翻開科學史,可以看到許多著名的博物學家,
在他們的著述中都包含了地質學內容
趣說地質學--地質學與博物學
作者：王清晨/中國科學院地質與地球物理研究所（已退休）
我們已經知道，地質學始於舊石器時代。
儘管沒有史料記載，但不斷改進的石器折射出地質學知識的積累和進步。
從舊石器時代到新石器時代，再到青銅器時代，每一次時代更迭都反映了地質學的進步和發展。
史前地質學家不僅掌握了岩石、礦物和礦石的知識，而且和史前化學家共同創造了金屬冶煉技術，推動了人類社會的進步。
儘管如此，由於沒有獨立的學科名稱，18世紀之前的地質學一直被納入博物學領域。
博物學
01
博物學對應的英文為 natural history，源自老普林尼的《博物志》（Historia Naturalis）。
拉丁文的historia意為敘述、知道、瞭解，因此，“Historia Naturalis”的原意是認知大自然。漢語譯成“博物學”，有通曉眾物的含義。
老普林尼的《博物志》論及天文學、地理學、人類學、動物學、植物學、礦物學等多種學問。這為後來的博物學研究樹立了典範。
翻開科學史，可以看到許多著名的博物學家，在他們的著述中都包含了地質學內容。例如：古希臘的亞里士多德，古羅馬的老普林尼，文藝復興時期的達·芬奇，我國北宋的沈括等。
亞里士多德（公元前384～前322年）
老普林尼（公元27～79年）
古希臘的亞里士多德（公元前384～前322年）幾乎對每個學科都做出了貢獻。
他的寫作涉及倫理學、形而上學、心理學、經濟學、神學、政治學、修辭學、自然科學、教育學，以及雅典法律等。
他提出，地球上的物質由水氣火土四種元素組成，而天體由第五種元素“以太”構成。他撰寫的《氣象學》中記載了許多關於岩石和礦物學知識。
古羅馬老普林尼（公元27～79年）於公元77年完成了書寫在羊皮紙上的《博物志》。
這是一部浩瀚的百科全書，其中第2卷中記述了歷史上比較大的地震，談到地震的前兆、原因、後果以及如何預防等，第33至37卷中收錄了大量礦物、寶石、採礦和淘金的知識。
公元79年，老普林尼正在擔任一個負責清剿海盜的海軍艦隊司令。8月，維蘇威火山大爆發，他為了瞭解火山爆發的情況，並且救援這一地區的災民，乘船趕往火山活動地區。
在那裡，他由於吸入火山噴出的含硫氣體而中毒身亡。
達·芬奇（公元1452～1519年）
沈括（公元1031～1095年）
文藝復興時期的達·芬奇（公元1452～1519年）是一位天才，一方面熱心於藝術創作和理論研究，另一方面廣泛地研究光學、數學、地質學、生物學等多種自然科學。
達·芬奇對傳統的“地心說”持否定的觀點。
他把貝類化石和現代貝類進行比較，指出化石是過去生物的遺體。他在《筆記》的“地球和海”一章中，反覆論述了是地殼運動把含有生物化石的岩層抬升到高處。
我國北宋的沈括（公元1031～1095年）博聞多學，對天文、地理、律歷、音樂、醫藥等眾多學科領域都有很深的造詣和卓越的成就，被譽為“中國整部科學史中最卓越的人物”。
他於1086～1093年間完成了《夢溪筆談》，該書分30卷，內容涉及天文、數學、物理、化學、生物、地理等各門類學科。
沈括對東漢班固（公元32年～公元92年）在《漢書》中記載的“高奴有洧水可燃”進行了實地考察，發現那裡有一種褐色天然液體，當地人用它燒火、做飯、點燈。
於是，沈括根據這種液體的性質和用途，在世界上第一次提出了“石油”這一科學的命名。
公元1074年，他過太行山時，見“山崖之間，往往銜螺蚌殼及石子如鳥卵者，橫亙石壁如帶”，於是，他指出，“此乃昔日之海邊，今東距海已近千里。”
博物學家們闡述了地質現象，也猜到了一些地質現象背後的部分原因，但畢竟缺乏理性的分析。
地質學的經驗性
02
亞里士多德雖是博物學家，但他把自然哲學置於博物學之上。這無疑反映了希臘的理性科學傳統，把理性置於經驗之上。被馬克思稱為“英國唯物主義和整個現代實驗科學的真正始祖”的弗蘭西斯·培根把博物學看做自然哲學的基礎，把“經驗”作為知識的來源。
什麼是經驗？
經驗來自實踐，是經歷的總結，是認識的根源。
實踐出真知。
遠古時期的萌芽地質學是從經驗中摸索出來的自然學科。
摸索，是一個從偶然發現到不斷重複驗證的過程。
第一次發現多是偶然的，多次觀察見到了同一個事實，最終會導致進步。在沒有任何經驗積累的史前時期，這種進步是極其緩慢的。
隨著經驗的積累，進步會逐漸加速。
在追殺獵物的過程中，拋出去的石塊可能會砸在地面的石頭上，石塊碰撞會發生破裂。這一偶然發現啟發古人學會了打製石器的摔擊法和錘擊法。石器的刃部用久了會鈍化。這一偶然發現啟發古人學會了磨製石器。
從打製石器的舊石器時代進步到磨製石器的新石器時代經過了250多萬年。
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舊石器時代的手斧和錘擊法
新石器時代的手斧和磨盤、磨棒
樹木被雷電擊中後，森林會伴隨著隆隆雷聲燃燒起熊熊烈火。這種事件並不一定每年都發生，但每一次大火可能都會燃燒幾十天。
有機會遇到這種事件的古人多會產生一種恐懼感，也會有人產生好奇心。
在多次體驗森林大火的過程中，一旦好奇心戰勝了恐懼感，人類就學會了用火和保存火種。打擊燧石或石器相碰會產生火花，刮木、鑽木時會生熱，甚至冒煙起火，這些摩擦生火的現象在長期的勞動中時常會被“偶然”發現。
總結這些經驗，古人終於掌握了擊、刮、磨、鑽等人工取火的方法。
人類從使用天然火進步到人工取火，經過了150多萬年。
古人鑽木取火
有了火，人類開始吃熟食，開始燒陶器，開始燒石頭，搞冶煉，先是鍊銅，後是鍊鐵。
從新石器時代進步到青銅器時代經過了6000年，從青銅器時代進步到鐵器時代經過了
3000年。人類積累的經驗越來越多，社會進步越來越快。
人類語言的出現和文字的創造使萌芽地質學從默會知識逐步轉化為明確知識。進入文明時代後，這些科學知識終於可以被記載下來，流傳於世。
無論是楔形文、甲骨文，還是蝌蚪文，都記載了許多地質學內容。
例如，楔形文字記錄中有古埃及、古巴比倫等文明古國在公元前10世紀之前採集天然瀝青的史實，蝌蚪文寫成的《竹書紀年》中記錄了公元前1580年的地震事件。
這是現知世界最早的地震記錄。
後人重印的《竹書紀年》。
“帝癸十年，…，地震”指公元前1580年的地震事件
從博物學中解放
03
把地質學塞在博物學中，總會有“穿小鞋”的感覺，因為博物學這件外衣實在難以容納地質學強壯的肌肉！
博物學的基本工作是採集事實，描述命名，分類編目，並不注重去看現象背後的本質，屬於“非證明性知識”。
地質學的工作一方面是在描述岩石和礦物的性質、種類和分佈狀態，另一方面還在研究岩石、礦物的成因和地殼運動的規律。
更何況，地質學有其極大的社會實用性。
從在舊石器時代誕生那一刻起，地質學就在為改善人類的命運和生活質量服務。
在我國，地質學甚至在青銅器時代就成了富國強國之術。
《管子》
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管仲（公元前719～前645年）是我國春秋時期著名的政治家和經濟學家，被尊稱為“管子”。
春秋戰國時期撰寫的《管子》一書反映了先秦時期政治家治國、平天下的思想和謀略。
《管子·地數篇》講：“ 上有丹沙者，下有黃金。上有慈石者，下有銅金。上有陵石者，下有鉛錫赤銅。上有赭者，下有鐵。此山之見榮者也。”這裡記述的是根據礦產垂直分帶現象去找礦的經驗。
其中“上有赭者，下有鐵”說的是鐵礦的一種找礦經驗，地表如果見到“鐵帽”，地下就會找到鐵礦。這種“鐵帽”是由土狀赤鐵礦組成的，呈赭紅色，常被用來做顏料。
風化的赭石
赤鐵礦
春秋時期我國還處在青銅器時代，《管子》中的這段文字表明，那時人們已經掌握了尋找鐵礦的地質學經驗和知識。
為什麼找鐵礦？
當然是為了鍊鐵！
齊桓公即位時拜管仲為國相，問他強國之策。“桓公曰：然則吾何以為國？管子對曰：唯官山海可耳。”管子說“官山海”，就是說國家要管制產銅礦石和鐵礦石的礦山，管制生產鹽的海灘，通過開發礦業促進國家經濟的發展。齊桓公採納了管仲提出的礦業興國政策，齊國很快強盛起來，齊桓公本人也成為春秋時代的第一位霸主。
春秋戰國之交，我國進入了鐵器時代。
鐵器堅硬，韌性大，又鋒利，勝過石器和青銅器，在農業和手工業中廣泛使用後，社會生產力得到極大的提高。
地質學對一個國家經濟發展的重要性在古今中外是有目共睹的。
終於，有人出來給地質學這一重要的學科命名了！
在歐洲文藝復興運動中，意大利的阿爾卓萬迪於1603年首次使用“geology（地質學）”一詞。德呂克於1778年再次使用“geology”一詞，並且明確主張，要把地質學從博物學中分出來，地質學研究要把地球所呈現的現象與現象背後的原因結合起來。
瑞士地質學家索敘爾於1796年出版《阿爾卑斯旅行》一書，在書中正式引入“geology（地質學）”一詞，並把地質學定義為“關於地球的理論”。
經過歐洲文藝復興運動，地質學徹底從博物學中解放出來，成為獨立發展的自然學科。
尾聲
04
歐洲文藝復興催生了近代自然科學。
1543年，哥白尼出版《論天球的旋轉》，提出“日心說”，發動了天文學革命。
同年，維薩留斯出版了《論人體構造》，開啟了近代生命科學的發展方向。
1801年，拉馬克引入“biology（生物學）”一詞，首次提出生物進化理論。
原先被罩在博物學名下的天文學、人體學、地質學、動物學、植物學等各門學科相繼揭竿而起，紛紛從博物學中獨立出去，進入了各自的專業化發展軌道。
當美麗的天鵝孵化出世後，天鵝蛋只剩下一個破碎的空殼，完成了它的使命。
19世紀後期，博物學在科學界的光輝逐漸暗淡，但在科學普及領域仍如日中天，公眾對博物學熱情不減。
各種自然博物館應運而生，成為科學普及的中堅力量。
（注：本文中的圖片均來自公共網絡）
美編：杜欣雨
校對：
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