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浅议“历史模型”与灾害

我国水灾由来已久，但却非一成不变。它即和天然降水的变异相关，也和国土开发利用与社会经济的发展相关。我国位于中纬度地区，是高纬度地区和低纬度地区的能量转换区，气候条件不稳定，降水时空分布很不均匀。在季风气候作用下我国东部地区多雨，是防洪的重点地区。同时，我国人口与经济分布的大轮廓也是从东南向西北递减。特别是七大江河中下游平原经济发达，它们又都是通过江河整治，在洪水威胁下争夺到的土地。自然变异显著地区与经济发达地区的迭合，使得我国防洪任务越发艰巨。由此可见，防洪问题不是单一的与自然态洪水作斗争的问题，要达到有效减灾的目的，还需要研究社会经济发展与自然相适应的问题。因此，灾害问题的研究将是自然科学和社会科学交叉研究的领域。交叉领域的研究，需要发展与之相适应的研究方法。本文论述“历史模型”研究方法及其在灾害研究中的应用是一种新探索。

一、模型方法是研究复杂系统的捷径

20世纪以来，科学的发展使人类的认识进一步向宏观领域和微观领域发展。就水利事业而言，主要依靠工程技术治水，已经不能适应时代的要求。水利与社会，水利与经济、水利与环境的密切关系愈来愈强调灾害研究要扩展自己的视野。研究领域的扩展呼唤新的研究方法。为此，科学家纷纷深入传统学科的交叉地带，跨学科的综合研究成为当代科学发展最活跃的领域之一。其中水利科学与历史科学的交叉和融合进一步显现了科学研究的活力，拓展了研究领域，提出了带有普遍意义的宏观论证方法，即“历史模型”的理论方法。

(一)物理和数学模型的优势与局限

最古老的科学方法之一是观察。它是在天然条件下对认识对象的直接研究，即所谓“仰观于天文，俯察于地理”。但是，观察常受条件限制。当生产实践发展到一定阶段，人们逐渐掌握了通过仪器和设备，在人为设定的条件下获取科学认识的方法。其中模型实验提供了人们认识客观世界的手段。它既可以简化、激化或延缓客观过程，又可以重复再现和模拟客观过程，从而得到在天然条件下难以获得的科学认识。从原型出发，简化和抽象出模型;反过来，研究模型可以提供对原型的解释。水利科学常用的模型实验主要是物理模型和数学模型。

模型实验能够近似地从本质上表现原型的结构、功能和种种内在和外部联系。因而，可以比较有效地得到对对象本质的理解。但是，模型实验在建模过程中，由于研究对象的复杂性，不得不忽略一些次要的因素，而着重强调某几项主要边界条件的作用。而那些被忽略的因素对总体效果的影响程度，有许多是我们迄今无法确切掌握的。因此，某些复杂问题的定量研究，有时也只能得出定性的结论。尤其是对中尺度的地学问题和宏观的灾害问题的研究，由于影响因素扩展到地理环境和人类社会，以往的模型难以准确反映原型。

(二)“历史模型”方法的提出

重视整体性和广泛联系是中国古代哲学和自然科学的传统。1977年诺贝尔奖获得者，比利时物理、化学家普里高津指出：现代科学的新趋势“已经走向一个新的综合，一个新的归纳”，他呼吁将“强调实验及定量表述的西方传统和整合研究自在系统的中国传统结合起来”，高度评价了中国古代科学思维与现代科学技术相结合的重要意义。

从灾害研究来看，不仅与灾害直接相关的自然科学各分支之间是相互联系、相互影响的，而且，与社会的政治、经济、环境对它的影响也密不可分。因此，学科间的交叉渗透不仅在自然科学各分支内部进行，而且也在社会科学和水利科学之间进行。因此如果我们把历史水灾及防洪实践(包括相关的自然地理变化)看作是在千百年来的历史原型上的实验，即几何比尺和时间比尺都是1:1 的模型实验，如果我们的研究能在考证、鉴别的基础上将水灾和治水史实构成一种抽象的思想模型，由此分析推演，无疑将能够对今人关心的有关问题给出解答。因此，我们将服务于当代水利和灾害研究的历史研究方法形象地称之为水利的“历史模型”。可见，“历史模型”开辟了自然科学与社会科学相结合的综合研究新途径，从而增强了我们研究和解决与自然环境和社会经济有密切关系的某些宏观问题的能力。

利用历史文献解决现实问题的作法古已有之。早在2000年前，我国古代科学家已经根据日蚀、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。竺可桢利用历史文献对古代气候演变规律的研究在国际上获得高度评价。

如业内人士所知，长江1870年的洪峰流量10.5万m3/s 和黄河1843年洪峰流量3.6万m3/s及其重现期的研究结论，已实际成为三峡和小浪底水利枢纽的设计依据。那么，它是物理模型研究的成果，抑或是数学模型研究成果?都不是，它是历史模型的成果，即通过对历史洪痕和文献记载来分析和建立模型，再通过水文水力学计算进行“实验”来确认。古代记载和现代技术的结合使原来只有100多年的水文实测资料，被延长了大约10倍。我国由于有大量的水文现象的历史记录，内容之丰富为各国所羡慕，直接应用本流域的水文历史记录，进行历史水文的复原和定量研究，它的经济效益是难以估量的。可以认为：它是实际降水和实际河道的1∶1历史模型实验的结果。当然，它是在“历史模型”提出之前的成果，开历史模型应用之先河。

二、“历史模型”的应用及其优势

“历史模型”研究方法提出于1985年，此后，应用这一方法取得了多项公认的成果。“历史模型”的研究方法所擅长的领域大致可以分作两个方面。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。

(一)自然历史现象和规律的研究