《中国科学技术史·农学卷》 序
游修龄
《中国科学技术史·农学卷》出版了，这是中国农史界的一件喜事，本书的作者们要我写篇序言，作为农史界成员之一，义不容辞。因我曾看过本书的初稿，提过一些供参考的意见，我想在序言中就不再谈本书的结构内容、优缺点之类，读者自会有所评价，这里我想就本书的出版所引发的一些感想。
一· 万 年 的 历 程
人类的历史约已有 200 万年，农业起源于一万余年前，证之我国的考古发掘亦然，所以，人类农业的历史，充其量只占人类历史的 1% 。可是这万年前起源的农业，却是人类发展史上的一个极其重要的转折点和里程碑。因为如果没有农业的起源，人类至今仍然在森林或洞穴里过着狩猎、采集的生活，不可能进入此后经历的各个社会阶段，直到今天这个令人眼花缭乱的世界。
人类有农业以来的成就，就世界范围而言，在渔猎、采集阶段，每500 公顷的土地，只能养活 2 人；刀耕火种的原始农业时期，同样每500 公顷的土地能养活 50 人；连续种植的农业，可养活约 1000 人；而集约经营的现代农业，则猛增至 5000 人。农业发展逐步加快，人口相应增加，是由于其他方面的支援和投入。工业革命以后，对农业的投入更多，发展的速度更快，人口的增长犹如脱缰之马，虽然屡经战争、饥荒、水旱、病虫、疫病的折磨，世界人口还是在波折中加速地上升，1996 年已超过60 亿，并且将加速向70 亿迈进，农业的负担也太重了。
农业越发展，人类从周围环境索取的资源也越多，人口的增殖也越快。在不破坏生态平衡的前提下，这种索取是安全的，合理的。但是，超越环境荷载力的临界点，就会遭到自然的报复。所谓环境荷载力，小至一个封闭的人群聚居点周围，人力所能及的半径，大至一个地区、一个国家，最后便是整个地球。局部的，地区的环境荷载力超负，遭到自然报复，在历史上屡见不鲜，孟子早就指出，齐国东南的牛山之所以“童山濯濯”，即因过度的采伐和放牧之故，孟子以“养”和“用”的关系说明：“苟得其养，无物不长；苟失其养，无物不消。”用和养平衡的办法是“数罟（过密的渔网）不入O池，鱼鳖不可胜食也；斧斤以时入山林，林木不可胜用也。”这很合乎生态平衡的原理。《管子》，《荀子》，《淮南子》中都有较孟子更详细的论述和主张，这是局部地区的滥砍滥伐，滥捕滥捉所受自然的报复以后，所得出的深刻教训。
现代农业获得工业装备和科技推广的支援，产量增加，品质改善，经济效益日益看好，人们的生活水平明显提高。但是农业（以及工业）在取得巨大经济效益的同时，往往带来环境污染、农药残毒扩散，通过呼吸、水源或食物链进入人体，还有森林缩小、生物物种资源丧失等一系列问题。早在1962年时，美国的卡逊（R. Carson)出版了《静寂的春天》 (Scient Spring)一书，书中的标题如“不必要的大破坏”，“再也没有鸟儿叫了”，“死亡的河流”，“自天而降的灾难”等，当时不少人都以为是耸人听闻，杞人忧天；又有人驳斥，说依靠科技，人们有能力克服这些问题。可是只不过二十来年，书中的警告，已一一出现在我们身边，再次证明科技是双刃剑的这一譬喻，是很辩证的。
二· “三 才” 思 想 和 中 西 观 念 的 对 立
一部《中国农学史》的核心，是古代的天、地、人“三才”理论在实践中的指导和运用。三才是哲学，也是宇宙观，古代以之解释各种有关方面，用在农业生产上，是一种合乎生态原理的思想。
三才在中国农业上的远用，并表现为中国农业特色的，是廿四节气、地力常新、和精耕细作，这三者便是对应于天、地、人的三才思想的产物。《吕氏春秋》的上农、任地、辨土和审时四篇，是融通天、地、人三才的相互关系而展开论述的。西汉《氾胜之书》的“凡耕之本，在于趋时、和土、务粪泽”，可作技术看，亦可视为三才的具体化。这种思想贯穿于后世的《齐民要术》、陈旉《农书》、王祯《农书》、《农政全书》等所有农书。到明清时期，三才思想又有了延伸和发展，马一龙从阴阳思想的天象“日为阳，雨为阴；昼为阳，夜为阴；”推衍出植物生长的“展伸为阳，敛诎为阴；动为阳，静为阴；……” 等，指出阴阳的矛盾对立又和谐。杨双山则把古代“金、木、水、火、土”五行思想转换成“天、地、水、火、气”这新五行，称天、地、水、土为“四精”，气则是“精之会”，强调“阴阳交济，五行合和。”中国古代的天、地、人三才思想，至此完成了传统农业时期所能到达的理论最高水平，迎来了现代西方自然科学的挑战。
三才思想与西方的宗教哲学是针锋相对的，《旧约·创世纪》说：“大地厚生，生生不息，满载于世，征服它罢，努力去支配海中之鱼，空中之鸟，以及在地球上走动的一切生物。”这与孟子的“苟得其养，无物不长；苟失其养，无物不消。”甘地的名言“自然可以满足人的需要，但不能满足人的贪婪。”不是针锋相对吗。文艺复兴以后的西方，科学技术飞速发展，“人类征服自然！”这一豪言壮语，成为鼓舞人心的极大驱动力。两百年来，殖民主义、资本主义国家“努力去支配海中之鱼，空中之鸟，以及地球上一切走动的生物”，把《旧约》的这段指示发挥得淋漓尽致。落后的国家，正以美国为目标，努力追赶！去争取现在已所剩无几的“未开垦的处女地”。
美国前总统富兰克林写信给印第安人，提出收买印第安人的土地，印第安人无法抵抗，写了一封充满感情的回信给富兰克林，试看其中的几小段：“总统从华盛顿捎信来说，想购买我们的土地，但是……我们熟悉树液流经树干，正如血液流经我们的血管一样。我们是大地的一部分，大地也是我们的一部分。芬芳的花朵是我们的姐妹；麋鹿、骏马、雄鹰是我们的兄弟；山岩、草地、动物和人类全属于一个家庭。…… 如果我们放弃这片土地，转让给你们，你们必须记住，这如同空气一样，对我们所有人都是宝贵的…你们会教诲自己的孩子，就如同我们教诲自己的孩子那样吗？即土地是我们的母亲，土地所赐予我们的一切，也会赐予我们的子孙。… 我们知道，人类属于大地，而大地不属于人类…人类所作的一切，也影响到人类本身。因为降临到大地上的一切，终究会降临到大地的儿女们身上。……”
这封复信的内容，简直就是“三才”理论的最佳注释，同时也是送给现代工业社会一面最清澈忠实的镜子。其实，推想中国古代“三才”思想的原始内容，对人与自然之间，富有深厚的感情，相信必也类似印第安人信中所叙说的那样。这些从原始农业继承下来的朴素内容，经过提炼，用简洁的文字表达，形成了“三才”的理论。印第安人是两三万年前从亚洲东北经过白令海峡陆桥，迁徙到北美洲去的，以后又向南美洲分布，创造了古代的美洲文化。印第安人的图腾柱上雕刻的头像，很象良渚文化玉器上的饕餮图像，印第安人称之为Totem , 汉语音译为“图腾”，非常近似“饕餮”的发音，是否也是一个旁证？印第安人驯化了玉米、马铃薯、烟草、向日葵、木薯、南瓜等作物，是带给美洲和世界的一大笔遗产，似乎已被世人所遗忘。一个农业处于原始阶段的善良的印第安民族，担当起传教士和教师的职责，给文明的美国，上了一堂天人合一的生态课，真是人类历史的莫大讽刺和悲剧。
三· 自 然 变 化 与 农 牧 消 长
联系中国农学三才思想的发展，要从自然（天和地）的回顾开始。
由于地球板块运动而隆起的西藏高原，阻隔了来自印度洋的季风和雨水，使得广大的新疆、青海、甘肃一带形成温差大，雨水少，雪水多，气候干燥的自然环境。茫茫草原，“风吹草低见牛羊”，以及环绕片片绿洲开发起来的粮仓，生机盎然。但这只能是有限时间的有限农耕格局，在这一段时期里，表现出人类征服自然的胜利感，过后，则是绿洲慢慢萎缩、消失，沙漠化开始蔓延扩大，反过来抑制了农牧业和人口的增长。
黄河流域的农业环境直到秦汉时期，仍然是森林密布，湖泊众多，黄土肥沃，从而孕育了古代灿烂的文明。考古发掘显示的地下宫殿、墓葬气魄、都城结构，以及令人惊诧不已的随葬品，说明了这一点。对照今天的沙尘蔽天，黄土裸露，湖泊消失，水源短缺，西北农民生活的艰辛，怎么也想象不出那么辉煌的文明是怎样创造出来的。
历史上每隔三、四百年的温度冷暖交替变化，在华夏大地上左右着畜牧和农耕交错地带的相互消长，也是导致游牧族和农耕汉族屡次战争的重要因素之一。现代研究认为，年平均温度每下降 1°C，北方草原将向南推延数百里。三国、魏晋、南北朝是中国历史上第一次大分裂时期，这段三百多年里，北方年平均温度较现在约低 1.5°C，北方草原日渐萎缩，鲜卑拓跋大举南下，成功地建立起北魏政权，同时也陷入强大的汉族农耕文化里，不得不采取恢复农业生产的一系列措施。这就是《齐民要术》成书的背景。反之，年平均温度每上升 1°C，象汉唐时期，强大的汉族向塞外发展，蚕食草原，改牧为农，成功地开发了大量屯田。但最终的代价是沙漠化的扩大，剩下一些当年的地名，聚居地痕迹，留给后人考察、追思、凭吊。从历史地图上可以看出，几千年下来，西北农牧的界线，大体上在长城内外拉锯。由于气候的干燥化已成为一种难以逆转的趋势，农耕向北扩展的成就，总是有限，而畜牧业的多次南下，则不断同化于汉族，农牧之战终于不再重演了， 中国农业发展的方向，转向以前被视为荆蛮之域的长江流域及其以南。
气候冷暖变化在农耕范围内部，表现为人力对动植物引种布局的改变和适应。总的趋势是喜温的动植物逐渐南移，如蚕桑生产从黄河流域向长江流域南移，南方初发展蚕业时还得请北方蚕农指导。孔子说“衣乎锦，食乎稻，于汝为安乎”，《汉书》云“强弩之末，力不能入鲁缟”，“锦”是彩色的丝织物，“缟”是轻而细的绢，这些古话是山东古代蚕丝发达的印证。太湖流域经过宋朝连绵三百来年的低温时期，水稻品种逐次改为种植耐寒的粳稻，籼稻退至北纬 29°以南。柑桔、茶叶等敏感的作物，也随着向江浙以南的纬度推延。不耐暖湿的马匹，则始终不能在南方生活繁育。
以上所述，在历代农书中都有或明或隐的反映。《齐民要术》便是一个典型。《要术》这书是北魏政权企图改农为牧不成，只得转而发展农业从而大获成功的缩影。笔者统计，《要术》全书的种植业内容和畜牧业内容约呈 79 %∶21 % 之比，畜牧业中马的比重高达 45.45 %，羊占25.75 %，马羊共占 71.2 %，是绝对优势；牛只占 6.06 %，猪更只占3.93 %，是个很好的证明。可是到了王祯的《农书》中，牛上升为第一位，猪次之，马虽仍列首位，但只一笔带过，十分简略，因为马已完成了农牧之战的历史任务。以后的农书，象《要术》那样的农牧比重，最也不出现了。唐宋以后，农业重心南移，南方的农书大量出现，远超过了北方，这在本书中有充分的记述，这里就不重复了。
四· 传 统 农 业 的 问 题
中国传统农业的成就，用现在概括的说法，是以占世界7 %的耕地，养活占世界22% 的人口。这个说法的不足之处，是忽略了中国传统农业还孕育、创造出连绵不绝的五千年中华文明，而世界其他古老文明都在历史长河中随着农业的消失而消失了。传统农业的细节，建国以来，我国陆续出版了大量经过搜集、整理、校勘、注释、辑佚的古农书，又组织人力编写出版《中国农学史》上、下卷（1959，1984），《中国农业科学技术史稿》（1989），《中国农业百科全书·农史卷》（1990），《中国农学史》以及许多的农史专著。另一方面，传统农业当然不是完美无缺的，它也不可避免地存在一些矛盾和问题。
农业生产要供养全社会的消费，脱产的上层统治阶级，从来对农业所提供的消费资源不会量入为出，而总是追索不已。消费需求的增加本来可以促进生产，但如果不相应地偿还给农民，提高他们的生活，同时照顾到自然的恢复能力，便会导致无节制的滥用资源，在这种情况下，再好的农学理论和技术，也无济于事。超前的消费，资源的破坏，看似农业的问题，实际上是制度的问题，只有这样认识传统农业的问题，才比较客观公正。
秦汉时的关中地区，农业繁荣，户口增加，人口密度每平方公里达200 人以上，其余地方也有100- 200 人，而江浙一 带的人口密度不到 10 人，南方大部分地区不到3人。直到隋唐时期，南方已大有开发，北南人口之比才上升到 7∶3 。
除去战争年代以外，在和平时期里，农业的发展也并不完全遵照三才思想的教导，常常超越环境负载力而开发，如森林的破坏，从南北朝以后，虽然历代都有公私护林碑的设置，遍布各地，起到一定的制约作用，但森林资源终归是日益减少。宋以后，经济和农业重心南移，南方人口大增，北方经过长时期的休养生息，农业回升，但北南人口之比，已颠倒成 4∶6 。建国四十余年来，农业全面发展，北南人口之比，仍只 3·5∶5·5（1993），北方农业环境的退化，显然抑制了人口的增长，似乎难以逆转。
江浙一带自唐宋以后，一直是北方政权的粮仓，从隋唐至明清，通过大运河的漕运，不知供应了北方政治中心多少万石的大米，南方的农业生产再也难以支撑了。农书是传统农业的一面镜子，封建社会到了后期，水利失修，自然灾害加重，饥荒频繁，于是徐光启在《农政全书》中专辟“ 荒政”之部，达十八卷之多，几乎占全书篇幅（含图）的三分之一 。从东汉至清的 1800 余年间，江浙共发生水旱灾474 次。其中明清时期 305 次，占东汉至清的 64.3 %。而太湖地区在吴越国的百余年间，只发生水灾一次，南宋的一百五十余年间也只有水灾一两次。围湖造田，在短期里粮食生产大获丰收，从“嘉湖熟，天下足”转到“湖广熟，天下熟”，其实是不祥之兆，却常被作为正面成绩歌颂，更是刺激了滥围滥垦。两宋时期太湖被滥围以后，“旱… 则民田不占其利，涝则远近泛滥，不得入湖，而民田尽没…”（《宋会要辑稿》食货 61 之129）“苏、湖、常、秀，昔有水患，今多旱灾，盖出于此。”（《宋史·食货志》）农民没有粮吃，只好寻找野草充饥，《救荒本草》之问世，《农政全书》之设荒政卷，便是客观如实的反映。传统农业依赖人力投入，以增加产出，苛捐杂税跟随紧逼不松，于是围湖造田，开山筑梯田，玉米进山，加重水土流失，如此，成为传统农业不能摆脱困境的怪圈。长江中游以湖泊众多著称，湖北又名千湖之省，不断围湖以后，洞庭湖在19 世纪时，面积还有 6000 方公里以上，到1949 年时，只有 4350 方公里，1984 年只剩 2145 方公里，缩小35.7 %，到90 年代，更缩小 至41 % 。 鄱阳湖 近40 年来也缩小 20 %。整个长江中下游湖泊面积，在五十年代为 22000 方公里，八十年代仅剩 12000 方公里，疾减 45.5%。无怪乎 98 年的洪水并不是历史上最大的，却造成巨大的损失。
五· 现 代 农 业 与 传 统 农 业 的 比 较 及 展 望
现代农业和传统农业的差距，以谷物为例（其他也类似），表现在：田间生产过程中，传统农业以人畜力投入为主，劳动生产率很低。其次是产品的产后加工，传统农业只有初步的加工，现代农业的产后加工非常深入。两者结合，使得传统农业相形见绌。这种差异的根本原因，是现代农业有外源的能量（石油）投入，传统农业则除太阳能利用以外，没有外源能投入。
一个 450 克的甜玉米罐头，田间生产耗能量为1·9 MJ（百万焦耳，下同）加工所耗能量为1·1，包装 4·2，运输 0·66，分配1·4，另售1·3，进入家庭 1·9，共耗能12·46 MJ，而人所吃进的 450 克鲜玉米所含的食物能与加工成 450 克罐头玉米的食物能，是相等的。农业机械、化肥、农药、包装、销运输等环节的投入越多，能耗越大，换取的生活享受越
方便，但最终产生越高的熵增。可是前者能把农民从土地上解放出来，发展其他产业，后者则把农民束缚在土地上，难以发展其他产业。前者带来环境污染等一大堆问题，后者相对而言，问题要少得多，但传统农业不能把农民从农田中解放出来，是根本性的缺点，正是这一点，促使我们向现代化农业迈进。
太阳能是取之不尽用之不竭的，石油能（及煤炭、天然气等）是地球在三十亿年之前的森林固定太阳能后，地质变化埋入地下的贮藏能，好比银行存款，用一天少一天，到了用完（其实不必等到用完）的一天，恐怕早已越过地球负载力的极限，而出现 colapse (崩溃），决非危言耸听。现在全世界都在追求美国人的生活方式，美国的人口只占世界人口的 6 % ，她的总能耗却占世界能耗的三分之一，美国人夏季三个月消耗的空调电能，等于中国一年的总用电量。而石油能是不可再生的，石油危机是美国插足中东伊拉克的根本原因。说到底，石油危机是热力学第二定律即“熵增定律”（最近通俗译为“能趋疲”永恒增长定律）对美国和全人类发出的明确无误的警告。熵增定律被爱丁顿称之为“宇宙至高无上的哲学规律”，爱因斯坦称之为“一切科学的根本法则”。
农业方面，解决这个问题的对策，大致有以下一些方面：
其一是生态农业、或可持续农业的推广实施。在传统农业中，明清时期，苏南浙北和珠江三角洲已经出现生态农业的雏形，与现代的生态农业类似，证明它有很强的生命力，不同之处在于生态农业或可持续农业在强调太阳能循环利用的同时，并不一概反对使用石油，只是把石油的投入降到最低程度，以减少对环境的污染，并尽量恢复使用有机肥料。当然，如果生态农业或可持续农业能够推广应用，是历史的继承和发展，将取得很好的效果。
其二是农业规模经营的鼓励提倡。规模经营的内含，与西方现在的农业没有很大的差别，只不过在经营的规模上不如西方机械化农场那么大，南方提倡规模经营，很象日本的方式，在北方、特别是东北，则类似欧美的方式，仍然是属于石油农业的范畴。现代农业与工业，以及人们的整体生活，都已离不开石油。几千年来的传统农业，都是利用太阳能的经验，别无其他能量投入。而现代农业必须在从种到收的全过程、直至食品进入家庭为止，每一环节都在消耗石油能。美国家庭每消耗1卡食物能，要消耗 9.8卡石油能，约 1∶10之比，相应的熵值为 6300 千卡，无效耗散系数高达 90 % 。可持续农业或生态农业主
要是针对田间的生产，如果加上产、供、销一条龙，进入家庭为止，仍不能解决全局的问题。
其三是挖掘可以取代石油的另一种可再生能源。途径甚多，如寻找高效的燃料植物，在不宜于农业生产的山地、湿地等，种植短期生长的森林轮作，用作燃料，供室内加热，农村小型工业等。目前已发现的这类高能植物已有17 种。传统农业中也可找到类似材料。此外，还有沼气（已在生态农业中应用），风力、水力发电，地热发电，潮汐发电等，现在还只能小规模应用。
其四是研究直接利用太阳能的途径。如太阳能温室，太阳能贮存，太阳能运输，太阳能加工，太阳能制冷等等，降低对石油的依赖程度。由于目前石油供应量还很充沛，抑制了替代再生能源的研究和应用，但是从长远目光看应该未雨绸缪。
可见对传统农业，既不可估价太高，亦不可视为过时无用。特别要认识到，三才思想与现代的可持续农业或生态农业、或无污染农业，是一脉相通的。在精神境界上回到“苟得其养，无物不长；苟失其养，无物不消”以及象印第安人那样热爱自然、与自然浑然一体的感情，克服贪婪无餍的欲望，是不朽的真理，今后需要大声疾呼，大力提倡。决不要盲目追求把农业人口压缩到总人口的10% 以下的西方道路，这是一条既脱离中国实际、又走不通的胡同。
研究中国农学史的目的，一方面是从理论上总结、借鉴过去，瞻望未来；另一方面，也要根据现实情况、现实问题，研究分析传统农业的成就和问题，而且研究的视野，不能就农学论农学，就中国论中国，而是要放在世界范围的视野上，进行反思和研究。这个工作将随着研究的进展而逐步开展、深入，不会有结束的时间表。从《中国农学史》（初稿）（1959，1984）到《中国农业科学技术史稿》（1989），到《中国农学史》（1999）的陆续出版过程来看，四十余年来，农史界的同仁是在一步一步地踏实前进。
游 修 龄
于杭州华家池之蜗居 1999，1，28·