对气象规律的认识使人们对神的主宰产生怀疑，并进而思考风云雷雨的成因和本质。《庄子·天运》对风由神的呼吸而产生之说发出疑问，“风起北方，一西一东，有上彷徨，孰嘘吸是？孰居无事而披拂是？”指出风回旋不定，东西任吹，有谁闲着没事去披拂它呢？宋玉《风赋》说：“夫风者，天地之气，溥畅而至”，《关尹子·二柱》篇说：“气之所自生者，如摇帘得风，彼非摇时，非风之气”，提出风即气，气流生风，不流无风，仍是气。《素问·阴阳应象大论》说：“清阳为天，浊阴为地，地气上为云，天气下为雨，雨出地气，云出天气。”这里借阴阳和相互转化的概念辩证地叙述了① 董作宾：《殷文丁时卜辞中一旬间之气象记录》，《气象学报》17 卷1—4合期，1943 年12 月。雨和云的关系。从现象来看，雨从天降，云从地升，而雨又是云形成的，故实质上雨还是出自地。地下有轻阳之气上升，天上有浊阴之气下降，互相转化而成云雨。《庄子》认为“阴阳交争为雷”，《春秋·元命苞》说：“阴阳激为电”，都认为雷电是一种阴阳冲突所生成的现象。《大戴礼记·曾子天圆》有一段总括性的话：“阴阳之气，各从其所，则静矣。偏则风，俱则雷，交则电，乱则雾，和则雨。阳气胜，则散为雨露，阴气胜，则凝为霜雪。阳之专气为雹，阴之专气为霰，雹霰者，一气之化也。”在春秋战国百家争鸣的学术气氛中，这些记述力图从自然界本身去说明天气现象，具有唯物主义倾向。

　　第四节地学人们对地理环境的认识非常早。他们必须知道什么地方有植物果实可采，什么地方有动物可供狩猎，什么地方有水，什么地方有石头可供制造石器。这种对环境的认识，就是处于萌芽状态的地学知识。在170 万年前元谋人居住的地方，不仅有石器、炭屑，而且还有许多动物骨头化石，常见的动物有云南马，剑齿虎、象、犀牛等①，说明当时气候温暖湿润，植物群落以草原——灌木丛林为主。元谋人在这种地理环境中，用木棒和石器猎取食物。同时也经常去湖滨、草丛地带采集植物果实，捕捉龟、蚌，以求得生存。他们在生产、生活中，逐渐熟悉了周围环境，对地理现象有了认识，从而获得了最原始的资源分布知识，方位概念，动、植物知识和矿物岩石知识等。特别是北京猿人，他们在周口店地区生活了数十万年②，一代一代地积累了对当地环境的知识。

　　从考古发掘材料知道，旧石器时代，中国的远古居民主要用石英岩、玄武岩、硅质灰岩等十一种岩石和矿物制造石器，并用赤铁矿作随葬品，用石墨制装饰品。新石器时代，我们的祖先利用矿物岩石的品种显著增多，有花岗岩、玛瑙、变质页岩、流纹岩、滑石、泥质灰岩、碧玉、片麻岩、绿松石、蛋白石、硬玉、自然铜、瓷土、高岭土等37 种，加上旧石器时代的13 种，总共是50 种①。这就是说，在石器时代，我国人民就初步认识了12 种矿物，32 种岩石，6 种土。他们在利用这些矿物和岩石时，对它们的硬度、颜色、透明性、手感粗细程度、比重等物理特征也有所认识，并用这些知识去辨别或寻找这些矿物和岩石。

　　新石器时代农业的出现，反映了当时的人对植物与环境，特别是植物与土壤的关系已有某些认识。浙江省余姚县河姆渡遗址，发现有人工栽培的水稻。古文献也记载，禹“尽力乎沟洫”②，禹“卑宫室，致费于沟淢”，“令益予众庶稻，可种卑湿”③。这些说明，当时的人已认识到哪些地方可以种植水稻，并积累了开沟引水种稻的知识。从西安半坡新石器时代房屋建筑遗址来看，门多向南，那时已有方向的概念，知道门向南开，进光量多，冬季阳光可射进屋内，使房屋更暖和，《尚书·尧典》中已有东、南、西、北四个方位的记载。

　　自有文字以后，地学知识得到更迅速的积累和传播。甲骨文中有土方征我东鄙，鬼方牧我西鄙的记载④，说明商朝四周有许多方国，已有国境线的观念。有的甲骨文记有东、西、南、北四个方位⑤。《尚书·禹贡》和《周易》则记载了八个方位。这说明，从夏朝到周朝方位观念的发展⑥。

　　① 宋兆麟等：《中国原始社会史》第17 页，文物出版社，1983 年。

　　② 宋兆麟等：《中国原始社会史》第31 页，文物出版社，1983 年。

　　① 李仲钧、王概之《我国史前人类对于矿物岩石认识的历史》，《科学通报》1975 年第五期。周仁等《我国黄河流域新石器时代和殷周时代制陶工艺的科学总结》，《考古学报》1964 年第1 期。② 《论语·泰伯》。

　　③ 《史记·夏本纪》。

　　④ 原文为：“土方征于我东鄙二邑，■方亦■我西鄙田”，见《殷虚书契菁华》。⑤ 见《缀口》二四○。

　　⑥ 见《周易正义》卷九，“震，东方也。巽，东南也。离，南方之卦也。”《禹贡》：“东原底平”，“至现存古籍中，最早提到地图的是《尚书·洛诰》：“召公既相宅，周公往营成周，使来告卜，作洛诰。周公拜手稽首曰：..予惟乙卯，朝至于洛师。我卜河朔黎水，我乃卜涧水东瀍水西，惟洛食。我又卜瀍水东，亦惟洛食。伻来以图及献卜”。这里所说的“伻来以图”的“图”，是为选建洛阳城址而特别绘制的地图①。它说明，周初不仅有地图，而且已经在生产建设中应用地图了。

　　由于政治、军事、生产的需要，地图的发展非常迅速。根据《周礼》的记载，周朝已有数种专用地图。如行政区划图，从图上能“辨其邦国、都鄙、四夷..之人民与其财用、九谷、六畜之数”。农业地图，由土训官掌管，“以诏地事”。地形图，从图上能“周知九州之地域广轮之数，辨其山、林、川、泽、丘、陵、坟衍、原、湿之名物”。矿产图，由矿人掌管，对“金、玉、锡石之地”矿人要“厉禁以守之。若以时取之，则物其地，图而授之”。交通图，从图上能“周知其山林川泽之阻而达其道路”。还有用地图打官司的，“凡民讼以地比正之，地讼以图正之”。可见地图的应用范围已相当广泛。在《管子》一书中，还有专门论述地图的重要性，地图的内容，地图在军事上的作用的《地图篇》，写道：“凡兵主者，必先审知地图。轘辕之险，滥车之水，名山通谷径川陵陵丘阜之所在，苴草林木蒲苇之所茂，道里之远近，城郭之大小，名邑废邑困殖之地必尽知之，地形之出入相错者尽藏之，然后可以行军袭邑，举错知先后，不失地利，此地图之常也。”可见春秋战国时的地图，已是画着符号的山川城郭图，从图上可以看出山川险阻，各种地物地形，从草木到城郭大小，从道路远近到名邑废邑，都有数理的概念，可以审知地域大小，地图的绘制已达到了相当高的水平。《战国策·赵策》讲述苏秦以合纵说赵王：“臣窃以天下之地图案之，诸侯之地五倍于秦”。这意味着战国时的地图有了分率（即比例尺），从图上可以量测地域面积大小。战国时代，各国都有天下之图。而各国亦自备详细而保密的本国地图，所以荆轲刺秦王，“献督亢地图于秦”，以此诱见秦王。献地图就等于把江山献出去。这种观念，在韩非的著作中表现很明显。他说：“献图则地削，效玺则名单；地削则国削，名卑则政乱矣”①。