明代是中国古代地理学发展的高峰阶段,不论海外地理知识的丰富还是地图的制作等,都达到了一个新的高度,特别是17世纪30年代我国还诞生了一部领世界近代地理学研究之先的科学巨著——《徐霞客游记》。
从永乐三年(1405年)至宣德八年(1433年),郑和船队七下西洋,到达南亚及印度洋沿岸的许多国家,扩大了人们的地理知识。绘制于郑和下西洋期间的《郑和航海图》,是今日可以见到的15世纪以前我国记载亚、非两洲地理图籍中内容最丰富的文献。《郑和航海图》保存于明末茅元仪的《武备志》第240卷中,原名为“自宝船厂(在南京)开船,从龙江关出水,直抵外国诸番图”,以标示航线(针路)为主,其航线始于南京宝船厂,止于非洲东岸慢巴萨(今肯尼亚的蒙巴萨)。航海图中凡航线沿途各地,上至国家、地区,下至岛屿、沙洲、礁石、浅滩、港口、人家等,皆依其前后顺序及视远近大小收录于航线两侧,共记有地名550个,属于外国的占294个。在海岸地形的划分上,该图已分出岛、屿、沙、浅、石圹、港、礁、硖、石、门、洲11种。海岸地形中,对马六甲海峡的记载尤详,其门有龙牙、甘巴、吉利门等,浅有沙糖、棉花浅等,礁有仁义、马船、白礁等,屿有官屿、三佛、鬼屿等,山有打歪、马安、帽山等,港在南岸有旧港、东港、西港等,在北岸有彭坑、吉令、吉达港等,还有急水湾、洲等。海图的一些特殊航段注有海深、海底底质等。《郑和航海图》的绘制精度相当高,若将图中的东南亚部分重新绘制于现代平面海图上,其形体恰与亚洲东南部海岸线相符,这说明制作人员对于航线所达之处的地形、地貌已相当熟悉,且多经过认真的测量。
中国与亚非一些国家的往来很早就开始了,但长期以来中国对亚非一些国家地理情况的了解还相当有限,这个问题只有在郑和下西洋后才得到较好的解决。郑和的船队在太平洋和印度洋上驰骋二十多年,不仅开辟了从中国往返于东非沿岸包括横渡印度洋的新航线,而且在各个局部区域和内海,又分别开辟了多条新航线,从而使船队遍历东西洋各国,开始能够对所至之处进行实地勘测和调查,弄清了许多过去未知的海外各地的地理状况。
在随郑和下西洋的成员中,马欢著有《瀛涯胜览》、费信著有《星槎胜览》、巩珍著有《西洋番国志》。这些书都以相当数量的文字记录了船队所及国家的地理概况及海洋地理中的一些宝贵的地理资料。如马欢《瀛涯胜览》言柯枝国(印度西南岸喀拉拉邦柯钦一带)气候:“常暖如夏,无霜雪,每至二、三月,日夜间则下阵雨一、二次……至五、六月,日夜间下滂沱大雨。……七月才晴。到八月半后晴起到冬,点雨皆无,直至次年二、三月间又下雨。常言,半年下雨半年晴。”[52]费信《星槎胜览》记述:“龙涎屿望之独峙南巫里洋之中,离苏门答剌西去一昼夜程。此屿浮滟海面,波激云腾,每至春间,群龙(抹香鲸)来集,于是交戏而遗涎沫(龙涎香)。……其龙涎初若脂胶,黑黄色,颇有鱼腥气,久则成大块。或大鱼腹中刺出,若斗大,亦觉鱼腥,焚之清香可爱。”[53]此外如成书于明末的《顺风相送》、清初的《指南正当》等也向时人展示了丰富的海洋地理及亚非印度洋沿岸诸国地理的有关知识。
在元代地理学家朱思本(1273—1333年,字本初)制成的《舆地图》的基础上,罗洪先(1504—1564年,字达夫)绘制了《广舆图》。此图补充增广了边远地区及国外部分,并将原来不便保存的大幅图转绘成16幅两直隶、十三布政使司图,11幅九边图,5幅诸边图,3幅黄河图,3幅漕河图,2幅海运图,9幅外国图,成为当时地理视野所及的一部综合性大地图集。它体现了明代地理知识在16世纪时所达到的水平。
徐霞客像
为开创中国近代地理学事业立下丰碑的第一人,是明代杰出地理学家徐霞客。徐霞客(1586—1641年),名弘祖,字振之,霞客是他通用的别号,江苏江阴人。徐霞客一生矢志于地理考察事业,从22岁起,到56岁逝世,三十多年里,他五下华南诸省,四上华北名山,足迹遍布江苏、浙江、山东、安徽、福建、河南、河北、山西、陕西、江西、湖南、湖北、广东、广西、云南、贵州16个省、区,特别是他晚年历时三年深入西南诸省、区考察,行程远至中缅交界的腾越。徐霞客积累的考察手稿“高可隐几”[54],生前未及整理刊印,死后在辗转传抄及兵灾战乱之中有所散失,但仍有60多万字得以辑成《徐霞客游记》。徐霞客撰写的《盘江考》、《溯江纪源》(一作《江源考》)的摘要也保留至今,成为17世纪宝贵的地理学文献之一。
徐霞客在中国近代地理学发展史上,首开有系统地实地考察自然、探索自然的新型研究之路,其贡献相当卓著。他旅游考察湖南、广西、贵州、云南地区三年,记下游记达56万字,其中对石灰岩岩溶地貌涉及极多,是世界上最早最丰富的石灰岩岩溶地貌学文献,他因此成为世界上系统考察和研究石灰岩岩溶地貌的先驱。在考察中,徐霞客注意到石灰岩地貌的分布范围和岩溶地形发育的地区性差异。如从湖南道州至云南的罗平一带,存在厚层石灰岩的分布,峰林地貌发育尤为明显,他指出:在罗平“遥望东界遥峰下,峭峰离立,分行竞颖,复见粤西面目;盖此丛立之峰,西南始于此,东北尽于道州,磅礴数千里,为西南奇胜”[55]。广西境内岩溶地貌多彩万象,他敏锐地发现柳江地区、漓江(桂林、阳朔一带)地区、桂西北、桂西南地区的地貌特征各不相同,“自柳州府西北,两岸山土石间出,土山迤逦间,忽石峰数十,挺立成队,峭削森罗,或隐或现,所异于阳朔、桂林者,彼则四顾皆石峰,无一土山相杂,此则如锥处囊中,犹觉有脱颖之异耳”[56]。准确地抓住了柳江孤峰谷地和漓江峰林谷地形态迥异的特点,前者土山石峰杂处,后者则“四顾皆石峰”。至于山岭上石峰嵯峨分立的桂西北峰丛谷地,他通过比较后指出其南界起于宾州公村,而桂西南峰丛谷地的东北界为隆安,漓江峰林石山区南端止于佛力司:“佛力司之南,山益开拓……(石峰)碧簪玉笋之森罗,北自桂林,南尽于此。”[57]分布在广西、贵州、云南三省境内的岩溶地貌彼此间亦存有相当大的差异,徐霞客将其高度概括为:“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,皆土峰缭绕,间有缀石,亦十不一二,故环洼为多。黔南之山,则介于二者之间,犹以逼耸见奇。滇山惟多土,故多壅流成海,而流多浑浊,惟托仙湖最清。粤山惟石,故多穿穴之法,而水悉澄清。而黔流亦界于二者之间。”[58]上述徐霞客对于西南石灰岩地区岩溶地貌差异的评述,和现代地质学对西南岩溶地貌的考察分类完全符合。
徐霞客手迹
水在岩溶地貌的形成中是不可缺少的外部力量,徐霞客在考察中已明确认识到这一点。他在记述岩溶漏陷洼地及伏流时言道:“岭头多漩涡成潭,如釜之仰,釜底俱有穴直下为井,或深或浅,或不见其底……始知是山下皆石骨玲珑,上透一窍,辄水捣成井。”[59]“(进穴)皆平地下陷,或长如峡,或圆如井,中皆丛石,玲珑攒嵌,下则渊水澄澈;盖其地中二三丈之下,皆伏流潜通,其上皆石骨嘘结,偶骨裂土进,则石出而穴陷焉。”[60]这便揭示了石灰岩漏陷地形是由流水的机械侵蚀或地下水溶蚀成洞及洞顶崩塌而成,从而解开了岩溶地貌成因之谜。
对于石灰岩地区为数众多的地下暗河与伏流,徐霞客尽可能地对其走向、进水口、出水口进行踏勘,给予合乎实际的结论,如他查明广西的龙江是在永顺司、永泰里之间入穴成暗流,而其下游则流入都泥江。[61]
石灰岩岩溶地形由于大自然的造化,往往形态万千,古人为其命名颇不一致,徐霞客在游记中对之进行了较全面的厘定。他将由水冲凫而成漏陷洼地地貌中体积较小的称为“眢井”(今称落水洞或斗淋),较大的称为“盘洼”(今称圆洼地)[62],并指出两者都有消水性,水可透泄而出,若将底部透泄孔堵实,则可贮成“天池”[63]。对于特大型的溶浊洼地,徐霞客呼之为“坞”,并记录了“夹环为坞”(圆形坞)[64]、“南北石山排闼成坞”(长形坞,今称机理谷地形)[65]等各类“坞”的结构。除漏陷洼地地貌之外,徐霞客对于石灰岩地区广泛出露的石林、石芽地貌特别注意把握其特征,并为之命名,称之为“石萼”、“石齿”、“石锷”等,以“出水青莲,萼丛瓣裂”[66],“利若剑锋,簇若林笋”[67],“石齿如锯、横锋竖锷”、“薄若裂绡,耸若伸掌”[68]等形象的语言描述其面貌。石芽、石林是由雨水沿地表石灰岩裂隙冲蚀或溶蚀而成的,其特征是石色青润,石态玲珑,往往丛聚成林。徐霞客的描述,准确地把握了石芽、石林地貌的实质性特征。
在岩溶地貌中,还有大量各类溶洞及洞内姿态迥异的钟乳石存在。因石灰岩有溶解于水的特性,而我国西南地区恰恰湿热多雨,充足的水流沿石灰岩原始孔隙和裂隙溶蚀,形成地下伏流,这种伏流的通道即是溶洞。随着地层抬升,一些溶洞高出河流水位而为各种形态的平洞;平洞之外还有竖洞,是由山上流水下渗汇流溶蚀石灰岩而成的。在溶洞内,其滴沥水流中的岩酸钙能够析出凝结,天长日久形成了造型各异的钟乳石。明代以前文献对石灰岩溶洞的记载比较简陋,唯有宋代范成大在《桂海虞衡志》中推测过钟乳的成因是“石液融结所为”,其说颇具科学见地。徐霞客深入一百多个石灰岩溶洞,细致考察了这些洞穴的地理位置、结构和成因。如他查清了桂林七星岩洞穴系统是由2大洞府、6个洞天、15个岩洞组成。1953年9月,中国科学院地理研究所对七星岩实地勘测,发现15个岩洞大部分还可以找到,说明三百多年前徐霞客的记述是正确而切实的。徐霞客解释广西三里城佛子岭前岩溶洞及其对面的石润光滑若磨砺的原因是水大时溶洞水满之际反溢逆流,“激涌势壮,故洞与涧皆若磨砺以成云”[69],说明他已认识到水流增压溶蚀力亦随之增大的科学原理。
对于溶洞里各种形态的钟乳石,徐霞客都作了比较科学的命名,如他称洞底耸立的钟乳石为“石笋”、“乳笋”,悬垂在洞顶的为“玉乳”、“石乳”,上下相连如柱者为“石柱”、“乳柱”、“琼柱”,而“石幢”、“石床”、“石蕊”、“石龙”等则是他对一些特殊形态的钟乳石给予的形象称呼,这些命名和称呼在今日介绍钟乳石时仍常被使用。徐霞客并未略过探讨钟乳石的成因,他指出:“盖石膏日久凝胎而成”[70],“皆玉乳之所融结”[71],“皆石髓所凝”[72]。虽然当时他还无法知道这些从水中结晶析出的物质是碳酸钙而称之石膏、玉乳等,但其意已清楚表示水中夹带有形成钟乳的物质,这种见解是符合科学的。
徐霞客对石灰岩岩溶地貌的系统考察和科学记述从时间上看比欧洲最早研究喀斯特地貌(即石灰岩地貌)的学者爱士倍尔(Esper)早一百多年,比欧洲最早对喀斯特地貌进行系统分类的瑙曼(C.Fr.Naumann)早二百多年。由此可见,《徐霞客游记》是无可争议的世界上最早的石灰岩岩溶地貌学文献,它的科学价值至今仍有待进一步认识。
徐霞客的科学考察并非只有石灰岩地貌一项,而是多角度地探索各类自然奥秘。在我国许多地区,尤其长江以南地区存有丰富的砂岩峰林地貌(丹霞地形),这种地貌是由**于地表的厚层砂岩地层经重力崩裂、风化、流水切割等作用而形成的。徐霞客经考察后认为砂岩岩石具有如下的特点,一是有层理,即“石脉”;二是质地较粗,可以分辨出颗粒状结构,有的含有卵石(指砾岩);三是颜色或赭或黑或赭黑相杂,其中以赭红色最为普遍。徐霞客对砂岩岩石这些特点的概括,也是符合科学实际的。
砂岩地貌形态有方山群、峰林、槽形谷、岩洞、残丘、崖壁等。这些形态的砂岩地貌,在《徐霞客游记》中都有描述。如他描述鼓子岩“高亘亦如城,岩下深坳,一带如廊”(属方山类)[73];武夷山石峰“岩壁峭立”(属崖壁类)[74]、“危崖千仞,上突下嵌”(属崖壁类中的额状崖)[75];广西白石山会仙岩“其峡两峰中剖……相距不及丈,而悬亘千余尺,俱不即不离,若引绳墨而裁削之者,即俗所夸为‘一线天’”[76],“一线天”式的崖壁在砂岩地貌中较为常见。此外,徐霞客描述江西弋阳叠龟峰西南的槽形谷:“其处三面环崖,回亘白天,而北与龟、剑二峰为对”[77];江西贵溪一带的岩洞:“皆上穹下逊,裂成平窍,可庐而息。”[78]砂岩岩洞一般深体不深,结构简单,虽然有些岩洞成群排列,或平行数洞,或上下层叠,如同蜂房一般,但不像石灰岩溶洞洞内多有复杂的曲室旁窦及形象纷繁的钟乳。这点,从徐霞客的描述中亦可看出,如他述及广西白石山会仙崖岩洞“上下开窟,而内渐凑合,旁无氤氲之窍,上无滴沥之乳”[79];江西香炉峰之西的拳岩“石粗窍直,无宛转玲珑之致”[80];广西都峤山一带的岩洞“一岩甫断,复开一岩,层穴之巅,复环层穴,外有多门,中无旁窦”[81]。砂岩地形发育到老龄阶段,则为残丘面貌,徐霞客亦多次描述过这种地形,如他指出江西上饶至贵溪之间的残丘“俱如覆釜伏牛,或断或续,不特形绝崆峒,并无波皱纹,至纤土寸茎,亦不能受”[82],当地人称此类残丘石块为“牛牯石”。对砂岩地貌的研究,《徐霞客游记》可谓是历史上的第一部典籍。
《徐霞客游记》的地理考察成果特别丰富,除前文所述外,还有对流速之差极大的闽北建溪和闽南宁洋溪(即九龙江)的考察。他发现了宁洋溪之所以“悬溜迅急,十倍建溪”[83]是因为宁洋溪流程才300余里,建溪流程长达800余里,而两者的上游高度却相等,所以“程愈迫,则流愈急”[84],从而得出流程短且河床比降大其流必速的结论。他对云南腾冲等地地热现象也进行了分析,认为这是由于“有炉橐鼓风扇焰于地下”[85],即有某种致热物质在地下发挥作用。徐霞客还对于云南打鹰山火山喷发尽毁山上大竹巨木、填龙潭成陆及喷口附近多浮岩堆积的状况,作了记载:“山顶之石,色赭赤而质轻浮,状如蜂房,为浮沫结成者,虽大至合抱,而两指可携,然其质仍坚,真劫灰之余也。”[86]他对于山区植物生长与地理高度、温度、风速等关系,也有深刻认识,如言浙江天台山绝顶“荒草靡靡,山高风冽”,而“岭角山花盛开”[87];云南棋盘山“顶间无高松巨木,即丛草亦不甚深茂,盖高寒之故也”[88];黄山天都峰峰顶“其松犹有曲挺纵横者,柏虽大干如臂,无不平贴石山如苔藓然。山高风巨,雾气来去无定”[89]等。此外,书中对河曲发育的规律,河岸峭壁如岬角形成的机制(“水啮”),动植物分布与环境,地理纬度和高度对温度变化的影响,三分石为潇水、岿水、沲水三条水系的分水岭、一些水道的源流、去向等,都有独特的、前人所不及的发现。
明代地理学在长江江源的考察与研究上,也取得了突破性进展。徐霞客在其地理学论文《溯江纪源》中,以无可辩驳的材料,批驳了前人以岷江为长江正源的旧说,提出了“推江源者,必当以金沙为首”[90]的关键性结论。长期以来,人们曾拘泥于儒家经典《尚书·禹贡》所谓“岷山导江”之语,认为岷江即是长江江源。虽然《汉书·地理志》已介绍过在长江的上游还有金沙江,但人们鲜加理会。徐霞客在广泛的地理考察基础上,比较了黄河、长江的流量、流域面积及全国山脉大势,认为黄河“阔不及江三之一”、“计其吐纳,江既倍于河,其大固宜也”[91],绝不会“江源短而河源长”[92],人们已经屡次寻讨河源,知其源自昆仑之北,则长江必当源自昆仑之南。同时,徐霞客又发现岷江与金沙江于叙州(四川宜宾)会合,“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”[93],岂能“舍远而宗近”以岷江为长江正源呢?徐霞客指出,如同渭水是黄河的一条支流一样,岷江亦是长江的一大支流,而作为长江的正源,只有金沙江堪当。
应该指出的是:在金沙江之上有通天河,在通天河之上又有沱沱河,沱沱河才是长江真正的正源。然而,在当时,无论陆路、水路,还都不能远溯通天河及沱沱河,徐霞客的推论自然无法达到最完整的程度。即使这样,徐霞客这方面的探索仍是江源认识史上的一大飞跃,它为以后江源的进一步探索指明了方向。特别是徐霞客在《溯江纪源》中明确指出不可“舍远而宗近”[94]以及所流露的取同一水系中最大、最长的一条河流作为主源的见解,是非常科学的。
17世纪时,世界上科学的地理学还处在萌芽状态,徐霞客首先打破了旧地理学研究所因循的征引纂辑现成材料的旧传统,开辟了一条系统的和定量描述自然的新途径。在徐霞客去世一百多年后,西方的近代自然地理学才在德国地理学家洪堡、李特尔的努力下建立起来。而我国清朝时期,由于社会条件的制约,徐霞客的事业后继无人,导致了我国近代地理学落后于西方的局面。
注释
[1] 《明太宗实录》卷一一八。
[2] 《明史·舆服志四》。
[3] 《明史·历志一》。
[4] 同上。
[5] 同上。
[6] 同上。
[7] 谷应泰:《明史纪事本末·修明历法》。
[8] 《明史·历志一》。
[9] 《明史·历志一》。
[10] 《徐光启集·条议历法修正岁差疏》。
[11] 《徐光启集·历书总目表》。
[12] 《徐光启集·测候月食奉旨回奉疏》。
[13] 《徐光启集·历书总目表》。
[14] 摘引自薄树人:《徐光启的天文工作》,中国科学院中国自然科学史研究室编:《徐光启纪念论文集》,110~142页,北京,中华书局,1963。
[15] 《明史·历志一》。
[16] 同上。
[17] 《徐光启集·刻同文算指序》。
[18] 宋应星:《天工开物·五金》。
[19] 宋应星:《天工开物·五金》。
[20] 同上。
[21] 宋应星:《天工开物·冶铸》。
[22] 宋应星:《天工开物·锤锻》。
[23] 顾炎武:《日知录·石炭》。
[24] 徐光启:《农政全书·蚕桑广类》。
[25] 黄省曾:《西洋朝贡典录·自序》。
[26] 参见《郑和家谱》。
[27] 参见杨宽:《中国历代尺度考》,北京,商务印书馆,1955。
[28] 巩珍:《西洋番国志》。
[29] 作者罗懋登,成书于万历年间。此书虽系演义体裁,但所取材料颇多史实,故可取做参考。
[30] 席龙飞、何国卫:《试论郑和宝船》,《郑和下西洋论文集》第1集,北京,人民交通出版社,1985。
[31] 《明史·兵志四》。
[32] 《明宣宗实录》卷一○三。
[33] 李诩:《戒庵老人漫笔·周髀算尺》。
[34] 黄省曾:《西洋朝贡典录·占城国》原注。
[35] 黄叔璥:《台湾使槎录》。
[36] 佚名:《顺风相送·定潮水消长时候》。
[37] 郑和等:《天妃之神灵应记》,郑鹤声、郑一钧:《郑和下西洋资料汇编》上册,42页,济南,齐鲁书社,1980。
[38] 陈子龙:《农政全书凡例》。
[39] 徐光启:《农政全书·蚕桑广类》。
[40] 同上。
[41] 徐光启:《农政全书·荒政》。
[42] 徐光启:《农政全书·树艺》。
[43] 同上。
[44] 同上。
[45] 同上。
[46] 徐光启:《农政全书·种植》。
[47] 邱濬:《大学衍义补》。
[48] 徐光启:《农政全书·蚕桑》。
[49] 潘季驯:《河防一览·河议辨惑》。
[50] 同上。
[51] 傅泽洪:《行水金鉴》卷一二一。
[52] 马欢:《瀛涯胜览·柯枝国》。
[53] 费信:《星槎胜览·龙涎屿》。
[54] 钱谦益:《徐霞客传》,《徐霞客游记》(褚绍唐、吴应寿整理),1195页,上海,上海古籍出版社,1980。
[55] 《徐霞客游记·滇游日记二》。
[56] 《徐霞客游记·粤西游日记二》。
[57] 《徐霞客游记·粤西游日记一》。
[58] 《徐霞客游记·滇游日记二》。
[59] 《徐霞客游记·楚游日记》。
[60] 《徐霞客游记·粤西游日记二》。
[61] 《徐霞客游记·粤西游日记四》。
[62] 《徐霞客游记·滇游日记二》。
[63] 《徐霞客游记·滇游日记三》。
[64] 《徐霞客游记·粤西游日记三》。
[65] 同上。
[66] 《徐霞客游记·楚游日记》。
[67] 《徐霞客游记·粤西游日记一》。
[68] 同上。
[69] 《徐霞客游记·粤西游日记四》。
[70] 《徐霞客游记·滇游日记十一》。
[71] 《徐霞客游记·粤西游日记二》。
[72] 《徐霞客游记·粤西游日记三》。
[73] 《徐霞客游记·游武夷山日记》。
[74] 同上。
[75] 同上。
[76] 《徐霞客游记·粤西游日记二》。
[77] 《徐霞客游记·江右游日记》。
[78] 同上。
[79] 《徐霞客游记·粤西游日记二》。
[80] 《徐霞客游记·江右游日记》。
[81] 《徐霞客游记·粤西游日记二》。
[82] 《徐霞客游记·江右游日记》。
[83] 《徐霞客游记·闽游日记》。
[84] 同上。
[85] 《徐霞客游记·滇游日记》。
[86] 《徐霞客游记·滇游日记九》。
[87] 《徐霞客游记·游天台山日记》。
[88] 《徐霞客游记·滇游日记四》。
[89] 《徐霞客游记·游黄山日记》。
[90] 《徐霞客游记》附编《溯江纪源》。
[91] 同上。
[92] 同上。
[93] 同上。
[94] 同上。