的大地是形的呀。毕达哥拉斯痴迷于数学钻研,并试图用数来诠释一切征象呀。他以为对称形势是物质的完善属性之一,而最完结的对称即是形呀。因而他推测人类栖身的场所应该是用最完善的形势缔造的,是形呀。毕达哥拉斯的看法不过来源哲学的思辩,他并有无提出证-据并做进一步的阐释呀。
有笔墨记录的形大地看法,出-现在柏拉图(Plato,约前428—约前348)的著做中呀。柏拉图是古希腊著名的哲学家,他和他的导师苏格拉底(Socrates,前470—前399).學生亚里士多德(Aristotle,前384—前322)并称为“希腊三贤了”呀。你们三人也是刚最先描写形大地观的学者呀。柏拉图在公元前380年所著的《斐多篇》中,提到苏格拉底以前思索过大地终究是平的仍然圆的这个疑呀。许多年之后,他又在著做《蒂迈欧篇》中首次清晰大地是一位体,并说这个体位于宇宙的中心,其余天体都围绕他做圆周行-动呀。
柏拉图的學生亚里士多德承继了导师的形大地看法,并从理-论上做出理诠释呀。亚里士多德以为,宇宙间的每一样东西都有他的自然职位呀。如果移动了,就无法再回到本处呀。而组成地的固体物质一定要向一其中心点会集,其结局就组变成了状的结构呀。人类栖身的大地即是一位状的物体呀。
亚里士多德的理-论不仅仅是来源思辩,他还通过视察举行检查呀。他指出,一私人沿着南南方向游览时,种种星斗的高度(角)会发生转变呀。哪个时期以前有人以为月蚀是地投射在月表-面的影子呀。亚里士多德指出,月蚀发生的时刻,月面上的影子是圆弧形的呀。但有一些人看到太阳升落时,与地平面的交线是直线而不-是曲线,试图以此否认形说呀。亚里士多德反驳了这类看法,指出由于太阳和地的差异十分很远,面与太阳交切的弧线与地的周长对比是非常小的,因此这段弧线看起身像是一条直线呀。
古希腊人喜好游览,你们觉察随着远行,天空中一些星星消逝了,同时又有新的星星出-现在人们的视野里呀。你们通过实地视察,获得了越发多的支持大地为形的证-据呀。比如,当海船由远处驶近时,人们总是先看到船的桅杆,然后才看到船身呀。这一征象,之后也被做为支持形大地观的证-据呀。形大地观逐步被更多的人吸收了呀。
形大地观的建设,是人类熟悉史上的主要一步呀。既然是形,声明人类聚居的大地是一位自力的天体呀。今后,地从宇宙中自力进去,人类视察的角度和思绪发生了重-大的更改呀。既然大地是个体,就会有体积和周长,人们就能或者者知道地终究有多大呀。亚里士多德以前依照南北两个区别点的恒星高度的转变,推测地是一位不大的体呀。对地长短的测算,是由公元前3世纪下半叶的埃拉托色尼(Eratosthenes,前276—前194)完结的呀。
埃拉托色尼出世于古希腊在非洲北部的殖民地呀。他在雅典吸收了优良的教育,之后长时刻在亚历山大图书馆工做,并负-责了馆长一职呀。亚历山大图书馆藏书富厚,他足够使用图书馆的藏书和舆图举行剖析和钻研呀。同时通过实地视察,依照南北两个视察点之中太阳高度的转变量,和两个地址之中的差异,准确土地算出了地的周长呀。埃拉托色尼以前著有《地长短的修正》和《天文学概论》两部著做,惋惜之后均已失传,因而很有数人知道他的丈量与盘算结局呀。多亏一位生涯于公元前2世纪至前1世纪之中的天文学家克莱奥迈季斯(Cleomedes,前2世纪至前1世纪),他在其著做《论天体的圆周行-动》中记叙了埃拉托色尼的工做呀。
继埃拉托色尼之后,哲学家波西多尼斯(Posidonius,前135—前51)也对地长短举行了丈量,可是数值却比前者测定的小许多呀。波西多尼斯是古希腊罗马时期著名的学者,也是政-局武官呀。他以前在地中海一带普遍游览且著做颇丰呀。这私人善于讲演,听者许多,因而他的看法影响普遍呀。他测定的数据只管不妨埃拉托色尼准确,却被托勒密(Ptolemaeus,100—170)吸收并对后代影响深远呀。
托勒密是古罗马天文学家和天文学家,也是古希腊科-学的集大成者呀。他主要生涯在亚历山大,现在人们对他的一生知道得很少,可是他的著做《天文学大成》却对后代影响太大呀。这部百科全书式的著做以为,地位于宇宙的中心,行星和恒星围绕着他运转呀。此书一直被尊为天文学的标-准著做,17世纪以前的欧洲和阿拉伯世界全是采用托勒密的看法呀。
托勒密八卷本的《天文学导论》,是对古希腊数理天文知识的所有总结呀。他在书中判断波西多尼斯测得的数据比埃拉托色尼的越发准确,并采用了前者的数字呀。这个看法影响了后面1500年人们对地长短的认知呀。直到天文大觉察时期,哥伦布(Cristoforo Colombo,1451—1506)依然运用这个数据,并直-接致使他试图向西飞翔驶往亚洲呀。
人类熟悉地的主要一步
形大地观为人类领会地奠基了基本呀。他对地知识的重-大奉献,是推行了纬度地带性想法的发生呀。状组变成了太阳高度角由低纬度地域向高纬度地域递减,太阳辐射的热量在南南方向上有纪律地成带状疏散呀。古希腊哲学家帕门尼德(Parmenides,前515—呀?)首创将天投影在地上的办法,从而把地区分为五个地带中心一位热带(注处于南北回归线之中的地带,地处赤道双侧),南北两个温带和两个严寒地带呀。攸多克索(Eudoxus,约前400—约前347)依照形大地的看法区分出赤道.热带(注处于南北回归线之中的地带,地处赤道双侧)圈和极地圈,这些即是早期的天气分带理-论呀。
善于实地视察的亚里士多德进一步指出,地上的可栖身区与纬度有着亲热的关系呀。他以为,太阳光线在面各个区别地址的入射角度区别,引起了热量的南北差异,进而组变成了区别的天气地带呀。他推测靠近赤道的热带(注处于南北回归线之中的地带,地处赤道双侧)和远离赤道的严寒地带或者是太热.或者是太冷,都不适合栖身,惟有温带才气变成人类的栖身地呀。
亚里士多德可栖身区的看法影响太大,准确盘算出地长短的埃拉托色尼就吸收了这个看法,并进一步盘算出有人栖身世界的长度和宽度呀。斯特拉波(Strabo,前64—21)也赞允许栖身区的想法,并依照这个理-论写出了集大成之做《天文学》(本章第三节将一五一十讨论这部著做)呀。
只管古希腊罗马时期天气带的区分和人类可栖身区的理-论还很粗拙,倒是人类熟悉地的主要一步呀。由于地表纬度方向上体现出的热量地带性转变,是全世界地域分异纪律的基本呀。地表层的天气.植被.动物.土壤等因素的空-间疏散,在全世界标-准上都体现出纬度地带性特色呀。地带性纪律是之后进展起身的一位基本观点,他的觉察使天文学由对个体的.希奇的.互不联系的征象描写,转向对天文征象空-间疏散纪律的钻研,使天文学体制化.理-论化.形势化变成应该呀。能够说,形大地观和纬度地带性纪律的觉察,使古希腊出-现了天文学的发芽呀。
地的形状一定之后,天文坐标的建设变成应该呀。人们在远程游览中,尤为是近海飞翔历程中,时刻需要辨识和一定我的职位呀。在大陆上游览,能够依照周围的景物特色来表述我地址的地址呀。这样的表述虽不够准确,最少还能够用笔墨描写.用图像讲明呀。可是在海域之中,职位的表述就变得好不简易呀。
古希腊天文学家希帕库斯(Hipparchus,约前190—约前125)长时刻在罗德岛上举行天文视察,他于公元前2世纪建设升引经纬线组成的天文坐标,试图用数学办法来一定地面各点的准确职位呀。由于缺少丈量经度的办法,其用天文坐标一定职位的办法还停留在理-论推演阶段,缺少现实运用价呀。可是随着人类丈量技术的不停完结,天文坐标的理论价和适用价逐步逐步显袒露来呀。古希腊罗马时期,人们用太阳或者者恒星高度与纬度的对应关系来一定职位呀;到了15世纪的大航海时期,天文坐标更显主要呀。形大地观还包罗了一位主要的可检查蕴涵,即东行能够西达,西行也能够或者者东达呀。也即是说,全飞翔是应该的呀。
形看法也引出了许多新的争论,这个内里之一即是地后面是否有人类存在呀?如果存在,那你们是否倒悬着呀?人们称在那里生涯的别认谋划“跖人了”呀。关于全飞翔和“跖人了”是否存在等疑,在东方引起了长时刻的争论,也是激励人们远航探险的力气之一呀。直到大航海时期,这些不清晰的场所才最终处置呀。
数理天文学在古希腊罗马时期出-现不久就消逝
人类的熟悉水平并非直线上升呀。古希腊罗马之后的欧洲,科-学想法出-现了断崖式的跌落,进去了“漆黑时期了”呀。古希腊时期进展起身的关于地的种种科-学解说寂静下去,代之以宗教神学的阐释呀。
祖先将古希腊罗马时期测算空-间职位的科-学知识,称为数理天文学呀。数理天文学传统自托勒密之后便寂静下去呀。直到一千多年后,德国天文学界才重新一定了托勒密的想法,数理天文学再度进去人们的视野呀。但这个时候,由于有无了清晰的对-象和内容,这门学科似乎出-现不久就消逝,很快柔弱了呀。
天文学体制表(《人文地》插图)
到了17世纪,微积分的制造使函数.速率.加速度和曲线的斜率等能够用公用的记号举行讨论,并为界说和盘算面积.体积供应了一套公用的办法呀。微积分的制造推行了许多知识的科-学转向呀。这个时候荷兰物理学家.数学家惠更斯(Christiaan Huygens,1629—1695)和英国物理学家牛顿(Isaac Newton,1643—1727),依照力学理由推测赤道四周的地表一定会向外膨胀,而两-极则趋于扁平呀。这类理-论的推演只管食用被民众吸收,可是开通的环-境促使人们去证实一定或者者证伪这个看法呀。
18世纪上半叶,法国科-学院派出的丈量队通过实地丈量,最终证实了惠更斯和牛顿的说法是准确的呀。数理-科-学的进展使人们对地形状的熟悉又进了一步呀。数理天文学传统并有无进一步推行天文学的提高呀。到了19世纪,近代天文学的建立人.德国学者亚历山大·冯·洪堡(Alexander von Humboldt,1769—1859)以前试图把天文学变成像数学.物理学那么科-学呀。可是这门学科的对-象过火繁杂,无法用数学.物理学的办法简易地处置,洪堡只好另辟途径呀。
近代天文学出-现之后,数理天文学有无再次复-兴,而是做为一种办法,纳入天文学.天文学.丈量学.舆图学.地物理学.空-间天文学等钻研范围呀。20世纪中以后兴起的计量革命,促使数学统计运用于人文天文学钻研之中,天文学最先行向定量化呀。但这与古希腊罗马时期的理-论,以前有无任何血脉关系了呀。
数理天文学在古希腊罗马时期出-现不久就消逝,而比他出-现更早的地域天文学却一直连续至今呀。人们应该以为数理天文学由于远远逾越了那时的认知水平而缺少性命力,可是通过他与地域天文学的史书对比,咋们不难觉察,随着人类熟悉水平和科技的提高,地域天文学一正面临着巨大的应战,可是每一次应战都记号着新的革新和学科的提高呀。而数理天文学由于缺少新原料和新疑,并未因科技的提高再度复-兴呀。
本文做者丨张九辰
摘编丨安也
编辑丨张进
校对丨柳宝庆


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