第六章《一本书读完发现自然的历史》（6）

人类对地理的发现

从人类诞生至今，我们一直生活在地球上，对地球表面甚至深处的观察与研究，是人类基本的兴趣点之一。从而形成了自然地理学，这是一种系统的地理学，它利用数学、物理学来研究地球本身的运动以及它和其他太阳系中星体的关系，来研究位置和空间上地球变化。在人类对地理的认知与发现的历程中，15～17世纪的地理大发现是最光辉的时期，15世纪初，湮没了1000多年的托勒密《地理学指南》被译为拉丁文后，大地球形说广泛传播。但是古代学者没有可能直接验证地球的形状，也很少可能精确地测定地球的大小和海洋陆地的分布。由欧洲通往印度新航路的发现、美洲新大陆的发现、环球航行的成功以及其他航海探险活动，圆满地解决了这些问题，使人类对地球的认识产生飞跃。

提出地圆学说

在古希腊时代，地理学取得了极其伟大而惊人的成果。地圆学说是古代地理学最大的成果之一。

柏拉图的论断

公元前6世纪，毕达哥拉斯制定了天体圆周运动的数学法则。公元前5世纪到前4世纪，两位伟大的希腊哲学家为地理学的发展做出了贡献。柏拉图提出了“地球是圆的”论断，创立了“地球中心说”。生活在那个时代的大多数人，从自己的直观感觉出发一直认为地球是扁平的。但是作为哲学家的柏拉图却对此提出了否定。柏拉图是位演绎推理大师，他主张地球上一切可以观察到的事物只不过是理念的拙劣的表象，一切可以观察到的事物都是从完美的客体退化下来的，或处于退化过程之中。他认为对称的形式是完美的属性之一，人类居住的地球应该是用最完美的形式创造的，所以一定是球形。

▲柏拉图

亚里士多德的推理

亚里士多德与他的老师柏拉图不同，他是从特殊到一般来进行推理，即采用归纳法来观察分析事物。他观察到很多事实证明地球是圆的，如：月食时地球的影子是圆的；当一个人向北走的时候各种星辰的地平高度就增加等等。他还认为，可居住性是对赤道距离的函数，即离赤道越近越炎热得难以居住。他预言有个南温带，认为利比亚人的黑皮肤是太阳晒的结果。这些思想在地理界影响了许多年，几乎到地理大发现之前人们一直是这样认为的。

亚里士多德

亚里士多德（前384～前322），古希腊斯吉塔拉人，是柏拉图的学生，亚历山大的老师。公元前335年，他在雅典办了一所叫吕克昂的学校，被称为逍遥学派。马克思称亚里士多德是古希腊哲学家中最博学的人物。作为一位伟大的、百科全书式的科学家，亚里士多德对世界的贡献非常巨大。他的写作涉及伦理学、形而上学、心理学、经济学、神学、政治学、修辞学、自然科学、教育学、诗歌、风俗，以及雅典宪法。

古希腊地理学最高峰

自古以来，地理学的进步总是同历史上的一些重大事件息息相关。这些大事件为人们开辟了新世界，吸引人们对新发现地区的特殊性发生兴趣，刺激了人们对它们进行地理学解释。毕提亚斯的大西洋远航和亚历山大的亚洲远征，必然地促进了地理学的繁荣和进步，一位代表古希腊地理学最高水平的地理学家埃拉托色尼，如新星一般地应时而现，正好说明了这个道理。

计算地球的圆周

埃拉托色尼（公元前275～前193）生于希腊在非洲北部的殖民地昔勒尼（在今利比亚）。他在昔勒尼和雅典接受了良好的教育，成为一位博学的哲学家、诗人、天文学家和地理学家。他的兴趣是多方面的，不过他的成就则主要表现在地理学和天文学方面。埃拉托色尼曾应埃及国王的聘请，任皇家教师，并被任命为亚历山大里亚图书馆一级研究员。从公元前234年起接任图书馆馆长。当时亚历山大里亚图书馆是古代西方世界的最高科学和知识中心，那里收藏了古代各种科学和文学论著。馆长之职在当时是希腊学术界最有权威的职位，通常授予德高望重，众望所归的学者。埃拉托色尼担任馆长直到他逝世为止，这也说明了他在古希腊学术界享有崇高的声誉。

▲雅典

埃拉托色尼充分地利用了他担任亚历山大里亚图书馆馆长职位之便，十分出色地利用了馆藏丰富的地理资料和地图。他的天才使他能够在占有文献资料的基础上，做出科学的创新。埃拉托色尼在地理学方面的杰出贡献，集中地反映在他的两部代表著作中，即《地球大小的修正》和《地理学概论》二书。前者论述了地球的形状，并以地球圆周计算为著名。他创立了精确量算地球圆周的科学方法，其量算精确程度令人为之惊叹；后者是有人居住世界部分的地图及其描述。在该书中，他系统地提出了采用经纬网格编绘世界地图的方法，全面地改绘了爱奥尼亚地图。他以精确的测量为依据，将得到的所有天文学和测地学的成果尽量结合起来，因而他所编绘的世界地图不仅在当时具有权威性，而且成为此后一切古代地图的基础。埃拉托色尼的这两部地理著作不幸都失传了，不过通过保存下来的残篇，特别是斯特拉波的引文，后世对它们的内容，以及作者的精辟见解有一定的了解。

关于地球圆周的计算是《地球大小的修正》一书的精华部分。在埃拉托色尼之前，也曾有不少人试图进行测量估算，如攸多克索等。但是，他们大多缺乏理论基础，计算结果很不精确。埃拉托色尼天才地将天文学与测地学结合起来，第一个提出设想在夏至日那天，分别在两地同时观察太阳的位置，并根据地物阴影的长度之差异，加以研究分析，从而总结出计算地球圆周的科学方法。这种方法比自攸多克索以来习惯采用的单纯依靠天文学观测来推算的方法要完善和精确得多，因为单纯天文学方法受仪器精度和天文折射率的影响，往往会产生较大的误差。埃拉托色尼选择同一子午线上的两地西恩纳（今阿斯旺）和亚历山大里亚，在夏至日那天进行太阳位置观察的比较。在西恩纳附近，尼罗河的一个河心岛洲上，有一口深井，夏至日那天太阳光可直射井底。这一现象闻名已久，吸引着许多旅行家前来观赏奇景。它表明太阳在夏至日正好位于天顶。与此同时，他在亚历山大里亚选择一个很高的方尖塔作为日晷。并测量了夏至日那天塔的阴影长度，这样他就可以量出直立的方尖塔和太阳光射线之间的角度。获得了这些数据之后，他运用了泰勒斯的数学定律，即一条射线穿过两条平行线时，它们的对角相等。埃拉托色尼从日晷观测得到了这一角度为7°12＇，即相当于圆周角360°的1/50。由此表明，这一角度对应的弧长，即从西恩纳到亚历山大里亚的距离，应相当于地球周长的1/50。下一步埃拉托色尼借助于皇家测量员的测地资料，测量得到这两个城市的距离是5000希腊里。一旦得到这个结果，地球周长只要乘以50即可，结果为25万希腊里。为了符合传统的圆周为60等分制，埃拉托色尼将这一数值提高到252000希腊里，以便可被60除尽。埃及的希腊里约为157.5米，可换算为现代的公制，地球圆周长约为39375千米，经埃拉托色尼修订后为39360千米，与地球实际周长相近。

由此可见，埃拉托色尼巧妙地将天文学与测地学结合起来，精确地测量出地球周长的精确数值。这一测量结果出现在2000多年前，的确是了不起的，是载入地理学史册的重大成果。

此外，《地球大小的修正》一书还包括以下各方面的研究：赤道的长度、回归线与极圈的距离、极地带的范围、太阳和月亮的大小、日地月之间的距离、太阳和月亮的全食和偏食以及白昼长度随纬度和季节的变化等等。这些研究代表了当时地理学发展的高水平。

对世界陆地的划分

埃拉托色尼继承和发展了亚里士多德的居住适应地带学说，将世界分为欧洲、亚洲和利比亚（非洲）三大洲和一个热带、两个温带、两个寒带等五个温度带。他改进了亚里士多德的分带法，对五个地带的南北界线，均给予纬度的严格划分：热带位于赤道两侧，南、北回归线之间，并以南北纬24。算作回归线位置，这样热带共占48。纬度；南、北寒带则从南、北两极开始，各自延伸24。纬度，即到达极圈位置，寒带亦共占48°纬度；最后，南、北温带分别介于南、北回归线与南、北极圈之间。温带共占84°纬度。温带跨纬度带最宽，是人类最适宜居住的地带。

综上所述可以看出，埃拉托色尼的区域和地带的划分，与前辈学者相比，科学性和系统都要强得多。他的地球分带已同现代地理学的“地带”概念相当接近。他确定的回归线位置，与其实际位置（23°30＇）仅差半度，其精确性令人为之赞叹！不过，埃拉托色尼关于世界陆地三大洲的划分，与实际情况相差甚大，显然这是受到当时认识论和科学水平的局限。

编绘世界地图

关于有人居住世界的范围，埃拉托色尼接受了毕提亚斯的报道，认为北起极圈附近的图勒岛，南至印度洋中的锡兰岛（今斯里兰卡）；西自大西洋，东到孟加拉湾。由此可见，埃拉托色尼与前人一样，尚未摆脱传统的观念，仍然将有人居住世界视为一个连续大洋包围着的一个大岛屿。毕提亚斯大西洋远航在西北方向，亚历山大远征在东南方向，最后见到的都是一片汪洋大海，不同地点海岸都有类似的潮汐起伏，……这些现象都成为埃拉托色尼的论据，证明了陆地外缘的大洋是一个统一的整体。他的这种观念，清楚地反映在他编绘的新的世界地图上。

埃拉托色尼认识到，古老的爱奥尼亚地图必须全面地改绘。他的目标是运用几何学的方法，依据精确的天文学和测地学新数据，来绘制更合理的世界图象。他毫不含糊地屏弃了亚历山大以前的资料，大量采用毕提亚斯远航和亚历山大远征以及其他新近的地理考察的成果。在使用资料时，他并不是一味盲从，而十分注意分析判断，力求去伪存真。例如，他在处理路线测量资料时，考虑了地势起伏和道路弯曲等因素，对资料提供的里程数据，平均减去了1/15，来加以订正，这样就大大提高了地图的精度和资料的准确性。

▲印度河

为了编绘新的世界地图，埃拉托色尼首先估算了有人居住世界的宽度和长度。宽度数值是沿通过亚历山大里亚城的子午线测算出来的，结果是38000希腊里；长度数值则是沿着从赫尔克列斯之柱至恒河河口一线来估算的，结果是78000希腊里。长度线与宽度线组成了地图的基础座标，它们在罗得岛相交，然后，他在这两条基础座标线上，各选了一系列地点，如经线纵座标上的阿罗马提斯（今索马里）、麦罗埃、西恩纳、亚历山大里亚、赫勒斯湾、波里斯丹尼河（今第聂伯河河口）和图勒等七处；纬线横座标上的印度河、“里海之门”、幼发拉底河上的塔普萨克、罗马和迦太基等处，分别划出横向的纬线和纵向的经线，组成了地图的经纬网格。埃拉托色尼的经纬网格是不等距，网线也较少，然而有了这个经纬网系统，就可以比较精确地确定许多地点的相对位置。埃拉托色尼创立经纬网系统，是地图学发展中的一项重大的突破和飞跃，有着深远的意义，它为投影地图学的出现奠定了基础，是投影地图学取代经验地图学的先驱。

埃拉托色尼在他的基础经纬网之上，还叠加了一套被称为“普林特”框格和“斯弗拉吉德斯”框格的几何图形。前者呈长形条带状，后者呈不规则形状。它们组成了地图的第二级网格系统，作为一级经纬网格的补充，其作用是便于标明《地理学概论》一书中所描述的各地区的位置和范围。这种将世界划分为不同地区的思维方法，似乎可视为现代地理学术语中的“区划”的雏形。同时，他将地理描述中的分区叙述与地图编绘紧密结合起来，也是一种创新尝试，成为描述地理学与数理地理学相结合的又一种范例。

“地理学”的出现

埃拉托色尼被西方地理学家推崇为“地理学之父”，除了他在测地学和地理学方面的杰出贡献外，另一个重要原因是因为他第一个创用了西文“地理学”这个词汇，并用它作为《地理学概论》的书名。这是该词汇的第一次出现和使用，后来广泛应用开来，成为西方各国通用学术词汇。埃拉托色尼的地理学著作和成就标志了古代希腊地理学的最高峰和结束。这个时期的地理学将毕提亚斯的远航和亚历山大的远征，以数字、文字和地图的形式表达出来，出现了更新地理学内容和方法的科学著作。它是古代西方地理学的一个繁荣时期。

《地理学概论》

《地理学概论》一书致力于研究有人居住的世界。全书分三卷，第一卷先是一段简短的绪言，对地理学的产生和发展作了历史的回顾，然后着重阐述地球的结构和演变以及水的运动（潮汐、海峡中的海流等）；第二卷为数理地理学。主要探讨天空，大地和海洋的形状和结构、地球的区域和地带的划分以及已知世界的范围等问题；第三卷是论述世界地图的改绘，包括一幅新编绘的世界地图以及区域描述。埃拉托色尼的这本书总结了古希腊地理学的成就，标志了这个时期地理学的最高水平，是古代地理学宝库中的一个重要文献。

开创“写实地理学”先河

《水经注》是公元6世纪北魏时郦道元所著，是我国古代较完整的一部以记载河道水系为主的综合性地理著作，在我国长期历史发展进程中有过深远影响，由于《水经注》在中国科学文化发展史上的巨大价值，历代许多学者专门对它进行研究，形成一门“郦学”。

给《水经》作注

郦道元（466或472~527），生活于南北朝北魏时期，出生在范阳郡（今河北省涿州市境内）一个官宦世家，世袭永宁侯。少年时代就喜爱游览。后来他做了官，就到各地游历，每到一地除参观名胜古迹外，还用心勘察水流地势，了解沿岸地理、地貌、土壤、气候，人民的生产生活，地域的变迁等。他发现古代的地理书——《水经》，虽然对大小河流的来龙去脉准确记载，但由于时代更替，城邑兴衰，有些河流改道，名称也变了，但书上却未加以补充和说明。郦道元于是决定给《水经》作注。

为了写《水经注》，他阅读有关书籍达400多种，查阅了所有地图，研究了大量文物资料，还亲自到实地考察，核实书上的记载。《水经》原来记载的大小河流有137条，l万多字，经过郦道元注释以后，大小河流增加到1252条，共30多万字，比原著增加20倍。书中记述了各条河流的发源与流向，各流域的自然地理和经济地理状况，以及火山、温泉、水利工程等。这部书文字优美生动，也可以说是一部文学著作。

▲哪道，己塑像

“写实地理学”巨著

《水经注》是以《水经》所记水道为纲，《唐六典》注中称《水经》共载水道137条j而《水经注》则将支流等补充发展为1252条。今人赵永复将全书水体包括湖、淀、陂、泽、泉、渠、池、故渎等算入，实记2596，倍于《唐六典》之数。涉及的地域范围，除了基本上以西汉王朝的疆域作为其撰写对象外，还涉及到当时不少域外地区，包括今印度、中南半岛和朝鲜半岛若干地区，覆盖面积实属空前。

所记述的时间幅度上起先秦，下至南北朝当代，上下约2000多年。它所包容的地理内容十分广泛，包括自然地理、人文地理、山川胜景、历史沿革、风俗习惯、人物掌故、神话故事等等，真可谓是我国6世纪的一部地理百科全书，无所不容。难能可贵的是这么丰富多彩的内容并非单纯地罗列现象，而是有系统地进行综合性的记述。侯仁之教授概括得最为贴切：“他赋予地理描写以时间的深度，又给予许多历史事件以具体的空间的真实感。”（《水经注选释·前言》）

《水经注》是我国古代地理名著，在自然地理方面，所记大小河流有1252条，从河流的发源到入海，举凡干流、支流、河谷宽度、河床深度、水量和水位季节变化，含沙量、冰期以及沿河所经的伏流、瀑布、急流、滩濑、湖泊等等都广泛搜罗，详细记载。所记湖泊、沼泽500余处，泉水和井等地下水近300处，伏流有30余处，瀑布60多处。所记各种地貌，高地有山、岳、峰、岭、坂、冈、丘、阜、崮、障、峰、矶、原等，低地有川、野、沃野、平川、平原、原隰等，仅山岳、丘阜地名就有近2000处，喀斯特地貌方面所记洞穴达70余处，植物地理方面记载的植物品种多达140余种，动物地理方面记载的动物种类超过100种，各种自然灾害有水灾、旱灾、风灾、蝗灾、地震等，记载的水灾共30多次，地震有近20次。

在漫长的中世纪，西方世界正处在基督教会统治的黑暗时代，全欧洲在地理学界都找不出一位杰出的学者。东方的郦道元留下了不朽的地理巨著《水经注》四十卷，不仅开创了我国古代“写实地理学”的历史，而且在世界地理学发展史上也占有重要的地位，不愧为中世纪最伟大的世界级地理学家。

郦道元之死

527年11月，南齐皇族、北魏雍州刺史萧宝夤在长安（今陕西省西安市）发动叛乱，元微、元悦使出借刀杀人之计，竭力怂恿胡太后任命郦道元为关右大使，去监视萧宝夤。萧宝夤得知情况，立即发兵包围郦道元。贼贼兵攻入阴盘驿亭，郦道元怒目骂贼，被叛贼杀害，终年五十六岁；其弟郦道峻、郦道博，长子郦伯友、次子郦仲友，都被叛贼杀害。萧宝夤下令收殓郦道元，殡于长安城东。武泰元年（528年）春，魏军收复长安，郦道元还葬洛阳，被朝延追封为吏部尚书、冀州刺史。

迪亚斯发现好望角

“好望角”的意思是“美好希望的海角”，但最初却称“风暴角”，是因这里常年惊涛骇浪不断。它是位于非洲西南端非常著名的岬角，只要绕过这个海角，就能前往东方的中国和印度。苏伊士运河通航前，来往于亚欧之间的船舶都经过好望角。现特大油轮无法进入苏伊士运河，仍需取此道航行。

裘安二世组织的远航队

1460年11月，亨利王子去世。葡萄牙国王继承了亨利对探险的热忱，命儿子裘安来掌管葡萄牙的探险事业，将以前属于亨利的一切特权都授予他。