□ 宋正海

自然國(guó)學(xué)是中國(guó)古代有關(guān)自然的學(xué)問(wèn),這實(shí)際上包括相關(guān)的兩個(gè)層次的研究對(duì)象和相應(yīng)的兩個(gè)學(xué)科:一是研究自然界本體(宇宙、地球、生物界)的演化及其規(guī)律的歷史自然學(xué)(historic naturology),如歷史天文學(xué)、歷史氣候?qū)W、歷史生物學(xué)、歷史災(zāi)害學(xué)等；另一是研究人類對(duì)自然界認(rèn)識(shí)的歷史及其規(guī)律的自然科學(xué)史(history of natural sciences),如天文學(xué)史、氣候?qū)W史、生物學(xué)史、災(zāi)害學(xué)史、科學(xué)技術(shù)史等。

由于《周易》的有機(jī)論自然觀和《春秋》開(kāi)創(chuàng)的、全面系統(tǒng)記載天地之象傳統(tǒng)的影響,中國(guó)古代特別重視自然災(zāi)害和異常的觀測(cè)與記載。例如,4000多年歷史地震記錄有1萬(wàn)多條(千次上下),歷史旱災(zāi)、歷史水災(zāi)記錄各1000多次,歷史日食記錄900多次,歷史隕石、歷史彗星記錄六七百次,歷史月食、歷史流星雨記錄四五百次,歷史蝗災(zāi)、歷史大疫記錄四五百次,歷史饑荒記錄約900次等。這些自然史料不僅數(shù)量巨大,而且有著類型多、系列長(zhǎng)、連續(xù)性好、綜合性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。這是中國(guó)古人留給今人,貢獻(xiàn)給世界的一個(gè)自然史信息寶庫(kù)。天人合一是中國(guó)傳統(tǒng)文化的精粹,《道德經(jīng)》指出:“人法地,地法天,天法道,道法自然?！边@說(shuō)明中國(guó)古人清楚,社會(huì)發(fā)展是根據(jù)天道的。歷史研究也證明,自然史變動(dòng),特別是嚴(yán)重自然災(zāi)害常引發(fā)社會(huì)的巨大變動(dòng)；自然異常特別天象異常也會(huì)引起社會(huì)的擾動(dòng)。由此可見(jiàn),歷史自然學(xué)有助于歷史學(xué)研究。但本文只討論歷史自然學(xué)的現(xiàn)代科技創(chuàng)新功能。

二次大戰(zhàn)結(jié)束以來(lái),由于人類對(duì)自然的征服和掠奪迅速加強(qiáng),資源危機(jī)、能源危機(jī)、生態(tài)危機(jī)顯現(xiàn),于是各國(guó)、各地區(qū)都加大對(duì)自然的監(jiān)測(cè)和研究,形成全球變化研究。但是他們的研究有明顯的局限,是所掌握資料的系列均很短,無(wú)法用來(lái)討論和研究自然史的中、長(zhǎng)周期變化規(guī)律。中國(guó)古代長(zhǎng)達(dá)幾百到幾千年的自然史記錄填補(bǔ)了這個(gè)世界性的空白,能有效地延長(zhǎng)資料系列,有助于當(dāng)代全球變化研究、自然災(zāi)害預(yù)測(cè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)遠(yuǎn)景規(guī)劃的自然背景評(píng)估。成功事例:

1．1919年瑞典天文學(xué)家隆德馬克(Lundmark)首先注意到金牛座蟹狀星云在天球的位置與《宋史·天文志》等中國(guó)古籍所記錄的北宋至和元年(1054年)的客星(超新星)的位置相近,估計(jì)兩者可能有因果聯(lián)系。1928年現(xiàn)代宇宙學(xué)之父哈勃(Edwin Hubble)測(cè)出蟹狀星云的膨脹速度,由此反推出它形成的歷史是900年,這與《宋史》等中國(guó)古籍記載的1054年相符。1942年荷蘭天文學(xué)家?jiàn)W爾特(J.H.Oort)進(jìn)一步證認(rèn),蟹狀星云就是中國(guó)1054年超新星爆炸的遺跡。1952年前蘇聯(lián)無(wú)線電天文學(xué)家什克洛夫斯基(И.С.Шкловский, 1916-)又發(fā)現(xiàn)仙后座強(qiáng)射電源與中國(guó)古籍記載的東晉太和四年(369年)客星有因果關(guān)系。這些天體演化學(xué)上的重大發(fā)現(xiàn),使世界天文學(xué)界十分興奮。于是蘇聯(lián)天文委員會(huì)“向中國(guó)科學(xué)院請(qǐng)求研究中國(guó)的史志?！碑?dāng)時(shí)竺可楨副院長(zhǎng)將此任務(wù)交給席澤宗,席綜合史志中的超新星(客星)資料,發(fā)表《古新星新表》。此表證實(shí)了超新星遺跡的存在,為超新星研究打開(kāi)了新局面,引起了國(guó)際天文學(xué)界的轟動(dòng)。

2．利用類型多、系列長(zhǎng)的中國(guó)古代自然災(zāi)害和異常史料制成了許多類型多、系列長(zhǎng)的年表。這有力地推動(dòng)自然史的橫向?qū)Ρ群途C合研究,中國(guó)學(xué)者發(fā)現(xiàn)了大量自然界的相關(guān)性。特別重要的是發(fā)現(xiàn)不少自然現(xiàn)象的頻度和強(qiáng)度在16、17世紀(jì)形成明顯峰值,于是在世界上首次提出“明清災(zāi)害群發(fā)期”。有關(guān)時(shí)段上,國(guó)外學(xué)者只提出單現(xiàn)象的群發(fā)期,如氣候史上的“小冰河期”；太陽(yáng)黑子活動(dòng)的“蒙德?tīng)枠O小期”,但沒(méi)有多現(xiàn)象的群發(fā)期。繼“明清災(zāi)害群發(fā)期”后中國(guó)學(xué)者又相繼在世界上最先提出“夏禹洪水期”“兩漢群發(fā)期”等。有關(guān)中國(guó)古代自然災(zāi)異群發(fā)期現(xiàn)已有系統(tǒng)總結(jié)——《中國(guó)古代自然災(zāi)異群發(fā)期》(宋正海、高建國(guó)、孫關(guān)龍、張秉倫著,安徽教育出版社,2002年)。群發(fā)期和群發(fā)性的發(fā)現(xiàn)和研究促進(jìn)了地球四大圈層(地圈、水圈、大氣圈、生物圈)相互關(guān)系研究和歷史天文地學(xué)在中國(guó)的發(fā)展。

3．北京大學(xué)教授王嘉蔭對(duì)中國(guó)古代地震史料開(kāi)展系統(tǒng)研究,發(fā)現(xiàn)在一地震區(qū)域的地震活動(dòng)期中,震中有著某種規(guī)律性的遷移過(guò)程,從而提出“地震線”概念,初步指出了某些地震線的位置、方位和交叉點(diǎn)。這對(duì)地震地質(zhì)學(xué)、地震預(yù)報(bào)有較大價(jià)值。

4．中國(guó)科學(xué)院副院長(zhǎng)、院士竺可楨應(yīng)用中國(guó)古代豐富的氣溫史料和文物所載信息,重建中國(guó)近5000年的氣溫史,發(fā)現(xiàn)多個(gè)變化周期。1972年他發(fā)表《中國(guó)近五千年來(lái)氣候變遷的初步研究》論文(《考古學(xué)報(bào)》,1972年1期)。此文不僅標(biāo)志著歷史氣候?qū)W的創(chuàng)立,也顯示了中國(guó)古代自然記錄在當(dāng)代氣候變遷研究中有著特殊作用。英國(guó)《自然》雜志評(píng)價(jià):“竺可楨論點(diǎn)是特別有說(shuō)服力的,著重說(shuō)明了研究氣候變遷的途徑。西方氣象學(xué)家無(wú)疑將為獲得這篇綜合性研究文章感到很高興”。

5．1976年埃迪(J.A.Eddy)提出,1645-1715年太陽(yáng)活動(dòng)異常衰微,可稱之為“蒙德?tīng)枠O小期”；進(jìn)而認(rèn)為太陽(yáng)活動(dòng)在這極小期中不存在11年周期,從而引起天文學(xué)界的激烈爭(zhēng)論。中國(guó)學(xué)者應(yīng)用中國(guó)古代太陽(yáng)黑子和北極光史料,進(jìn)行分析,證實(shí)了這時(shí)期太陽(yáng)黑子11年周期的依然存在,初步解決了爭(zhēng)論。

6．古礦史料有助于當(dāng)代優(yōu)質(zhì)礦床的再發(fā)現(xiàn)。古代冶煉技術(shù)不很高,所以被開(kāi)采礦一般都是優(yōu)質(zhì)礦。也由于古代開(kāi)采技術(shù)不很高,被開(kāi)采的大多是淺層礦。實(shí)際上古代開(kāi)采的不少優(yōu)質(zhì)礦的礦體可能是大型礦,即深部有更大的礦體。中國(guó)學(xué)者研究指出,湖南錫礦山銻礦和湖南鎢礦、江西德興銅礦、大冶鐵礦、山西中條山銅礦、甘肅白銀廠銅多金屬礦田的發(fā)現(xiàn)和擴(kuò)大均與古代礦業(yè)文化有關(guān)。

新中國(guó)成立后,前蘇聯(lián)幫助我國(guó)設(shè)計(jì)并建立156個(gè)工礦單位,后又增加49個(gè)。依照設(shè)計(jì)程序,選擇廠址必先知道建設(shè)地點(diǎn)的地震烈度。然而我國(guó)于20世紀(jì)30年代建立的地震臺(tái)站只有北京鷲峰和南京北極閣兩處,復(fù)蓋地域不大,觀察時(shí)段不長(zhǎng),缺乏建設(shè)地點(diǎn)的地震烈度資料。當(dāng)時(shí)的中國(guó)科學(xué)院副院長(zhǎng)、院士李四光提議利用歷史地震資料來(lái)解決。中國(guó)科學(xué)院歷史研究所第三所(現(xiàn)中國(guó)社會(huì)科學(xué)院近代史所)花兩年時(shí)間,查閱25部正史,3000多種地方志,收集大量地震資料,在1956年匯編成《中國(guó)地震資料年表》出版。中國(guó)科學(xué)院地球物理研究所根據(jù)資料,制成歷史地震震中分布圖、中國(guó)地震區(qū)劃圖,完成地震烈度表,從而為幾百項(xiàng)大型基本建設(shè)工程選定了安全地點(diǎn),確保了工程抗震系數(shù),為中國(guó)初步實(shí)現(xiàn)工業(yè)化作出重要貢獻(xiàn)。