地理君寫歷史Ⅱ：古希臘與古羅馬的地理學
本期內容將介紹西方地理學的起源階段，即古希臘與古羅馬時期。古希臘的歷史從大約公元前2000年開始，與中國文明幾乎是同時起源，而西方地理學則起源於古希臘古風時期的大殖民運動。
古風時期（前8—前6世紀）
公元前8世紀，古希臘人口快速增長，城邦的耕地不足，於是開展了大規模的殖民運動，持續了大約200多年，這一時期被稱為古風時期。生活在愛琴海地區的希臘人拓展到了地中海和黑海沿岸，其貿易網從愛爾蘭延伸到尼羅河三角洲。
古希臘的殖民地與貿易網
高中的教科書告訴我們，這次殖民運動對古希臘整個歷史都有重要影響：海外貿易的興盛、工商業的繁榮、公民政治及民主政體等等，其中包括對地理學的影響：
1.殖民運動極大地開闊了古希臘人的地理視野，未知世界的不斷發現刺激著希臘人的求知慾望。這些航行活動很快就留下了一批早期的地理考察記載，對沿岸的自然和人文地理進行描述；另外希臘人要航行這麼大的海域，製作出精確的地圖也就成為了需要。地理學的發展便由此開始。
2.殖民運動所促進的繁榮工商業和公民政治培育了希臘人的獨立自主、自由探索精神，這對整個古希臘輝煌的文化，包括地理學的發展都起到了重要的作用；
3.希臘人可以學習古埃及、古巴比倫文明的已經積累近三千年的科學知識，如幾何、算術、曆法、天文等等。
具體來說，古希臘最早一批地理學家產生於小亞細亞的愛奧尼亞（古希臘四大族群之一）城邦。那時地理學與其它科學沒有明確界線，研究地理的很多本身就是哲學家。
第一位著名地理學家，是「科學與哲學之父」泰勒斯的學生——阿那克西曼德（前610—前545年），他意識到月球本身不發光，而是反射太陽光。他是古希臘第一個繪製世界地圖的人。他認為地球是平的，陸地被圓形的海洋包圍，陸地的內部包圍著地中海。雖說這明顯不準確，但阿那克西曼德開創了古希臘的地圖學，從他開始，製作地圖是地理學家的主要任務之一。
另一位著名地理學家是出身貴族的赫卡泰（前540—前480年），曾遊歷了希臘人已知世界的大部分地區，回來後撰寫了《旅行記》，是描述地理學的早期代表。這本書里他首次按民族特徵將地中海沿海地區劃分為不同的區域，並逐一對區域進行描述，這是最早的地理區劃思想，是最早的區域地理學著作。書中對各區域的山川、地形、河流、動植物區系、民俗、城市、人地關係等自然與人文方面進行了細緻的描述，可以說是最早的一部地理百科全書。
赫卡泰的世界地圖
儘管有出色的地理學家，但愛奧尼亞地理學最大的問題是：始終認為地球是平的！而同一時期，古希臘在義大利南部的殖民地上，數學家畢達哥拉斯（前570—前500年）首先推測地球是一個球體！地圓說一直在西方流傳下去，即使在中世紀也是如此。（儘管現代人總是認為中世紀的人認為地球是平的。在古代中國，絕大部分人相信的是天圓地方。）
古典時期（前5—前4世紀中期）
接下來古希臘進入古典時期，這是古希臘文化的繁盛期，三大哲學家就是出自這一時期，地理學從古風時期的描述地理學向數理地理學發展。
但愛奧尼亞地理學就並沒發展結束，這一學派的最後一位代表，就是西方「歷史學之父」、創造了「歷史」這一術語的希羅多德（前480—前425年）。其實歷史學與地理學的界線其實並不明確，他在其《歷史》中的地理區域描述部分，使用了地理學的基本原則之一——先描寫自然環境特徵，後描寫居民及其生活習俗，並且希羅多德以後者為主，在關於中亞、西亞、埃及、歐洲當時的文化地理、人類學上留下了大量的寶貴記錄。
另外，他雖然認為地球是平的，但拋棄了原來的地圖模式，首先意識到印度洋與大西洋在非洲的南方是相連的，也首先地把蘇伊士地峽作為兩大洲的分界線（之前是尼羅河），根據他的著作，我們知道希臘人的地理視野已經拓展印度與中亞。
在希臘本土和義大利殖民地，地理學與天文學沿著地圓說發展，熱衷於用數學和物理原理解釋地理與天文：「四大元素」的提出者恩多培克勒（前495—前435年）正確解釋了日食的原理；哲學家阿那克薩哥拉（前500—前428年）又正確解釋了月食。
小亞細亞的歐多索克斯（前408—前355年）首次構想了宇宙的幾何模型——不過是以地球為中心的。但他提出了根據北極星的高度確定某地緯度的方法，即現在說的「仰極高度=當地緯度」（地概書第19頁）。他修訂曆法的思想與方法，成為後來凱撒頒布的儒略曆的基礎（現在人類使用的是格里曆，格里曆來源於儒略曆，地概書125頁。）另外，他發現尼羅河的泛濫是衣索比亞的降水造成的。據說他還寫過一本叫《地球的描述》的巨著，比赫卡泰和希羅多德的內容還豐富，據說還增加了城市地理學的內容，但已失傳。
「仰極高度=當地緯度」原理
為什麼歐多索克斯那麼厲害？首先他本身是一位非常厲害的數學家，他使幾何學成為了希臘數學的主流，而幾何學是地理學的重要工具。幾何學的發展也要歸功於柏拉圖（前427—前347年）建立的西方第一所學院——阿卡德米學院（英語academy的來源），它的門口寫著：不懂幾何者禁止入內！柏拉圖學院對幾何學極其重視，培養出很多地理學家同時是數學家。
不久，柏拉圖的學生亞里士多德（前386—前322年）在自然地理學取得突破性成就。他的確有很多錯誤的地方，在地理學也是，但他正確的地方就足夠6了：
1.首次證明了地球是一個球體。他的論據有以下三點：一是所有物體都有墮入地球中心的趨勢，即重心律；二是月食時地球在月面上投下一個圓影；三是當人們向北方移動時，各恆星的高度逐漸增加。這些只能當地球是個球體的情況下才能發生。
2.創造了「氣象學」一詞，寫下第一部氣象學專著。
3.首次提出緯度地帶性思想，認為某地的氣溫與其緯度有關，距離赤道越遠，溫度越低，認識到太陽高度的變化是影響氣候的因素，太陽的回歸運動是造成四季的原因，提出了五帶的劃分。
4.首次提出較為完整的水循環理論，發現了地形雨的原理，還發現地下水是河水的來源。
希臘化時期（前323—前30年）
地理學接下來的發展，關乎到亞里士多德的兩位學生，首先是馬其頓國王亞歷山大大帝（前356—前323年，這時馬其頓已經統治希臘）。亞歷山大東征滅亡了波斯帝國，普通希臘人的地理視野得以真正地拓展到印度和中亞，之前都是少數有錢人才能旅行到印度，關於東方各地距離的資料並不準確，而亞歷山大的隨軍地理學家重新確定了東方的地理數據。這一時期東方地區直接受希臘文明影響，所以被稱為希臘化時期。
亞歷山大東征建立的帝國（圖中紅色框區域）
亞里士多德另外一個學生、亞歷山大的得力戰將——托勒密一世（前367—前282年）在亞歷山大死後奪得富裕的埃及，建立了托勒密王朝。他在亞歷山大里亞（亞歷山大在埃及建立的新城市）成立了人類歷史上第一個政府大力支持的學術機構——亞歷山大圖書館，邀請世界各學科的學者來研究、講學，這裡成為了地中海世界的學術中心。
用現在的話來說，當時地中海大多數的學者畢業於柏拉圖或亞里士多德的學院，然後到亞歷山大圖書館做研究，拿著國家的津貼，不用發文章（有時幫國王做事肯定是要的），還有房分，住在叫繆斯宮（英語museum的來源）的豪宅里。由於人們對學術的高度支持和追求，包括地理學在內的古希臘科學在希臘化時期發展到鼎盛。
為什麼前面要說這些？因為西方創造了「地理學」這個學科術語的人，就是亞歷山大圖書館館長、阿卡德米學院的優秀學生、天文學家、數學家、哲學家、詩人、「地理學之父」——埃拉托色尼（前275—前193年）。
埃拉托色尼測地球周長的方法
另外我們知道，他創造了「地理學」一詞，並以之為書名，代表著古希臘地理學的最高水平，以下是這本書的兩大內容：
1.總結前人的地理學成就，並將五帶的緯度範圍給予嚴格的劃分，並確定回歸線的緯度為23度，確定三大亞歐非三大洲的劃分；
2.數理地理學的完全確立。從古典時期開始，地理學就從描述為主逐漸向以數理為主，數學成為地理學的主要工具。埃拉托色尼對數理地理極其重視，體現在他重新確定了世界各地的經緯度、發明了地圖投影和繪製了新的世界地圖。
埃拉托色尼毫不客氣的摒棄了亞歷山大之前的資料，只採用東征後的地理考察成果，考慮地形、道路彎曲等因素，對各地之間的距離、緯度值重新計算，並發明了地圖投影（等距圓柱投影），最後繪製出了比前人精確多的世界地圖。
埃拉托色尼的地圖
希臘化時期，還有很多科學家取得驚人成就。阿里斯塔克斯（前310—前230年）是史上第一位提出「日心說」的天文學家。他認為太陽不會運動，而地球繞地軸自轉，同時繞太陽公轉，公轉軌道為圓形。但是在2000多年前這也太超前了，只有極少數人像阿基米德接受了這一觀點。哥白尼可能是自己想出來的，也可能看了他的著作。另外，他還估算地球直徑是月球的3.5倍（實際大約為3.67倍），也估算過日地距離。
古希臘天文學也在此時達到鼎盛，喜帕恰斯（或譯依巴谷，前190—前125年）被譽為古希臘最偉大的天文學家。據說他視力非常好，數學能力非常強：
1.發現了不少新恆星，制定了西方第一份星表；
2.首先確定了星等的概念，並劃分為六個等級；
3.發現了歲差，並且確定歲差值每年為45或46分（實際是50分）；
4.算出地球公轉周期恆星年是365.2467日（實際是365.2564天，相差0.01）；
5.算出朔望月周期是29.53058天（實際是29.53059天!!!!!）；
6.算出月地距離是地球直徑的30倍（實際大約是30.3倍）；
7.球面三角學和方位天文學的創始人。
古羅馬時期
前30年，古羅馬滅亡了最後一個希臘化國家托勒密王朝，基本統一了地中海地區。古羅馬的地理學家主要以兩位為代表——斯特拉波和托勒密。
斯特拉波（前64—23年），生活在羅馬從共和國轉向帝國的年代，著有43卷《歷史學》（大部分已失傳）和17卷《地理學》兩本巨著。書中把已知世界按政治單元進行劃分和詳細描述，是區域地理學和描述地理學的重要代表人物。他的創新在於——明確提出地理學不僅要研究各國的大小、形狀、自然與人文環境，還要研究它們之間的相互關係。
斯特拉波延續了描述地理學的傳統，而托勒密（90—168年，與托勒密一世同名）則是數理地理學的最後一位大師。我們在初中就從課本上學習到，他是錯誤的「地心說」代表，但其實2000多年前沒幾個人可以想到地球是繞著太陽轉的。他的《天文學大成》一直到16世紀才被推翻，書中總結了古希臘以來的天文學成就，制定了新的星表，給出日月食的計算方法。為了解決行星逆行問題，他加入了本輪與均輪的思想，這是托勒密地心說的最重要內容：行星沿一個叫本輪的較小圓周勻速運動，本輪中心又沿著均輪繞地球做勻速運動（地概書44頁）。
托勒密的地心說
托勒密在《地理學指南中》發明了兩種新的投影方法——圓錐投影和球面投影，製作了當時最精確的世界地圖——托勒密地圖。這本書還有他測算的世界8100個地點的經緯度資料，但是他的地球周長數據錯了，比實際值小很多。他對伊斯蘭世界地理學的發展重要影響，1406年，《地理學指南》被譯為拉丁文重新傳入西歐，迅速成為權威暢銷書目，裡面的知識仍是當時地理情況的最佳指南。哥倫布就是因為相信了這本暢銷書中錯誤的周長數據，以為西歐距離中國很近，很快就能達到，然後就向西航行了。
著名的托勒密地圖
古羅馬人更注重務實，而古希臘人更注重思辨，在地理上取得的成就更多。我們也不難發現，地理學的發展一直與政治、經濟、社會有重大的聯繫，例如沒有希臘人的大殖民與亞歷山大的東征，希臘人的地理視野就不會變得開闊；不僅托勒密王朝，其他的希臘國家也大力支持文化與學術的發展，自由探索與追求真理的精神無疑是2000年前希臘人與羅馬人在地理學上取得重大成就的重要原因。
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