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京西古道上的科學擂台：是蹄窩，還是壺穴？| 爭鳴

04-08

?京西古道，蘇德辰攝於2011年6月

編者按：

科學家愛較真。最近京西古道基岩路面上或零星分布或成群成串的「坑」引起了地質學家們不小的爭論，最具代表性的雙方——中國地質科學院研究員蘇德辰認為是「蹄窩」，加拿大蒙特利爾工學院教授嵇少丞認為是「壺穴」，各說各的理，還各自發表了學術論文。

學術爭鳴本是科學常態，切磋交流才能明辨是非。嵇少丞教授去年4月曾投書《知識分子》，推薦自己寫作的論文《為什麼暴雨流沖刷形成的基岩山坡壺穴在中國被誤認為古道蹄窩？》，介紹自己的觀點，遺憾的是，嵇少丞教授當時不願與不同意見的文章爭鳴。近日，蘇德辰研究員寄來文章，再次提及這起學術爭鳴。為便於讀者了解雙方觀點，此處附上嵇少丞教授的博文（與投稿文章內容基本一致，jishaochengvip.blog.sohu.com）供參閱。

京西古道的人文歷史固然可觀，然而其間的科學內涵卻由一場辯論，於細微之處見真章，地質學家們較真是讀者之福。

撰文 | 蘇德辰 （中國地質科學院地質研究所研究員，國土資源首席科學傳播專家，丹霞山世界地質公園科學顧問）

責編 | 李曉明

知識分子為更好的智趣生活 ID：The-Intellectual

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前 言

蹄窩是歲月在古道留下的痕迹，是歷史的見證。京西古道上的蹄窩已經存在數百年，幾十年前趕著牲口在古道上馱運貨物的腳夫在京西地區尚有健在者，中國西南地區的馬幫還沒有完全消失，他們都是生活和歷史的見證人。

地質學家與蹄窩的親密接觸始於1863年，當時美國地質學家龐派來（K.Pumpelly）對北京西山的煤礦進行了調查，這是北京西山地區最早的地質考察，至今已有150年的歷史。此後，親身騎著毛驢和馬匹走過京西古道、親眼目睹蹄窩形成的中外知名和不知名的地質學家數以千計，沒有任何一位地質學家把古道上的蹄窩當作河水或雨水沖蝕形成的壺穴，因為他們是蹄窩的見證者。

20世紀70年代開始，古道上的馱隊逐漸銷聲匿跡，年輕的地質學家已很難見到馱隊或馬幫的蹤影，因此，對原本沒有任何爭議的蹄窩成因出現了完全不同的解讀：先是有人認為京西古道上的蹄窩是冰臼，這個說法很快被否定，因為數百年來每天人來人往的古道不存在冰臼形成的條件。最近幾年，有人又提出了新的說法，認為古道上的蹄窩是暴雨沖刷形成的壺穴。

為正本清源，筆者從北京西山的地質特點、中外古道的修建史、壺穴的形成條件以及蹄窩爭論的緣由等多方面進行論述，文章稍微有點長，但讀者可以從中了解一些中外古道的歷史、北京西山的地質研究簡史以及很多關於科學爭論的相關知識。

1. 北京西山地質

北京境內的西部山區統稱北京西山，是北京西部的天然屏障，也是連接北京與河北、山西和內蒙古等地的重要通道。北京西山擁有異常豐富的地質現象，華北地區代表性的地層絕大部分在北京西山都有出露。北京西山的許多地質遺迹被寫入經典的地學文獻或教科書。現今流行的許多地質名詞是在北京西山首先研究並根據西山的地名命名的，例如，門頭溝區的青白口（地層）、下馬嶺（頁岩）、馬蘭（黃土）、窯坡組（含煤地層）、龍門組礫岩、髫髻山（火山岩）、芹峪（運動）等等。房山區周口店的北京人遺址更是享譽世界的文化遺產，此外，十渡、聖蓮山、石花洞等等都是十分珍貴的地質遺迹。遍布西山全境的地質遺迹對於地學研究、地質科普和地質旅遊都具有重要意義。北京西山還擁有豐富優質的煤炭資源和建築材料，是元代以來京城最重要的能源和建材基地。

從19世紀中期開始，外國地質學家就開始了對北京西山的地質考察。繼1867年美國地質學家龐派來（K.Pumpelly）對北京西山進行煤礦調查之後，德國科學家李希霍芬（F.V.Richthofen）於1869年考察了京西玉泉山和昌平的南口，1871年又考察了從北京至門頭溝齋堂和懷來礬山堡的沿途地質。1910至1912年，在北大任教的德國教授索爾格博士（F. Solger）在教學之餘對北京西山進行了考察，並草繪了1：20萬西山地質圖一份。

1916年8月，在章鴻釗、丁文江、翁文灝以及瑞典人安特生的指導下， 13名中國培養的第一批地質專業學生對北京西山進行了較系統的地質調查，繪製了第一幅1：5萬北京西山地質圖（出版時縮小為1：10萬），編寫了第一本主要由中國地質工作者完成的中英文版《北京西山地質志》，並於1920年正式出版。直到二十世紀50年代，「這部書和附圖一直是多所大學地學專業教學的範本」（中國地質調查百年畫卷，2016）。

此後，北京西山成為中國地質學家最多關注和考察的地方，也是中國最早培養地質人才和開展地質研究的基地，被稱為中國地質學的搖籃。

?圖1 《北京西山地質志》主要作者在兵馬司衚衕15號院合影

前排3位為指導老師（左起）：翁文灝、章鴻釗、丁文江

2.京西古道

北京西山景色優美、地勢險要，是京城重要的宗教聖地和軍事屏障。數百年間，在京西重要軍事設施、寺廟、煤礦和數百個自然村落之間形成了一個由不同級別和形式的道路構成的縱橫交錯的交通網路，現在統稱為京西古道。僅在門頭溝區境內的古道累計長度就有680餘公里。這些道路縱橫交錯，四通八達，在軍事、商貿、文化交流等諸多領域為古代中國的發展與進步、為中華文明的傳播與延續起到了極其重要的作用。道路周邊的古建遺迹、歷朝歷代的碑刻典籍、大量的文學作品等等記錄了數百年來古道的發展與興衰。

京西古道是京城連接河北、山西和內蒙的重要通道。數百年間，運貨拉煤的驢馬騾等成群結隊，年復一年、日夜不斷地穿行往來，把古道上鋪就的堅硬的石塊踩磨得鋥光瓦亮，在基岩路面或者較大的石塊上留下了永久的痕迹，那就是因長時間持續不斷的踩踏形成的串串蹄窩。這些蹄窩有時零星散布在較大的石塊表面，有時三三兩兩出現在小面積裸露的基岩路面，更多的蹄窩成群、成串出現在玉河古道（西山大路中道）的峰口鞍以及西山大路北道的牛角嶺、石佛嶺這3個完全由人工開鑿的面積較大的基岩路段（圖2）。下面分別描述。

?圖2 門頭溝境內京西古道分布圖

（1）玉河古道：

又稱為西山大路中道，最初從模式口向西，在麻峪村跨永定河，經大峪、東辛房，翻過峰口鞍（庵），過黃石港、十字道等村到達王平口，然後經千軍台、齋堂至河北、山西等省（圖2）。此條道路是通往王平口最近的大道，但高差較大，麻峪村附近的永定河到峰口鞍關城的距離約10km，但海拔從100米陡升到810餘米，道路沿途有多個煤窯分布。這樣陡的道路車輛根本無法通行，所有貨物均靠驢馱人背。然而，正是這條道路在清代是順天府通往河北和山西最重要的大道（《北京歷史變遷地圖》，侯仁之，1988），到上世紀60年代末才逐漸衰落直到廢止。

玉河古道的坡度雖然很大，卻少有塌方或落石之擾，是相對安全的通道。峰口鞍東側的盤山路是玉河古道最為壯觀的路段，此段盤山路面一般寬4-6米，最寬處達6.5米，絕大部分路面用石塊鋪砌而成，每隔1~1.5 m會栽立石一排，立石不是平鋪在表面，而是深埋地下，並高出平鋪路面約3-15cm左右，這種立石也稱為路牙。路牙的好處主要有：1.有效地保護道路，可防路面石塊鬆動下滑；2.可有效地將雨水引導到道路兩側，能阻擋絕大部分雨水對路面的沖刷破壞；3.下山時（特別是在雨雪天氣）可為行人和馱運貨物的牲畜起到防滑剎車的作用，上山時可以起到很好的蹬踏助力作用（圖3）。古道拐彎處和大的石塊上經常見到稀疏的蹄窩（圖4），大量的蹄窩則分布在峰口庵西南側的基岩路段。

?圖3 玉河古道18盤

?圖4 京西古道18盤路段上的蹄窩（紅色箭頭）

峰口庵位於九龍山與絕石樑之間的埡口，海拔812m（圖2），至今留有古代關城遺址。GPS坐標為:東經115°5957"，北緯39°5533"。關城向南西方向120餘米處為數十米高突兀陡立的侏羅系厚層粉砂岩阻擋，通往王平口方向的古道只能用人工開鑿的方法取道通過（圖5）。

?圖5 玉河古道峰口庵基岩路段蹄窩的分布與古道兩側岩石（鏡頭向北）

道路中央的蹄窩分布極為規律，道路東側（照片的右半部分）基岩表面風化程度很低，沒有任何類似古道上的凹坑

峰口庵基岩路段長約23 m，總體呈南北走向，分內外兩部分。內側（東側）基岩路面從拐角處向南長16 m，路面寬平均1.7m左右，平面上呈北寬南窄的梯形，北側接近拐角處最寬，達3.2 m；與之平行的外側（西側）路面由大的石塊鋪就而成，寬度隨地形變化而變化，平均寬度在1.5m左右。

此路段形態較為規則的蹄窩有120餘個，其中只有一個位於鋪設路面，其餘均出現在基岩路面，其中近60個密集分布在坡度急劇變化的轉角處（圖6）。坡度較小的直路段蹄窩排列極為規律，呈近等間距雙排串珠狀，平均間距50 cm左右，俯視圖上明顯可以看出是動物行進的軌跡（圖6）。

?圖6 峰口庵基岩路段古道及蹄窩的分布特徵（俯視圖）

絕大多數蹄窩為規則的圓筒形或橢圓筒形，頂大底小，頂面呈圓形或橢圓形，一般圓形蹄窩上部直徑為15-20 cm，部分較大呈橢圓狀蹄窩的長軸可達30cm。受路面坡度影響，蹄窩的深度變化大，拐角處地形較陡，蹄窩普遍較深（最深者約30cm），坡度較小路段蹄窩的深度介於1cm至15 cm之間，蹄窩底部多為圓形的平面，一般直徑10cm左右。有些較淺的蹄窩或者深蹄窩的底部有特別明顯的蹄鐵印痕（圖7）。

?圖7 峰口庵基岩路段拐角處蹄窩的分布特徵（鏡頭朝向：南西）

道路兩側的岩石沒有任何沖刷磨光痕迹

蹄窩路段岩層走向近東西，傾向正北，傾角45-50度。地層中節理髮育，共三組節理，最大一組節理的走向345-360度，這段基岩路面的古道即是沿這組節理的走向修建的。另有兩組呈X狀相交的節理，走向分別為108度和60度。然而蹄窩的分布並不受地層的層理和節理的控制，蹄窩的總體排列方向與古道嚴格一致，單個蹄窩的長軸方向總體也與古道的走向一致。

從圖5至圖7都可以明顯看出，峰口鞍蹄窩段古道兩旁的基岩露頭新鮮，稜角分明，沒有任何明顯的沖蝕痕迹，說明古道開鑿歷史很短。內外兩部分古道路面的高度及修建方法截然不同，為明顯分期建造的證據。拐角處部分蹄窩被外側鋪路的石塊充填，說明外側的鋪路石之下，為更早的基岩路面。據此推斷，此段古道可能經歷了至少三次較大的修建工程。

（2）西山大路北道

又被稱為王平古道，始於永定河東側的三家店，經琉璃渠、斜河澗、水峪嘴，牛角嶺關，再經橋兒澗、石佛嶺、王平村等古村落，在王平口與玉河古道相匯。過去齋堂附近所產的煤炭，大部分通過這條古道用驢騾等馱運到三家店，再換用駱駝或車輛運往京城。西山大路北道的坡度較小，是京西古道中使用時間最長的道路，一直到1977年下葦甸－清水公路修通之後，這條古道才自然廢止。古道沿途，尤其是在牛角嶺和石佛嶺兩個人工劈山開鑿的基岩路段處有大量的蹄窩。

牛角嶺段的蹄窩位於水峪嘴村與韭園村之間的埡口（GPS坐標為北緯39°5749.53"，東經116°213.29")，埡口兩側約100 m左右的基岩路段完全由人工開鑿而成，關城處海拔368 m，高出山下的永定河河床約230m。關城兩側基岩路面上密集分布著410餘個蹄窩，關城西側98個，東側312個。整體上蹄窩的分布與古道的坡度變化呈正相關的關係，坡度變化大和古道轉彎處蹄窩密集。呈串珠狀排列的蹄窩之間距離多在40-60cm之間。蹄窩的分布方向與路面的走向基本一致，絕大部分蹄窩明顯位於水流沖刷不到的局部高地，說明蹄窩的形成與路表面流水之間根本沒有必然聯繫（圖8-11）。有些蹄窩分布在台階狀的岩石斷塊之上，明顯是馱畜上下台階時的著力點（圖12）。

?圖8 牛角嶺關城東側蹄窩及水流通道（藍色）

鏡頭方向：自東向西

埡口附近的蹄窩絕大多數高於流水通道，不可能接受強烈的水流沖蝕，蹄窩中的水基本上是天然降水。

?圖9 牛角嶺蹄窩分布與水流的關係

藍色箭頭指示可能的水流方向，紅色箭頭為在脊狀隆起處的蹄窩，根本不可能有水流的直接沖蝕。

?圖10 牛角嶺「永遠免夫交界碑」北側的典型蹄窩

圖中藍色箭頭指示的是主要的節理和流水方向，蹄窩的分布與節理沒有任何關係。如果蹄窩是水流沖蝕形成，它們應該分布岩石破裂的地方，即圖中的節理周圍。

?圖11 牛角嶺關城西南側的典型蹄窩

藍色箭頭指示的是主要的節理和流水方向，蹄窩位於古道的中央，如果蹄窩是水流沖蝕形成的壺穴，它們應該分布在藍色箭頭指示的水流通道處和地質錘右側的紅色區域處。

?圖12 牛角嶺古道的蹄窩與節理

圖中較粗的紅色虛線為近南北向的節理，3條細紅色虛線代表次級節理，大的藍色箭頭為古道方向，3個藍色小箭頭代表從北側邊坡方向可能的水流。根據地形條件和力學原理，圖中南北向節理與次級節理相交處是力學性質最薄弱的部位，3個白色圓圈所在的區域為最可能發育壺穴的位置。而實際情況表明，紅色箭頭處的3個蹄窩與節理沒有任何關係，顯然蹄窩的形成過程沒有按照自然法則，因此不是天然水流沖蝕形成的。

石佛嶺段蹄窩主要分布在東、西石古岩村之間的埡口（GPS坐標為北緯39°58』29」，東經116°0』27」），因古道邊有石佛而得名。這段古道修建於永定河河床邊的懸崖峭壁之上，古道最高點處海拔217m，高出永定河河床40餘米，有8m長、2.5 m寬的基岩埡口路段完全由人工開鑿而成，上有深淺不等的蹄窩30個（圖13），其中13個蹄窩的底部基本平直，形態為近圓形，直徑10-12cm，一般深度小於5cm，只有一個蹄窩的深度接近10cm。埡口基岩路段上不規則蹄窩有17個，其分布和表面形態受岩層界線與節理的控制較為明顯。所有蹄窩均分布在道路中央，大部分遠離邊坡，而且埡口兩側邊坡均是風化程度很弱的新鮮岩石，因此古道中的蹄窩不可能是從邊坡處的流水沖蝕而成。而埡口處的路面均高於兩側，如果這些蹄窩是山區暴雨沖蝕而成，那麼，埡口周邊乃到整個北京西山的山體表面會有無數類似的凹坑，但事實完全不是。峰口庵、牛角嶺以及石佛嶺古道兩側的岩石表面沒有任何類似蹄窩的沖蝕或沖刷坑。

?圖13 石佛嶺埡口基岩路段的蹄窩分布

埡口基岩路段向南西方向至石碑處距離為130m，基本為鋪砌的路面，在大塊的路石上發現蹄窩38個，大多數為較規則的蹄形或近圓形。埡口路段向北東至東石古岩村長度約310m，有3處小面積的基岩路段，有形態不甚規則的蹄窩接近20個，大部分鋪砌路石被後人挪作他用，少量殘留的路石上有11個蹄窩。

圖14-17為石佛嶺段典型蹄窩的照片，從中可以明顯看出，它們的形成不可能是路石表面上經過的雨水！如果存在足夠動力的水流，那麼古道路面上大多數石頭表面均應有類似的蹄窩出現，而不可能選擇性極強地分布在極少量的石頭表面。

?圖14 石佛嶺古道蹄窩

?圖15石佛嶺古道蹄窩

?圖16 石佛嶺古道蹄窩

?圖17 石佛嶺古道蹄窩

?圖18 石佛嶺古道蹄窩

3. 古道蹄窩的形成原因

下面這張照片拍自玉河古道峰口庵西側，接近十字道村。這塊岩石質地堅硬，且明顯高出古道路面，正常流水會沿著岩石兩側繞石而去，不可能穿石而過。即便有穿石而過的水流，那麼應該在高差最大、且有明顯節理破壞的岩石下方形成壺穴，不可能在岩石的落差小又無節理的地方形成深坑，因此，只有騾馬等牲畜的鐵掌長期踩踏才能形成這樣底面平直的凹坑（蹄窩）以及規則的凹槽。

?圖19 玉河古道上的蹄窩

?圖20 古道蹄窩的形成過程

這是牛角嶺古道中經典的蹄窩，可以明顯看出蹄窩的形成過程。早期、中期和後期的踩踏形成的蹄窩印跡非常明顯。從32號蹄窩邁向34號蹄窩時，鐵掌刮蹭岩石形成的溝槽形態非常規則，底部光滑平坦，這種印跡是是騾馬或驢行走過程中蹄子落在斜坡上向下方滑動的痕迹，任何水流都不會形成這種規則的痕迹，而類似的蹄窩和規則的凹槽在京西古道上卻是普遍現象。

?圖21 京西古道上遺留的鐵掌

京西古道上川流不息的馱隊都是由掛有鐵掌的騾馬驢等組成的，古道上的蹄窩和蹄窩之間的溝槽狀印跡主要是由這些鐵掌完成的傑作。筆者在古道上就曾經拾到過兩個掉落的鐵掌，這是名副其實的鐵證。事實上，很多常走古道的戶外人士都有類似的收穫。

?圖22 行人踩踏形成的腳窩

照片22拍攝於2009年3月，左側的鐘樓仍然指示著2008年5月12日汶川大地震的發生時間。地震之後不到一年，行人已經在鐘樓旁踩出一條通往鐘樓後方廣場的腳窩小路。有戶外生活經驗的人都會走過類似的小路。

那麼，京西古道上規則排列的蹄窩是完全由馱畜自然踩踏形成的么？

顯然不是。京西古道是人工開鑿修建的，所有蹄窩均位於古道上，其中大部分位於人工開出的埡口路段，且都沒有貼著邊坡。少部分蹄窩分布在零散的路石上面，基岩埡口路段和路石的始作俑者絕大多數都是修路人！這也是為什麼筆者在相關的博文或文章中總是強調「人工修建」的原因。

?圖23 河北省豐寧縣喇嘛山上的簡易道路

豐寧縣喇嘛山在當地是個宗教活動場所，山上有泉水和大型洞穴，為了方便遊人，景區承包人用傳統的修路方式修建了簡易的道路——腳窩（圖23）。左側是近景，右側是全景。京西古道上的蹄窩與這樣的腳窩原理都是類似的！但京西古道上的腳窩在形成過程中，主要由負重的騾馬驢等動物的鐵掌踩踏而演變成現在的樣子。

類似這樣的古道實例在中國很多，圖24是位於北京古崖居的道路，可以清楚地看到腳窩與台階混用的修路方式，空間有限的地方用腳窩，空間足夠且容易修建的地方修成了台階。

?圖24 北京古崖居的道路

但是，類似古崖居的以台階為主的道路只能供行人用，負重的騾馬驢等動物無法走台階，請看下面的視頻。

歐洲一些國家在重大場合喜歡用騎警做表演，有時需要走一些台階。雖然這些高頭大馬都經過了長期嚴格的訓練，但走到台階路時只能以極慢的速度行進，且依然經常馬失前蹄。

研究壺穴多年的地質學家呂洪波教授在其博客中描述了他的的親身經歷：冬天在斜坡土路上趕車上坡行走時往往停滯不前甚或倒退，這時就得有人幫忙推車。不僅騾馬需要找低洼處落腳，連人都得找坑窪處落腳才能用上力氣推車。而凍結的土路上的坑中很多就是蹄窩。有的新路沒有蹄窩，就會人為地用鎬頭刨坑以便提供落腳點而減少滑倒。

（呂洪波博客 blog.sciencenet.cn/home）

點擊鏈接觀看視頻

視頻1 西班牙騎警在台階上摔倒

顯然，這種台階道路不適宜騾馬驢等動物，基本無法運送貨物。而採用蹄窩方式的中國古道，騾馬驢等動物稍加訓練，就可輕鬆應付（圖25）。如果沒有這些蹄窩做支撐，騾馬等根本不可能負重上下坡。

?圖25 騾子馱重物上坡的視頻（節自北京電視台的紀實高清）

4. 古車道上蹄窩

類似京西的山區古道上出現蹄窩非常正常，但是供車輛行駛的古道上是否也有蹄窩呢？

一般來講，能行車的古道都比較平坦，但是修建這類道路時依然要考慮防滑問題。通常把道路表面的岩石鑿出一些防滑的紋理即可。但是遇到坡度較大的路段，依然需要類似蹄窩的構造，崤函古道上就有明顯的蹄窩（圖26）。認為古車道上沒有蹄窩的人是因為根本沒有做過詳細考證。

?圖26 崤函古道上的蹄窩

事實上，國外的古道上也有類似蹄窩的防滑構造（圖27-30）。

?圖27 國外（馬爾他）古道上的類似蹄窩構造（cartrutsmalta.com/image）

?圖28 外國（馬爾他）古道上的類似蹄窩構造

（cartrutsmalta.com/image）

?圖29 外國（克里米亞）古道上的類蹄窩構造

（dopotopa.com/files/chuf）

?圖30 外國（義大利西西里島）古道上的類蹄窩構造

imagick.com.br/wp-conte

5. 古道蹄窩的成因爭論

前已述及，150年來，親自考察過北京西山的中外地質學家和普通地質工作者成百上千人，沒有任何一位地質學家把古道上的蹄窩當作河水或雨水沖蝕形成的壺穴。北京西山地區還有許多老人都是古道的見證人。把蹄窩當做壺穴的只有加拿大華裔地質學家嵇少丞教授。

2017年3月，嵇少丞在《礦物岩石地球化學通報》上發表「從美國羚羊谷看基岩河道的底侵深掘機制」一文，為了強調古道蹄窩是壺穴成因，特別與美國和南非的所謂壺穴進行了對比，他寫道：有人錯誤地以為壺穴必須是在水很深的河道里才能形成，忽略暴洪對山坡的沖刷與攜帶岩塊對基岩的磨蝕作用。在地質時間尺度里，暴洪即使在中國北方也是常見的事件，例如，2012年7月21日至22日8時左右，北京市的房山區，平均降雨量高達460mm，其中房山區河北鎮，降雨量更高達519mm，山洪暴發，衝垮公路、鐵路、橋樑、房屋，山坡上出現許多大大小小、深淺不一的沖刷坑。請讀者注意這行紅色的文字，這是嵇少丞教授所寫，但他沒有提供任何證據！

2017年5月，嵇少丞在《礦物岩石地球化學通報》上發表「暴雨流沖刷：山坡壺穴的成因」一文，正式提出了古道蹄窩為山坡壺穴的說法。2017年7月13日，在西雙版納召開的第二屆羅梭江科學教育論壇。嵇少丞教授為大會做了一場特邀報告——《科學教育從何做起》，在這個報告中，他又一次指出，騾馬驢在堅硬的天然的石面上留下蹄窩( Hoofholes）或( Hoof prints）這樣的事，只在中國大陸有所報道( 蘇德辰，2016; 中央電視台攝製的《茶馬古道》視頻) ，並作為京西古道或茶馬古道的實物證據。然而，這樣的石頭蹄窩在歐美以及世界其他地方的古道上卻從未報道過。北京西山的京西古道、雲南的茶馬古道、連接湖南與廣東二省的湘粵古道上所謂的蹄窩皆是暴雨流形成的山坡壺穴。2017年11月，嵇少丞教授的科普專著《地球的奧秘——岩石、地震與人的關係》正式出版，其中第1章第20篇文章的標題是「暴雨流沖刷：山坡壺穴的成因」。2017年12月，嵇少丞教授在《大地構造與成礦》上發表了「關於基岩山坡上的暴雨流沖刷坑被誤認為馱獸蹄窩的討論」，這篇文章的投稿日期是2017年6月25日。這幾篇文章的主要思想幾乎一致：京西古道上的蹄窩是暴雨流沖刷而成的壺穴。

下面回復嵇少丞教授的主要質疑。

（1） 北京存在嵇少丞教授所謂的基岩山坡上的暴雨流沖刷坑么？

為強調暴洪對山坡的沖刷與攜帶岩塊對基岩的磨蝕作用，嵇少丞教授在2017年3月 「從美國羚羊谷看基岩河道的底侵深掘機制」一文中指出：2012年7月21日至22日8時左右，北京市的房山區，平均降雨量高達460mm，其中房山區河北鎮，降雨量更高達519mm，山洪暴發，衝垮公路、鐵路、橋樑、房屋，山坡上出現許多大大小小、深淺不一的沖刷坑。

請問嵇少丞教授，這些山坡上的「許多大大小小、深淺不一的沖刷坑」到底有多大？有多深？分布在什麼地方？證據在哪裡？這麼重要的證據為什麼不在文章中詳細展示？如果拿不出證據，這屬於什麼行為？

北京西山地區的地貌至少存在百萬年以上的時間了，如果一場洪水即可在基岩山坡上形成許多衝刷坑的話，北京西山的山坡表面將遍布沖刷坑！

事實是什麼樣呢？下面就以嵇少丞教授去過的牛角嶺為例說明。圖31是牛角嶺關城附近的衛星照片，照片中的紅色箭頭處為牛角嶺關所在地，位於山脊線上，蹄窩主要發育在關城兩側，根本不存在任何匯水條件。同樣，峰口庵、石佛嶺附近也不存在形成壺穴的水流條件，蹄窩附近的基岩表面新鮮，沒有任何與蹄窩相似的凹坑。

?圖31 牛角嶺關城附近衛星照片

（2） 嵇少丞教授所有關於京西古道蹄窩的描述都是以偏蓋全甚至是顛倒黑白。

例如，在描述峰口鞍的蹄窩時，嵇的原文稱：「侏羅系粉砂岩山坡路面上有暴雨壺穴120 多個， 最大直徑達30 cm， 深度達33 cm， 壺穴之間的距離無規律性」。請讀者對照本文的圖5和圖6，看看這些蹄窩之間的距離是否是真如嵇少丞教授所言沒有規律？古道蹄窩中散落的一些輕飄飄、沒有任何磨圓的風化顆粒被嵇少丞教授當做形成壺穴的寶貝；大量形態完好、與蹄鐵形態極為相似的蹄窩被選擇性忽視，嵇少丞的作品中聲稱，沒有任何凹坑具有馬蹄形狀；蹄窩中積水蒸發後形成的水平痕迹被當做橫向圓圈刻痕，大量縱向的由踩踏形成的規則凹槽又被嵇少丞教授選擇性忽視。

為了讓別人相信「暴雨沖刷坑」和「壺穴」成因說，嵇在他的博文和論文中均聲稱「有的壺穴具有明顯渦旋形狀。受地勢影響，流水從一側進入沖刷坑， 渦流裹挾著沙礫研磨坑壁，逐漸形成渦旋形狀的壺穴， 這樣的坑是騾馬驢踩不出來的」，但又拿不出證據，在他的一篇博文中只能用其他地方的壺穴照片。

在「關於基岩山坡上的暴雨流沖刷坑被誤認為馱獸蹄窩的討論」一文中，嵇少丞教授指出：「許多凹坑出現在陡坡上（圖6e）或緊貼山岩陡壁的地方， 那些地方明顯是騾馬驢不可能常去的地方」，並且給出了如下照片（圖32），很明顯，嵇少丞的原文中所稱的圖6e是標註錯了，應該是圖6f。關於圖6e和圖6f的問題本來我在2016年的科學網的博客中已經回答過了，但是嵇少丞教授仍然在2017年的文章中當作問題提出來，我就藉助本文再回答一遍。這是嵇少丞教授以偏蓋全或故意隱瞞真相的又一例證。單憑他的圖6f，任何人都無法判斷所謂的「那些地方明顯是騾馬驢不可能常去的地方」的真假，不妨放大一下圖6f，加上兩個紅色動畫箭頭（圖32）。

?圖32 嵇少丞教授所稱的騾馬驢不可能常去的地方

修建和維護山區古道最大的難點在埡口處。削低埡口、降低坡度是對古道最大的工程。降低坡度，就是把原來的坡儘可能剷平。這個過程中，古道上更老的遺迹一般要鏟掉(井陘古道和河南崤函古道也都有分期施工修建的證據)。但會在邊部遺留一些。嵇少丞教授找到的這兩個蹄窩正是遺留的老蹄窩。其實不止這兩個，還有更多，但全部都在通往牛角嶺關城的路線上，不在路線旁。嵇少丞教授為什麼不放一張取景範圍大一些的或者全景的照片呢？別人能夠判斷這張照片的位置么？

?圖33 牛角嶺西段的古道，圖中紅色箭頭處就是嵇少丞教授所稱的騾馬驢不可能常去的地方，實際上是早期古道的遺迹。

（3） 東拉西扯，迴避重點

幾年前嵇少丞教授開始質疑蹄窩的成因時，就把許多與壺穴無關的洞穴照片當作壺穴，最近嵇少丞教授的一系列文章中依然如此。 嵇少丞教授「關於基岩山坡上的暴雨流沖刷坑被誤認為馱獸蹄窩的討論」一文圖1中引用的美國加州華斯克巨岩州立公園內山坡上的坑根本不是暴雨沖刷所形成，而是典型的差異風化穴。同篇文章圖3中的大部分凹坑也是差異風化的產物，並不是暴雨沖刷所形成，與真正的壺穴或蹄窩完全沒有可比性，只能矇騙不懂地質的外行。

如果認為京西古道上的蹄窩不是踩踏形成，而是所謂山坡暴雨流沖刷成因，就應該在京西古道附近的岩石中、至少是在北京西山附近的山坡上尋找壺穴。將只有數百年最多千年的古道與數百萬年甚至上千萬年之久的澳大利亞的大紅山上的地質現象進行對比，這種思維方式完全是錯誤的。

古道上的小小蹄窩，已經不僅僅是歲月的見證，對其成因的科學解讀涉及到最基本的地質學原理，反映了最基本的科學態度和科學方法，是真假學問的試金石。

延伸閱讀：

1、蘇德辰：是蹄窩，不是壺穴—北京西山古道蹄窩成因考：geojournals.cn/georev/c

2、對高山、嵇少丞教授等人關於蹄窩等疑問的答覆：blog.sciencenet.cn/home

3、呂洪波：北京西山古道蹄窩形成過程解析：blog.sciencenet.cn/home

製版編輯：黃玉瑩 |

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