书城童书我的第一本自然探索发现全纪录
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第4章 自然科学家的故事(4)

竺可桢领导创建了中国科学院综合考察委员会,并一直兼任主任职务。在他的支持下,仅两年间,就先后建立了6个综合考察队。它们是:黑龙江综合考察队、新疆综合考察队、华南与云南热带生物资源综合考察队、长江与黄河流域土壤调查队、柴达木盐湖科学考察队等。此外,还组织了治沙考察队、南水北调考察队等。到他去世时为止,在他领导下,中科院先后组织了25年规模不同的综合考察队,参加工作的达100多个单位,1万多人次,积累了大批珍贵资料,取得了丰硕科研成果。

竺可桢热情地倡导和组织了中国自然区划、中国农业区划、中国国家地图集等重大科研项目的研究。在他的建议下,设立了国家海洋局、国家测绘总局和自然科学史研究所。他重视科学知识的普及工作,把科学研究和科学普及比作科学的两翼,并在工作繁忙的情况下,仍撰写了大量科普文章,宣传科学知识。他认为:地理学是经济建设事业中的基础科学,是研究现代地面环境的科学,因而应着重研究现代地表面的岩石圈、水圈、气圈与人类的相互作用,研究地球外壳结构及其组成部分的发生、发展、分布和各组成部分之间相互制约、相互转换的科学。我国的地理学,正是沿着这一方向健康发展的。

作为卓越地理学家和地理教育家的竺可桢,不仅创建了我国最早的地理系,培养了一大批地理科学专门人才,而且在许多地理学重大领域和重大问题上,提出了创造性意见。在地理学研究方法方面,他十分重视地域分异规律的研究,早在20世纪20年代末,他就发表了《中国气候区域论》,开创了这方面研究的先例。50年代末,他发表了《中国亚热带》一文,指出:不应将热带北界移至南岭,也不应将华北各地、东北南部和新疆南部都划归亚热带。他不仅提出了划分的标准,同时明确指出了亚热带的北界和南界。他的见解,得到学术界的公认。

竺可桢在气象气候学研究中的成就,引起了国内外学术界的高度重视。他早年就从事台风和东亚季风的研究,在气候变迁领域的研究中,更有着卓越的贡献。他研究了大量经、史、子、集及中外文献,研究中国和世界历史时期的气候变迁。

60年代初,他撰写了《历史时代世界气候的波动》,70年代初他又发表了《中国近五千年来气候变迁初步研究》等学术论文。

前者依据有关文献资料记述的地理现象,证明了20世纪气候逐步转暖,并由此追溯了历史时期和第四纪世界气候、各国水旱寒暖转变波动的历程,发现17世纪后半期长江下游的寒冷时期与西欧的“小冰期”相一致。最后指出:太阳辐射强度的变化,可能是引起气候波动的一个重要原因,从而为历史气候的研究提供了新的论据。

后一篇论文,他充分利用了我国古代典籍与方志的记载以及考古的成果、物候观测和仪器记录资料,进行研究,得出了令人信服的结论。文章指出:从仰韶文化到安阳殷墟的两千年间,黄河流域的年平均温度大致比现在高2摄氏度,一月温度约3至5摄氏度;此后的一系列冷暖变动,幅度大致在1至2摄氏度,每次波的周期,历时约400年至800年;历史上的几次低温出现于公元前1000年、公元400年、1200年和1700年;在每400年至800年的周期中,又有周期为50至100年的小循环,温度变动的幅度0.5至1摄氏度;气候的历史波动是世界性的,但每一最冷时期,似乎都是先从东亚太平洋沿岸出现,而后波及欧洲与非洲的大西洋沿岸。大变动的原因主要受太阳辐射的控制,小变动的原则与大气环流活动有关。这项研究,博大精深,严谨缜密,可以说是一项震动世界的科学成就。

竺可桢的《历史时代世界气候的波动》和《中国近五千年来气候变迁初步研究》等学术论文,是我国地理学历史上重要的著作。他的研究推动了我国地理学的进步和发展,为我国的地理学事业作出了巨大的贡献。

竺可桢的研究博大精深,严谨缜密,为学术界树立了光辉的榜样,受到国内外学者的高度赞扬。日本气候学家吉野正敏说:“竺可桢起了巨大的作用……”经过半个世纪到今天,他所发表的论文,仍然走在学术界的前面。

中国科学家郭开

郭开,我国著名的地理学家,他引西藏水进入黄河的创举,堪称是中国的地理大发现。

郭开以其敏锐的洞察、精细的勘测,依据我国地势西南高,西北、华北低的特点,设计在雅鲁藏布江朔玛滩筑坝取水,沿途串怒江、澜沧江、金沙江、雅砻江、大渡河之水入黄河,并开运河直至天津及新疆,一举解决北方干旱缺水、环境恶化、生态脆弱等问题,相当于再造一个中国,具有无可比拟的经济、社会、环境效益。

20世纪40年代,地理学家翁文灏发现:由于喜马拉雅山造山运动,三大拐弯(雅鲁藏布江大拐弯、黄河阿坝大拐弯、河套托克托大拐弯)的连线是一条低地带谷川,两边都是高山,一边是青藏高原,一边是横断山脉。到了黄河这里,一边是巴额喀拉山,一边是岷山,再往下则是贺兰山、阴山和吕梁山。我国西南地势高,西北华北地区地势低,沿着这条线路,完全可以把西南诸河流出国外的水顺利引到西北华北缺水地区。

郭开早年随军到西藏,深知那里水多。他自己几渡黄河,又参加过三门峡水库截流,深知黄河病在水少。如何将西藏水引入黄河,是他多年来琢磨的问题,但苦于大山阻隔,高原辽阔,无可奈何!

“文革”期间,郭开蒙冤被关在“牛棚”里,每天除了拉出去批斗一两个小时,其余时间就被关在里面。习惯于读书的郭开,发现由造反派抄家抄来的许多书,大部分是外文书。这对学过英文、俄文、日文的郭开,正中下怀。他发现了这本翁文灏20世纪40年代初在香港出版的英文《中国地形图》。这本地图制作非常精细,哪里山多高、水多深,都标得清清楚楚,令郭开大开眼界。特别是翁文灏的一大发现:由于喜马拉雅山造山运动,三大拐弯的连线是一条低地带形成谷川,两边都是高山,一边是横断山脉,中间是凹处,就像人的头(青藏高原)和肩膀(横断山脉)中间的脖根颈一样,到黄河一边是巴颜喀拉山,一边是岷山,再下是贺兰山—阴山和吕梁山……

翁文灏的发现一下使他心明眼亮,经过几个月的研究,他提出了雅黄工程初步方案——引雅鲁藏布江水入黄河。20世纪30年代,崔宗培从美国学成归来,在四川水利厅工作,经过考察,发现岷江由于山体滑坡大塌方堵塞河道形成的壅塞湖,其塌方体形成的坝,在地震中摇来晃去不仅没有垮掉,反而更结实了。以后他进一步研究,又结合五六十年代,苏联大规模搞人工塌方爆破筑堆石坝的经验(苏联曾筑过650米高堆石坝,并成功建筑了380米的罗贡堆石坝),开始寻找新出路。

但是这种石坝对地形地质的要求极严格,必须是V形峡谷,岸坡70度以上,而且山体要高过坝顶500米以上(否则爆破筑坝没有料源)。这样的条件下,建筑坝体高厚比达1比6,那么坝高600米也没有问题,400米绝对安全,不怕地震,不怕战争,原子弹扔在坝上也没有关系,它是一堆石头,你把它炸飞起来,两岸山石又都滚落坝库,水不会冲出。

这一发现,可以满足我国水利建设的战略要求。不过,这样的地形在内地少见,河谷宽了不能建堆石块。到哪里搞那么多石头呀?

一次,崔宗培请郭开到水利部介绍朔天运河。当他听到郭开讲雅黄工程,引雅鲁藏布江水入黄河。按郭开说的走线一查地图,所有坝址都是V型峡谷。这一发现,使朔天运河和他的治水新思维合拍。

所谓治水新思维,也就是要解决中国水的问题,即必须使全国主要江河联通成网,互通互补,截洪济旱,抽丰救欠,使全国水资源统一调度。这个问题如何实现,他一直没找到办法。看到郭开的大西线方案,正中下怀。大西线把雅、怒、澜、珠、长、黄、海、辽、松、黑十大江河串通一体成网,可实现全国水资源总调度……崔宗培和郭开经8年切磋,合作写了一篇4万字的文章《治水新思维》。

成都中央工作会议上,毛主席正式提出南水北调的问题,考察水资源丰富的西南地区的任务就摆在了国家面前,由中国科学院综合考察委员会领导组成西南地区综合考察队。

考察队数十人于1959至1963年对西南地区的自然条件,资源状况进行实地查勘,考察中他们发现,在这些南北走向的巨川大山中,都有许多东西向的横切沟壑、溪涧。这些地方常常是巨江大河的分水岭,其垭口都很低薄,有的打隧洞,即可联通,有的连隧洞都不用打,做个小工程即可通水,甚至不用做任何工程,只要在江河峡谷处筑坝,抬高水位,水便可沿自然垭口溢流过去。这一发现,使郭开的大西线方案有了实现的可能。

郭开的原方案是:走独龙江——怒江——虎跳峡——到甘肃定西入祖历河——黄河,流程6000公里,工期50年,投资1万亿。这个数字不仅把别人都吓跑了,连郭开自己也吓坏了,好几年不敢提起。

但是看了郭敬辉等人的调查,郭开大西线调水方案得以成立。20世纪50年代初,郭开随军入藏,就曾到过朔玛滩,当时郭开没有什么印象。当郭开正苦于对从雅鲁藏布江到黄河引水,不知怎么具体把握时,一个偶然的机会,在北京碰上了老战友武寺石。武寺石听了郭开的陈述,非常高兴,他说他早就有这样的想法。他认为要引雅鲁藏布江的水,取水口只能选在朔玛滩。老战友一席话,郭开茅塞顿开,立刻决定再次奔赴西藏。在武寺石的协助下,他实地考察了朔玛滩,果真是最理想的坝址。郭开当即敲定就以朔玛滩为取水口。二十多年来,大西线方案中各条线、水库、隧道……都翻来覆去改,唯独朔玛滩作为取水口始终不变。

武寺石对喜马拉雅山很有研究,他领着郭开到各地察看,发现在西藏所有高山都有很低的垭口。这种垭口一般地图都反映不出来。经过长期考察,终于发现喜马拉雅山有六个山口:马及墩、塔马墩、洛拉、雪嘎拉、德阳拉、东拉山口。这些山的垭口都很薄很低,引水施工非常方便。郭开的整个大西线方案就是建立在这些地图上没有反映出来的地理发现上面的,因而符合科学,非常实用。

郭开二十多年来就是经过考察研究核实,把这些发现串联综合形成一个大发现——大西线引水2006亿立方米,自流入黄河经青海湖调蓄、灌溉三北、中原,绿化沙漠10亿至20亿亩,再造一个中国,使13亿中国人生活幸福,发展无限。这确实是一个非常重大的地理发现。

任何科学研究都由无数科学家的心血和汗水凝结而成,把雅鲁藏布江的水引入黄河,是一件有益于全人类的大事,正因为有了像郭开一样为人们谋福利的科学家,我们才能如此幸福地生活着。

作为我国著名的地理学家,郭开,为了广大人民群众的利益,他鞠躬尽瘁,奉献了一生。今天,当我们享受着大西线调水带来的好处时,郭开的名字永远地留在了我们的心中。

中国近现代地理学的奠基人——张相文

张相文,一生从事地理学的教学、研究和著述工作,创建了我国第一个地理学术团体“中国地学会”和第一种地理学术期刊《地学杂志》,推动我国地理学发展达二三十年之久,是中国近、现代地理学从启蒙到发展的关键人物之一。

张相文,字蔚西,号沌谷。他为人正直无私、刚正不阿,是一位品德高尚的地理学家。清末中日甲午海战后,清政府割地赔款等黑暗社会现实激励着当时的有志青年力图改变国家命运,那些爱国人士,纷纷起来反对封建主义,并要求向西方国家寻求改革我国贫穷落后的途径。满怀爱国热忱的张相文,对青年学生的爱国运动,始终抱着同情、关怀和支持的态度。张相文的爱国热情与他对地理知识的兴趣融合在一起,靠搜罗到的地理译文书籍积累着学识。之后,他到南洋公学任教,讲授中国地理。自此以后,他大半生的主要精力便是从事地理的教学与研究。

20世纪初,张相文将地理学讲稿加以整理,编著了两种地理课本:《初等地理教科书》和《中等本国地理教科书》。这两本书出版后多次印刷,销量达200万册以上,这是地理科学知识在国内的第一次大普及。接着,他编著出我国第一本自然地理著作《地文学》。

《地文学》是张相文的代表作,内容分星界、陆界、气界、水界和生物界五篇,附有中西对照表15页,彩色地图10余幅,插图80余幅。这本书反映出张相文具备了在当时来说超前的地理学学识水平。除了学术上的建树之外,张相文还非常重视实地考察,他曾多次到山东、河北、山西、河南、内蒙古等地进行考察研究,他把考察所得与新地学知识结合起来研究,留下了不少有价值的考察手记与论文,对我国地理学的发展,起了很大的促进作用。

随后,张相文与一些学者一起着手创建地学学术团体,成立“中国地学会”,张相文被推举为第一任会长。中国地学会的建立,距今已有90多年历史,它是中国建立最早的地理学术团体,在早年中国地学与国际地学的交流上曾起过重要的作用。北京大学林超教授曾说:“20世纪初期,可以说是中国近代地理学的萌芽时期,中国地学会的建立和它的活动,是这个时期的标志,而张相文则是这个时期的代表人物。”

张相文的一生,正是中国旧有的舆地学向西方近现代地理学过渡的时期。他是改革我国旧地学和推动地理学发展的先驱。他的爱国思想,他的非凡学识,让我们敬佩并感动。

愿做春蚕的翁文灏

翁文灏,中国地质学家。中国地质科学事业奠基人之一,在中国地质学教育、矿产开探、地震研究等多方面都有杰出贡献。

翁文灏出身绅商家庭,13岁时通过乡试中秀才。后来到上海读书,在法国天主教会所办学校学习外文,后到欧洲留学,接着在比利时鲁凡大学获地质学博士。回到中国后,在北洋政府农商部任事,并在地质研究所任讲师、主任教授,中国首代地质工作者多出自其门下。翁文灏同时在北京大学、清华大学任教授,曾为清华地质学系主任、兼任代理校长。

翁文灏对中国地质学各方面研究皆有贡献。他是第一位地质学博士、第一个撰写中国矿产志、编成第一张全国地质图、主导发现及开采中国第一个油田:玉门油田。翁文灏亦是第一名考察研究甘肃8.5级地震的中国学者,事后出版中国地震区分佈图,是中国首张地震区划图。在他的主持下,中国第一个现代地震台在北平西山建立。翁文灏对构造地质学、历史地质学也有贡献,北京周口店出土北京猿人,亦是由他所主导的新生物研究所所发现。

除了这些个人取得的成就,翁文灏还直接从事中等与高等教育工作将近20年,为祖国科学事业培养了大量人才。