交叉学科地理学的方法论陆大道.ppt

关于交叉学科经济地理学的方法论 陆大道2010 09 19 1 一 序 由因果关系论到相互作用论 2 地理学是一门自然科学和人文科学之间的交叉科学 其研究对象是地球表层的自然地域系统和 人 地地域系统 这两类系统所表现出来的特征 如果以数量化表达 也与一些纯自然科学 数学 物理学等 不同 人 地地域系统 主要是经济地理学的研究对象 3 因果关系论 支配了十八世纪十九世纪以来一系列自然科学的伟大发现 达尔文的进化论的发现经历了这样的过程 近代地理学的奠基人洪堡 发现了植物垂直分带性和水平分带性分异规律 也是经历了先观察现象本身然后探求现象形成原因的过程 因果关系论 18 19世纪对于人文科学也产生了巨大的影响 最明显的是马尔萨斯人口论的形成 今天 仅仅以因果关系论来解释事物的变化发展已经大大不够了 4 支配现代科学发展的基本理念是强调要素或者因素之间的 相互作用论 揭示相互作用 论 需要是系统论的方法 但是 系统方法 系统动力学 的运用不是孤立的 地理学及其中的经济地理学当然也是如此 从自然科学和人文科学交叉角度考察更是如此 5 二 由自然因素引发的环境变化转变为由人类因素引发的环境变化 6 20世纪后半叶以来地球的表层中出现了严峻的态势 特别是20世纪70 80年代以来 经济工业化和社会城市化急剧发展以及强大的技术手段的运用 强烈地改变着各地区的经济结构和生态环境结构 资源被加速消耗 许多地区的生态环境正在恶化 在这样的背景下 地理学研究开始进入一个新的阶段 注重由自然因素引发的环境变化正在转变为由人类因素引发的环境变化 即转移到自然过程 生物过程和人类活动过程间的相互作用方面 7 8 三 地理学与 人 地地域系统 9 地理学研究区域差异性和区域之间的相互依赖性 无论是差异性和相互之间的依赖性都是要素之间相互作用的结果 自然要素间的相互作用 人和自然的相互作用 因果关系论导致环境决定论 环境可能论等 相互作用论导致人与自然的对立和统一 10 经济地理学研究地域的经济系统 是 人 地地域系统 的类型之一 人 地地域系统 特征决定了其研究方法的特殊性 也决定了经济地理学的科学特性 11 四 在相互作用论的理念指导下进行两大类结构的研究 社会经济发展要素的组成结构和社会经济发展的空间结构的研究 相互作用结构系统 12 社会经济在地域空间上的结构是人类活动在空间上的投影 反映了人类社会经济活动的规律 在地域空间上表现出来的规律 我们要问 形成了什么样的空间投影 为什么会形成各种各样的空间投影 13 大千世界 千千万万个社会主体和经济主体 每一个活动主体的空间位移可能是没有规律的 可是在总体上 仍然具有明显的空间规律 在这样的纷纭繁杂的大千世界里 如何寻找社会因素 经济因素运动和区位的空间规律 14 我们探索这个原因 为什么城市有大有小 我们相信 城市分布一定有什么安排它的原则在支配着 仅仅是我们仍然不知道而已 他认为 城市在空间上的结构是人类社会经济活动在空间的投影 物质向一核心集聚是事物的基本现象 空间中的事物从中心发源 向外扩散 区域的中心地点 也就是区域的核心 是一个特定区域的统帅 这就是城镇 世界上几乎没有一个地区不由各种规模的城市组成的城市网所覆盖 大多数情况是 一个地区或国家 如果从大到小对城市进行分级 那么各种等级都会有 经验规律表明 规模最小的那一级城镇的数量最大 等级愈高 数量愈少 15 我们同样可以提出这样的问题 各种不同的区域 包括行政区域和自然区域 它们的经济发展社会发展 为什么如此千差万别 同样是在一个国家中 各地区发展水平差异很大 或者是 在某一国家某一时期两个区域 发展水平差不多 但是 经历了一个或若干个发展阶段后 其发展水平拉大了 等等 我们要探求这里面的原因 也就是说 揭示其中的因素和因素作用 只有这样 人们才有可能对各种类型区域的发展过程实施控制 16 我们很容易发现 这些因素的作用并不是决定论性质的 一系列有关因素共同决定区域的发展速度 规模和结构特征 这些因素中的一个或几个发生了变化 其所引起区域发展 规模 速度 结构等 的变化 并不能在量的方面进行精确测量的 即可以得出一个或一组确切的数据 参数 存在普遍的不确定性 为什么呢 17 五 人 地地域系统 的特征 这种特征决定了其研究方法的特殊性 也决定了人文 经济地理学的科学特性 18 人 地地域系统 就其与外界的关系来说 是半开放的系统 任何一个 人 地地域系统 的内部关联构成了各个区域的不同特征 但同时 又都是与外部进行物质 能量 信息交流的 这构成了区域之间的差异性和相互联系 研究这种半开放系统是地理学家的特长 因为地理学就是研究地域差异和地域相互依赖性 就其稳定程度而言 是非稳定系统 该系统内 一个或 一组要素的变化就可能导致整个系统的变化 甚至导致系统运行方向的改变 19 这个系统就其变化的机制来说 即从系统的发展因素和趋势考察 属或然性系统 probabilisticsystem 与此对立的是决定性系统 deterministicsystem 在 人 地地域系统 内 要素相互作用的变化及要素变化对于系统状态的影响 或者说 事物的发展 不是受决定论支配的 不象水面蒸发量 与水面温度和表面风速相关 的规律和线性特征 这种线性特征 还如 宇宙飞船在太空的对接要求 可以 精确到百万分之一秒 一台机器 会严格地按照输入的一定参数去运转 在交叉科学领域内 没有这种决定性的规律 但是 在这些领域中 因素和要素之间的作用具有方向 幅度 概率等规律 例如 人口的数量和质量是区域人地系统中非常重要的变量 进行人口预测 不可能预测到个位数 尽管在那个时刻到来时有一个精确个位数的数据 但是 人口预测毕竟是科学的一部分 是有意义的 也是可能的 20 稳 随遇 不稳 系统的平衡性 21 作用力强度 到系统中心的距离 地域系统的类型 资料来源 Wirth TheoretischeGeographie 22 人 地地域系统 这三个理论特性需要进行深入长期的研究 还要求以具体区域的情况和数据加以实证研究 对于这些特征的深入研究 是认识经济地理学的特性和为可持续发展提供理论基础的主要基础 23 人 地地域系统 地域经济系统 经济地理学 研究对象 各种地域范畴经济发展的因素作用及其形成的地域空间结构 也就是 地域经济系统 及其空间结构 理论上 回答各种范畴区域的经济要素的合理集聚 最佳规模和最佳结构问题 实践中 提出区域可持续发展途径和各种类型区域的发展方向和措施 学科性质 介于自然科学和经济科学之间的交叉学科 24 区域系统发展的或然性特征 带来两点值得我们十分注意 其一 对区域系统的研究和调控较之技术系统 如一部机器 等 要复杂得多 困难得多 其二 仅仅乃至主要依靠数学和计算机是不能解决问题的 25 如何对 系统 进行研究 通过 六 结构与结构分析 26 社会经济要素的比例结构 统计分析等 社会经济要素的空间结构 逻辑推理 图形分析 在数据库基础上的计算机空间分析 发展态势分析预测 系统动力学方法等 支撑上述分析的是统计和各种统计分析和要素间相互作用的分析等 引入专家系统方面的知识 结合问卷调查等等方法 与GIS相结合 进行各种决策分析 解决复杂的实际问题 27 要素的综合集成 系统要素的综合集成研究的目的是分析不同自然和人文要素同 区域 特征指标与综合测度指标的关系 反映 区域 各主要发展阶段不同要素作用强度 作用方式和作用效果的差异 反映同一要素在不同发展阶段的作用强度 方式和效果的变化 综合揭示影响区域发展的主导要素及其要素匹配关系的转换规律 探究要素同区域发展的耦合机理 28 参数的分析与判断 这里所指的参数是刻画 地球表层系统 内部要素之间作用中量的关系 在不同的系统中或同一系统不同时间变量情况下 同一范畴的参数是不同的 没有参数的研究和揭示 就没有系统变化机制的研究和揭示 各种参数的获得 主要依靠要素之间的相关分析和模型计算 但是 关于参数的科学性和代表性的判断是非常重要的工作 29 经济地理学家在GIS方法基础上发展了数据库和空间分析方法 如果说 自然地理学的新方法是实验地理学的话 那么 人文 经济地理学的新方法就是数据库和空间分析方法 30 中国 交通优势度 图 中国交通网络等可达性曲线分布图 31 未来50年 3 交通设施的网络格局与分布密度将进一步呈现出东西部的差异 高容量的综合运输走廊将渐成体系 构成综合交通网络的骨架 网络节点成为2020年之前交通建设的重点 此后交通枢纽将成为交通网络的建设主流 中国未来交通运输网络服务范围我国骨干综合交通运输通道体系 32 1400 连网计算机 万台 1200 1000 800 600 400 200 0 1997 10 5 004 504 003 503 002 502 001 501 000 500 00 0 1 2 信息化水平 R 3 时间令人喘不过气来的发展速度 国际出口带宽 Mbps 连网计算机 国际出口带宽 800070006000500040003000200010000 2001 12 信息经济会不断强化经济和社会的空间极化现象 数字鸿沟 数字分化 等新的区域分化现象的发展 引起区域发展宏观差异的扩大 三大地带及各地区之间 信息化发展的差异特别是对于信息的掌握 传播 利用的能力差异很大 由此给经济增长的地区差异以明显的影响 33 1998 6 1998 12 1999 6 1999 12 2000 6 2000 12 2001 6 人均GDP R 4 34 35 案例2 上海市区 合同任务完成情况 研究水平及创新性 项目前沿性与拓展 存在问题 各种类型城市用地在空间距离上的分布与变化存在很大差异 36 七 关于统计分析方法的运用 37 路甬祥在关于 我院科技战略规划研讨会上的讲话 中指出 许多重大的科学发现如布朗运动 微小颗粒运动是没有规律的 但是 却有统计规律 2003年11月初 在社会和经济领域 特别是在社会和自然交叉的领域 统计规律是重要的 不要以为统计分析就不是先进的研究方法 我预计 统计分析方法将永远是重要的科学方法 在社会和经济领域 特别是在社会和自然交叉的领域 统计规律是重要的 不能认为统计分析就不是先进的科学方法 统计分析方法将永远是一个重要的科学方法 38 统计分析方法是研究人地地域系统变化进而对这一系统进行刻画的有效方法 不能说 统计分析方法不先进 这种方法还要运用一百年 布朗运动的刻画就使用了统计分析方法 因为单个分子运动是没有规律的 社会经济的客体 数量及其巨大 认识区域经济发展的产业结构和空间结构 统计分析是极其重要的方法 问题是 要求科学地运用统计分析方法 这里应该重要基础是各种数据的来源 39 40 初级产品出口国家 4 6 人力资本36 不同类型国家的财富构成 及占世界的比重 自然资源资本44 特质资本20 其它发展中国家 15 9 自然资源资本28 高收入国家 79 6 人力资本56 物质资本16 自然资源资本17 物质资本16 人力资本67 世界银行 1995 41 八 经济地理学方法发展与实践的关系 42 如何看待实践知识和方法之间的关系 重要的是了解事物之间和事物内部的实际结构 只了解数学结构和计算机结构 而不了解实际事物及实际事物间的结构和关联是不行的 在对要素之间的作用和作用参数缺乏判断能力的情况下运用数学公式和人机对话 是完全没有意义的 只能是游戏 一个系统动力学模型框架中几十条甚至上百条连接线和箭头 43 关于实践 理论 方法的结合 学者们在研究区域发展及其空间结构时 特别是在预测未来时 希望借助数学方法和公式 借助计算机进行人机对话 于是 编制了复杂是数学公式 但是 对于作这件工作的学者 最为重要的是要求了解 认识实际事物的关联和结构 而不是仅仅了解数学结构和计算机结构 要根据实际事物的实际关联编制数学公式 要对于计算机模拟出来的一系列参数的科学性具有判断能力 不能将不相关的因素建立相关 44 对人与自然相互关系区域系统进行预测和调控 一般情况下 需要考虑较多的参数和限制条件 建造较多的方程 进行多方案模拟 但是 也并不是模型愈复杂愈好 方程愈多愈好 对此 可举一个例子 50年代初 原联邦德国曾要求对1980年全国小汽车拥有量进行预测 任务委托给几家研究单位 20多年后实际增长过程线与他们预测曲线偏离颇大 而与另一条预测曲线十分逼近 这条曲线是一位学者运用类比法提出的 他以美国一个州小汽车发展的实际过程 用反映原联邦德国社会经济特点的若干数据加以修正得出的 45 处理实践知识和方法之间的关系 重视实际调查研究 学习和掌握技术经济知识 46 九 每一种学科都有自己特色的方法论 47 在 人 地系统 领域内 事物的发展不是受决定论支配的 不象水面蒸发量 与水面温度和表面风速相关 的规律和线性特征 这种线性特征 还如 宇宙飞船在太空的对接要求 可以 精确到百万分之一秒 一台机器 会严格地按照输入的一定参数去运转 在交叉科学领域内 没有这种决定性的规律 但是 在这些领域中 因素和要素之间的作用具有方向 幅度 概率等规律 48 然而计量革命并没有达到其所定的目标 所出的成果是很有限的 这主要是因为人类活动很难以科学方法来确切地量化出来 由于模型建造者将复杂的情况予以过度地简化或者做了太多的不合实际的假设 所得成果的实用性较差 从70年代初开始 他们即受到圈外及圈内同行的猛烈批判 因此 计量学派不久即因成果不佳及受到强烈的批判而失去其光环 它在地理学界曾一度拥有过的 排它性的霸权地位也逐渐式微 代之而起的是百家争鸣 科学主义的人文地理学被多数学者所遗弃 但也为经济地理学解开了先前的理论桎梏 使学者们不必再徒劳无功地去寻求大而无当的大理论 让他们可以更务实地将人们的经济活动给予新的剖析 它们扩大了经济地理学家的视野 也让大家对不同的学术观点能以容忍及尊重 这标志着西方地理学进入了多元化时期 马润潮 西方经济地理学之演变及海峡两岸地理学者应有的认识 第23卷第5期2004年9月地理研究 美国艾肯大学地理与规划系 49 流体地球科学的物体之间的界面大 规律性明显 数学模拟具有更大的可能 固体地球科学 要素与要素之间的界面次之 也有较大的可能进行数学模拟 经济地理学 个体无限地多 界面也无数地多 犹如分子的布朗运动一样 难以进行数值模拟 在这种情况下 统计和统计分析就是揭示客观规律的有效方法了 气象科学的中长期预报没有解决 地球物理 地震 的短期预报没有解决 理论上方法上也还需要发展 许多领域的不确定性研究将自然科学 交叉科学等置于同样的起点上 50 经济地理学者运用问卷调查方法 是获得真正第一手数据的重要途径 难度很大 需要重视 51