科学与人文精神交融的杰出典范 纪念李四光诞辰130周年

科学与人文精神交融的杰出典范纪念李四光诞辰130周年
作者：刘则渊
来源：《科学文化评论》2019年第05期
摘要从科学精神与人文精神交融的角度，考察著名科学家李四光人文素养的方方面面：从他的科学随笔论述他渗透于科学素养的哲学素养、艺术素养、文学素养、历史素养，并以地质力学的“构造控油论”为例，说明他的远见卓识和高尚人品。

关键词李四光科学随笔地质力学构造控油论
中图分类号 N092： P5
文献标识码 A
2019年是我国卓越的科学家李四光先生诞辰130周年。

本文通过李四光的科学随笔，考察他人文素养的几个方面，以表达对他的深切怀念之情。

一“金鼎随笔”中的《穿过地平线》
——李四光的科学随笔
1998年，笔者读到一本由马胜云（1930—2019）选编的李四光教授随笔作品集《穿过地平线》（图1）[1]。

该书是百花文艺出版社编辑出版的“金鼎随笔丛书·自然科学家辑”中的一本。

金鼎随笔的寓义在于：“金鼎”乃古代铸造精品，属自然科学范畴;“鼎文”为古代文字精粹，属人文科学领域。

丛书本意是借此分别收集自然科学家和人文科学家的随笔出版。

不过看了《穿过地平线》，笔者倒有“鼎”与“文”熔铸为一体之感，文集是自然科学与人文科学交叉渗透的作品荟萃。

李四光（1889.10.26—1971.4.29）是我國卓越的科学家，他在地质科学上的杰出成就和对中国地质事业的巨大贡献，及其政治素养、道德素养和科学素养，早为人们所熟知，受到党和国家的高度评价。

然而，关于李四光的人文素养却鲜为人知。

《穿过地平线》这本文集，恰好弥补了这个缺憾。

编者马胜云先生曾是李四光教授的学术助手，后任李四光纪念馆馆长，也是笔者认识的地质力学研究所老朋友之一。

笔者深知他掌握有关李四光的丰富文献资料，对李四光的学术思想颇有研究，因此非常胜任文集的选编（令人悲痛的是马胜云先生前不久不幸逝世）。

由于对李四光学术思想的研究兴趣，这部文集的绝大部分文章，笔者曾多次研读过。

现在重读这些论著，仍爱不释手，颇有温故而知新的心境。

它使读者从一个新的视角看到这位科学巨匠的广博知识与治学精神，高雅文采与完整人格。

对李四光的人文素养，笔者曾做过简略的记述：
他具有广泛的知识，富于理论感和历史感，见多识广，博古通今，颇有文学艺术的修养。

他写的科学论文，不拘一格却行文严谨，读来毫不乏味;写的科普作品，文字生动，读来兴趣盎然;写的诗，形象感人，可惜只留下写有“石迹耿千秋”佳句的《悼子元》一首。

他还是个熟练的小提琴手。

[2]
现在从《穿过地平线》中的随笔小品，人们可以对李四光的人文素养作更深刻的了解了。

编者给这本文集取名《穿过地平线》，也意味深长。

在某种意义上，“地平线”是岩石圈与智慧圈的分界线，亦即自然与社会或者地文与人文的交汇线。

不过以往通常把地平线之下的地质及自然现象看成科学的对象，而把地平线之上的人文及社会现象视为文化的范畴。

可谓科学与文化壁垒分明。

从这本文集，可以看出这位地质学家总是以“穿过地平线”的眼光，在自然与人文的交汇线上，把科学与文化结合起来进行考察。

例如，在《科学工作的几个基本问题》一文中，他从一个时代或一个国家的文化特色讲起，认为“一代的文化，包括当时人类社会最高的理想和现实的表现”及“科学的发展与人类现今实际的生活状况，确有息息不离的关系，从这种密切而且普遍的关系着眼，我们似乎无妨说科学便是现代文化的特征”[3]。

他从科学文化的角度，强调科学工作需要有勇气和毅力这样的心理基础和科学精神，才能无所忌讳，不畏压迫;科学以求真实为最高目标，而认识真实与否，全靠认识“精”和“确”的程度。

由此，他展开了关于长度、时间和质量三个基本单位的论说。

又如，在《风水之另一解释》演讲中，李四光对人们迷信“风水”这一人文社会现象，投以科学一瞥，从自然环境对人生的关系角度考察“风水”。

他指出：“近年来科学的范围渐渐扩充。

什么黑暗的地方，我们也要用科学的光来照它一照。

”[4]接着，他对“风水”重新加以正确地界说，并与从前风水先生关于风水的种种迷信活动和神秘说法加以区别。

他将人类所处的环境概略地分为：人与物的关系——自然环境;人与人的关系——社会环境，并具体分析了自然环境对于人生的种种关系。

这恐怕是最早论述风水与环境的一篇文献。

总之，李四光的这部金鼎随笔作品，穿过了自然与人文之间的地平线，跨越了科学与人文之间的分界线。

它既是科学随笔，又是文学随笔，是科学与人文结合的随笔精华，树立了科学精神和人文精神融汇的典范。

二大连莲花状构造的发现——李四光的哲学素养
1956年夏天，在周恩来总理的精心安排下，李四光到避暑胜地大连滨海疗养。

一天，他路过马栏河桥，向海边一座山峰望去，偶然看到南面一个形态奇特的山峰，一道一道的山梁呈弧形旋上山顶。

这是怎么一回事呢？为了揭开这奇特山峰的奥秘，他从北京召来学术助手一块考察。

他们顶烈日，攀悬岩，对大连白云山庄周围的山峦进行了详尽的踏勘和观测。

从山顶鸟瞰全貌，只见道道山脊和条条沟谷相间展布，环抱着中央高地，就象莲花花瓣围绕着中心莲蓬一样。

经过多次详细考察，终于弄清这是一次地壳旋转运动造成的一种地质构造体系，波及范围1公里，全部都发育在中元古界长城系石英岩中。

李四光把这种构造的新类型，命名为“莲花状构造”（图2）[5]。

莲花状构造的发现，是李四光创建和发展地质力学中的一个小事例。

但一滴水也能折射阳光，它反映了李四光有着敏锐洞悉客观现象的科学观察力和深刻揭示现象本质的科学抽象力相结合的哲学素养。

李四光重视理论思维和哲学修养，注重阅读哲学理论著作，发挥理论思维方法在科学发现中的作用。

早年他曾读过英文版的恩格斯《自然辩证法》。

从他1950年回国到1952年间，集中阅读了《实践论》《矛盾论》和《自然辩证法》等马克思主义哲学原著。

他学习哲学原著有两个基本特点：
一是总结科学思想发展，借鉴历史经验。

在《科学的中心思想在怎样转变》[6]一文中，他系统地总结了近代自然科学的思想发展，通过分析支配科学的中心思想演变，认识到一度支配科学的中心思想的机械主义虽然促进过科学的发展，但随之又把科学引入死胡同，只有辩证法才是引导科学走上坦途的正确思想。

另一个基本特点，就是把哲学一般原理体现到自己工作中，“通过地质工作者特殊的实践道路，由浅入深，一点一点地体现出来”[6]。

他确信这是减少和纠正科学中的错误和偏向的最有效途径。

他说：“学了以后，有时值得自己问一问，我们所了解的那些，究竟有多少仍然属于书本上的教条，有多少已经形成了我们工作的一部分？” [6]这个重要结论看来很寻常，而他却是通过自己地质科学实践的漫长过程中领悟出来的。

地质工作的首要特点是必须以野外地质实践为基础。

学地质的，必须到大自然中去精读自然书。

李四光在《读书与读自然书》一文中谈到：
什么是自然？这个大千世界中，也可以说是四面世界（four dimensional world）中所有的事物都是自然书中的材料。

这些材料最真实，它的配置最适当。

如若世界有美的事，这一大块文章，我们不能不承认它再美没有。

[7]
在北大地质系从事地质教学中，他就特别强调野外地质实践，读自然之书[8]。

他认为书是死的，自然是活的。

学习书本知识，是为读懂大自然书做的准备工作。

只有能读自然书，才算是真正做自己的学问。

学地质的，不到大自然中去精读自然书，是不可能培育成材的。

李四光除了在课堂和实验室教导学生外，还常带领学生到野外实地考察，着重培养学生实际工作能力。

他的学生、后来成为著名区域地质学家和岩石学家的王恒升（1901—2003），曾回忆跟随李四光老师在野外地质考察的情景，还穿插几则轶闻趣事。

有一次，李四光带领王恒升等同学到野外实习，临返校的前夜，发现一个很贵重的精密罗盘仪忘在山头了，李四光为此寝不安枕。

王恒升在第二天凌晨，只身踏着拂晓月光，跑了一二十里路，爬了几百米山头，找到了罗盘仪。

李四光和同学们正准备踏上归程之际，见到王恒升找回来的心爱宝物，对王恒升更加赏识。

1924年他和同学们在李老师率领下到三峡进行地质实习，途经武汉，见一个英国水兵坐
了中国人力车，却不给钱，反而毒打车夫，李四光立即上前揍了英国水兵几拳，还狠狠教训了一通。

这个英国水兵见李四光师生人多势众，只好狼狈逃走。

王恒升对李四光老师为人更是佩服不已，后来几十年间，李、王师生情谊极深。

1934年王恒升留学瑞士，恰好赶上李四光到英国讲学，途经瑞士，于是又跟随李四光一起考察阿尔卑斯山的冰川（图3）。

李四光对这次现代冰川的考察，为后来考察和鉴定庐山第四纪冰川遗迹，奠定了坚实的基础。

三小提琴曲与协和山脉——李四光的艺术素养
记得1999年在大连理工大学人文社会科学学院举办的李四光学术思想报告会上，笔者曾首先请艺术教研室的老师演奏了一首小提琴协奏曲《行路难》（图4），为会议揭开了序幕。

《行路难》的作曲者，就是地质学家李四光。

这首小提琴曲一下子把与会者带到李四光作曲的那个时代，也使与会者领略到一位卓越科学家的音乐素养。

该曲谱首次刊于《音乐艺术》1995年第2期首页，《穿过地平线》文集的插页也登载了这首曲谱。

曲谱手稿现藏于上海音乐学院图书馆。

该院中国现代音乐史教授陈聆群于1990年3月发现了这份乐曲手稿，经考证认为这是我国第一首小提琴独奏曲。

《行路难》这首小提琴曲，是李四光于1920年接受北京大学校长蔡元培先生（1868—1940）的聘请，从英国回国途经巴黎时谱写的。

回国后，他把乐曲手稿交给了音乐家萧友梅教授（1884—1940），请他予以校正。

后来手稿一直由萧友梅保存着。

上海音乐学院著名作曲家、小提琴协奏曲《梁祝》作者之一陈纲教授认为：“最可贵的是乐曲立意深邃，行路难，这真是中国知识分子苦难历程的一个大概括。

”乐为心声。

这首乐曲的曲调与其曲名是一致的，行路难，可谓一语双关：其低沉的主调却带有亢奋强音，起伏交错却伴随奔放向上的旋律，不独形象地表现了地质学人爬山涉水、考察地质的艰苦路途，而且更鮮明地抒发了知识分子在旧中国黑暗的社会环境中挣扎求索、追求光明的苦难历程与心境。

从这首乐曲谱写的背景看，它确实反映了辛亥革命成果被袁世凯窃取后，李四光于1913年再次出国留学，到1920年回国这7年间个人与国家的命运。

因此，从这首小提琴曲的奔放旋律，可以领悟到唐代浪漫主义诗人李白（701—762）的诗作《行路难》的意境：“行路难，行路难;多歧路，今安在？长风破浪会有时，直挂云帆济沧海！”
这里着重要讲的是李四光的音乐艺术素养。

他不仅小提琴拉得好，而且还创作了意境隽永的小提琴曲，显示了这位地质学人的高度艺术修养。

这点，当时北大傅斯年先生（1896—1950）就曾经谈到过。

1919年李四光接到蔡元培邀请电函后，曾向从北大到英国访问的傅斯年询问北大情形。

傅先生给蔡元培校长的信中谈道：“李君与丁君乃英学界之‘两科学家’，不特学问大家佩服，即学问以外的事，也是留英的精粹。

他们所学的科学，真能脱离了机械的心境而入艺术的心境。

”“李君平生，不仅学者，更是义侠之人，此间的留学界很多称道。

”[9]信中提到的“丁君”，系丁燮林（1893—1974），与李四光一同留学英国伯明翰大学，1920年又一同受聘于北大，任物理系教授，后又任中央研究院物理研究所所长。

他有戏剧表演天赋，且擅长戏剧写作，以至于最后弃科从艺、转理于文，成为专业剧作家。

其剧作构思新奇，语言风趣，
颇有轻松幽默的风格。

中华人民共和国成立后曾任文化部副部长，对外文委副主任等，改名丁西林。

李四光和丁燮林，在同一大学留学，是同学又是挚友，一个学地质，一个学物理，一个善音乐，一个会作剧，称得上科学素养与艺术素养融为一身的一对才子。

其实，世界上许多科学精英都有一定的艺术修养，如爱因斯坦（A. Einstein， 1879—1955）、普朗克（Max Planck， 1858—1947）酷爱音乐，巴斯德（Louis Pasteur， 1822—1895）、罗蒙诺索夫（М.В. Ломонов， 1711—1765）擅长绘画。

对科技工作者来说，懂点艺术，会点音乐或绘画，不仅可以调节紧张科研工作的心理情绪，充实自己的闲暇生活，而且有助于形成独特的审美意识，激发思维的想象力，以至同自己的科学活动产生共鸣。

我们很难说李四光的音乐艺术素养对他的研究工作产生多大直接影响，但科学和艺术都包含美的因素，自然美与艺术美存在某种共性，却是无法否认的。

李四光不仅承认自然美，也善于发现自然美。

他经常讲到地壳运动有如大海波浪起伏之自然美。

周恩来领导下的《新华日报》曾报道他在1945年重庆所作的一次学术报告：“李先生给了我们每个人一种诗人的想象：如果我们能有一万年或两万年的寿命，如果站在一个极高的地方，同时我又有锐利的眼睛可以看到很远很远，那么，就可以看见山丘陵地便如大海波涛似的起伏波动。

”这和抑扬顿挫、优雅舒展的提琴曲，不是一样美么！你看，横亘中国大陆东西向的天山—阴山、昆仑—秦岭和南岭山脉三条纬向构造带，时隐时现，等距分布，壮哉美哉！
C. G. 达尔文（C. G. Darwin）①曾指出地球上存在环绕纬度的协和山脉，用协和函数（球函数）可以得到数学解，经李四光考察得到证实。

这些协和山脉即纬向构造带的纬度间距为8。

，竟和“8音律”有惊人的相似。

这简直是地质年代造山运动协奏曲的绝妙产物！有趣的是，英国化学家纽兰兹（J. Newlands， 1837—1898）曾用“8音律”描述元素周期性，而8个元素组成一个周期的奥妙在于每一周期各元素原子最外层电子数皆不超过8。

现代管理学研究表明，每一管理层次直接管理的人数以最多8人为效率最高。

自然、社会和音律，竟是如此和谐美妙！难怪当今人们那么喜好“8”，但不要迷信图吉利的“8”（发）。

从思维类型的角度看，科学注重抽象思维，艺术偏向形象思维，而这种差异又同人脑两半球的分工相关。

因此，科学与艺术的结合，有助于发挥大脑的整体功能，把抽象思维与形象思维结合起来。

李四光地质力学关于构造体系的型式划分，如山字型构造、多字型构造、莲花状构造等，正是创造性地将逻辑思维和形象思维统一于地质实践的结果。

四悼子元诗与南岭山脉——李四光的文学修养
1943年，李四光在《地质评论》，上发表了一篇论文，题为《南岭何在》。

在文题下写有一首《悼子元》的五言诗：
崎岖五岭路，嗟君从我游，
峰壑隐复见，环绕湘水头;
风云忽变色，瘴厉濛金瓯，
山兮复何在，石迹耿千秋。

[10]
此文系地质学界为悼念受迫害而患重病去世的地质学家朱森（字子元，1902—1942）（图5）而出的专辑文章之一。

1941年夏，朱森当时在陪都重庆任中央大学地质系主任，兼重庆大学教授，他在野外带学生实习时，两校均送平价米到他家，被人诬告重复冒领，当时国民党政府教育部不问缘由而通令记大过处分。

朱森一生清廉，遭此不白之冤，让他胃溃疡旧病加剧，于1942年7月6日救治无效逝世，终年40岁。

李四光借此文回忆南岭考察情景。

南岭山脉作为长江流域和珠江流域的分水岭，在地理上的存在毫不成问题，然而从地质构造看仿佛没有着落，这是怎么回事呢？为揭开南岭地质构造之迷，1932年他率领其学生与同事朱森等一行7人到南岭考察。

此行一路翻山越岭，常遇毒蛇猛兽，沿途人烟稀少，饮食困难，时值严冬，艰苦备尝。

但朱森不畏艰辛，认真观测，结果因劳累落下慢性胃溃疡病根。

此次受重庆国民党政府迫害，致使朱森气病交加，不治而死。

李四光为纪念朱森之死，将一䗴（ting）科化石新属命名为“朱森䗴”，并在《南岭何在》一文题头写下那首悲壮的诗篇。

李四光曾写过不少诗，仅留下这一首。

仅这首诗就足见其高深的文学修养。

这不仅表现在他的诗作与随笔上，而且还突出地反映在他的学术论著上。

他写的论文，文字优美，尤其在题目、导语和结语上下功夫。

像“南岭何在”这样的论文题目，为数不少，而在学术界却不多见。

这类文题称得上画龙点睛之笔，独具匠心，而且语义双关，带论战性味道。

如《受了歪曲的亚洲大陆》一文，题目不只是强调了亚洲大陆扭曲的地质构造格架，还批评了欧美学者对亚洲地质构造的曲解。

这篇论文最后对全球地壳运动的趋向所作的结论，也意味深远：
我们的结论是：随着地球旋转加快，亚洲站住了，东非、西欧破裂了，美洲落伍了。

[11]
有些论文，带有散文写作的风格，犹如文学作品，读来赏心悦目。

最典型的论文，莫过于《冰期之庐山》这部关于中国第四纪冰川的经典著作。

李四光以半文言文的语言进行写作，在论文开篇便对冰川现象做了精彩的描述：
溯自原人入世（即第四纪之初期），地球各处气候，显有剧变。

时而严寒，时而温暖。

当严寒时，两极冰盖扩大，不分海陆，或埋没于冰雪之中。

而在现今之温带及热带地域，雪线亦有下降之象。

于是山高而积雪较多者，亦为冰雪所掩覆。

久之凝结而为冰床，随山谷之形势而流注，是为冰川。

[12]
在叙述了探求中国冰期冰川的过程后，他写道：
冰川现象，成立伊始，问题繁多，简而言之中国第四纪地质史，由此另开一幕。

详诘以研求之，庶能尽科学之意义。

然行远自迩，由简入繁，乃治学自然之程序。

……若夫阐明全国冰期之经过，及全世界冰期之所由发生，则有待于地理、地质、古生物、人类、气象及大地物理专家合力为之，庶可睹其大成焉。

[12]
看李四光的论著，很少见到一般学术论文的枯燥语言和死板定义，但遣辞造句却甚严谨。

阅读它，既是科学享受，又是文学欣赏，既学到丰富的科学知识.求真的科学精神和创新的科学方法，而且学到汉语言言简意赅的表达能力。

你不能不生赞美中华民族优秀文化传统的爱国情怀。

读李四光的书，你常常会发现他在阐明科学命题之后，用精粹的语言揭示问题的真谛。

尤其是他的科学随笔与科普作品，讲科学而发议论，与某些一味介绍科学知识而不见思想的科普著作显著不同。

他的许多话，凝练精辟，真称得上金鼎之言，警世佳句：
不怀疑不能见真理。

所以我很希望大家都取一種怀疑的态度，不要为已成的学说压倒。

真正讲学的精神，大概用一句话可以包括，那就是为真理奋斗。

真理，那怕只见到一线，我们也不能让它的光辉变得暗淡，我们要继续战斗。

作科学工作最使人感兴趣的，与其说是问题的解决，恐怕不如说是问题的形成。

先易后难，先肯定既知，再进一步去追求未知，就工作程序来说，是较为合理的。

[13]
笔者在这里摘引这些语录，是想说明李四光首先是一位科学巨匠，同时又是一位语言大师。

他的文学修养和语言表达能力，加强了他科学观点的思想内涵，提高了科学创见的感召力。

笔者觉得这特别值得青年知识分子、大学生和研究生学习。

笔者在审阅一些研究生的学位论文或批阅课程论文时，常常看见词不达意、语句不通，甚至错别字满篇的现象，至于论文结构松散，逻辑不严者更是为数甚多。

这就是为什么现在要加强大学科学文化素质教育，倡导理工文渗透的缘由所在。

五治乱周期与地质沧桑——李四光的历史素养
1932年，李四光发表过一篇文章《战国后中国内战的统计和治乱的周期》（图6），为祝贺蔡元培先生65岁而作。

该文用统计方法定量分析了中国进入封建社会后的治乱周期现象。

此文颇有历史趣味，开创了我国计量史学（quantitive history）或历史计量学（cliometrics）的先河。

该文依据统计曲线所显示的结果，把中国历史分为三个大治大乱的大周期，每一大周期又包括若干小周期。

每一大周期时间大致相等，平均周期约830年。

从战国混乱经秦统一中国，
出现西汉东汉隆盛，到晋末，为一循环周期;由南北朝混战经隋短暂统一，出现前后唐文治武功，到元末，为又一循环周期;明初以来，开始了新的大周期。

每一特长周期内，都有大型土木工程与生产力的大发展而出现相对稳定的长治久安局面，其后便是异族入侵中原，而导致频繁的战乱。

这个定量统计结果，在一定程度上反映了漫长的中国封建时代治乱周期现象，而且同我国历史上秦汉、唐宋、明清三个时期三次生产力的大发展的事实大致相吻合。

以往人们都知道，中国历史上往往是农民起义导致朝代更替，每一新生王朝的开国明君大都励精图治，使生产力得恢复和发展，出现王朝盛世，但几代之后便腐化堕落，横征暴敛，王朝衰败大乱，由此形成历史上或长或短的治乱周期。

而李四光的历史统计结果属于超长历程的治乱周期，尚属首次。

对此，至今鲜有史学家知道，更谈不上史学家的认同。

李四光自己也认为“这一篇冒险的文字，只是根据过去的若干事实，提出一个历史上的问题，问题本身能否成立，还得待历史家的考证。

如若周期的现象，果能确定，我们才能进一步研究周期发生的原因”。

他还认为，“即令周期律过去可以适用，我们不能无条件的说可以适用于未来”。

最后，他指出：
人类的历史，是人类创造的，中国人的运命，毕竟在中国人手里。

认清了历史的趋势，今日如何突破历史的束缚，便有待于今日中国人的努力，和世界的环境。

[14]
笔者以为这篇论文的价值，不只提出了重大的历史问题，还在于第一次把数学方法引入中国历史学领域，成为我国第一篇计量史学论文，这显示了李四光丰富的历史知识、高度的历史素养，以及熟练的数学功底;当然，作为地质学家，当时他尚不了解历史唯物主义的思想与方法。

今天我们可以从生产力与生产关系、经济基础和上层建筑的矛盾运动，来解释和揭示历史大周期或小周期发生的主要原因。

但李四光用数学语言描述历史现象的方法，给人耳目一新，今天仍可作为历史研究的辅助手段，甚至给某些历史观点或结论以数量支持。

可惜，这篇文章至今并未引起历史学家们的注意。

有趣的是， 2019年9月29日在中华人民共和国成立40周年前夕，新加坡学者王赓武发表一篇文章《这一次中国的崛起有所不同》，认为当今中国从1949年开始的崛起，是战国以来中国三次崛起之后的第四次崛起。

而前三次崛起与李四光统计曲线三大周期，有着惊人的相似
值得注意的是，自苏联经济学家康德拉季耶夫（Николай Д. Кондратьев，1892—1938）发现从英国18世纪中叶工业革命开始经济长周期规律后，汤因比（Arnold J. Toynbee，1889—1975）等西方史学家提出同经济长周期相对应的政治长周期（战争与和平交替）;日本科学史家汤浅光朝（1909—2005）和我国科学计量学家赵红州（1941—1997）分别于20世纪60、70年代先后用统计方面独立地发现了近代世界科学中心转移的周期规律;后来赵红州进一步以人类文明史的重大发现为依据，推断了长达1200年超长历史周期的文明中心转移现象。

如今计。