经世致用之学--当代水利史研究进展

发表日期:2008-06-11 浏览人数: 作者:周魁一 来源:中国水利网  评论

和许多成熟的学科相比,水利史是一门既古老又新兴的学科。论其古老,是因为从第一部水利通史——《史记·河渠书》算起,已有两千多年的历史;说其新兴,是因为它在近几十年来的研究工作中引入了现代水利科学技术,在总结历史经验为现实服务方面取得了重要进展。

作为历史科学和水利科学的交叉学科,水利史兼有历史和水利二者的性质和功能。作为历史科学的一个组成部分,它既着重研究水利(包括水利建设和水利科学技术)发展的历史事实和历史规律,同时也探讨作为社会发展的内在动力的一个要素,水利的历史发展是如何影响人类社会进步的。而作为水利科学的一个分支,水利史学科在本质上又从属于自然科学范畴,着重研究水利自身的矛盾运动,研究水利与社会,水利与自然的相互关系。

一个学科存在的价值既在于它的客观性,也在于它的实用性,水利史研究如果能为现实服务,如果水利建设实践对水利的历史研究提出需求,它的意义和作用将不言自明。水利史学科从一开始就以服务于社会,服务于水利建设为已任,因而,古往今来,水利史学科相沿不断。即使在近百年现代水利科学技术突飞猛进时代,历史的研究仍不失其光辉。求真求实是学术研究的根本原则,经世致用是其存在的社会需求。近五十年来传统水利研究在这两方面都有所进展。

(一)历史模型方法的提出

我国第一部水利通史——《史记·河渠书》写于公元前100年前后。在《河渠书》中,司马迁记述了上自大禹治水,下至元封二年(公元前109年)黄河瓠子堵口长达二千年的重大水利史实,首次明确赋予“水利”一词以治河防洪、灌溉排水、城镇供水,运河开凿等专业内容。这一中国特有的技术名词世代相沿使用至今。他还在《史记·高祖功臣侯者年表》序文中阐发他治史的目的。他说:“居今之世,志古之道,所以自镜也,未必尽同。帝王者各殊礼而异务,要以成功为统纪,岂可绲乎!”说明研究和学习历史经验并非照搬照套,而是要根据时代发展得出适合当今的办法。这一思想是十分深刻的。历史研究之所以能够对现实的社会活动产生影响,是由于现实是由历史发展而来的,其间有天然的实质的联系。学习历史能将人们思考的时空范围延伸和扩大,有助于认识人类活动和自然演变的发展脉络和丰富内涵,由此加深对现实的理解而发挥经世致用的作用。

进入20世纪80年代以来,在改革开放和科技发展的大背景下,随着编修江河水利志的高潮,由于史与志的内在联系,水利史研究也开始兴盛。由于计划经济向市场经济转变,人们进一步加强从经世致用的角度重新思考水利史研究的功能与方法。

水利史与现实水利问题怎样结合。这种结合能解决什么问题?途径是什么?优势在哪里?这是水利史研究需要面对和回答的问题。

在几千年的时间里,我国传统水利的历史研究对水利建设的发展起到过重要的作用。利用历史文献解决现实问题的作法古已有之。早在二千年前,我国就有根据日蚀、月蚀等天象记录来制定历法;利用历史物候资料来确定节气;依据历史灾害的统计规律来制定国家物资储备政策等卓越的科学实践。又例如二十世纪五六十年代的历史水文研究取得了突破性的进展。当年曾开展全国范围的历史洪水普查和重点洪水的专题研究。所得到的1870年长江洪峰流量为105000立方米每秒,为近800年来的最大值。这一成果已作为长江葛洲坝和三峡水利枢纽设计的水文依据。竺可桢(1890-1974)1973年提出的《中国近五千年来气候变迁的初步研究》,在搜集了大量的历史物候现象的基础上,进行历史与气候的综合分析,从而得出我国近五千年气温变迁的规律。这一结论和国外对挪威雪线研究得到的气温变迁规律基本一致。这篇论文得到国际学术界的高度评价,被认为是研究方法的一个创新,是在历史悠久并具有丰富文化典藏的中国才有可能提出的。

不必讳言,在近代水利科学技术迅猛发展的今天,对水流、建筑物的内部机理的研究日益深入,数学的物理的研究手段被广泛应用到水利研究的许多方面,特别是微观研究方面;新材料和新技术的使用也愈加广泛。比起现代技术来说,传统水利技术大多已经过时。但是,随着水利深入发展,人们也愈来愈清楚地看到,水利事业并不限于工程建设,而是越来越普遍地与社会的、经济的、资源的和环境的影响联系在一起。水利建设的成败得失,不仅取决于认识水的运动和建筑物安全的种种因素,也直接受到社会、经济、环境、资源等条件的制约。因此,对于环境演变的历史趋势、治水思想、政策法规与管理体制、减灾方针与对策等等方面的研究越来越迫切,这势必对水利的宏观问题的综合研究提出进一步的要求。而恰恰在这些宏观问题上,历史研究有着自己独到的优势。

此外对一些有着复杂边界条件的地学问题,如岩崩滑坡、洪水干旱、海岸演变等等,它们在时间和空间上都是一种动态的、多因素的综合体,边界条件过于复杂,难以确切搞清边界条件并列出公式求解;或是建立物理模型,在实验室试验。而从历史文献中寻找以往发生过的这类问题,进行比照研究,则会得出更接近实际的结论。

这种历史研究方法,实际上是把前人的水利实践或历史上客观发生过的同类现象作为时间比尺和空间比尺都是1:1的模型来看待。为了便于理解,比照“物理模型”和“数学模型”的提法,我们将它称之为“历史模型”,并进一步论证其独到的优势。例如,可以有效延长用以分析的资料序列、从事物长期演变过程中总结其发展规律、便于认识事物的特点、体现了社会科学和自然科学交叉研究的优势。从而增强了我们研究和解决与历史关系密切的工程建设的某些宏观问题的能力。“历史模型”方法的提出,增强了历史研究经世致用的优势。

(二)经世致用成果大批涌现

“历史”模型研究方法发表于1986年。应用这一方法取得了多项公认的成果,大体可分作两类:“一类是历史自然规律的研究(包括基本不受人类活动影响的自然演变,例如天文、气象、潮汐、地震等;也包括受人类社会干预的自然变迁,如环境、水灾等);一类是历史治理经验的探讨,例如:

1. 自然历史现象和规律的研究

进入90年代,水利历史基础信息建设又有新的进展。对于气象、水文、地震、滑坡、水旱灾害等自然现象来说,在未能掌握其成因和演化规律和内部机理的时候,长序列的系统资料是至关重要的,而现代实测资料最多不过百年。中国历史悠久,记述自然现象的历史文献十分丰富,在我国地震、气象研究中,早已注意历史信息的整编和应用,并在地震预报理论和气温变化规律方面取得了公认的成就。对水旱灾害而言,中国有比较系统的记载有2000年的历史,明清以来地方志编修更使我们拥有近500年,地域遍及全国的详细的水旱灾害史料。这些史料包含着宝贵的洪水灾害和干旱的自然历史信息。水旱灾害基础信息建设对防洪减灾工作有重要意义。例如:

1) 近2000年三峡大型岩崩滑坡的研究

三峡水库库区是岩崩滑坡的多发地区,由于地质现象的成因和发生机理目前仍难以清晰判断,历史模型研究在长江三峡大型岩崩和滑坡的研究中,显示了不可替代的优越性。研究者系统查阅了有关的历史文献;对宜昌至云阳区间的岩崩和滑坡地带进行了三次实地踏勘;并参考了有关地质资料,在此基础上,提出了历史论证报告。报告阐述了此前2000年间三峡地区大型岩崩滑坡的基本情况,对本区今后可能出现的类似地质灾害,在地理分布、发生诱因、可能的规模和频率等方面,提供了一个实在的参考,成为预测它们对工程今后的运行以及城镇和航运安全影响的依据。“历史模型”取得了地质理论分析所难以做出的成果。

这项研究发挥了如下作用:第一,本报告的结论为地质专家所重视,被长江三峡论证专家组收入《三峡工程地质地震专题论证文集》;第二,地方主管部门根据本报告补充了地质钻探资料,并修改了秭归县城的搬迁位置(原规划城址在1368年楚王坡滑坡体平台上)。

2)岷江流域洪水风险分析

岷江流域有时序较长洪水灾害记载,尤其是18世纪以来的水灾史料更为翔实。研究者首先筛选和鉴定资料,将文字资料转化为数据,然后建立量化模型,在计算机上实现了水灾频率分析,最终提出了岷江流域的洪水风险图。这一历史模型与水文模型相结合的水灾风险分析方法避开了从研究洪水到研究水灾的迂回,直接切入水灾风险研究,对于流域范围的区域防洪规划和洪水风险评估是适用的,结论客观和可信度较高,研究成本也很低廉。本成果作为风险图绘制的主要方法已被收入国家防汛办编制的《洪水风险图绘制纲要》。 

以上研究实例说明,由于自然界和人类活动都处在运动之中,事物发展的阶段性表现为随时间推移,矛盾激化、缓和、调整和再出现。在这里时间是关键要素,是用以阐发事物发展的不可或缺的坐标。因此,通过长时序历史资料统计分析,有助于认识事物的全过程和预见未来。

2. 治水思想和水利规划的历史研究

古代水利技术已经过时,但是治水方略和水利规划思想的科学光芒不会消失;此外,水利规划也需要通过历史考察,分析自然与社会互动作用下的水利发展规律和演变趋势,并从中汲取经验和教训。代表性成果有:

1)北京水环境及城市水利规划思想

水利工程是对区域自然环境的重新营造,其环境和生态效益往往需要较长时间才显现出来。北京地处半干旱的华北平原,城市河湖水系源于水利工程的营造。

北京有规模的城市水利建设始于金代,成就于元代,经过明清的完善,造就了具有供排水、防洪、航运等综合市政功能的河湖系统。元代的水利建设在为大都开辟新的水源的同时,在干燥的自然环境下,在被灰色建筑为主包围的街区中,引入了汩汩清流,不仅改善了生态环境,更使城市变得清秀、生动。城市中格局对称的宫殿和街区,由于河湖水域的注入而显现了灵气。

城市水利建设也创造了北京的景观环境和水环境,为这座都城留下了风景优美的湖泊景区和山水俱佳的皇家园囿。如果说历史上北京的城市规划以对称的城市格局体现帝都威严的营城理念的话,那么水利规划则适当的打破了这种对称格局,输入了人类崇尚自然的美学观。与同时代兴起的其他国家都城相比,北京的水环境表现得更为成熟和富有魅力。 

本课题的研究结论指出:根据北京历史名城的发展定位,北京的城市规划中必需给予水环境以重要的位置,应像绿地一样有相应的水域指标;像文物一样保护和利用城市河湖,以符合首都发展的长远利益。课题成果中观念性的内容,被城市规划部门引进,确认了城市规划不仅要包括建筑物、交通、能源、通讯等内容,还要包括水环境建设在内。我们提出的有关长河、通惠河整治方案和广源闸保护的建议也被有关部门采纳。

2)防洪方略的历史研究

水灾史的研究发现,后代水灾损失和水灾频次往往超过前代,这一现象古今中外概莫能外。近几十年来我国调控洪水的工程能力有了很大提高,但水灾损失仍在以高于国民经济增长的速度增长。如何理解这个表面矛盾着的现象呢?从气象、水文等自然条件来看,虽然洪水的年际变化较大,但从一个长时段来看,各条江河的自然态洪水都有相对稳定的量级和发生概率。因此,将近几十年和前几十年相比较,即然洪水量级和发生概率相差不多,那么水灾损失大幅度提高的主要原因,当然不是自然条件的改变,而是社会因素的变迁。历史的研究表明,减灾的努力至少要包括两个方面,一是提高工程防洪能力;二是调整社会以适应洪水。水灾史研究有助于我们将洪水灾害放在更为广阔的时间和空间来认识,并拓展了我们防范和减轻灾害的思路,成果由此而得到了国家防办的重视,并合作完成“21世纪中国防洪减灾方略的初步研究”。

由以上实例可以看出:科学技术的深入发展,暴露出来本来似乎不相干的多种事物之间的深层次联系。研究对象与其影响因素往往构成一个大系统,因此,难于通过实验或计算直接求解。然而,历史上的水利原本是前人的实践,这个实践既包括相关的地理演变等自然因素在内,还直接受到政治、经济、法律等条件的影响,显现出多种制约因素综合作用的结果。因而通过历史模型研究自然科学和社会科学交叉领域的问题,有着独到的优势。

(三)传统水利科学的继承与发展

在古代四千年治水活动中,我国传统水利取得了光辉的成就和在世界水利史上长时间的先进地位。在特定的地理环境和以农业为主要生产方式的古代,中国不仅形成 了不同于其它文明古国的独具一格的政治、经济、思想和文化传统,也形成了独具一格的科学技术体系。我国传统水利科学存在明显的弱点,例如理论概括不够,定量分析缺乏和实验观测不足。由于存在这些弱点,使得传统水利科技在唐宋时期已发展到最高水平,但此后则相对滞缓。当然,我国传统科学技术也有其突出的优点,例如:

第一,重视整体性和广泛联系是我国传统科学技术的显著特点,即重视从整体上认识研究对象和重视对象与相关事物的联系。中国古代社会“以农为本”,《吕氏春秋·审时》认为:“夫稼,为之者人也,生之者地也,养之者天也”,主张把农学放在气象、土壤、耕作普遍联系的环境系统中去研究,从总体把握局部。明代著名治河专家潘季驯也说:“治河之法,当观其全”,同样强调整体性和综合性。

西方科学则侧重分析和分解。长期以来,西方自然科学思维的基本轨迹就是将整体的复杂系统分解成各个部分,把运动现象作为相对静止的来处理,复杂现象从而得到简化。这种思维方法在历史上作出了巨大的贡献,奠定了现代科学基础。但是随着研究的深入,人们也逐渐发现,依据研究对象的不同特质,把事物的一个个侧面分解开来逐一进行微观研究,尔后再加以叠加以显现全貌的作法,并不能完全反映事物的全部特性,因为它的各个侧面间是密切关联和相互影响着的,此外研究对象本身也不是孤立地存在的,而是和周围其它事物密切关联和相互影响着的。因此,科学研究在纵深发展之后,又回过头来在其统一性和相关性方面寻找新的突破。

第二,辩证思维是我国传统科技又一重要特征。特别是对立统一、相反相成和相互转化的观点对科学技术的发展影响最大,凝聚着中华民族的智慧。例如在黄河防洪建设中,为防止堤防决口,宋、元、明三代大都以分流为主导思想。认为只有在上游分流以适应下游河道容蓄的能力,才能防止洪水决溢。但潘季驯则持相反的看法,他认为,黄河善决、善淤、善徙特性的关键是河水含沙量太大。泥沙淤积抬高河床,既减少输水能力,又增加防洪的困难。于是,他总结前人的合理主张,提出了“束水攻沙、蓄清刷黄”的理论,阐明了合与分,冲与淤之间的辩证关系,是治河理论划时代的贡献。

提出“知识就是力量”的英国哲学家培根说:“历史使人明智,诗歌使人灵秀”。历史思维是人们进行创造性活动重要的思维训练。这种智慧的培育对于科学研究有重要的意义。英国著名科学史家李约瑟先生指出:“当希腊人和印度人很早就仔细地考虑形式逻辑的时候,中国人则一直倾向于发展辩证逻辑”。某些西方科学家还认为,这种辩证思维对现代科学的进一步发展,将具有重要的启迪作用。

近几十年来相关学科的相互渗透显著增强,不仅是自然科学内部各学科的交叉,而且自然科学和社会科学之间也广泛渗透。尤其是象水利科学这样以大自然为背景的科学领域,边界条件更加复杂,还不可能分析一切自然界的影响因素,何况其间还加入了人类大规模改造自然对水环境所产生的影响。而水利的历史研究告诉我们,当各个学科深入发展之后,似应防止孤立地深陷于各学科的细节之中,淡忘了其间的相互作用。历史的研究恰恰在建立一个包括人类活动在内的自然界的统一景象并由此加深对自然的理解方面显现出自己的优势。

    历史的研究不是一成不变的,它同样是随着时代的进步而日益发展,表现出时代的特征。今天,虽然科学技术比起古人是高度发达的,但人们对于现实世界和人类社会的认识,却远远没有完结,需要不断发掘和研究。随着社会的发展,人们对于历史的认识也在不断地深化,不断趋于完善和正确。科学每前进一步,再回过头来看历史,也总会有新的发现,新的理解。可以认为,现代科学技术的发展对古老的历史学科提出了挑战,提出了要求,同时,它也为历史研究的深入,提供了比过去先进的方法和手段。换句话说,科学的发展非但不应该排斥历史,相反地,把历史的经验和信息现代化,正是科学所要完成的重要课题。历史发展没有止境,人们为丰富对自然的认识而进行的历史研究也将没有止境。

[责任编辑:simuhxf]

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