中國古代地理學家如何做科研？

神怪出沒的上古山林

圖自《中華遺產》2006年04期

圖為當代學者王紅旗考證的《山海經·五藏山經》圖局部，據他研究，《山海經》世界裡神域的中心崑崙山，在今天河套一帶，即圖中黃河「幾」字彎內上部。在後人的演繹中，「崑崙山」已然成為萬仞高山、巍峨峻岭的代名詞，而自《山海經》起，山林已然成為神魔靈怪集中出沒之處。

鑒於古人對世界的認識和理解，從某種意義上講， 《山海經》也可以作為我國最早的一部地理著作。許多後代文獻也從考證《山海經》中的記載開始。

北魏地理學家酈道元就在他所著的《水經注》里引用《山海經》達80多處。「山經」部分記載的主要是與地理有關的實在內容。它以一定交通路線經過的山地為綱，記載各地的山、河、植物、動物、礦產，以及祭祀等民俗活動。

「海經」雖然神話色彩比較濃厚，但也並不盡然。《海內東經》提到了流沙之地，也就是大沙漠，然後提到「國在流沙外者，大夏、豎沙、居繇、月支之國」，其中的大夏國和月支國，在漢代張騫通西域的時候，還曾經到達過。 我們所熟知的「敦煌」的叫法，雖然張騫出使西域時才帶回， 其實早在《山海經》里，它就出現過。

博斯騰湖遙感影像圖

圖自《中國國家地理》2018年07期

博斯騰湖位於天山山脈南麓焉耆盆地的東南部、新疆巴音郭楞蒙古自治州博湖縣境內，是我國最大的內陸淡水湖。開都河是其主要的補給水源，而這座大湖本身又是下游孔雀河的源頭。

《山海經·北山經》記載：「又北三百二十里，曰『敦薨之山』，其上多棕枬，其下多茈草，敦薨之水出焉，而西流注於泑澤。」 泑澤又稱鹽澤，即今羅布泊。

《山海經》記載了「敦薨之山」與「澤」的關係：敦薨之山是敦薨之水的源頭，而西流注入澤。 酈道元在《水經注》中把「敦薨之水」確定為新疆的博斯騰湖及從該湖流出的孔雀河。不過在古代，它是流入到羅布泊中的。

如今孔雀河從該湖中向西流出，在庫爾勒的北面穿過天山南支的鐵門關峽谷，又向西流去，然後轉一個大彎，再向東流。因此，把「敦薨之水」理解為博斯騰湖和孔雀河，是很有道理的。

技術研發

古地圖裡的高科技

《廣輿圖》

圖自《中國國家地理》2001年08期

《廣輿圖》由明代羅洪先根據元代朱思本的《輿地圖》編繪，是我國第一部綜合性全國地圖集。第一次採用了24種地圖符號，並將這些符號的標準畫法以圖例的形式列入序文之後，大大增強了地圖集的科學性。圖上劃分了342方，每方500里，摺合比例尺約為1:1550萬，總圖的地理輪廓、水系和城邑位置都比較正確。（此圖為局部）

地理科研中很重要的工具就是地圖，繪製地圖的精確性對於科研而言是關鍵，因此，找到科學的地圖繪製方法尤為重要！

數學家的智慧、刻繪師的工藝、科學家的研發儀器、測量師的精確測量以及指南針和造紙術的發明、印刷術的進步，在地圖學家的精心創意與整合下曾創出無數傑作……

但是，製圖工具的革新與進步帶給地圖的影響，往往不及某一個製圖理論的更新那樣深遠。西晉時，中國第一個也是對後世最具影響力的製圖理論誕生了—— 裴秀提出「製圖六體」。與其說它是理論，毋寧說更像一個工作框架，有了這個清晰的框架，測量繪製便更加有法可依。

「製圖六體」，即繪製地圖的六個基本要點：分率、准望、道里、高下、方邪、迂直。用現在的話講，分率就是比例縮尺，反映面積和長度的比例；准望是方位；道里是實際距離的里數；高下是因地形高低道里有遠近；方邪和迂直是因道路的邪正曲直對道里的影響。

裴秀決定對角線距離的方法

圖自《中華遺產》2008年04期

繪圖時，先在圖上布滿方格，方格邊長代表實地里數，然後按方格繪製地圖內容，以此保證一定的準確性。

六體各項中前代唯一沒有確立起來的即是「分率」——比例尺。因此，要貫徹「製圖六體」，還需要一套易於掌握且行之有效的實現比例尺的方法。於是裴秀提出了 「計里畫方」之法。裴秀既是此法的開創者，也是應用它的第一人。

事實上，中國自西晉以後的地圖繪製幾乎都很注意依據裴秀的法則，影響所及直到清代。所以，我們完全可以從後世的地圖中一窺裴秀之法的風貌。

禹跡圖，現存最早的「畫方地圖

圖自《中國國家地理》2008年04期

《禹跡圖》是南宋紹興六年（1136年）刻於石版上的地圖，圖上有方格5110方（橫70方、豎73方）。方格邊長約1.1厘米，圖名下方注有「每方折地百里」，因此，該圖比例尺約為1:500萬，它是現存最早的帶有製圖網格的地圖。而且《禹跡圖》繪製精詳，有政區名380個，標註名稱的河流約80條，山脈70多座，湖泊5個，地圖主要表示水系要素。海岸線、黃河、長江及其支流，太湖、洞庭湖、鄱陽湖等均突出顯示。代表了原始時期直至宋代為止，我國古地圖繪製的最高水平。

陸地上的方位可以藉助自然景觀來判斷，如果到了海上該怎麼辦？這其中就涉及到了另一個角度問題—— 經緯度該怎麼測量。

緯度測定與天文技術密切相關，我國的天文學自古就非常發達，其中一項重要的科技成果就是牽星術。

中國古代常用的測量器具照版和水平

圖自《中國國家地理》2008年04期

水平即水準器，用水上的浮標控制來測准水平。被測的目標是照版和度竿，用照版正中的方框部分覆在度竿刻度上，幫助辨認遠處不容易看清的刻度。

牽星術直接說來是測量星辰地平高度的一種方法，借在不同地點觀測同一顆星所得不同地平高度，又可推算出各地點的不同緯度。這一方法特別應用於航海定位中，進而在海圖繪製中起作用。利用牽星術進行測量要使用一套大小不同的牽星板，它們可以看作是星盤的簡易版。

對全世界地圖學都有著重要意義的一幅地圖——《鄭和航海圖》，在定位上就使用了「牽星術」，而且在許多關鍵的地方都標註了「牽星」數據，有的還注有一地到另一地的「更」數，以「更」來計量航海距離等。

鄭和航海圖

圖自《中國國家地理》2008年04期

《鄭和航海圖》中不但標註了詳盡的過洋牽星數據，還附有這幅過洋牽星圖。鄭和船隊的天文航海術與漢代以來的占星法不同，已由海上對星象的占驗發展為一整套「過洋牽星」的航海術。

實地考察

達人所之未達，探人所之未知

圖自《中國國家地理》2011年10期

據《都江堰文獻集成·歷史文獻卷》記錄，徐霞客從22歲開始，用30多年時間，走遍了今天中國的多個省、市、自治區的名山大川。他對山脈、水源、地質、地貌的考察和研究，遠遠超越了他那個時代。

如果說文獻資料是依據，地圖是工具，那麼地理研究最重要的還得是實地考察。古代成為地理學家的人，像是酈道元、沈括這樣的為官者，考察的路線和自己的職業生涯有關。也有一些人最初是源於對探索大好山河的熱愛。

我們最熟悉的古代地理學家，也是知名的旅行家，當屬明代的徐霞客。明代時，中國地理研究的資料已經相當多，各地的志書內容豐富，還配有繪製翔實的輿圖，就是地圖。徐霞客根據志書、輿圖制定了詳細的考察計劃、路線。

從20歲到54歲這35年時間裡，徐霞客前後出遊24次。他在51歲之前的旅行集中在我國的東部地區，以「游」為主，兼及地理考察，最後4年的旅行集中在西南地區，則是以考察為主。

徐霞客應該是世界上最早考察研究喀斯特地貌的人，他最先指出了喀斯特地貌與非喀斯特地貌的區別。他把喀斯特地區的山稱為「石山」，而把非喀斯特地區的山稱為「土山」。

徐霞客在地理學上，特別是喀斯特科學上的貢獻，丁文江、翁文灝、任美鍔、陳述彭、侯仁之、朱德浩、曾昭璇等地學大家都有很高評價。將徐霞客稱為我國乃至全世界石山學和洞穴學科創建之父是有依據的。

徐霞客51至55歲旅行路線

圖自《中國國家地理》2008年04期

《徐霞客遊記》中記載了峰林、孤峰、石芽、溶洞、石筍、石柱、溶溝、漏斗、豎井、落水洞、天生橋、岩溶湖、岩溶泉、地下河、地下湖、岩溶盆地、岩溶窪地、岩溶天窗、洞穴瀑布等20多種岩溶地貌的特徵，還把它們定名和分類。其中，據有關學者統計，《徐霞客遊記》中記載的石灰岩溶洞有288個，他親自入內考察的就有250個。

都說是無心插柳柳成蔭。「徐學」研究者們多數認為， 徐霞客西南遊的主要目的其實是考察長江與龍脈（山脈）的關係並找到長江之源。在岩溶地貌的觀察和總結方面做出了非凡的成績，其實是他西南考察的副產品。

徐霞客當年所讀到的史書上都說「河出崑崙」、「岷山導江」，《水經注》又說大江為四瀆之首，「四瀆」即獨流入海的長江、黃河、淮河和濟水。那麼這條「四瀆之首」的長江的源頭為什麼沒有黃河的源頭長呢？因此立下了宏願：要親自去考察江河二徑、山脈三條。

長江的漫漫尋源路

圖自《中國國家地理》2018年11期

戰國時期《尚書·禹貢》中的「岷山導江」一說是對長江源最早的記錄，自此兩千年間，人們一直將岷江作為長江的源頭。直到明代徐霞客寫了《江源考》一文，金沙江才被明確地指認為長江幹流。清康熙年間進行了史無前例的全國地圖勘測，製成了《皇輿全覽圖》，青藏高原上紛雜如麻的長江源頭水系終於初露真容。

徐霞客對於江源的考察結果，在《江源考》里全部寫了出來，黃河發源於崑崙之北，長江應發源於崑崙之南，兩條江河的長度應該差不多。岷江是長江的支流，正像渭河是黃河的支流一樣。大渡河發源於吐蕃而匯入岷江，它比岷江還要長，但比不上金沙江。因此，徐霞客滿有把握地說：「故推江源者，必當以金沙為首。」

對地理學家來說，徐霞客的著作具有珍貴的學術價值，現代的研究者仍能藉助他的記錄繪製地圖，甚至構建地理模型。

古代地理學家做科研

既是探索大好山河

也是為了民生社稷

更重要的是

在學術研究的意義上

他們拓寬觀察世界的角度

給後人前進的每一步

都留下了方向和坐標

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