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地学是自然科学六大基础学科之一，包括地理、地质、气象、海祥等。《中国科学技术史：地学卷》从石器时代到清末，按时间先后分为九个阶段，*次将地学各方面资料综合起来，进行了比较系统而全面的整理研究。《中国科学技术史：地学卷》是九位地学专家的集体成果，他们充分发掘我国古代的地学成就，并从中总结出规律，上升为理论，对当代的科学史研究及地学研究都将发挥积极作用。适于地学工作者、科学史工作者、大专院校地学系师生及地学爱好者阅读。
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目录总序 卢嘉锡 1前言 iii第一章 石器时代 1第一节 社会概况 2第二节 旧石器时代地学知识的萌芽 2一 生产活动中反映的地学知识 2二 居住环境反映的地理知识 4三 石器反映的矿物岩石知识 6四 旧石器时代文化的地域差异及文化交流与融合所反映的地理知识 10第三节 新石器时代地学知识的增长 11一 生产活动中反映的地学知识 11二 居住环境反映的地学知识 36三 墓葬反映的地学知识 43四 交通、交流中反映的地理知识 47五 原始文字反映的地理知识 50本章小结 52第二章 夏代至西周 54第一节 社会概况 54一 夏代社会 54二 商代社会 54三 西周社会 55第二节 夏代的地学知识 56一 城市的出现及其所反映的地学知识 56二 岩石矿物知识 58三 传说中的地图 59四 治水及其反映的地学知识 60五 政治与交通地理知识 62六 气候气象知识 63七 地理概念 64第三节 商代的地学知识 65一 政治和人口地理知识 65二 农业地理知识 67三 矿物和地下水知识 71四 气候气象知识 79五 交通地理知识 89六 土地利用 92七 城市地理知识 98八 测量知识 101九 动物地理知识 103十 医药地理知识 105十一 地理思想 107第四节 西周的地学知识 110一 政治、交通与城市地理知识 110二 地质知识 113三 测绘知识 115四 农业地理知识 117五 气候气象知识 119本章小结 122第三章 春秋战国 125第一节 社会背景 125第二节 有关地学内容的文献 126一 全国性综合性地学著作的出现 127二 专题性地学著作的萌芽 132三 古籍中的文化地理内容 137第三节 活跃的地学思想 140一 阴阳五行与地学 140二 大地形态观 143三 区域差异思想 146四 人地关系理论 148五 环境保护思想 151第四节 地图文献与文物 154一 文献中的记载 154二 专题性地图的萌芽 155三 地图文物 156第五节 兵书中的军事地理思想 158一 论“地”在战争中的意义 159二 论地形在战争中的作用 159三 天气、植被、天象等在战争中的作用 162第六节 划时代的铁矿利用和探矿理论 163一 铁矿的利用 163二 对矿石性质的认识 164三 探矿理论 165第七节 水利工程和水文知识 167一 水利工程建设概况 167二 水文知识 169本章小结 172第四章 秦汉 174第一节 社会概况 174一 秦朝 174二 汉朝 177第二节 地理视野的扩大 179一 水陆交通 179二 张骞、班超父子通西域 182第三节 秦汉地图 187一 文献中记载的秦汉地图 188二 出土的地图实物 191第四节 小学和史学中的地学 197一 《尔雅》《释名》和《说文解字》 197二 《史记？货殖列传》和《汉书？地理志》 200第五节 方志著作的兴起 203第六节 纬书中的地学知识 204第七节 地学仪器的发明 207一 地动仪 207二 相风鸟 209三 测湿器 210第八节 秦汉时的天地观 210一 世界的范围 210二 天地结构 211三 天地的起源 214第九节 秦汉的矿物知识 214一 采矿、冶炼和制陶中的矿物知识 215二 本草著作中的矿物知识 215三 炼丹术中的矿物知识 216本章小结 217第五章 魏晋南北朝 219第一节 社会概况 219第二节 大地认识论的发展 219一 盖天说、浑天说和宣夜说的大地观 219二 昕天说、安天说和穹天说的大地观 221三 浑天说与盖天说的论战 222第三节 国内区域地理认识的发展 222一 方志的兴盛与国内区域地理认识的发展 222二 国内自然地理特征认识的深入发展 225三 生物地理知识的发展 235第四节 边疆域外地理知识的发展 238一 东部边疆知识的进步 239二 南亚边疆及域外地理知识的进步 240三 西域与中亚地理认识的深入 243第五节 沿革地理和地名学的发展 249一 沿革地理学雏形的形成 249二 地名学的建立 252第六节 地图测绘知识的发展 256一 裴秀与制图六体 256二 地图的编绘 258三 测量数学专著《海岛算经》问世 259第七节 地质知识的发展 261一 海陆变迁思想的形成 261二 化石认识的深化 261第八节 矿物知识的发展 263一 记述矿物知识的主要文献 264二 对矿物认识的深入 269三 探矿手段的进步 270第九节 气象气候知识的发展 272一 气象气候预报的进步 272二 物候学的进步 274三 对气象气候现象认识的深入 275本章小结 276一 魏晋南北朝时期中国地学发展的主要特点 276二 魏晋南北朝时期影响中国地学发展的主要因素 278第六章 隋唐五代 281第一节 社会概况 281第二节 测量与地图的成就 284一 测量方面取得的成就 284二 官、私绘制的地图和地图学家贾耽 285三 《图经》中的地图 288第三节 方志的编纂与历史地理的发展 289一 方志的编纂 289二 历史地理的发展 294第四节 以潮汐观测为特点的水文知识 296一 对河流水文的认识 296二 潮汐知识的迅速积累 298第五节 气象气候的观测记载 300一 气象记录 300二 天气预报 302三 气象仪器 302四 气候与物候知识 303第六节 旅行家对地学的贡献 305一 常骏与《赤土国记》 305二 玄奘与《大唐西域记》 306三 王玄策与《中天竺国行记》 308四 杜环与《经行记》 309五 其他旅行家的贡献 310第七节 地质知识和矿物著作 311一 颜真卿等人对海陆变迁的认识 312二 隋唐五代的化石知识 312三 隋唐五代的温泉知识 313四 隋唐五代的矿物岩石知识 314五 隋唐五代的矿物著作 317第八节 环保与人文地理知识 320一 环保思想和环保措施 320二 人文地理知识 321本章小结 329第七章 宋元 332第一节 社会概况 332第二节 总志的编纂与沿革地理的发展 335一 全国总志的编纂 335二 图经的编纂 336三 地方志的编纂 337四 沿革地理的发展 339第三节 地图学的发展 341一 宋代地图 341二 元代地图 352第四节 沈括在地学上的贡献 357一 地形学 358二 气候学 359三 地图学 360四 历史地理学 360五 自然资源 361第五节 水文学成就 361一 河、湖水文记载 362二 河、湖水情观测 363三 河源考察 363四 海洋潮汐 365五 迳流与植被 366第六节 气象气候学的成就 367一 物候 367二 四季 367三 风 368四 气象观测仪器 369五 域外气候知识 370第七节 边疆和域外地理知识 370一 宋代的边疆和域外地理知识 370二 元代的边疆和域外地理知识 373第八节 矿物岩石专著和本草著作中的地学知识 376一 砚谱中的矿物岩石知识 376二 矿物岩石专著 378三 本草著作中的矿物知识 380第九节 关于化石的记载 383一 化石与历史环境 383二 动物化石 383三 植物化石 385四 人骨化石 385本章小结 386第八章 明代 388第一节 社会概况 388第二节 郑和下西洋与地学知识的扩展 390一 航海史上的空前壮举 390二 七下西洋与六种地学图籍 392第三节 王士性、徐霞客对地学的贡献 395一 王士性及其霞客游记》 398第四节 方志编纂走向高潮 404一 明代志书修纂概况 404二 明代志书与地学 406第五节 边疆地理著作 411一 北方“九边”图志 411二 东南沿海的海防与江防图籍 413第六节 地图的编绘与外流 415一 地图编绘举例 415二 流落国外的明代地图 418第七节 耶稣会士来华与西方地学传入的开始 421一 利玛窦与世界地图 421二 艾儒略与《职方外纪》 424三 龙民与《地震解》 425第八节 风水著作与地学 427一 勘舆家的著作与环境观 427二 风水宅地的选址与地学知识 428第九节 地质矿物学知识 431一 岩石矿物 431二 化石与海陆变迁 434本章小结 434第九章 清代 436第一节 社会概况 436第二节 测绘与制图工作 437一 清初全国地图的测绘 437二 清末进行的测量与绘图工作 442第三节 河渠水利著作的发展与水文地理 444一 河渠著作 444二 新的水文地理认识 449第四节 孙兰、刘献廷的先进地理思想 453一 孙兰的地理思想 453二 刘献廷的地理思想 454第五节 外国地理著作的编写 457一 《瀛寰志略》 458二 《海国图志》 462三 《五洲地理志略》 466第六节 地学著作的校勘与地理考证 470一 校勘 470二 地理考证 472第七节 矿物岩石著作 473一 《怪石赞》 474二 《观石录》 474三 《怪石录》 475四 《端溪砚石考》 476五 《自流井记》 477第八节 西方近代地学的传入 478一 气象 478二 地理学 479三 地质学 481第九节 外国学者在中国的地理考察 483第十节 中国近代地学教育的开办 486一 近代地学教育的萌芽 486二 光绪“新政”与近代地学教育制度 486三 《奏定学堂章程》对地学教育的修定 487四 近代地学教育实践 491五 近代地学教育的奠基人——张相文 492第十一节 中国近代地学研究
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第一章石器时代 第一节社会概况 石器时代的地学史完全依赖于考古学资料。考古学家和历史学家把人类以石器作为生产工具的漫长历史发展阶段称作石器时代，又按制造石器的不同方法把石器时代分为旧石器时代和新石器时代。旧石器时代使用的是打制石器，新石器时代则使用琢制和磨制石器。这个时期的社会称作原始社会。 .旧石器时代是人类社会历史发展过程中*早、延续时间*长的一个阶段，时间约从二三百万年前至一万多年前。在这个阶段的初期，人刚刚由猿进化而来，称为直立人。他们站立起来，创造工具，特别是打制石器，艰难地逐渐由低级走向高级。他们从实践中学会了用火，保存火种，改变生食的习俗，使身体素质得到改善。从旧石器时代早期到中期，也就是从中国猿人到丁村人的时代属于原始群时期，这个时期人们过的是集体生活，群的人数也不多，少则十几人，多则几十人。主要以采集、挖掘植物的果实、根块、茎、叶和狩猎为生。石器比较粗糙，集体劳动，平均分配，共同享用。没有剥削和阶级，没有国家和法律，人与人之间是平等的，没有固定的住址，到处迁移游动。实行内婚制，血族通婚。 旧石器时代中期是原始群向氏族制的过渡时期，到旧石器时代晚期，氏族制正式产生，标志着原始社会生产力有了很大的提高，石器种类多，打制石器的技术有了进步，石矛和飞石索成为狩猎的基本工具，骨角器增加，有了装饰品，有了爱美的观念。有了用皮毛制成的简单的衣服。知道到水中捕捉鱼类、贝类作食物。发明了人工取火的方法，这个发明使人类脱离了保存天然火种的阶段，走进自由用火的新时代。氏族制以血缘为纽带，有了固定的组织，有了*领。实行外婚制，禁止氏族内部通婚，这是一个巨大的进步，对于提高人的体质起了很大作用。因此这个时期人的体质已完全脱离了猿人的特征，和现代人没有什么差别。有了公用墓地，有了议事会，有了原始宗教。氏族制分为两个阶段，**是母系氏族，第二是父系氏族。旧石器时代晚期是母系氏族制的产生时期，此后中石器至新石器时代中期都是母系氏族制时期。 我国中石器时代是旧石器时代至新石器时代的过渡时期，为母系氏族社会，依靠狩猎、捕鱼和采集植物果实与根、茎、叶为生，逐步出现了饲养狗、羊等动物。发明了弓箭，这种先进的狩猎工具，使猎取野生动物的能力迅速提高。石器以细小石器为主。 新石器时代对中国先民来说是一次质的飞跃。*先在经济上由单纯依靠狩猎和采集为生，逐渐进入农业经济，有了农业生产，大大改善了人们的生活条件，也改变了人们的生活方式，促进了社会经济、文化各方面的进步与发展。其次，石器制造也由打制逐步进入到琢制和磨制，连骨器、蚌器和玉器等也进行磨制。第三，发明了陶器，出现了各种用途的陶器，其中炊煮器更便于人们熟食和定居。第四，大部分居民已开始筑房定居，形成了众多的大小不同的聚落。新石器时代晚期出现了城堡，形成了聚落中心。第五，饲养业在中石器时代的基础上向前发展，除饲养狗、羊外，还饲养猪、牛、马等家畜。饲养业的发达，在很大程度上补充了人们生活资料的来源，同时又促进了农业的发展。第六，出现了纺织业，纺织品既可做衣服御寒，还可以结网捕鱼。第七，出现了原始宗教和对神的崇拜。第八，在旧石器时代装饰品的基础上出现了更加美丽的各种各样的装饰艺术品、宗教艺术品。第九，由母系氏族社会进入到父系氏族社会直至原始公社解体。第十，由石器时代过渡到金石并用时代，生产力又一次大提高，*后出现私有制，出现阶级，促进原始社会瓦解，进入奴隶社会，迎来了中国的文明时代。 第二节旧石器时代地学知识的萌芽 在人类历史上，旧石器时代是一个漫长的历史时期，占全部人类历史中的97.5%？。绝对年限约为234万至300万年。在这个漫长的历史时期内中国先民们一步一步走过了直立人阶段和智人阶段。他们*先是自我进步，自我进化，然后才有可能推进社会进步和进化。当他们脱离动物世界，进入人类之后，在极端艰苦的环境中求生存，求发展。在劳动实践中发展自我，发展智力，不断地创造工具，同时也创造语言。有了语言才能交流，有了语言，才使智力不断发达。长期与生存环境相处，必然积累许多生存经验。这些经验就是知识的萌芽，其中包括地学知识的萌芽。地学知识的萌芽体现在生产活动中，体现在石器制造中，体现在居住遗址中，体现在相互交流中。 一生产活动中反映的地学知识 旧石器时代的生产活动主要有三项:一是渔猎，二是采集，三是制造石器。这一小节我们只谈前两项，第三项放在第三小节专门讲。 （一）渔猎生产活动中反映的地理知识 直立人阶段，中国先民已有男女两性的劳动分工，即男性狩猎，女性采集，男女之间的生理差异是这种劳动分工的重要原因。 男人在狩猎过程中，*先要认识各种各样的动物，它们的形态、特征，性情是温和还是凶猛，是食肉动物，还是食草动物或杂食动物。他们经常在什么地方出没，在什么地方觅食、饮水、休息和繁殖。经过长期的观察，人们积累了许多有关动物形态和生态方面的经验，也积累了动物类型及动物分布的知识。有经验的猎手们已经知道，森林中有什么动物，草原中有什么动物，荒漠中有什么动物。对待性情温和的动物如何猎取，对待性情凶猛的动物如何猎取，已有了不同的猎取方法。他们利用有利的地形——悬崖或河边，依靠集体的力量围攻猎捕，应该说有了*初的地形知识。到了旧石器时代末期或中石器时代，人们把猎取到的性情温和的动物或幼子饲养起来，产生了饲养业。 距今180万年前的山西西侯度文化遗址，出土了巨河狸属、剑齿象属、山西披毛犀、古板齿犀、中国长鼻三趾马、三门马、双叉糜鹿等动物化石，这些动物种现在都灭绝了，属于早更新世的动物群。但在当时却是西侯度人猎取的对象。动物化石中还有鱼类和巨河狸，说明这里有较广的水域，哺乳动物中大部分是草原动物，也有生活在草原和森林的种类，表明当时西侯度一带为疏林草原环境。可见西侯度人对动物生存环境已比较熟悉，对动物的地理分布也有所了解。 距今100万年的蓝田猿人头盖骨化石地层中，共发现42种哺乳动物化石，其中有森林动物虎、象、猕猴、野猪、狮等；也有草原动物丽牛、鹿、马等。此外还有中国缟鬣狗、爪兽、剑齿虎、复齿似岩兔、丁氏鼠、土红鼠等。他们捕捉鸟类、青蛙、龟、蝌赐、蛇、老鼠、兔子、豪猪等小动物为食蓝田猿人对这些动物的形态和生态以及地理分布应该是知道的，熟悉的。 距今70至20多万年的北京猿人遗址地层中，有不同时期的动物化石出土，哺乳动物中一部分是上新世残存的属种和更新世初期的动物，另一部分是中更新世的动物，再一部分是现在还生存的动物。无脊椎动物中有扁卷螺、蜗牛和马陆等11种；在两栖类动物中有亚洲蛙、花背蟾蜍等4种；在爬行类动物中有水龟、蔴蛇子等4种；在鸟类中有驼鸟、燕等6种。总计各种动物可达100多种％它们有的生活在水中或水边，如大河狸、水獭、水龟、水牛等；有的生活在山区森林中，如猕猴、虎、豹、犀牛、象等；有的生活在干燥草原上，如驼鸟和胳驼等。北京猿人的狩猎生活促使他们对这些动物的形态、生态和地理分布有所了解。北京猿人对猎取大型的动物还不占重要地位，主要还是捕获小动物为生。而鹿类是主要狩猎对象，余为虎、豹、野猪、玲羊、马等。 旧石器时代中期贵州桐梓县的桐梓人，他们狩猎的对象是当地的野生动物硕豪猪、古爪哇豺、大熊猫、*后鬣狗、东方剑齿象、巨貘、中国犀等。对这些动物的形态、生态和地理分布应该比较熟悉。 距今约7万年的山西襄汾县丁村人，其狩猎对象有山地森林中的动物，如梅氏犀、披毛犀、野马、野驴、赤鹿、斑鹿、河套大角鹿、原始牛、水牛、德永氏象、纳玛象、原齿象、印度象、三门马、鬣狗等；有生活在水中的鱼类，如鲤、青鱼、鲩、鲇等；大量的软体动物，如丽蚌。可见，丁村人对于生活在不同生态环境中的动物是很熟悉，很了解的，从而能够到不同的动物生态环境中去猎取各种动物，而不是猎取比较单一的某些动物。 比丁村文化稍晚的辽宁鸽子洞文化，其狩猎对象多数为草原动物，如达呼尔鼠兔、硕旱獭、上头田鼠、直隶狼、沙狐、小野猫、*后鬣狗、披毛犀、野驴和岩羊等。可见居住在鸽子洞一带的居民对草原动物的形态、生态和地理分布是了解的。 距今2万8千多年的山西朔县峙峪文化遗址，动物化石中野马和野驴的数量*多，是峙略人猎取的主要对象，故峙峪人被称为“猎马人”。 距今2万至1万年的河南安阳小南海文化，动物化石中绝灭种有安氏鸵鸟、洞熊、*后斑鬣狗和披毛犀4种，占整个动物群的22%，其余皆为现生种。其中一些大型食草动物如野驴和披毛犀的骨骼，大多为幼年和老年个体，说明当时人们在狩猎活动中常选择易于捕捉的对象。居民们生活的地方有广阔的草原，草原动物有野驴、披毛犀、羚羊、鹿类、狼等。也有少量的森林动物如猩猩和野猪等。还有生活在沼泽和河流中的水牛，生活在干燥沙地的安氏鸵鸟。这样一个动物繁多的地理环境，是小南海人狩猎的良好场所。 距今1万多年前的山顶洞人，猎取的动物有各种鹿类、野牛、野猪、羚羊、獾、狐、兔等。其中以北京斑鹿和兔的数量*多，是当时狩猎的主要对象。此外还有鲩鱼、鲤科，可见捕捉水生动物是山顶洞人的生产活动之一。 （二）采集生产活动中反映的地理知识 女性采集生产活动会接触大量的植物种类，对植物的形态、类型、生态和地理分布会积累丰富的经验。不是所有的植物果实、块根和茎叶都可以吃的。有的有大毒，会毒死人；有的有小毒，吃了会令人不舒服或生病，也是不能吃的，只有无毒的植物才是人类理想的食品。鉴别植物有毒无毒的工作是几百万年人类前仆后继用极高的生命代价换来的经验。所谓“神农尝百草”是把几百万年人类的经验变成了美丽的传说。采集生产的长期经验积累，使人们驯化了某些野生植物，把野生变成人工栽培，产生了农业，引起了生产上的巨大变革。原始农业产生于旧石器时代末，而兴盛于新石器时代。这一由采集过渡到农业生产的巨变，其功劳应归于妇女。《史记？五帝本纪》说黄帝“蓺五种。”郑玄注曰：“五种:黍、稷、寂、麦、稻也。”这里的黄帝应该是妇女，是母系氏族的*领。《白虎通义？号篇》说古之人民皆食禽兽肉，至于神农，人民众多，禽兽不足，于是神农因天之时，分地之利，制耒耜，教民农耕。”神农也应该是母系氏族的*领。《墨子？辞过篇》直接指明，纺织是由妇女发明的，说妇人，治丝麻捆布绢以为民衣。”这是符合历史事实的。《隋书？仪礼志》称，嫘祖“教民养蚕”，把养蚕的功劳直接记在妇女头上。家蚕的饲养是新石器晚期的事，旧石器时代还谈不上养蚕。 蓝田人采集浆果、坚果和可吃的块根、嫩叶、树蕊、昆虫、鸟蛋，这种采集必须建立在对周围植物状况有认识的基础上，这种认识，就是植物地理知识的萌芽。 北京猿人采集的对象主要是植物的果实和根茎，洞穴堆积中发现大量的朴树籽都被烧过，估计这些树籽可能是北京猿人的食物之一。采集会使古人类认识植物的种类、形态、生态和地理分布。植物的地理分布比动物的地理分布更容易使古人类掌握，因为植物是不动的，而动物是经常流动的。旧石器时代的古人类具体采集什么植物，因为没有植物化石作根据，说不清楚。只有少数有树籽遗存。如北京猿人遗址中的朴树籽，才估计是当时人类的食物之一。 二居住环境反映的地理知识 旧石器时代早期和中期，中国先民们还不会造房子，也没有定居，他们过的是游荡的生活，他们的居住地点也是临时的，住一段时间之后，随着采集、渔猎数量的减少或随着季节的变换，就要迁移别处，寻找更丰富的食物源地。当然，他们这种迁移范围不会太广，是在一定区域内循环迁移。因此，有些临时居住地点会反复使用。如北京周口店龙骨山的洞穴，中国先民们就在这里反复居住达30万年之久，成为北京猿人的圣地。 直立人阶段，先民们除了利用山洞和岩棚作为住所外，已开始建造简陋的隐蔽所。他们对居住地的环境肯定是有所选择的，*先是靠近河流，有水源，有打制石器的原料；其次要有比较丰富的动物群供狩猎取食，第三，要有比较丰富的植物资源，供采集食物。狩猎是很不稳定的，而采集所获得的食物则比较稳定。近代许多采集狩猎民族，60%至7
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