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黄兴涛:西方地震知识在华早期传播与中国现代地震学的兴起

作者:黄兴涛 文章来源:人文与社会网站 更新时间:2012年05月31日

 

    中国自古以来即留下世界上最为丰富的地震记载,古人朴素的地震认识也不乏自身特有的思想智慧。张衡创制的候风地动仪,更成为中外地震认知史上不朽的事件。但近现代意义上的地震学却最先诞生于西方。17世纪至20世纪之前,西方的地震学虽然还遗留着许多中世纪的印记,但却逐步走到了中国的前面。值得注意的是,早在17世纪初期,因欧洲天主教来华传教的缘故,西方地震知识就经由传教士开始传播到中国。其后至20世纪初,又陆续有新的传播。20世纪20年代至今,中西地震学研究逐渐走上了一条融合发展的一体化道路。这是研究中国现代地震学发生史不应忽视的内容。长期以来,学界关于中国现代地震学兴起史的研究一直不足,有关明代至清末民初西方和日本地震学知识在华传播的问题更是鲜有关注:除了一些相关地理学史和传教士研究中常有一鳞片爪的提及外,笔者近年只见过两篇小短文,专门对明末《地震解》等书中的有关内容作过简单介绍[①]。此后至清末民初的传播情况则基本阙如。有鉴于此,本文拟对17世纪至20世纪初年西方地震知识在华传播的总体情形,作一贯通的历史考察,并以此为基础,对中国现代地震学兴起的有关问题,也略加讨论。

一、明末清初西方地震知识的最初东来及其反响

    西方地震知识在华系统传播,以明末传教士龙华民1626年所编译的《地震解》一书为最早。这是中国历史上最早介绍西方地震知识的专论之一,也是有史以来的第一部中文地震专书。与此同时,明末另一位传教士高一志编译的《空际格致》一书中也有"地震"一篇,其内容与《地震解》大体相同。上述两书广泛涉及地震的成因、种类、范围大小、持续时间、常发震季节、易震地区、地震的各种自然表现和造成的社会影响等等内容,大体上反映了西方中世纪后期科学和迷信混杂缠绕的地震观。其贯穿通篇的核心立论点,则为"地中有气"致震说。尽管作者强调"惟是震虽系于气,而所以使气之震者必由造物主",最终体现出天主教制约科学的局限性一面,但毕竟还是向中国人介绍了一些新的物理知识。 

    比如,关于地震的类型,两书就介绍了亚里士多德的"摇"和"踊"两分法(摇者,左右摇晃;踊者,上下晃动)和另一古圣哲亚尔北耳的"摇"、"反"、"裂"、"钻"、"战掉"和"荒废"六分法。同时,它们还介绍了地震前的六种"预兆"说,包括井水无故忽浊并发恶臭;井水沸滚;海水无风而涨;空中异常清莹;昼间或日落后"天际清朗而有云细如一线甚长"等等。这六条"预兆"的总结,在此后的中国得到较为长久的传播,甚至成为一些民间预防震灾所依凭的基本知识。直到1935年,重修的《宁夏隆德县县志》"震灾"篇中,也依然有"余读华龙氏(应为龙华民之误--引者)之书,窃知地震兆约有六端"一类的记载。由此可见其影响之一斑。[②]

    由于学界对《地震解》的内容已有专门探讨,故本文不拟多及。但必须指出的是,学界以《地震解》作为传播西方地震知识的开端,而笔者也乐于认同,只是鉴于该知识的专门性和系统性而言。若算上零星的介绍,时间当还要更早些。如1612年即《地震解》问世前14年,意大利传教士熊三拔刊行的《泰西水法》一书中,就已经有过对"气致震论"的零星介绍了。该书在谈到凿井须"避震气"时,曾指出:"地脉之中,条理相通,有气伏行焉,强而密理,中人者九窍俱塞,迷闷而死。凡山乡高亢之地多有之,泽国鲜焉。此地震之所由也"。[③]就笔者所见,这一尚无人注意的介绍,或许要算是西方地震观念在中国的率先传播。

    清初的时候,《地震解》和《空际格致》中关于西方的地震知识,在中国继续得到流传。1674年,担任清朝钦天监监正的传教士南怀仁编写《坤舆图说》一书并刻行于北京。该书在传播西方地理知识方面颇有影响,其中就专门含有"地震"一节。这位深受康熙帝信任和重用的西洋人在讲到"地震"时,直接修改引用了《空际格致》中关于"地内热气"致震论的有关内容,不过同时他也谈到了地内积压的热气所藏深度与地震范围广狭之间的关系问题,这当是该书新为增添的部分了。书中写道:

    "凡致地震之烈气,积在地内不过数十百丈之深,则遇低洼之处如江海山谷等,易出而散,因而震动不越一郡县或一山谷之地而止;若猛烈之气藏于地内至数百里之深,则既难发泄,必致四面冲奋,寻其所出之路,因而震数省之地,致数千里之远也。"[④]

    明末清初,西方地震知识的传播对当时中国人的有关认知究竟产生了何种影响,目前学界还缺乏深入研究。在这方面,除了前文提到的《地震解》中有关地震预兆知识在民间的流传之外,康熙皇帝的"地震"专论无疑是很值得关注的现象之一。康熙一生在位61年,其间中国几乎没有几年不发生地震,光是京畿地区就地震达14次之多,其中最为严重的一次是康熙18年(1679年)秋天发生的特大地震,该震波及6省200余州县,破坏极大。也正是在这一年仲秋,前述《地震解》一书得以重刊印行,从而显示出这一西方知识在当时的实用期望值。[⑤]40多年后,一生经历过多次地震并了解前述西方地震知识的康熙皇帝,直到病逝前一年即1721年,仍在深思地震问题。他出人意料地撰写出一篇会通中西地震学说、并融合自己亲身感受的《地震》一文,颇引人注目。其文内容如下:

    "朕临揽六十年,读书阅事务体验至理。大凡地震,皆由积气所致。程子曰,凡地动只是气动,盖积土之气不能纯一,秘郁已久,其势不得不奋。老子所谓地无以宁,恐将发,此地之所以动也。阴迫而动于下,深则震虽微而所及者广,浅则震虽大而所及者近;广者千里而遥,近者百十里而止。适当其始发处,甚至落瓦倒垣,裂地败宇,而方幅之内,递以近远而差。其发始于一处,旁及四隅,凡在东西南北者,皆知其所自也。至于涌泉溢水,此皆地中所有,随此气而出耳。既震之后,积气已发,断无再大震之理,而其气之复归于脉络者,升降之间犹不能大顺,必至于安和通适,而后返其宁静之体。故大震之后,不时有动摇,此地气返元之征也。宋儒谓阳气郁而不申,逆而往来,则地为之震;《玉历通政经》云,阴阳太甚则为地震,此皆明于理者。西北地方,数十年内每有地震,而江浙绝无,缘大江以南至于荆楚滇黔,多大川支水,地亦隆洼起伏,无数百里平衍者,其势欹侧下走,气无停行;而西北之地,弥广磅礴,其气厚劲坌涌,而又无水泽以舒泄之,故易为震也。然边海之地如台湾,月辄数动者又何也?海水力厚而势平,又以积阴之气镇乎土精之上,《国语》所谓阳伏而不能出,阴迫而不能蒸,于是有地震,此台湾之所以常动也。谢肇淛《五杂组【俎】》云,闽广地常动,说者谓滨海水多则地浮。夫地岂能浮于海乎!此非通论。京房言,地震动于水则波,今泛海者遇地动,无风而舟荡摇,舟中人辄能知也。地震之由于积气,其理如此,而人鲜有论及者,故详著之。"[⑥]

    这不仅是中国皇帝所写的第一篇地震专论,恐怕也是近代以前中国最有理论色彩的地震解释了。有论者强调康熙此文"阐述构造地震发生的原理,并涉及震中、震波、余震等概念,其认识颇符合现代地震科学理论",[⑦]这显然有过于美化和拔高之嫌。不过在这篇文章中,康熙帝也的确涉及到地震有中心,向四周扩散,其震动和破坏强度由近而远递减的可贵观察,以及对余震现象的认定和解释。这些也都是《地震解》和《空际格致》等书所没有谈到的(但不排除康熙本人平时曾就此问题与传教士有过交流),它表现出这位杰出帝王出类拔萃的好学深思和聪明才智。至于说到康熙对于震源深浅与地震大小、广狭范围之关系的揭示,即所谓震源越深,波及面越广,往往对地面的震动破坏越小;震源越浅,波及面越小,而对地面的震动破坏常越大的看法,表面上似乎脱胎于前述南怀仁《坤舆图说》中的有关内容,实际上也肯定受到过南怀仁的影响,但其观点却又在震动大小强度方面有所发挥。很明显,康熙帝是在集中梳理、高度总结中国传统地震学说的基础上,自觉地要将西方传自希腊的"气动说"自然吸纳到中国古来的"阴阳说"当中来,以后者来消化和统摄前者的。这使我们很容易想起该皇帝对清初"西学中源说"的导向性影响,尽管他在这个问题上并没有直接得出同样的结论。

    19世纪以前,无论是东方还是西方,都处在"地震学前史"时代。其占主导地位的多是相似而神秘的"气致震论",但彼此之间也有差别。西方的"气动说"有着相当浓厚的实证取向,总是要不无牵强地引入一些诸如风、空洞、土壤、岩石、天体、阳光、"障碍物"等具体的机械过程,而中国的"阴阳说"虽显示出有机自然观和辩证思维的优长,却又往往缺乏实证的追求和意趣。[⑧]这不能不影响其日后科学的发展道路。

    在清初,除康熙帝之外,著名医学家、后来有"中国第一接受西说之医家"称号的王宏翰,也受到过西方地震学说的影响。不过与康熙有别,他对这些西方知识径直表示认同。在作于1691年的《乾坤格镜》一书的稿本中,王宏翰这样评论中西地震论:"地震一端,我中华所论俱荒谬不确,今惟考西儒南怀仁《坤舆图说》,最为的实"。[⑨]这也可以进一步印证南怀仁《坤舆图说》在清初传播西方地震知识方面的地位和其带给中国士人的"实证"印象。当然,当时中国士人对西方地震知识得出"实证"的印象,与明末以来传入的其他西方实学知识,特别是较为实证的天文历算、地球的表面构造和人文地理区划等知识是联系在一起的。在《乾坤格镜》的"自叙"里,王宏翰就表示自己同时还看过《地震解》、《空际格致》、利玛窦的《坤舆万国全图》、艾儒略的《职方外纪》和汤若望的《测食略》等书,并认为这些书"其论尽发前人所未言,补我儒格物之学,始知天地之所以然也。"

    可惜的是,同康熙皇帝一样,王宏翰也只不过是发发议论而已。无论是当时还是后来的19世纪,中国人对地震问题真正进行实证性研究者,都甚为罕见。这与清代的政治制度、社会环境乃至学术文化传统等的综合作用,都有着密切的关联。

 

二、19世纪西方地震知识的继续传入与国人反应冷淡之原因

  

    19世纪是西方地震学取得较大发展的时期。1858年,英国科学家马利特(R.Mallet)将seismology(地震学)一词正式引入英语,并开始尝试绘制全球地震活动图,表明人们已经自觉把地震当作一种全球性的自然现象来研究。这一时期,关于地震波和地震强度的量化探讨,也取得了重要进展,纵波、横波、面波等概念和理论先后得到阐发;意大利学者罗西(M.S.de Rossi)等还相继推出各种地震烈度表。更为重要的是,关于地层断裂与地震的关系问题,此期开始受到越来越多的重视与研讨。1878年,德国学者霍尔内斯(R.Hoernes)在此基础上,还首次明确提出将地震划分为陷落地震、火山地震和构造地震,这个划分一直延续至今。

    不过,尽管19世纪西方地震学研究有较大发展,但整个西方社会对于地震的认识仍然十分混乱,尤其是对地震原因的认知,很多仍充满了猜测的性质。这一时期,大多数的欧美科学家都乐于接受德国近代地理学的创始人洪堡的观点,认为是地热、岩浆活动引起了地震。在洪堡看来,火山是地震的安全阀,当火山不能爆发时就转为地震。这个地震火山说的思想,一度在地质界占统治地位。而同此相关的各种火山地震相连说,也十分流行。与洪堡不同,前述霍尔内斯的老师、维也纳的地质学教授修斯(H.Suess)则认为地震是地球的收缩所引发的地壳断裂的直接产物。霍尔内斯的三分法,实受到修斯此论的直接启发。概括说来,整个19世纪,西方陆续传入中国的地震知识大体以这两类学说及其各类变种为主,同时也包括了地震波、地壳运动等新鲜内容。

    自1807年起,英国马礼逊等新教传教士相继来华,从而揭开了西方在华传教和西学传播的新篇章。西方地震知识的传播也不例外。这批新教传教士除了编译各种"中文西书"之外,还创办新式中文报刊和教会学校。他们在传播西方地震知识方面,迅速取代了天主教牧师的主体地位,并使其传播媒介和渠道也因此增多。当然,除传教士外,来华其他西人也发挥了一定作用。同时,中国人仍然是这些中文本译著的合作者,他们协助传教士等西人进行笔述或润色等工作。

    19世纪40-50年代,在华传播西方地震知识最为集中的著作是玛吉士辑译的《外国地理备考》和慕维廉编译的《地理全志》。前者出版于1847年,编译者玛吉士是来华外交人员;后者初版于1853-1854年,编译者慕维廉为英国传教士。两部书中都有专门的"地震论"一节,所谈所论都是与洪堡相同或相似的观点。

    在《外国地理备考》中,玛吉士指出:"地震者,乃地内硫磺等各石类之燃烧(而成)也,实为天下至凶险之灾"。同时他还举出两个所谓"实据",来具体证明硫磺等石类燃烧导致地震的看法:例证之一是西域有个叫嘞美哩的人曾做过一个试验,他把铁末、硫磺和水和匀总共38斤的混合物,挖地深埋,几天后,铁末冲起导致地面震动凸出,并且发出火焰;例证之二是1755年的里斯本大地震,其多处地裂之缝中,"所出之黑尘劫灰甚多,皆有硫磺气味;其缝中或有水翻腾,亦有硫磺气味"。[⑩]

    1854年,慕维廉在《地理全志》下卷中对地震的解说,则吸取了19世纪上叶英国地理学的最新成就,即玛丽·萨默维尔(Mary Somerville)1848年出版的《自然地理学》一书中的内容。书中除了明确阐述"地震火山之故,同出一原,实可无疑"一类洪堡式思想外,还以里斯本、南美洲、西印度、智利、日本等地发生的地震(包括其震动范围、地壳上升或陷落等一些实际数据)为例,具体说明了"地震方位,或长、或圆、或椭圆,离其中渐远,则力也渐减"的地震波动范围形态之特点。尤为可贵的是,它还从"地震之声"的角度,较早地涉及到了地震波的物理问题。该书写道:

    "地震之声甚异,时轰时喧-------或在处甚远,地无震动,惟闻其声,与所震之处同时。声通于天空气,必有间时,则震响非由此来。坚体通响尤速,烘坭通响,较于天空气速十倍,或十二倍。惟震响波涛行于地面,必有间时,故或推之,此响生在地内深渊,而所闻之各处,几为相等。------大抵地震于磐石之间,每秒约行九百丈,泥沙之间稍迟,转瞬间常成灾患。"

    此外,在该书中,慕维廉还就地震发生地点和时间的一些故有说法提出疑义,指出地震之灾"遍及各处,无动静旱潦寒暑之别";同时对气压影响地震的新说法也持慎重态度,声明:"有人以意测之,地震与空气之势相依者,此理亦未证明"。[11]1857年,慕维廉在《六合丛谈》上又发表《地震火山论》一文,其此种谨慎和怀疑态度仍有保留。他说:"火山及地震,考者甚众,尚未能悉其故。大率谓由地中之巨焰也。地球之初,一火球,至今余火犹存地中。地壳厚薄不一,皆有洞穴裂缝,盖因地气凉时,各处凝结不同。后以地中火力搅动,以成洞缝,水由之入,地中蒸为水气,涨力甚大,故有地震"。[12]可见,在介绍这些地震知识时,慕维廉自己也是缺乏足够信心的。

    从19世纪50年代到80年代,西方地震知识在华传播进展不大。涉及到这一问题的地理书籍不多。1883年,英国著名传教士傅兰雅著《地理须知》一书出版,其中对地震知识的介绍完全是摘录于慕维廉的《地理全志》[13]。1886年,英国传教士、后服务海关的艾约瑟译编《地理质学启蒙》和《地学启蒙》等书,其中所介绍的西方地震知识也仍主要是"地热致震"等一些陈旧的说法。有些新义的,乃是《地学启蒙》中对"地球收缩"影响地壳运动的如下介绍:

    "古地球较现今多热之时,亦必较现今体大。相继而减热增凉,地体亦递续减缩。时至今日,仍属由渐减热不已也。其减热之度分,因甚迟慢,故余等人近似不能觉察。所可明显等见者,惟磐石减热之踪迹。当地球体之减热缩小也,不能不增压力于地壳面,地外壳体面之石质远不相若,动植物层累,不同于沙泥石子层类;沙泥石子层累,不同于火成石,其经压力加来之时,石质刚柔软硬不等,崩裂高起低陷斜侧之式,亦决不能相同"。[14]

    如此解说地震成因,正是前述修斯著名的"地球收缩致震论"在中国的翻版。

    进入19世纪90年代之后,西方地震知识的传播被推进到一个新的水准。1893年,美国传教士李安德(Leander W.Pilcher)出版《地势略解》一书,成为这一世纪传播西方地震知识的殿后之作。李安德为美国美以美会传教士,1870年来华传教,后放弃传教,居住天津和北京,曾任过天津副领事。去世时为北京汇文书院院长。《地势略解》就是他为中国学生所编写的地理教材。这里所谓"地势",主要指地形、地貌。该书第8章题为《论地震》,专门讨论相关问题。在此章里,李安德将此前流行的两种地震成因说加以了概括:其一即火山地震说,认为地震"约因地壳内极热之处,有水气并他类之气冲动"而致;其二,即地球收缩论,认为地震"约因地心渐凉而缩-------地壳不能随之而缩,其间必有空隙之处,日久必然塌下,因塌下之力甚大,即能成为地震"。李氏显然不满意人们总是将地震与火山的成因混为一谈的做法,故强调"有离火山最远之处,地亦震动,盖因地壳上升或下降之故。"虽然他最终仍将地壳运动归结为"地心收缩"之效应,但却较多地引导人们注意地壳运动对地震的直接影响。

    李安德对地震波的介绍,是《地势略解》中较为新鲜的部分。他首先以石子入水造成波纹来比喻地震之波动:"若将一石子投入水内,水面必成圆形之波纹,而石子所落之处,必有忽上忽下之势,四周遂成波纹,互相环套,愈远而愈缓,此可比地震之摇荡"。然后,他又谈到地震波的传播速度问题,认为"地如波纹之行动,迟速不同,若其地之石坚硬,较石之软脆者,行动为尤速。地学家细考行动之迟速,均言每一分钟,约行五十七里"。不仅如此,书中还特别绘出"地震波纹图",标出从地下震源(称为"震原")到地面不同点之间的连线,强调其垂直于地面之点也就是今日所谓震中区(其连线为"立形"),受灾甚大;越远的地方,其与震源的连线越平(称"平形"),其灾害越轻。往往受灾最大的地方,不是垂直点地区即震中,而是距震中较近的地震波及区,也就是其与震源的连线"兼立、平二形"的那些地区。这一判断,是大体符合现代地震学学理的。

    《地势略解》对1891年日本发生的大地震极为重视,书中还专门附上了此次日本地震的地震图,包括地震面积概表、剧震部、烈震部、强震部和弱震部所在区域,以及此次日本地震的"震原及震烈波动线图"等[15],从而使得有关的地震知识得到具体生动的立体展示。这种情形的出现,同19世纪中叶以来日本大地震频发,西方科学家极为关注和参与对日本地震的研究是密切相关的。1880年2月,日本横滨发生强烈地震,震后应聘在日工作的西方科学家联合成立了"日本地震学会"。其中最为活跃的米尔恩(J.Milne)、尤因(J.Ewing)等人,迅速成为当时世界上最有作为的地震学家。19世纪末,他们根据水平摆的原理发明了简单实用、得以安装在世界各地的地震仪,用这些仪器开始了最早的地震观测,并首次成功地发现了P波和S波,这样,对地震波的研究就出现了实际观测和理论分析相结合、相互促进的局面,地震学也因此进入到定量化的现代阶段。米尔恩还领导建立了广布世界各地的地震观测网,并定期发布地震报告。他本人根据这些仪器记录资料,率先绘出了世界地震分布图,较为科学地勾画出了世界主要地震区的大致分布,有力地推动了地震学的发展。[16]

    实际上,从19世纪90年代起,西方传教士在华介绍西方地震知识时,就已经开始重视对日本的地震研究成果,并逐渐涉及到日本地震学者的某些观点。在这方面,美国传教士李安德的《地势略解》一书可谓其标志性起点。甲午战后,中国人也逐渐注意到从日本引进西方地震知识。戊戌时期康有为主编的《日本书目志》中,就专门列举了"地震学四种",即谷口政德的《简易地震学》、横河民辅的《地震》和地震学会编的19册《日本地震学会报告》等。这也是汉字"地震学"一词在中国的最早出现。不过,以开西学风气著称的康有为当时仅以地热爆发来简单解释地震,表明其地震知识仍相当陈旧和贫乏。

    综而观之,整个19世纪,西方地震知识在中国的传播虽不算多,但也不算太少,值得注意的倒是,中国人对这些知识发生兴趣、加以关注者却极为罕见。何以如此,实在是引人深思。笔者以为,至少有如下几个方面的因素影响了这一结果:一是,当时西方传入的这些地震知识本身还很不成熟,零散而乏系统,且自相矛盾不少,尚难以完全取信于中国士人;二是晚清以降,出于"开眼看世界"和救亡图存的急切需要,中国士人更关心的是世界人文地理和政治地理知识(多满足于读"地志"和看"地图"),对自然地理的兴趣也主要集中在地表以上,而不太留意地球内部的构造问题。这从19世纪中国最为流行的《海国图志》和《瀛环志略》等书的内容可知。正因为如此,慕维廉在1883年曾专门将《地理全志》这一当时"西方地理学的百科全书"加以压缩重组,去掉其包括" 地震"在内的其他部分,一意仿《海国图志》和《瀛环志略》,"专以外国地志为本,希中土儒林,披而获益"。[17]改编后的《地理志略》果然多次重版,可为印证之一;三是这一百年之内,西藏、新疆和甘肃等边地虽曾发生几次较大的地震灾害,但由于现代媒体和通讯极不发达,故没有形成振聋发聩的学术刺激和社会动力机制,其学者从事科学实证研究的学术兴趣也有待培养。这一点,与19世纪中后期的日本恰恰形成了鲜明对照。

 

三、20世纪初国人对现代地震知识的自觉传播与研究

--兼谈现代地震学在中国兴起的标志

 

    进入20世纪后,西方地震知识在华传播具有了新的特点,首先是传播的路径起了变化,除了从西方直接传入之外,另增加了日本的渠道(熊月之先生所谓"西学从东方涌来"),并且这一渠道在20世纪最初十余年里,较之前者成效更加明显,影响更大;其次是随着新式学堂的大量建立和现代学制的形成,传播西方地震知识的主要载体也从一般地理学译著和传播西学的报刊,迅速变为各类新式地理学教科书,特别是大量的自然地理学(当时一般称为"地文学")教科书,其针对性的介绍得到增强。到20年代前后,又出现了一批系统介绍和研究西方地震知识的专门著作,包括科普读物。在内容上,这些自然地理教科书对西方地震知识的传播,总的说来摆脱了宗教束缚,较为准确,也更多地反映了西方和日本地震研究的较新成果。第三,其传播主体也不再是西方传教士,而是变成了中国人自己,其中又以归国留学生为骨干力量。迄民国建立以前,留日学生主导着这一传播,此后,留学西方归国的翁文灏等专门学习地质的欧美留学生逐渐发挥了关键作用,并经由他们的学术自觉与实践,直接开创了中国现代的地震科学。

    20世纪初年的中国,曾出现许多译成中文的外来"地文学"教科书,有小学用的,也有中学、师范和大学用的,其"陆地"部分都要不同程度地谈到地震问题,涉及到当时世界上较为流行的地震基本知识和概念,如地震类型、震源、震央(震中)、震波和海啸等。但这些教科书直接来自西文的很少,大多都是中国人直接译自日文或从日文书籍编译而来,不下于数十种,较为流行的不仅有各种版本的《地文学问答》,还有山上万次郎、横山又次郎等人分别编著的各种类型之地文学教科书的汉译本。另有中国学者参照上述日文地文学书籍、并汇以己意编撰而成的相关教材,如张相文的《新撰地文学》和曾彦的《(普通教育)地文学教科书》等等。

    在20世纪初年,中国人之所以对译述包含地震在内的"地文学"知识体系格外重视和感兴趣,实反映了一种追求基础"科学"新知,以发展自然地理科学的学术自觉。如当时翻译出版过多种日文本地文学著作的邵羲就曾表示:"近日地理之书译者甚众,惟地文学则阙如,以斯学属于科学之一种,非若普通地志之易知也。然地文地理为天然之科学,凡研究科学者,不可不先求诸地文学,故亟译之以飨我国学界。"[18]由此可见一斑。

    如果就中国人自觉地尝试构筑现代"地文学"知识体系而言,20世纪初张相文出版的《新撰地文学》一书,无疑是最值得重视的一本。该书中对"地震"问题的论述,代表了当时中国人地震认知的较高水准。张氏为江苏桃源人,1899年开始学习日文,逐渐了解现代地理学知识,清末时曾创办中国地学会和《地学杂志》,并出版中国最早的现代地理学教科书多种,堪称中国20世纪初自觉讲求现代地理知识的前驱先路。1908年,张氏所编撰出版的《新撰地文学》的第二章里,专门设有一节讨论"地震",认为地震的远因,"根于地心热、太阳热及重力等之作用",而近因"则在地壳之软硬,气候之变化等"。基于这一认识,书中将地震分为"火山地震"、"陷落地震"和"断层地震"三类。尽管对各类地震成因的分析还基本停留在19世纪的水平,但这一分类本身已无疑是霍尔内斯确立的现代通行分类了。

    在《新撰地文学》一书中,为了说明火山与地震的关系,张相文特别指出了世界上常爆发火山地震的地区,如太平洋沿岸,日本、爪哇、苏门答腊诸岛最多,地中海周围次之,中美洲和黑海附近也常发生等情形,并专门画出了火山及地震的分布图--以褐色之浓淡来大体表示各地区地震的频度与强度。同时,他还强调了地层的运动、斜滑等直接导致的"断层地震"较之前两类地震"震力强,其震域亦广"的特点,并说明地震有纵震和横震两种,具体表现为上下动、水平动、倾斜动和回转动四种样态。书中所绘出的"震波之传布"图,以标明和凸显"震源"和"震央"的关系,也很为引人注目,尤其是作者用地震波来解释余震现象,堪称书中最为新鲜的内容。其言曰:"有一次震动之后,经若干时间,复觉微震者,是由地形地质之差而震波回返也"。[19]这就从根本上超越了以"气"来解释余震的传统地震说之理论局限。

    《新撰地文学》一书对地震预测也给予了重视,它称之为"地震测候",对其研究和应用前景表示出一种潜在的期待之情。书中写道:

    "地震之灾,俄顷间能丧失无量生命,故测验之法为最要。大约天气郁蒸,水平失序,磁针乱向,土龙出窟,雉子惊号,或音响出于地中,如巨炮轰发,如雷声殷振,皆地震之先兆也。然兆见而震亦随至,常不能先时预避,惟于震灾迭见地方,置显微音器,以验发声之缓急,庶能预知震灾之大小耳。今日本、义[意]大利有用之者"。[20]

    当然,张相文的上述介绍,最终仍不能不受到当时国际地震研究现状的制约。在20世纪最初十年的西方地震学界,虽然1891年日本的美浓-尾张地震和1906年的旧金山地震已经使人们开始明确认识到,断层作用不仅是地震的效应,也是地震的成因,但有关的研究结论之传播和认同仍需要一定的时间。1910年,美国地震学家里德(H.F.Reid)发明了著名的弹性回跳理论,指出整个地壳在以某种未知方式施加的应力作用下弹性地弯曲,当岩石达到破碎程度时,地壳沿着旧的、脆弱的圣安德烈斯断层线断裂,并且弹回到新的位置,最终的突然位移导致地震。弹性回跳学说的提出,使人们开始从具体的地球物理证据出发讨论地震成因问题,这是一次重大的理论突破。从此以后,地震的断层成因说逐渐在世界上传播开来[21]。而断层地震,也称构造地震,遂被学界公认为地震的主要形态。

    从20世纪初年起,中国开始出现第一批真正了解现代地震知识、接受过专业训练的地质学者。他们或留学日本,或留学欧美。其中最为杰出的有章鸿钊、丁文江和翁文灏等。而翁文灏为我国第一个专习地质学的理学博士学位获得者。他们分别于1911年和1913年回国从事地质学教学和科研工作,并相继发起成立农商部地质研究所和地质调查所等一类专门机构,开始独立培养中国自己的地质学专业人才。中国最早的地震学研究和相关专家,就是由此孕育而诞生的。这些人可以说构成中国现代地震学兴起的专业性人才标志。

    在中国现代地震学兴起的过程中,以翁文灏为代表的一批地质研究者发挥的作用最为突出,而民国初年中国相继发生的一系列破坏性很强的地震,特别是甘肃海原大地震,则成为推动这一新兴学科在中国诞生的直接动力。翁文灏为浙江鄞县人,1908年赴比利时罗文大学攻读地质及岩石学专业,1912年获理学博士学位后于次年回国,受聘于农商部地质科,并任教于农商部地质研究所,1916年地质调查所正式成立后,又曾担任代理所长和所长。1917年1月,安徽霍山发生6级以上地震,波及9省市。翁文灏配合丁文江,一面制成调查表(包括),寄交各省有关部门进行函调,一面派学生到震区进行实地考察,之后又亲自执笔撰成《民国六年一月至三月地震调查报告》,这是我国公开发表的最早地震科学考察报告之一[22]

    1920年12月,甘肃海原发生8.5级特大地震,殃及数省,死亡人数达到23万之巨,震惊世界。翁文灏受政府委托,特组织考察团(一行6人)到震区考察4个月,不仅公布了几篇高水平的专业考察报告,他本人随后还发表了《甘肃地震考》(1921)、《中国地震区分布简说》(1922-1923)等一批研讨历史地震和地震构造的卓有创见的专题研究论文。在这些论文中,翁氏根据他自己总结的中国历史上3000多次地震记载和200多次的震中记载,将其与现实地震和西方地震知识相结合,着力揭示了地震和地质构造之间的关系。在此基础上,他首创了中国地震区带学说,绘出了最早的中国地震分布图,并率先尝试根据国际流行的罗西--福来氏烈度表来比照确定中国的地震烈度。同时,他还从地质构造角度,对地震烈度异常区和震中迁移规律,作出创新性解释,不仅以此说明地震成因,而且以此探讨地震预报的可能前景。他的这些论文,有的还在国际地质大会上公开宣读,引起关注,被公认是"中国近代地震研究的最早的论文",他本人也被认为是研论中国地震构造的第一人和"我国开现代地震研究之门者"[23]。由此,实际上也可见中国地震学研究最初孕育于现代地质学的明显特点。

    1930年,在翁文灏的主持下,中央地质调查所在北京鹫峰建立了地震观象台,率先使用外国先进地震观测仪器进行地震观察和记录,同时成立直属调查所的地震研究室,定期发行《地震专报》,并与西方同行相互交换,从此中国的地震研究与国际地震学界更为紧密地联结在一起。次年,在竺可桢主持下,中央研究院气象研究所也在南京北极阁建立了使用外国仪器进行观察的地震台。凡此种种,可以说均一并构成为中国现代地震学兴起的制度性标志。

    在观测、研究中国地震现象的同时,翁文灏等也没有忘记向国人较为及时、科学、完整、准确地介绍以西方学界为主导的现代地震知识,并自觉努力地将自身的研究成果和思考溶入其中--尤其是专门纳入关于中国地震的内容,从而较为系统地构建出中国自己的现代地震知识体系。关于这一问题,目前的中国现代地震学兴起史研究仍然较为忽略,这是应该引起注意的。

    以翁文灏的有关著述活动为例。1922年,他在《博物杂志》上连载《地震浅说》一文,就以中国新近发生的地震为例证,向国人高水准地介绍了一些现代地震知识。1925年,他又在《科学》杂志上发表专文,较早地向国内学界全面介绍魏格纳的大陆漂移说及其学术价值,认为该学说极为新颖,诚有"胜过前人处","为吾人别辟一新观念,或将以此引起新研究新观察,则言地学者不可不知也",同时他也指出,其理论"于地史详细事实未能充分说明者,则亦颇不少,实尚未脱离理论假说之程度"。[24]此后大陆漂移说的命运和影响,完全证明了翁氏的远见卓识。

    在系统传播现代地震科学知识方面,翁文灏1924年出版的《地震》一书特别值得一提。这部商务印书馆作为"百科小丛书"之一出版的通俗著作,乃是中国第一部较为全面系统地总结和传播现代地震科学知识的专著。该书不仅介绍了罗西等人的地震烈度表,地震的周期及频度计算公式,地动计的应用以及地震波的类型(地面波、纵波、横波等)与其速率等新知识,还讨论了地震原因、地震分布和地震预防等等问题。书中强调地震为地质现象,但却并未局限于仅阐述"地质学之地震解说",它还较为简明客观地介绍了"地质以外之地震解说",即地震与纬度变迁、与地磁和天文现象、以及与季候和气压等等之间关系的较新认识。书中对地震分布的介绍,既包括世界地震区的分布,也涉及日本和中国地震区的分布,其中中国的地震带被他划分为16个,有的称"地堑带"(如汾渭地堑带),有的称"断裂带"(如燕山拗褶断裂带),有的称"折断带"(如甘肃武都折断带),还有的称"断陷带"和"陷落带",等等,这些实是翁氏将他自己前期的有关成果,直接纳入到书中来的结果。它既有助于中国人直观地了解"地震带"的知识,无疑又丰富了国际地震学界对于地震带问题的研讨。

    《地震》一书还特设一章解说"中国地震",除了划分中国地震带之外,还以中国丰富的地震史记载资料为依据,证明中国历来就是一个"多震国家",以此纠正此前国际地震学界长期流行的中国少震,且地震范围小、烈度低等等误解。在书的其他章节,翁氏特别强调"明清以来,中国地震记载之详备,为各国所无"的一大学术研究优势[25],并留心中国的地震分期和古来国人关于地震成因的解说特点等问题。这种立足中国,面向世界学术的地震研究之"中国自觉",对于中国现代地震学的兴起来说,无疑属于具有标志性的非常必要的一环。

    另外,注重"地震预防",也是《地震》一书构建中国现代地震知识体系的突出特色之一。书中提醒地震学者和政府,虽然当时的地震研究尚根本达不到预防的效果,但"此固研究地震重要目的之一,不可忘也"。[26]作者认为,对于地震预报,应从地震仪的观察、天气预报,动物异状,历史上地震的周期统计等多方面予以努力。只要摸清各地的地质构造、详细测定其内蓄动力和地壳抵抗力之数据,地震预报并非完全不可能做到。不过,在地震预报能力尚严重不足的情形之下,如何减轻和救济震灾,却是必须讲求方法的。翁文灏在这方面也率先提出了经验十足、值得重视和沉思的意见。他明确指出:

    "地震之后尸骸堆积,交通梗阻,水流淤积,粮食不足,发生疫病,有一于此皆为后患,故善后事业,极为繁重,不仅复兴建筑而已。

    总而言之,地震颇多而烈之地,于建筑之位置及方法必须预为讲求,震灾既成之后,则必须赶速救人,止火,接济粮食,修洁地方,开通水道,修整交通,此为吾人对此不可抵抗之天灾所应尽之人事。诚能力尽人事,则天灾亦未始不可减至最低之程度也"。[27]

    历经2008年5月汶川大地震及其救灾全过程的中国人,读此82年前翁氏语重心长之告诫,实不能不佩服这位中国地震科学研究先驱者的先见之明。

    在翁文灏的《地震》一书之后,1927年,王恭睦再出版《地震浅说》一书(中华书局版),1931年,王应伟复出版《近世地震学》一书(中国科学公司印刷)。这些传播地震学知识的专门著述,已经基本完成了中国现代地震学专用术语和知识体系的系统建设任务,并为地震学知识的社会化和学术专门研究的深入开展打下学理基础,也理当视为中国现代地震学兴起的重要学术标志之一。

    实际上,中国现代地震学,就是在吸收运用现代西方和日本的地震学知识,并结合中国的地震现实进行考察研究的过程中逐渐产生和发展起来的。它一开始,就凝聚了中国学者自身的创造性智慧,而这一点,也正预示着中国未来地震学得以继续发展的特色和希望所在。

 

 


[①]可见高继宗:《西方地震知识首传者龙华民》,《防灾博览》2006年第4期;刘昭民:《最早传入中国的西方地震学知识》,《广西民族大学学报》(自然科学版)2007年11月第13卷第4期。两文都没有涉及到明末以后的内容。

[②] 其有关详细内容,可参见前引高继宗《西方地震知识首传者龙华民》一文。

[③] 见《泰西水法》卷四。此书为徐光启笔述,李之藻订正。

[④] 《坤舆图说》卷二,见1841刻《指海》第12集,第11-13页。

[⑤] 《地震解》的另一次重刊,是在1910-1920年代大陆再度频发大地震之时。

[⑥] 康熙《御制文四集》卷30,第14--17页。雍正十年刻本。

[⑦] 见刘福铸:《试论<康熙几暇格物编>》,《福建师大福清分校学报》1996年第1期。

[⑧] 参见吴忠良、刘宝诚编著《地震学简史》,地震出版社1989年版,第12页。

[⑨] 王宏翰:《乾坤格镜》卷17"地震说"。转引自徐海松:《王宏翰与西学新论》,载黄时鉴主编《东西交流论坛》第2集,上海文艺出版社2001年版,第146页。

[⑩] 玛吉士辑译:《外国地理备考》卷二,道光"海山仙馆丛书"本,第20-23页。

[11] 以上所引关于《地理全志》的文字,均见中国国家图书馆藏1859年日本三都书林版《地理全志》卷二"地势论"中的"地震论"部分,第21-23页。

[12] 见《六合丛谈》第1卷第6号,上海墨海书馆1857年印。

[13] 可参见傅兰雅编著《格致须知》二集《地理须知》中的"地震",光绪九年刻本,第9页。

[14] 见《西学启蒙十六种》中的《地学启蒙》,1896年上海著易堂书局刊本,第60-61页。

[15] 以上所引李安德《地势略解》,均见光绪癸已(1893)年京城汇文书院刊本,第71-74页 。

[16]可参见吴忠良、刘宝诚编著《地震学简史》,第15-19页。

[17] 见美华书馆1899年版作者"识语"。此书之后还有1902年美华书馆重版。

[18] 见邵羲:《地文学问答》之"译例",1903年商务印书馆首版发行。

[19] 见张相文:《新撰地文学》,上海文明书局1908年版,第72页。前面所介绍的内容,见该书第70-71页。

[20] 同上,第72-73页。

[21] 参见小本杰明·富兰克林·豪厄尔著,柳百琪译《地震学史》第10页。

[22] 此文以"农工部地质调查所"的名义发表,载《农商公报》第3卷第35期。

[23] 参见李善邦:《三十年来我国地震研究》,1948年载《科学》第30卷第3期。

[24] 翁文灏:《惠氏大陆漂移说》,《科学》第10卷,第3期。

[25] 见翁文灏:《地震》,商务印书馆百科小丛书第23种,1924年版,第41页。

[26] 同上,第83-84页。

[27] 同上第90页。李灼华《翁文灏先生与中国现代地震科学》一文(载《地质论评》1990年3月第36卷第2期),贡献殊多,但作者认为翁文灏《地震》一书出版于1929年和1939年,较该书1924年的初版本晚了5年。这不利于我们总结翁氏在这方面的开拓性贡献。

原文链接:http://wen.org.cn/modules/article/view.article.php/c15/2955

 



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