中国古代地质观察与探索：中国古代地质观察与探索书

2025-03-04Aix XinLe

对于小学生来说，观察，它是打开大自然奥秘的第一把钥匙。对于科学来说，观察是所有能力当中最基本的一种能力，没有了观察，科学是没办法发生的。人们常说，观察，谁知道得越多，谁看到的就越多。

什么是“众人之上的观察力”？讲座时间：2017年1月11日 20:30我今天晚上讲的是《观察的智慧》对于小学生来说，观察，它是打开大自然奥秘的第一把钥匙对于科学来说，观察是所有能力当中最基本的一种能力，没有了观察，科学是没办法发生的。

人们常说，观察，谁知道得越多，谁看到的就越多在这个方面，达尔文是个特殊的例子今天，我就从几个科学家的角度来谈一谈：什么是观察能力的培养这可以说是一种智慧的能力的培养达尔文在登上那条光荣的远洋航船的时候，他只是一个还没有毕业的一个神学院的学生。

对周围的这种所有的观察当中，大家必须要公认的就是巴斯德那些现代化的仪器，给了发现者、发明者独有的机会，就像巴斯德他居然用普通的工具发现了伟大的东西周围的事物，尤其那些比较新奇的事物，都会引起人们的仔细观察。

可是为什么发明发现的人，能看到别人所没有看到的东西呢？在众多的观察者中，为什么幸运只降临给发明发现者？这当中，无疑是隐藏着极大的秘密的达尔文曾经这么说：“我没有突出的理解力，也没有过人的机智，只是觉察那些稍纵即逝的事物，并对其进行精细观察的能力方面，我可能在众人之上。

”达尔文当然并不是只有他所说的这种“观察能力在众人之上”，他这样说的意思就是：对观察能力在科学中的发现、发明和创造中的作用，他给予了充分的肯定

我们接下来就谈一谈达尔文他的爱好和当初选择他的那个人达尔文是一个伟大的生物学家，但是，他求学的时候学的却是医学和神学，而且医学是他一个薄弱环节，他不但产生了对外科手术的那种难以克服的一种恐惧感，他甚至晕血。

所以在他的坚持和要求下，原来一心想让他成为医生的父亲只好退步了，让他离开了学习了两年多的著名的爱丁堡大学他在父亲的安排之下，去了剑桥大学的基督学院，改学神学，将来可以做一名神父达尔文对神学的学习要比医学要认真得多，最后是以前十名的成绩毕业于剑桥大学基督学院的。

如果不是那次著名的环球考察，达尔文也许就像其他神学院的学生一样，会成为一个牧师，一位好的牧师达尔文从来就没有接受过生物学方面的专业训练，但他从小就对采集生物标本有浓厚的兴趣达尔文出生在一个富裕的医生的家庭，他的童年谈不上什么快乐，因为他经常把一些树叶啊、树枝啊、野草啊、死的昆虫啊，以及各种各样的石头带回家，把家里弄的乱七八糟，所以经常遭到父亲和他姐姐的责骂。

只有他妈妈尊重他这种爱好，并且因势利导地教给他各种生物学的知识很不幸的是，达尔文的妈妈在达尔文八岁的时候就去世了，只不过在临死之前，她拉着她丈夫的手，再三叮嘱，说：“查理（这是达尔文小时候的名字），他的爱好的确是有点奇怪。

不过，我希望你能够保护他的爱好，这个孩子并不笨，只要好好引导，将来一定会有出息的”一般来说，小孩子的爱好都会变，今天喜欢这个，明天喜欢那个但是达尔文对于打猎、养狗、捉老鼠、抓小鸟、捉昆虫、采花草……却一直保持着浓厚的兴趣。

在他自己写的《自序》这个文章里，记叙了这样一个故事在剑桥大学的时候，有一次达尔文去收集这个甲虫，他在自传当中是这么介绍的：有一天，我剥去一些老树皮，看见两只罕见的甲虫，就一手捉住了，正在这时候，我又瞧见第三只新种类的甲虫，我舍不得把它放走，于是就把右手那只，“嗙”的一下塞进嘴里。

哎呀！它排出来一些极辛辣的汁液，烧痛了我的舌头，我不得不把这只甲虫吐出来，它就跑掉了，而第三只甲虫我也没有捉到每次读到这个故事，我都非常得激动，仿佛小时候的我就在眼前所以我不止一次在讲座当中讲到这个故事。

当然，达尔文小时候的这种爱好在大学的时候也取得了一些成果就在当时的一个昆虫学家编著的《不列颠昆虫图谱》当中，就收集了达尔文所采集到的一些罕见的昆虫标本当达尔文看到这本书中出现了“查理·达尔文先生采集”这几个字的时候，就感觉一种魔力深深地吸引他，并且认识到，自己的那种被认为有点怪的爱好，实际上是可以为科学大厦添砖加瓦的一个科学活动。

但是，反过来我们稍微分析一下会发现：长期的标本采集也提高了达尔文的观察能力和思考能力因此，他深受剑桥大学当时的一位著名的植物学教授——亨斯洛的喜爱达尔文经常跟亨斯洛一起探讨问题，被当时的这个学院里面的人称之为“同亨斯洛教授一起散步的人”。

接下来我们转入正题，讲达尔文那次的环球旅行，叫“贝格尔号”旅行就是1831年，英国海军组织了一次环球考察活动，并委托剑桥大学选派一名博物学家参加这时候达尔文已经通过了基督学院的毕业考试，即将要成为一名牧师。

当时，他还想继续在学校里面再学点东西，所以就没有离开当时的学校英国皇家海军部组织这个环球考察前来挑选博物学家的时候，他的那位老朋友——亨斯洛教授立刻推荐了达尔文，他认为达尔文虽然现在还不是一个博物学家，但是，他的推荐信就说：“在我所知道的，可以接受这个工作的人当中，达尔文是最合乎这个条件的，因为他具有充分的条件去搜集、观察、注意博物学中任何值得注意的事情。

”于是，就这样，达尔文登上了那条光荣的小船——“贝格尔号”我们回过头来说一说这个亨斯洛教授，他没有像传统的那样去选择一个完美的博物学家，而是选择那个还没有拿到毕业证书的神学院的学生这个选择和达尔文后来取得的伟大成就告诉我们。

:有能力收集注意和观察到任何值得注意的事情，比掌握具有广博的知识更为重要那么这里我们就不得不说，什么叫做“在众人之上的观察能力”达尔文这个人的“在众人之上的观察能力”又表现在哪些方面？第一，达尔文有“永远不忽视例外”的能力。

这个就和我们上课表现的大相迳庭，我们上课的时候，在观察的时候，往往都是需要找共性比如观察一片叶子，我们都希望找到叶子的叶尖、叶柄、叶面，而却忽视掉的是例外、不一样的这个我们回头再来看看达尔文他的这个“永远不忽视例外”能力表现在什么地方。

达尔文重点考察的地区叫做加拉帕戈斯群岛这是一个距南美大陆大约九百公里的位于太平洋岛上面那个火山群岛，有七个大岛、二十三个小岛、以及五十多个礁岩组成的陆地面积不大，达尔文在那里一共考察了二十多天，在这里达尔文有很多发现。

尤其发现了这个地方有一种奇特的现象：那就是，一种鸟叫地雀（地雀的嘴巴），在这个群岛上面的地雀，嘴巴明显的区别就有四种，另外还有一些过渡类型这个发现还不能充分表现达尔文的观察能力，最能表现达尔文的这种观察能力的，尤其是达尔文那种精细观察能力的，是下面这个发现。

他发现：同样属于地雀类的这个鸟，在不同的岛上，鸟嘴的长短和粗细都各不相同，尽管这些鸟相互的距离都很近这不但是以前考察者从来没有发现过的，就连达尔文自己本身，最初的那几天也没发现，以至于出了一点点小状况，小状况是什么呢？就是他最初几天把采集的这个地区的标本都装在一起。

因为没有时间允许再去重新采集，所以后来那几只地雀，就连达尔文自己也分不清是哪个岛上捕捉到的上述这个现象也并非是独特的一个现象但达尔文根据这些独特的现象已经得出了不少有意义的结论后来，达尔文的儿子这么评价他父亲，说他的父亲有一种“永远不忽视例外”的能力。

如果一件事实在表面上看起来不重要，或者与目前的工作没有关系，那么很多人几乎就会不自觉地忽视它，并且提出某种未加充分考虑的不可能的解释的解释他儿子还说：“正是这些事实被我的父亲抓住，并且作为一个出发点”这段话是摘自于法伦斯·达尔文编的《达尔文平生以及书信集》的第一卷，是三联书店出版的一本老书上面。

我们知道，人们只有觉察到某种事物有意义才会注意这个事物，人们只有注意到这个事物才会用心去观察这个事物，因此，能注意到任何值得注意的事情，不仅是一种非凡的观察力，而且是一种卓越的认识能力和判断能力显然，人们对有所发现、有所发明、有所创造是非常重要的一种能力。

回过头来可以看一看，《教科版》教材的第一课《观察大树》它是不是在觉察到事物的意义呢？根本就没有它是不是觉察到这个大树的某种例外呢？根本就没有所以，以前我一直在很多讲座当中说：“教科版的第一课，《观察一棵大树》，有着哲学方面的这样一个错误。

”很多人都付之一笑，认为我不懂那篇课文，其实，那个课真的是有一个非常非常严重的这种哲学错误大家看起来那个课是很顺溜：先看看头脑中的大树，头脑中的大树是什么树？是从自己头脑中想出来的，原有的经验；再看看图片中的大树，最后到实际当中去看看大树吧。

看什么？你看不到那些东西，你看到的都是自己这就是一种哲学方面的错误——你看不到你不知道的东西一项伟大的发现、发明往往是注意到了被人们忽视掉的一些东西比如：青霉素的发现，就是人们注意到了一种极其常见的现象：潮湿的物体会发霉长毛，可是发霉长毛这个现象往往又是生活中常见的，被忽视掉的。

另外还有一个，就是“大陆漂移学说”的创建据说这是魏格纳从注意到世界地图所描绘的大陆形状开始的还有，比如一些新元素、一些新的基本粒子的发现……其实都有赖于观察者、发现者敏锐的观察能力和分析判断能力，注意到任何能够证明这种新元素，新粒子存在的某些特别的现象，而这些特别的现象，往往又融合在普通的现象当中。

所以这就是“永远不忽视例外”的一种能力，捕捉新鲜事物的能力第二个，就是这种观察者的智慧这种“不忽视例外”的能力、众人之上的观察力表现在：一、确定了适当的目标，作为整个观察过程的导向如果你观察没有目标，只是出去看看，那根本就看不到任何东西。

只有有了目标，你的观察才会有前进的方向，才会看到我们又回到了《教科版》第一册教材的第一课的批判上面来它整个这个课就是叫你去看看大树，看一棵大树是目标吗？根本就不是目标学生到这棵大树下面看什么？学生也不知道，只是随便看看。

他充其量是调用自己原来的知识：耶，我原来看过，大树上面是有树叶的，这个大树也是有树叶的；原来我看过大树上面有小鸟，哦，这棵大树上面没有小鸟……实际上他是看不到任何东西的

著名的科学家丁肇中在一次演讲中说：“实验的过程，不是毫无选择地测量，它需要具体的小型的计划特别重要的，是要有一个适当的目标，作为整个探索过程的向导”这段话同样也适用于观察科学观察不能有任何成见，但是也不能漫无目标。

达尔文在考察之前，并没有产生什么“进化论”的思想，也没有什么具体的目标但他还是有一个实例作为这个考察样板，那就是英国著名的地质学家赖尔对地质考察和他所提出来的“地质渐变论”在赖尔之前，地质学流行的是另外一个科学家。

——居为列的“突变论”这种理论认为地球上曾经有过多次性的、周期性的大灾变，每次突然发生的灾变，就把地球上面的生物全部灭决，以后再由上帝突然把它重新创造出来但是赖尔他就认为，地球上面变化是由自然界本身的因素造成的，是由风雨、火山、地震这些因素在漫长的过程当中逐渐造成的。

那么，究竟是“渐变论”正确还是“突变论”正确？达尔文在考察之前，他并没有做出明确的选择但是经过一段时间的考查，达尔文自称“成了赖尔理论的忠实信徒”，并且决定把赖尔的地质学原理作为他环球旅行的理论指南以后达尔文在他的《考察日记》一书的背面就写道：“我把这本书的第二版献给英国皇家。

学会会员查里兹·赖尔先生因为这本书，使我和我的其他著作，能够被公认为具有最重要的科学业绩，正是由于学习了大家都知道的这本书，叫《地质学原理》”可以说，从1831年达尔文开始的环球考察以来，达尔文心中的目标就是创建一种类似于“地质渐变论”的生物学理论，就像他在自传中所描述的那样。

自传就是刚才我们已经介绍过的：《达尔文生平及其书信集》，就是他儿子法伦斯·达尔文编的就是在自然界宏大的建筑上面添一点点极其微小的贡献如果没这个目标，达尔文不可能成为伟大的科学家同样，如果没有这个目标，达尔文的观察，也不可能是那么得精细，那么得深入。

对于“众人之上的这个观察力”，第三个理解就是：杰出的观察一定是一种与思维相结合的积极的探索我还是要来批判一下教科版第一册教材的那个《大树》杰出的观察是一种与思维相结合的积极的探索那么，在那棵大树，那个地方，学生跑出去看大树，他思维根本没有去展开。

我们虽然不能说（从严格意义上说），学生的思维时时刻刻都是在运转，没有发生，没有停顿，一定是流动的但是没有聚焦，这样的思维价值不高达尔文把自己的成功，归结为三条：在长期思考任何问题方面有无限的耐心，这是第一条；在观察和收集事实资料方面，勤奋努力，这是第二条；第三条就是有相当好的创造发明的本领和合理的想法。

这三个方面是密不可分的，一项伟大的发现，必须是三者同时具备我们还是以达尔文具体的工作来给大家做分析比如，在一个群岛上面，同一种鸟居然有几种明显不同的嘴巴这一现象如果按照一般性的去处理，那就是再把这几种鸟分成几个小类。

如果仅仅是这样的话，那么达尔文只是一位优秀的博物学者，他不可能成为伟大的生物学家各位老师一定会问：达尔文看到这个现象以后会怎么思考呢？

达尔文在贝格尔号上面仔细地对这些地雀标本进行了比较鉴定这时候，船长就来问达尔文时间长了船长也算成为达尔文的好朋友，而且在英国的军舰上面，船长是非常尊重科学家的科学家上来，作为他的同伴，要么是好朋友，要么不是好朋友也把他发展成为好朋友。

这个船长就问达尔文：“达尔文先生，你收集了这么多一样的鸟，有什么用？”在这个船长的眼睛里面，他看到的鸟都是一样的达尔文说：“这些东西，可以断定物种不是不变的”达尔文一边继续工作，一边就回答他这样的一个问题。

但是这个船长跟他在聊天的时候，非常不高兴为什么呢？因为这个船长是一个非常虔诚而坚定的上帝创造世界的信仰者他一听达尔文说物种不是不变的，就立刻同达尔文激烈地争辩起来了达尔文耐心地解释：“我并没有想要向上帝挑战。

可是我不能理解的是，上帝为什么不怕麻烦，煞费苦心，把不同的地方的鸟嘴创造成这么多样子而且相距不远的地方，鸟的叫声都能听到的小岛上面，连个鸟喙（鸟嘴）都有各自的特点那么上帝为什么不按照英国的生物类型来创造这些事物呢？所以，合乎事实的解释，应当是物种在环境当中长期影响下慢慢产生变异。

”这样的争论在船上是经常发生的，当然他们俩谁也没有能够说服谁后来，由于达尔文撰写的《物种起源》影响非常巨大，这个船长的压力也非常巨大，他认为是他促使达尔文写了这本书这位虔诚信仰上帝的船长，居然举枪自杀了。

正是达尔文这样一种积极思考的结果，促使后来达尔文创立了《生物进化论》，而且使他的观察更加的细致、更加的深入、也更加的有趣我在这里再去读读卡片上面的自己一些摘录的东西，就是在查理士岛上所有的鸟都属于一个种类叫

——三环反噬鸟但是在詹姆士岛和查塔姆岛上，所有的鸟都属于黑色反噬鸟还有雄蜥蜴的颜色，在一些岛上全是灰的，在另外一些岛上它却是非常鲜艳的海龟的颜色，形态，也因岛而异当地的那些土著居民一看这个龟背上的形状和特点就知道这个龟是哪个岛上生产的。

因此在整个加拉帕戈斯群岛，面积不到八千平方公里，而且又是个火山群岛，极为干旱，生物的种类要比其它地方要少得多但是正是由于这么多的发现和积极的思考，达尔文在这里兴致勃勃地考察了二十多天，采集了大量的鸟类、爬行类、昆虫类、软体动物和植物的标本。

其中陆栖鸟就有二十六个类型，植物有一百九十三种后来达尔文在《自传》中回忆，他这一次长达五年的环球考察，把感知最深的事实归为三条，第一条：就是在潘帕湿地层当中发现了庞大的动物化石，它们具有背甲，同现在所生存的某种动物的背甲很相似，叫犰狳的那个动物背甲很相似，就像穿山甲的那种动物；第二：就是动物的亲缘关系，随着这个南美洲大陆逐渐由北向南发生的交替性的变化；第三：由于帕戈斯群岛上面大多数生物都具有南美生物的特点。

更加特别的事实就是：各个岛屿上面的同种生物，因为其性状，彼此之间有差异从地质意义上面来看，其中任何一个岛屿都不是古老的因为不是古老的，所以由此可以推测：物种是在逐渐、逐渐发生了变异，这才能解释他所看到的这些一类的事实，以及其他更多的事实。

因而这个问题一直萦绕在我的脑际，这段是我在读了这本书时做的读书摘录卡上面的达尔文在这段摘录卡上很显然由此推导出物种之间变异的一个路径和方法回过头来，我们再来看看中国，中国古代史上也有很多惊人的科学观察在物种变异方面，中国古代人就总结了：橘子在淮南为橘，过了淮北就为枳，苦得不得了，就是枳。

但是中国古代人往往观察精细，思考比较粗梳因此，中国古代留下了大量的观察材料，但没有建立起系统的科学因为没有系统的科学，又反过来影响了进一步的观察大家有没发现，在观察当中，如果没有思维的介入，观察是精细不下去的。

比如：中国古代人对星星的观察是极为精细的三国时期就制作了中国最古老的星图，大约记载了一千四百六十四颗星国外同时期的时候，在望远镜发明之前，外国人观察到的星星最高记录是一千零二十二颗，中国人比人家要多得多。

但是中国古代人对天文学的思考是远远不如希腊人，以及近代的欧洲人基本上既比不上古代的古希腊人，又比不上近现代的欧洲人所以，近现代的天文学产生于欧洲，著名的天文现象，近现代的也是由欧洲人先观察到在吴国盛出的那本书上面说：中国古代的天文学实际上是占星学、星象学。

从另外一个角度来说，望远镜、显微镜这些观察仪器，也是由欧洲人发明，也说明了这一点望远镜和显微镜的发明，诞生于欧洲，实际上是由于他们在理论上面有一些思考，特别是进行了一系列的激烈的论战、需求所产生的欧洲科学家的一种观察的热情，产生了对望远镜、显微镜这些观察工具的需求。

总之啊，就像著名的诺贝尔获奖者丁肇中教授所说：“实验的过程不是消极的观察，而是积极地、有计划、有意义地探索；实验的过程不是消极的袖手旁观，而是有想象力、有计划地探索实验要靠实验者的判断力和灵感，一个成功者的实验需要的是眼光、勇气和毅力。

看这个世界的事物，只要有一双眼睛，人人皆能为之但是认识和反应事物的能力，人与人之间的差异就是巨大了；与科技发明的相要求的一比的话，人跟人之间的差距就相去甚远了科学探索的活动，本质上是一种研究活动，而研究活动其中一大类，本身就是属于观察活动。

必须要具有观察的眼光，没有思考的头脑，肯定是不行的因此，科学观察本身就包含着无限的、丰富的想象力和永无止境的探索精神”今天不好意思，在讲的时候，顺便拍了一下《教科版》第一册教材的第一课，向他们的作者表示道歉！

实际上观察还有一系列的东西可讲，我今天是讲达尔文，下一次，我讲一讲巴斯德巴斯德在观察能力上面也是非常非常出众的，我们必须从这些人的身上去考虑一下，看看他们观察成功的原因是什么，由此转移到我们课堂上面当我们要求学生去做观察的时候，我们可以做些什么要求？刘默耕先生不是说：“要像科学家一样真刀真枪地去做科学。

”那么科学家怎么去做观察研究的？我们也要像科学家那样去做观察研究但是如果我们不知道科学家是怎么做观察研究的，我们做的行为活动不是落空了吗？