4中外驰名的地学家及成就
无论是在中国,还是全世界,有许多人在艰苦卓绝中,对地学有过非凡的创造。以下列举一些代表性的人物和成就:
中国最早的地学家——郦道元
一个古代做官的人,到各地游历时,用心考察各地山川河流,写出了一部流芳百世的书——《水经注》,成为中国古代著名的地理学家。这个人就是南北朝北魏时期的郦道元(约466—527年)。
他发现古代的地理书——《水经》,对大小河流的来龙去脉缺乏准确记载;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。郦道元决心亲自给《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,每到一处,便仔细观察搜集水道分布、水利设施及其流经地区的自然和人文地理资料,核实书上的记载。
《水经》原来记载的大小河流有137条,1万多字,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、经济和人文状况,是中国古代综合性地理巨著。
我国明代伟大的地理学家与旅行家徐霞客
徐霞客是明朝末叶的一位杰出的地理科学家。记述他持续旅行考察大自然34年(1607—1640年)的科学成果——《徐霞客游记》,是我国历史上的一部内容十分丰富多彩的文化典籍。这是我国最早的野外考察记录和优秀的地理著作之一。不仅如此,而且他在世界科学史上也占有重要地位。
徐霞客,名宏祖,字振之,别号霞客,明朝万历十四年(1586年)生于今江苏省江阴县的南蜴岐,至明朝崇祯十四年(1641)病死其家,卒年56岁。
徐霞客从22岁(1607年)起开始旅行考察的实践,前后出游共16次之多,足迹所至,东到普陀山,西至腾冲,北达盘山,南止左崇,遍及江苏、山东、河北、山西、河南、陕西、湖北、安徽、江西、浙江、福建、广东、湖南、广西、贵州、云南等16个省(区)。
·还万里长江的本来面目徐霞客初博览纪籍,见对长江溯流追源者,均以为长江发源于岷山而已。从《禹贡》中的“岷山导江”记载开始,一直到明朝罗洪先(1505—1564年)所绘《广舆图》中,均以岷江为江源。徐霞客敢于冲破儒家的“四书五经”这种一贯被视为神圣不可侵犯的“经典”的束缚,而大胆提出:“何江源短而河源长也?岂河之大更倍于江乎。”为了弄清楚这个科学问题,他出外实际考察,越淮河,涉汴水,目睹黄河流水。又北到陕西,南到五岑,西及石门金沙江,东临大海,根据他自己亲身考察所得的客观材料,面对现实,敢于破旧,勇于立新,发现金沙江为长江的上游,而岷江正如渭河为黄河的支流一样,是长江的一个支流而已。他曾这样写道:“迨越淮涉汴,而后睹河流如带,其阔不及江三之一;岂江之大,其所入之水,不及于河乎?迨北历三秦,南极五岑,西出石门金沙,而后知中国入河之水,为省五,入江之水,为省十一。计其叶纳,江既倍于河,其大固宜也。按其发源,河自昆仑之北,江变自昆仑之南,其远变同也。发于北者曰星宿海,北流经积石,始东折入宁夏,为河套;又南曲为龙门大河,而与渭合。发于南者,曰犂牛石,南流以石门关,始东折而入丽江,为金沙江;又北曲为叙州大江,与岷山之江合。余按岷江经成都至叙,不及千里,金沙江经丽江、云南、乌蒙至叙,共二千余里;舍远而宗近,岂其源独与河异乎?非也。河源屡经寻讨,故始得其远;江源从无向津,故仅宗其近。其实岷之入江,与渭之入河,皆中国之支流”。在这段经过科学考察,基于实践基础上的总结性论述里,徐霞客首先发现并正确论述了金沙江为长江的上游,从而彻底纠正了过去图经志籍中以岷江为长江上游的历史性错误,终于恢复了万里长江从发源至入海的本来面目。这对正确认识我国自然界和推动地理科学的发展,作出了杰出的贡献。
·探西南岩溶地区山水徐霞客对西南石灰岩地区考察时间最长,其《游记》中记载也最详。他以日记的形式,生动的笔调,描述山川,历历如画,有如唐朝法家柳宗元的“永州八记”诸作。“其笔意似子厚,……故其状山也,峰峦起伏,隐跃毫端。其状水也,源流曲折,轩腾纸上”。西南桂、黔、滇三省多为厚层石灰岩分布地区,又处温暖多雨地带,石灰岩虽坚硬不易风化,但容易被水所溶解,形成奇峰异洞,千姿万态的峰林地貌,素有“桂林山水甲天下,阳朔山水甲桂林”之誉。他在《滇游日记》中记述云南东部的岩溶地貌时写道:“罗庄山森峭,东界皆峭峰离立,分行竞颖,复见粤西面目。盖此丛矗怪峰,西南始于此,而东北尽于道州,磅礴数千里,为西南奇胜”。说滇东山地“参差森列”,言桂林独秀峰“四削如天柱”,环看四周宛如“碧莲玉笋世界”。此即雨水沿着石灰岩垂直节理溶蚀,使岩石成为无数峭峰林立,由于风化物质缺乏,山坡山麓均少松散物复盖,形成秀丽的峰林地貌,这种岩溶地貌发育最盛时期的特征,被徐霞客描述得跃然纸上。
他在分析岩溶地区的园形溶蚀洼地时,按其大小划分为“盘洼”和“眢井”。底部有积水的叫做天池,园洼地的底部常有“落水洞”,地表水流由此漏入地下。他解释了落水洞的成因及其和伏流、水系的关系后,正确地指出了地下河道的顶棚陷落后,在地面成为园洼地、峡谷或天生桥。他对石灰岩长期受地下水溶蚀形成的溶洞,和溶解后再凝结的石灰华倒悬洞顶的石钟乳,耸立洞底的石峋,都特别注意研究。总是不畏艰险,尽可能进入溶洞的深处,度量溶洞的大小深广,探索洞内各部分的特征和相互关系。经他考察过的溶洞有一百多个,在记述云南保山的水帘洞时写道:“崖间有悬干虬枝为水所淋漓者,其外皆结肤为石,盖石膏日久凝胎而成”。在当时尚无化学分析的条件下,他已观察到石钟乳是由于含钙质的水滴蒸发后,钙质附着洞顶,逐渐凝结聚集而成,是很不容易的。
他对桂林“七星岩”溶洞的考察,为研究石灰岩溶洞提供了一个先例。他先后两次深入这个巨大而复杂的溶洞中,在既无助手,又无仪器的情况下,凭着丰富的实践经验,目测步量,对这个地下“迷宫”中的十五个溶洞的分布、规模、结构和特征作了细致的叙述和分析。1953年中国科学院地理研究所对“七星岩”溶洞进行勘察和测量制图之后,证实了徐霞客当时观察和记述的正确性。由些可见,《徐霞客游记》中许多考察记录和重要发现,直到目前仍可供我们研究岩溶地貌时的对比参考,也为我们在石灰岩地区进行农林、水利、工业建设和开发交通、矿业提供丰富的有价值的资料。
他不仅描述了岩溶地貌的形态特征和其发展变化的原因,而且对于不同地区的岩溶地貌特征,还进行了科学的分析对比:“粤西之山,有纯石者,有间石者,各自分行独挺,不相混杂;滇南之山,皆土峰辽绕,间有缀石,亦十不一二,故环洼为多;黔南之山,则界于二者之间,独以逼耸见奇。滇山惟多土,故多雍流成海,而流多浑浊;粤山惟石,故多穿穴之流,而水悉澄清;而黔流亦界于二者之间”。这样对岩溶地貌的详细观察记述,与大面积的分析对比研究,较欧洲的科学家要早一百多年。他在艰苦的考察过程中,以生动的笔调,精确的数据,深刻的分析,正确的刻画了西南岩溶地区的山水,这是超越当时科学水平的。
·揭示自然界发展变化规律徐霞客在旅行考察过程中,始终以发展变化的正确观点对待自然界的现象,揭示了一些有关地貌发展变化的规律。如他在记述广西南宁以南的山水时写道:“不特石山最胜,而石岸尢奇。盖江流击山,山削成壁,云根迸出”。在记述广西桂江流域的山水时又写道:“抵画山,山横列江南岸,江自北来,至是西折,半剖为削壁”。这种在实践中,以所观察到的实际情况为依据,论述河流侵蚀与堆积的自然发展变化规律,即是对儒家所宣扬的“天不变,道变不变”的唯心主义谬论的有力批判。他在《闽遊日记》中,对比福建省的宁洋溪与建溪两条河流的纵剖面特点时写道:“宁洋之溪,悬溜迅急,十倍建溪。盖溥成至闽安入海,八百余里;宁洋至海澄入海,止三百余里。程愈迫则流愈急”。正确分析了流程与流速的相互关系,揭示了流水地貌中的一些重要规律。
同时,由于他旅行考察了很多高山和广大地区,在实践中,对于植物的垂直地带性与水平地带性规律,均有明确的认识与记述。在《遊天台山日记》中写道:“岑角山花盛开,顶上反不吐色,盖为高寒所勒耳”。在游云南昆明碧鸡关以北的棋盘山时记载:“顶间无高松巨木,即丛草亦不甚深茂,盖高寒之故也”。在游云南西北部丽江地区时记有:“其地杏花始残,桃犹初放,盖愈北而愈寒也”。海拔高度愈大,纬度位置愈高,均影响植物生长发育,延缓推迟植物的开花结果时期。这些物候学的原理,他当时不仅知其现象,而且正确论述了其形成原因。这比德国地理科学家洪堡德(1764—1859年),第一次到非洲西北角外,位于大西洋中的德内黎菲岛旅行时,发现山上植物的分布形成垂直的带性的现象,要早两个来世纪。
另外,他在滇西旅行考察时,还对17世纪曾喷发过的云南腾冲休火山群进行了调查研究。精确记述和科学分析了火山的喷发过程,火口湖变成陆地,山顶有赤色浮石堆积,有些裂隙仍在喷出热水和气体,温泉周围有硫磺沉淀的情况等客观事实,均记载得清清楚楚:“连日夜火,火树深箐,山无孑遗,而潭迹成陆,今山下有出水之穴,俱从山根分逗云。山顶之石,峡赭赤而质轻浮,状如蜂房。为浮沫结成者,虽大至合抱,而两指可携,然其质甚坚,真劫灰之余也”。一场火山喷发现象,描述的历历在目矣。
徐霞客的一生,是向自然界探索的一生,几乎全部从事于科学考察的野外旅行,对于认识我国的自然地理环境和推动地理科学的发展均起了积极的作用。
我国杰出的地质学家李四光
李四光教授(1889—1971年)出生于清代末年的湖北黄冈,1913年去英国留学,考入伯明翰大学,先学采矿,后改学地质,兼学物理,对天文、数学均有浓厚兴趣。他勤奋好学,成绩优异,1919年获硕士学位。建国后,他从海外归来,担任中国科学院副院长、地质部部长、中国科学技术协会主席、中国地质学会理事长等领导职务,组织领导并从事研究我国的地球科学,对发展我国的地球科学事业起了积极的作用。
·关于科化石研究李四光为了解决石炭系分层等问题,他对化石作了详尽的分析对比研究,发现了不少新属,创造性地提出了科化石分类的十大原则,把太原系下部划为中石炭纪,称为本溪系;上部划为早石炭纪,仍称为太原系,解决了这个过去长期争论的问题,揭开了科化石的秘密。他的《中国北部之科》的科学论文,获得了英国伯明翰大学所授予的科学博士学位。由于这个杰出的贡献,使李四光成为负有盛名的世界第一流水平的古生物学家。
·关于中国第四纪冰川地质研究李四光教授首先发现我国东部的第四纪冰川遗迹,并以江西庐山为典型,作了重点的调查研究,独创了我国第四纪冰川地质学理论。当他的中国第四纪冰川地质学代表著作《冰期之庐山》完成与出版之后,便揭开了我国第四纪地质学新的一页。由此中外学者对中国第四纪气候不能不一反旧观,在争鸣中把我国第四纪地质学的研究推到了一个崭新的阶段。可以说《冰期之庐山》既是一部李四光教授一生为发展我国第四纪冰川地质学而奋斗的纪录和科学总结,也是一部关于中国第四纪地质基础理论科学巨著,具有世界先进的科学水平。由于他的独具一格的中国第四纪冰川学说的建立,使李四光教授成为我国具有创造性的杰出科学家。
·关于地质力学的创立在科学研究中,李四光通过研究发现在同一个地质年代里,海水不但有起落间的垂直运动,而且还有南北向的水平运动。他当时设想,这可能是由于地球自转的速度,在漫长的地质年代里,反复发生了时快时慢的变化的结果。地球自转速度变快时,离心力增加,海水向赤道运动,这时北方海退,南方海浸;地球自转速度变慢时,离心力减小,海水向极地运动,这时南方海退,北方海浸。于是他在《地球表面形象变迁之主因》一文中,提出了地球自转速度的变化,不但会影响海水的进退,而且会影响使岩石形变的地壳运动。接着他在《东亚一些典型构造型式及其对大陆运动问题的意义》一文中,明确建立了构造体系的概念,进一步推断说大陆和海洋运动的主因是地球自转速度的变化,提出了“大陆车阀”自动控制地球自转速度的作用的学说。他在认识并且肯定了几个山字型构造的同时,还发现了其他一些不同类型的构造体系,如东西方向伸展的巨型纬向构造体系,南北方向伸展的经向构造体系、扭动构造体系中的多字型构造等,后来,陆续又提出了歹字型构造、入字型构造、帚状构造、旋卷构造、棋盘格式构造等,它们与山字型构造均列入扭动构造体系。至1945年,他在重庆讲解了《从地质力学观点上看中国山脉之形成》与《地质力学之基础与方法》,对过去的科学研究工作做了一次总结,以力学原理解释地质构造现象,正式创立了地质力学理论。
·关于石油地质研究早在30年代,李四光应英国剑桥、伯明翰等8所大学邀请讲学后,便在分析了新华夏系沉降带的发育特点后指出,在这个沉降带的华北平原进行勘探,可以找到“有重要经济价值的沉积物”,勾画出我国石油资源的远景轮廓。建国后,李四光教授根据地质力学理论和他对中国地质条件的认识,说明中国石油资源是很丰富的,急需要开展大量的石油普查与勘探工作,提到在中国东部松辽平原、华北平原、江汉平原、北部湾地区进行找油工作具有重要意义。因此,从1955年开始,中央责成地质部担负石油普查任务,李四光教授任石油普查委员会主任,亲自领导部署这项工作。在1961年6月,他根据当时已取得的地质资料,用地质力学的理论,进一步分析了我国东部油田的分布规律,指出了我国东部的找油方向。周恩来同志在三届人大的政府工作报告中非常高兴地宣布:“第二个五年计划建设起来的大庆油田,是根据我国地质专家独创的石油地质理论勘探而发现的”。
·关于地震地质研究1966年河北邢台发生大地震后,年已70岁高龄的李四光教授,悔恨这项工作抓晚了,给人民造成了巨大损失。他亲自布置建立地应力观测站,各站均日夜观测,积累资料。他还到邢台地震现场考察,听工作人员的汇报,看仪器记录下来的地应力曲线,进行分析研究。当周恩来同志在总结邢台地震工作的会议上提出“地震能否预报”的问题时,李四光教授说,我认为地震是可以预报的。地震是现代地壳运动的一种特殊表现,是岩石受力的作用而发生破裂现象所产生的震动。不管这种力量是怎样来的,总是一种机械力引起岩石变形,超过强度极限而破裂所产生震动的。这种地应力是可以想办法测量的,我们要艰苦细致地工作,以探索发生地震的规律是什么。当时周恩来同志很高兴地说:“李四光同志独排众议,认为地震是可以预报的”。在1967年河北省河间县地震后,严峻的考验到来了。一天深夜李四光接到国务院紧急开会的电话通知,他赶到会场已近凌晨两点了。周恩来总理主持会议,讨论有关方面向国务院报告的;这天清晨七时北京将发生七级地震,要求立即发地震警报,通知居民到室外避震的问题。会上各种意见都讲了,这时周总理问李四光教授,“情况真是这样紧急吗?”他在回答前,先给近年来在北京周围按地质力学理论建立的地应力观测站打电话,让观测人员仔细汇报近日来地应力值是否稳定,有无异常。当得到“无异常”的回答后,他根据北京地区地质构造条件及已掌握的可靠数据,联系在邢台地震现场观察到的向东北方伸展的地震裂缝现象,进行分析,综合判断,十分明确地回答周总理说:“不存在这种紧急情况”,并建议不必发地震警报。直到黎明到来,红日东升,北京地区平安无事,完全证实了李四光教授的判断是正确的。
·关于地热开发利用研究李四光教授具有科学远见,早在60年代他就派人去苏联学习“地热”,为我国培养开发地热的人才。他在《天文地质古生物》一书中,特别有一章论述“地热”。他认为:“我们可以说地球是一个庞大的热库,有源源不绝的热流。地质工作者和地球物理工作者,至今对这个极为重要的问题,还没进行全面的调查研究,让这个随地可以取到的能量为人类生活和生产服务。……没注意到地下储存的庞大热能的利用,而把地球在它表层给我们遗留下来的珍贵遗产—象煤灰这种由大量丰富多彩的物质构成的原料,不分青红皂白,一概当作燃料烧掉,这是无可弥补的损失”。因此,当他听说天津等地发现地热出露后,就亲自到天津、北京附近的后郤窑等地去调查研究。最感人的是他的女儿李林同志在他的遗物中,发现他在一张纸条上写道:“我们中国人民有志气,有力量,克服一切科学技术困难,去打开这个无比庞大的热库,让它为人民所利用。如果我们不这样作,而还是走资本主义陈腐的老路,把地球交给我们珍贵的遗产——煤炭之类内容极其丰富的财富,不管青红皂白,一概当作燃料烧掉,不到几十年,我们的后代,对我们这种遇蠢和无所作为的行径,是不会宽恕的”。这是多么具有远见而珍贵的遗言,他对人民与科学的高度责任感给我们莫大的激励和殷切的期望。
我国著名的地理学先驱竺可桢
我国杰出的地球科学家、教育家竺可桢教授(1890—1974年)是中国近代科学地理学的先驱与奠基人。为我国科学事业与教育事业立下了丰功伟绩。
竺可桢生前历任第一、二、三届全国人民代表大会常务委员会委员,中国科学院副院长,中华全国科学技术协会副主席,中国科学院生物学地学部主任,中国科学院综合考察委员会主任,中国地理学会理事长,中国气象学会名誉理事长,中德友好协会主席等职。1962年加入中国共产党。热爱党的科学事业。对我国近代地理学与气象学的建立和发展作出了杰出的贡献,人们怀念他在科学与教育上的杰出贡献和热爱祖国的崇高品德。
竺可桢,字藕舫,浙江省上虞县人。15岁小学毕业后,进入上海澄衷学堂学习。1909年考入唐山路矿学堂(唐山铁道学院前身),学土木工程。1910年考上公费赴美留学。他认为中国以农立国,万事以农为本,而农业与气象关系极为密切。所以,他先上伊利诺斯大学农学院,1913年夏季毕业,后又转入哈佛大学研究院地学系学习气象学,1918年秋得博士学位后立即回国。
竺可桢回国后,即到武汉,就任武昌高等师范学校(武汉大学前身)地理学和气象学教授。1920年转到南京高等师范学校(南京大学前身),仍任地理学和气象学教授。后建立该校地学系,担任系主任。努力培养地学人才,发展地学科学。其后南京高等师范学校改名东南大学,再由东南大学改名中央大学。地学系也逐渐发展壮大分设为地理学系、地质学系与气象学系。他主进过的课程有地学通论、世界地理、气象学与世界气候等。他是我国近代大学中第一个地学系的创建者,也是我国近代科学地理学的先驱与奠基人。在教学过程中,他始终坚持理论联系实际,既很重视室内实验,也很重视野外考察。他不但设立了气象测候站,建立了岩石标本室,矿物实验室等,他还经常率领学生在南京附近进行野外实习,考察岩石性质、地质构造、地貌发展、土地利用等现象,与讲课内容互相印证,藉以培养学生观察和分析的能力。野外实习中,他十分注意采集岩石矿物和古生物的标本,并与国外交换和购买一些标本,几年之内,标本室和陈列室便具备了一定的规模,这对于教学极为有利。
1925年,竺可桢先在上海商务印书馆编译所任《国际百科全书》编译室主任1年。继之又到天津南开大学任教授1年。1927年再回南京,一方面主持东南大学地学系,一方面受聘在北极阁筹建中央研究院气象研究所。从1929年起,他专任气象研究所所长,长达10年之久,工作积极负责,披荆斩棘,历尽艰辛,在客观条件十分困难的情况下,从选择建筑所址到购置设备,延揽和培养人才,进行观测研究,以异乎寻常的毅力,终于办成了这件我国气象事业发展中的大事,使气象研究所规模粗具,人才济济,把以往我国气象观测站廖廖无几,而且全操于外国人之手的旧局面大为改观,别若天壤了。竺可桢以身作则,不仅负责全所的行政领导工作,而且积极进行气象学的科学研究工作,先后发表“1900—1911年中国的雨量”、“1911年夏中国台风的分布”、“中国在气象学上的贡献”、“南京之气候”、“杭州之气候”、“论新月令”、“二十八宿起源之时代与地点”等著作。其中“二十八宿起源之时代与地点”论文,虽发表较晚,但它所达到的科学水平可以说在世界上是第一流的,中外还没有能超过他的。他在文中以确凿的证据,论述二十八宿起源于中国,传入印度,再传到世界各地,具有很强的说服力,引起国内外学者的关注,为中国人民争了气,是中华民族的光荣。
1936年竺可桢受聘为浙江大学的校长,在浙江大学努力奋斗了13个春秋。他树立“求是”为校训,努力提高教学质量和科研水平,发扬民主,学校风气焕然一新。1937年日本帝国主义侵略中国,学校被迫西迁,一迁从杭州到建德,再迁到江西吉安、泰和,三迁到广西宜山,四迁到贵州遵义、湄潭。辗转四五千里,跋涉险阻,艰苦备尝,而师生员工在磨炼中更加朴实坚强。教学科研,虽在烽火连天中,亦从未中辍。在颠波动荡,异常艰辛的条件下,呕心沥血地经营浙大,创造各种条件,发展了浙大,把一所原来规模较小,只有3个学院,13个学系,500来个学生,底子较薄的地方性大学,至1949年发展成具有文、理、工、农、师范、法学、医学等7个学院,24个学系(1947年增至29个学系),10个研究所,拥有1500名学生,民主学术空气比较发展,在国内外很有声誉的综合性大学。英国著名学者李约瑟于1944年4月到浙江大学参观,称赞这是一所“东方的剑桥大学”。他办学方向明确,认为大学是求真理,治学问,育人才的场所;主张民主办校,规定学校行政的最高权力机构为校务会议,学校的一切重大事宜都交到校务会议民主讨论,听取各方面的不同意见:重视师资队伍建设,千方百计争骋第一流学者来校任教,认为“有了博学的教授,不但是学校的佳誉,也是国家的光荣。”所以当时浙大荟萃了大批知名的教授;强调教学与科研相辅相成,相互促进,既注意选择最有经验的教授承担基础课的教学,又鼓励大家积极开展科学研究,多发表科研成果;使大学的教学工作与科研工作结合起来出成果,出人才,还率先实行导师制和学分制,建立奖学金制度和工读制度。使浙大当时就为我国培养了大批著名的科学家。现在地学界的许多知名科学家都曾是竺可桢的学生。他为我国科学事业与教育事业的发展作出卓越贡献,受到科学与教育战线上广大学者的尊敬和爱戴。
建国后,竺可桢出任中国科学院副院长达25年之久,献身于新中国的科学事业,直至病逝,可谓鞠躬尽瘁,死而后已。在科学院他一直分管生物学、地学部,还兼任综考会、国家大地图集编篡委员会、中国自然区划委员会的主任。擘划推动,倡导组织,不遗余力,为来自不同学科、不同机构的科学工作者协同工作,彼此间共同考察,彼此融会贯通,取长补短,综合观察和解决问题建立了初步的基础。他认为:“所谓自然地理,一方面包括地貌、水文、气候和土壤,另一方面包括动物、植物、微生物等自然分布现象。这些自然因素是互相关联,互相制约,互相推动着的”。因此,他非常重视自然资源开发利用中的重大综合性问题。他既积极筹划建立中国科学院地理研究所,并担任中国地理学会的理事长,在他的主持下,还先后在成都、南京、长春、广州等地成立了地理研究所,在兰州成立了冰川冻土研究所和沙漠研究所。同时,他还明确指出:“地理学应主要为农业服务”,“地理工作者应该是向地球进军的先锋”,为地理科学的发展指明了方向。
竺可桢不仅是中国科学领导者之一,而且身先士卒,以身作则,积极进行科学研究,他一贯坚持理论联系实际,使科学真能为工农大众服务。他说过:“没有科学技术的不断支持和科学事业的相应发展,要完成国家社会主义工业化的任务是困难的,同时离开了积极支持国家建设的科学实践要达到发展科学事业也是不可能的”。他深入实际调查研究,先后公开发表科学论著近300篇。1964年,他的《论我国气候若干特点及其与粮食作物的关系》论文发表后,毛泽东同志读了非常高兴,备加赞赏,在会到竺可桢同志时说:“农业八字宪法只管地不管天,读了你写的关于中国气候特点的论文后,觉得也该管天,八字以外还可以加‘光’(日光)和‘气’(气候)两字,改为农业十字宪法”。并要竺可桢多写此类文章。当他的气候学方面的代表作《中国近五千年来气候变迁的初步研究》一文于1972年发表后,在国内外均引起很大的反响。日本气候学家吉野正敏赞扬说:“在气候学的历史中,竺可桢起了巨大作用……经过半个世纪到今天,他所发表的论文,仍然走在学术界的前面”。1973年周恩来同志在看到竺可桢的这篇论文及反响资料以后对他说:“这篇学术论文,在国际上受到了广泛的欢迎”。竺可桢说:“有些人还提出不同意见,说这是厚古薄今”!周恩来同志笑道:“古为今用么!不能沾了沾古就是厚古薄今。今是从古演变过来的,充分认识历史上气候变迁情况,掌握气候变迁的规律,对气候的长期预报是很有用处的”。
实践证明,竺可桢的一生是热爱自己的祖国,不断追求真理的一生,是无私奉献的一生,把自己的毕生精力奉献给自己祖国的科学事业与教育事业,成为世界上一流水平的科学家,这是中华民族的光荣。竺可桢在他1962年入党时曾说过:“我终于找到了自己的归宿。”可见他对党组织无比信任,无限忠诚。他还在参阅了21种中国文献,和25种英、日、法、德、俄各种语言的国外文献后,于1972年写成《中国近五千年来气候变迁初步研究》一文时说过:“我虽然写了不少文章,但一生专门研究一个课题,这个课题就是中国历史上气候的变迁。我从1920年就研究起,五十多年了,我想,我们国家是一个文明古国,历史资料又丰富,又齐全,这是世界各国所没有的。”这是他忠于祖国科学事业的真实记载。在发展我国科学事业中,他做到了扬长避短,发掘财富,古为今用,并坚持服务社会主义生产建设,因此他受到党与国家领导人以及全国人民的赞誉和爱戴。
德国传奇的地学家——洪堡
洪堡(1769—1859年)出生于德国贵族家庭,为了追求真理,耗尽钱财,终身不娶,过着传奇式的生活。他是自然地理学的先驱,为人类贡献了一生。
1799年,当洪堡30岁时,获准与法国植物学家邦普朗结伴考察中南美洲,历时5年,行程近万千米,在没有任何现代化登山装备的情况下,他征服了当时被认为是世界最高峰的钦博拉索山(5 881m),采集了大量的标本和资料。此后,他同邦普朗一起用近20年时间,分析和整理考察结果,汇集出版了30卷本的《新大陆亚热带区域旅行记》。
洪堡揭示了地球宏观、整体的规律,最先确立等温线和等压线的概念,创造了第一张全球等温线图,建立了一门新学科——比较气候学。他在《自然全貌》等书中,阐明了各种地域现象之间的相互依存关系,描述了动植物的群落与地理环境的相关性。确立了植物区系的概念,创建了植物地理学。从某种意义上来说,洪堡的研究为现代生态学奠定了思想基础。
最后,他倾注全部精力撰写《宇宙》(5卷)这部驰名全球的自然地理学巨著。在完成这部书的两天后,这位自然科学家轻松地离开人世。
近代地质学之父——赖尔
地球上的山山水水自古以来都是这个样子吗?英国地质学家赖尔(1797—1875年)回答说“不是!”他用了毕生精力,科学地证明地球经过长期缓慢的变化,才变成今天这个样子,而且现在还在变。
赖尔19岁升入牛津大学,学习数学和医学,后来被一位地质学教授吸引,转为研究地质学。从1818年起,赖尔多次考察位于欧洲大陆的法国、瑞士和意大利,获得了丰富的地质知识。
针对当时流行的“灾变论”,赖尔写了传世名著《地质学原理》,阐述了地球“均变论”思想。他用大量事实证明:地壳的变化是由于风、雨、水流、潮汐、冰川、火山、地震等各种因素产生的自然力量在漫长的岁月中缓慢形成。
通过“均变论”和“灾变论”的大论战,使人类对地球的认识在深度和广度上都产生了飞跃。
美国的著名地质学家与地貌学家戴维斯
美国学者戴维斯(W.M.Davis1850—1934年),在1899年创立的地理循环学说,奠定了科学地貌学的基础。影响所及遍于世界。所以有人说,能在地貌学这门科学的理论里留下深刻踪迹者只有两人,即戴维斯和瓦·彭克。也就是说理论地貌学的遗产可划分为两个地貌学观念:戴维斯的地理循环学说和瓦·彭克的山前梯地学说。
戴维斯认为,一切不同的地貌形态视三个可变的因素而定,或者如数学家所说,是三个可变因素的函数。这三个可变的因素是构造、营力(作用)和时间(阶段)。在最初,地壳变形和上升的力量决定一地区的构造和高度,那时,地表形态与其内部构造是相符合的,它的高度也决定于它所受到的上升运动的数量。假如该区的岩石在外部营力的作用下并不改变,则其地面也将保留不变,直到地壳变形和上升的力量再一次进行为止。在这种情形时,构造将单独控制地貌形态。但没有一种岩石是不可改变的,就是最坚硬的岩石在风化的作用下也会碎裂,它的破裂的碎屑在山或丘陵斜坡循坡滑下或被雨水冲下。因此,任何地貌形态无论多么高大,组成它的岩石多么坚固,都一定要逐步变低,故破坏营力在决定陆块的形状时与构造占有同样重要的地位。然而,营力不能一下子完成它的工作,因此,婴年地貌所受改变的数量就视时间的长短而定。这样,时间就成为控制地貌的三大因素之一,而且在三大因素中,它是地理解释描述里最常用的和最有实践价值的因素。
这个学说还认为,在受三大因素控制的一切地貌分类中,构造是分类的基础。营力是多种多样的——空气和水的化学作用,以及风、冷热、雨雪、河流冰川、海浪海流的机械作用。而破坏营力所引起的变化数量随着时间而增加,但变化的数量或速率都不是时间的一个简单的函数。一般说,它最初是比较小的,后来迅速地增加到最高峰,然后又慢慢地减小到要极长久时间才能达到的最小点。而且,要完全蚀去一个坚硬地块比蚀去一个较软弱地块需要更长的时间,但目前还不能准确说出,把高地蚀低为无起伏的低地,其所需时间究竟要多少年或多少世纪。一切历史时间不过是这一巨大时间里的极微小的部分。目前我们所能做的最好只给这未经计量的悠久时间以一个方便的名称,为这个目的,似乎没有再比地理循环这一名称更恰当的了。
戴维斯与他的地理循环学说在当时地貌学里留下了最深刻的印象,它的原理曾广为人知。促成这一点的,首先是他的学说有接近客观事物真理的优点;其次是他的讲授天才,深入浅出,容易理解;最后还是他不厌其烦,把这个学说的基础原理,一而再再而三地加以阐明。他知识面广博,在地貌学方面的著作很多,不但包括温湿地带的地貌(即“常态”侵蚀循环)、干燥地貌、冰川地貌、海滨地貌、石灰岩地貌等,而且还研究过珊瑚礁、海底峡谷等问题。他的许多著作至今仍被称为经典性的地貌著作。他的学术论文,据初步统计,约有220篇以上,许多论文篇幅都很长。还有地貌学专著,如《珊瑚礁问题》和《地貌的解释描述》两书等,后者是他1908—1909年担任德国柏林大学交换教授时所著。他的1905年以前所发表的论文,曾由约翰逊编选,汇成一册,称为《戴维斯地理学论文集》。但他在1905年以后,还发表了许多重要的论文。在侵蚀循环学说的内容方面作了若干修改和补充,并批判了W.彭克的理论。所以,戴维斯的学说在他生前是不断发展的。
德国著名的地质学家与地貌学家彭克父子
彭克父子是在科学的地质学兴起的前后,出现的两位对地质学发展作出不可磨灭的贡献的著名人物,并在地质学史上占有重要的创始者的地位。
阿尔布雷希特·彭克(AIbrecht Penck 1858—1945年)是出生于德国莱比锡的著名地质学家,莱比锡大学毕业后,先后在维也纳大学与柏林大学相继任教达41年之久。早期还曾在巴燕地质调查所与慕尼黑大学工作,埋头研究阿尔卑斯山冰川扩大,冰川的周期性重复,冰川堆积,及其对地表形态的影响。他的研究成果于1882年以题为“德国阿尔卑斯的冰川作用”公开发表,将德国南部的砾石层分为三种。一种是覆盖式砾石层,其他两种是阶地砾石层。后再经研究,又将覆盖式砾石层分为古、新两期。他既在地质学上作出了贡献,而且还培养出一批出类拔萃的学生,就是在他的最年长的弟子布留克涅尔(Eduard Bruchner,1862—1927)协助下,完成史无前例的“冰期之阿尔卑斯”一书,分为三卷,长达1 200页,于1901—1909年间出版,是一本地质学方面的世界名著。以不同堆积物为据,他将阿尔卑斯冰期从老至新划分为四期:恭兹(Gunz)、明德(Mindel)、里斯(Miss)、玉木(Wurm),均以冰碛物发现所在地的河流的名称命名。他还被选为柏林大学校长,赴美国任交换教授,在耶鲁大学、哥仑比亚大学各讲授地表形态学一年,并出席过6届(第五届至第十届)国际地理大会,3次任柏林地理学会会长,获牛津大学荣誉科学博士学位,德、奥、美三国科学院院士,对地质学作出了卓越贡献,在地质学史上占有重要历史地位。
瓦尔特·彭克(WalterPenck,1888—1923年)也是德国著名的地质学家,为阿·彭克出色的儿子,他虽然生命短促,来去匆匆,但其天资聪颖,勤奋好学,敢于冒险,勇于实践,历任来比锡大学与伊斯坦堡大学教授。他远涉重洋,在南美安第斯山野外考察时,曾冒险登上6 000m高峰。在实践中不断总结,创立坡面发育理论,山坡梯地学说,著书立说,并提出大褶皱在地貌形成中的作用及相关沉积方法等。其“地貌分析”一书成为亘古地学名著,他认为直线形斜坡证明上升运动和剥蚀作用均等,凹形斜坡证明剥蚀作用大于上升运动,地貌向下发育,凸形斜坡证明上升运动大于剥蚀作用,地貌向上发育,以等坡后退来解释地面发育,与戴维斯的侵蚀循环学说相对抗。虽然,他以继续上升运动来解释山坡梯地形成并不完全正确,但凹形斜坡与凸形斜坡相间发育,是可以形成山坡梯地的。阿·彭克说:“他是地貌学上的哥白尼,而戴维斯只不过是托勒密”。总之,他也是和戴维斯并驾齐驱的人物,均为科学地貌学理论创始者。
阿·彭克知识广博,又享高年,兼通地质、地貌、地理,主攻地表形态与阿尔卑斯冰川,对后者的贡献更是千古而不灭。古稀之年,犹攻“环球生产量之容量”,预测中国未来最佳人口为6亿,相当美、苏未来人口之和。今日观之,衡诸自然条件,亦不无道理。其子瓦·彭克虽“迟到早退”,生命短促,尚不及其父年龄之半,但天资聪明,勤奋好学,不畏艰险,重于实践,敢于创新,所著《地貌分析》一书,为亘古之地学名著。在地质学界父子二人同享高名,几乎是前无古人。彭克父子不愧为地质学界双星,其光芒有划时代作用,推动地质学发展,使地貌学发展成为一门独立的自然科学。诚如后来恩格斯所说:“那时差不多没有一个著名人物不曾作过长途旅行,不会说四五种语言,不在许多部门放射出光芒。”彭克父子便是那时的两位著名人物,在地质学史上占有不可磨灭的划时代的重要历史地位。
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