地理学的时空问题.pdf

第 30 卷第 6 期 2 00 9年 1 2月 衡阳师范学院学报 Journal of Hengyang Normal University No 6Vol 30 Dec 20 09 地理学的时空问题 向清成 杨立国 衡阳师范学院 资源环境与旅游管理系 湖南 衡阳 421008 摘 要 时空问题是所有科学研究的基本问题 古代地理学家认为时间与空间是相互分离的 时间被视为事物 变化的量 而空间被视作地理分布的场所 近代以来地理学的时空观一直停留在牛顿和康德所处的时代 随着 现代科学时空观的建立 当代地理学必须构建新的时空观 关键词 地理学 时空问题 理论创新 中图分类号 P 901文献标志码 A文章编号 1673 0313 2009 06 0116 03 1 问题的提出 时空问题是人类认知领域的一个最基本 最重要的问 题 也是一个永恒的主题 从古到今 人类一刻也没停止过 对时空问题的探索 在古代 古希腊大学者亚里士多德的 物理学 论天 论天象 论宇宙 对时空问题的本源进 行了系统深入的探讨 中国春秋战国时期的 周易 管子 宙合 庄子 墨经 山海经 禹贡 等诸多著作也闪耀 着探索时空问题的智慧火花 近现代以来的牛顿 康德 黑 格尔 马克思 恩格斯 列宁 爱因斯坦 霍金 都对时空问题 做出了深入研究 牛顿 爱因斯坦 霍金被视为近现代以来对 时空研究做出巨大贡献的三座丰碑 而马克思 恩格斯 列宁 三位伟人关于 时空与物质运动相统一 的唯物主义哲学观 则惊人地被后来的科学发现所证实 在当代科学体系中 无 论是哲学或是其他科学 都把时空问题放在科学研究的突出 位置 其研究水平也直接体现了各学科的发展水平 但令人 遗憾的是 近代以来地理学对时空问题的研究仍然停留在牛 顿和康德所处的时代 在当今全球化的 流动空间 时代 地 理学进行时空理论创新已是势在必然 2 人类时空观的演变 古代的时空观有多种 但占主流的时空观认为时间和空 间是分离的 在古代 无论是古希腊或是古代中国 空间都 被视为物质运动的场所 是 空盒子 这个 空盒子 就是 虚空 古希腊 原子论 创立者留伯基 500BC 440BC 所 指的 原子 就是指不可再分的最小物质实体单位 虚空 就是指物质运动 的场所 是纯空间 真空 德谟克利特 460BC 370BC 将原子论进一步深化 1 牛顿绝对时空观 的形成 可以看到 原子论 影响的痕迹 古希腊哲学家柏拉图 427BC 347BC 在 蒂迈欧篇 一 书中宣称宇宙是造物主所创造 时间和空间也是造物主所 造 宇宙最完美的形态是圆形 从圆心到圆周处处相等 2 不难看出 柏拉图的时空观是十足的主观唯心主义 古希腊最伟大的百科全书式的学者亚里士多德 384BC 322BC 作为柏拉图的得意门生 在时空观上却与柏拉图 有根本的区别 亚里士多德在其名著 物理学 中明确提出 自然是运动和变化的本质 在事物之外 没有任何运动的 存在 运动的最一般 最基本的形式是空间的变化 即我们 所谓的移动 亚里士多德强调时间和空间与事物的运动变 化有关 都是客观存在 从而旗帜鲜明地否定了柏拉图唯心 主义的时空观 但是 亚里士多德一方面认为 空间是包围 物体的界限 否定空间是形式和质料的说法 另一方面又 认为 恰如容器是可以移动的空间那样 空间是不能移动的 容器 对于时间的本质 亚里士多德认为时间与运动有关 但又不是运动本身 时间是使运动成为可以计数的数目 3 收稿日期 2009 09 10 基金项目 湖南省人文地理学重点建设学科资助 070502 湖南省教育科学 十一五 规划项目 高校地理科学专业人文 地理学课程体系创新与特色课程建设 XJK06CGD006 作者简介 向清成 1956 男 湖南沅陵人 衡阳师范学院资源环境与旅游管理系教授 博士 从事城乡与区域发展研究 2009 年第 6 期向清成 杨立国 地理学的时空问题 117 众所周知 牛顿力学体系的创立是近代科学技术体系得 以建立的基石 但牛顿的绝对时空概念一直受到后人的严厉 批判 康德从人类认知起源和过程的探索出发 在 纯粹理 性批判 一书中提出空间和时间不是从经验得来的概念 而 是感性直观的纯粹形式 简言之 在康德看来 空间 时间和 物质的客观存在无关 空间是纯粹主观的 先验的存在于人 脑之中的 这完全是唯心主义先验论的观点 4 但是康德在 关于天体演化和自然地理学等学术著作中又表现出唯物论 思想 所以 康德的时空观其实是一个矛盾体 这正如他的 全部哲学思想是一个矛盾体一样 爱因斯坦划时代的相对时空观从根本上颠覆了时间和 空间分离的绝对时空观 5 6 这一理论对于指导创新地理时 空观而言 相对时空观从根本上否定了地理空间是一个 空 盒子 式的人类活动场所的概念 地理空间的概念与人类社 会实践活动紧密联系 人类社会活动与地理时空是一个不可 分割的统一体 人类社会实践的变化必然在地理时空变化上 得以充分体现 这正如物质运动与时空变化是一个事物的不 同侧面一样 近些年来科学界时空及宇宙本源的研究取得一些重大 进展 几个重要的研究结果是 宇宙年龄为 137 3 1 2 亿 年 恰好是太阳年龄的 1 5 倍 地球年龄的 3 倍 7 宇宙大 爆炸理论初步得到证实 目前处于膨胀期的宇宙直径估计达 780 亿光年 8 宇宙物质构成中 4 为通常物质 23 为冷 暗物质 73 为暗能量 9 已证实的宇宙尺度结构范围约为 10 21m 1027m 至少跨越 48个数量级 自然界力的构成包 括引力 电磁力 强力和弱力四种 随着物质尺度变小 引力 越来越弱 而后几种作用力相继凸现 超弦理论在统一四种 作用力方面取得一系列突破 10 科学研究取得的重大新成 果 对于构建新的地理时空观具有十分重要的意义 3 地理时空特性 地理时空具有复杂性 社会性 多样性 连续性 可变性 等五个基本特性 地理学研究的时空限于人类活动的时空 从时间尺度 看 限于人类文明时期以来的环境和社会发展变化 特别是 侧重于研究工业化时代以来的变化和未来的发展前景 从 空间尺度看 我们生存的地球尺度为 107m 量级 人类生命 个体尺度为 米 级 100m 地理学研究的空间尺度两极处 在 100m 107m 之间 由于地理学研究对象的时空跨度大 涉及的因素多而复杂 这就决定了地理时空的复杂性 11 地理时空是人类社会活动和自然界有机结合的产物 从宏观层看 地理时空不能脱离宇宙时空而存在 宇宙时空 规律制约着地理时空结构和变化 另一方面 地理时空又表 现出明显的个性特征 这种个性特征集中体现在人类社会实 践改变人类社会的自然时空结构属性 即创造了由人类社会 实践参与的地理时空结构 如果没有人类社会的实践 也就 没有所谓的地理时空 地理时空的人类社会属性 是地理时 空的一个重要属性 地理时空的多样性是指地理时空内部结构的多层次性 和多元性 这与宇宙时空结构的多层次性和多元性是一致 的 在人类社会 不同尺度规模 不同发展状态和不同发展 模式的时空结构都存在巨大差异 从古到今 世界上各国各 地区不同民族的社会 文化 经济 科技等各方面的发展状况 都不相同 发展的道路也不相同 因而时空结构亦不同 同 一国家 同一民族的不同地区 由社会发展和地理环境所决 定的地理时空结构也不尽相同 承认地理时空的多样性 对 于认识社会发展和环境的多样性和地域差异性具有重要 意义 地理时空的连续性是由人类社会实践和发展的惯性所 决定的 在人类社会发展的每一个阶段 如果没有发生社会 突变 人类社会的发展就会按照类似于惯性作用力使物体保 持匀速运动一样地平缓地持续下去 这一过程更多的是继承 业已形成的旧传统的过程 也是一个社会矛盾缓慢积累 社 会变革缓慢催生的过程 认识地理时空连续性的社会意义 在于 人类文明的继承是保持人类社会不断发展的一个重要 前提和基础 但是过于依恋文化传统的继承 可能会滑向固 步自封 因循守旧的泥沼 从而阻碍社会的进一步发展 地理时空的可变性并非指地理时空结构的松散性或脆 弱性 地理时空的可变性源于人类社会改造世界的巨大主 观能动性和创造性 这一特性仍然与人类社会实践紧密相 关 在一个惯性发展的社会 一旦产生出新的发展动力 例 如产生科技革命或新的社会制度的变革 这个社会的地理 时空将随之改革 如果新的社会发展动力来的很猛烈 则地 理时空亦随之巨变 近代西方产业革命和我国改革开放后 地理时空的巨变 就是最好的例证 求新 求变 不断创造新 的社会发展动力 是改变旧的地理时空结构的根本出路 这 一观点 对于制定处理我国城乡和地区发展差距的政策措施 具有重要的实践意义 例如 要改变我国中西部地区发展相 对落后的面貌 其根本举措是培育和激发中西部地区内部发 展的动力 创造改变其落后面貌的机制 而不应把重点放在 向中西部地区进行财政转移支付等输血式扶贫方式上 4 地理时空尺度划分问题 在现代科学大家庭中 没有尺度概念的学科很难说其是 科学 其原因在于 尺度划分是深入 系统地进行科学研究 的基础 没有这个基础 就难以识别不同尺度结构事物的本 质和个性特征 从而也就不可能完整地揭示和把握事物发展 变化的客观规律 对地理时空尺度划分和尺度结构特征研究的不足是当 今地理学的一个重大缺陷 特别是国内地理学界尚未对时 空尺度的划分给予足够的重视 这种局面已到非改不可的地 步 可以预言 加强地理时空尺度划分的研究 必然会促进 地理学整体科学水平的提升 从空间尺度看 当今地理学仍然仅将研究对象划分为全 118 衡阳师范学院学报2009 年第 30卷 球 各大洲 国家 区域四个层次 对国家地理的研究 大多 停留在大区研究的层次上 进一步细化的研究也大多只是停 留在省级行政区层次上 而到地市或县一级行政区的研究很 少 深入到微观领域 例如单个家庭 企业 地段 街道 村落 社区等 的研究更为少见 由于缺少严密的时空尺度划分标 准 没有对不同时空尺度的地理特征进行深入细致的比较研 究 因而在探索客观规律方面就缺乏必要的研究基础 其结 果导致地理学界相当数量的低层次重复研究和低水平成果 解决这一问题的主要出路有三个方面 一是进一步细化地理 时空尺度划分 在加强全球整体研究的同时 要加大对小尺 度和微观领域的地理研究 二是加强不同尺度地理特征的比 较研究 建立不同尺度地理要素作用机理的谱系 三是加强 不同地理类型的研究 将不同地理类型和不同尺度的地理特 征进行比较研究 全面揭示地理过程和结构变化的客观 规律 参考文献 1 中国社会科学院哲学研究所西方哲学史研究室 外国哲 学史研究集刊 第四辑 M 上海 上海人民出版社 1981 86 113 2 古希腊 柏拉图 蒂迈欧篇 M 谢文郁 译 上海 上海 人民出版社 2005 22 30 3 古希腊 亚里士多德 物理学 M 张竹民 译 北京 商 务印书馆 1982 92 135 4 德 康德 纯粹理性批判 M 邓晓芒 译 杨祖陶 校 北京 人民出版社 2004 25 50 5 范岱年 赵立中 许良英 爱因斯坦文集 第二卷 M 北 京 商务印书馆 1977 351 383 6 基普 S 索恩 黑洞与时间弯曲 爱因斯坦的幽灵 M S 霍金 序 李泳 译 长沙 湖南科学技术出版 社 2000 39 103 7 邓雪 梅 更加精 确的宇宙 年龄 J 世界科学 2008 4 2 8 晴空 科学家 量 出宇宙大小 J 太空探索 2004 8 32 33 9 张新民 宇宙中的暗物质和暗能量 J 物理 2005 34 6 405 407 10