地理對稱的特性與分類探討

●呂怡男 楚新正/新疆師范大學地理科學與旅游學院（830054）

地理對稱問題普遍存在于自然地理、人文地理和區域地理的相關原理、過程、概念和現象當中。近年來，地理教學研究的相關期刊中陸續出現了一些應用地理對稱，分析和解決地理教學和地理習題方面的相關研究，但在對地理對稱問題進行分類的過程中都存在分類體系不明確，分類方法缺乏科學依據的問題，不利于教學設計和研究，也不便于學生理解和記憶。要解決這個問題，就要從地理對稱的概念出發，了解地理對稱的特性，結合教學規律進行對于地理對稱的教學分類。

一、地理對稱的概念

地理對稱是地理事物以點或線在時間和空間上平衡和有序分布的一種自然反映。研究地理對稱是地理科學理論建設的重要組成部分。開展地理對稱的研究有利于在中學地理教學過程中幫助學生清晰認識地理事物空間分布，理解部分地理事物變化規律；有利于培養學生的地理思維能力。

二、地理對稱的特性

1.客觀性

客觀實在性是一切科學的基礎條件，對于地理對稱也是如此。地理對稱是有條件的，自然科學的對稱原理體現出：凡是具有對稱性的事物，要同時滿足時空對稱、原理對稱和功能對稱的要求［1］。也就是說地理對稱的主體必須在同一個地理系統中，具有屬性和關系的對稱。這種地理對稱才是客觀的、實在的對稱。不應將任意兩種不具備原理對稱和功能對稱，僅在空間或時間上存在表象相似或具有聯系的地理事物，一概統稱之為地理對稱。

2.廣泛性

地理對稱廣泛存在于地理環境的時間和空間之中，在現實生活中地理對稱的現象廣泛存在于地球表層的各個圈層：大氣圈中，存在地面熱力環流和海陸熱力環流的對稱，南、北半球氣壓帶和風帶的對稱，氣旋和反氣旋的對稱。水圈中，存在世界洋流分布模式的對稱。巖石圈中，存在褶皺兩翼巖層的對稱等地貌形態的對稱。生物圈中，存在世界陸地生物群落和自然帶分布的對稱，從沿海向內陸地域分異的對稱及垂直地域分異的對稱等。地理對稱的廣泛性為研究地理對稱問題提供了廣闊的空間。

3.近似性

地理對稱與規范幾何學定義和物理定義上的對稱不同，并非是純粹的地理事物的鏡像對應和完全一致。作為地理事物產生、存在的地球，本身不是一個光滑均一的正球體，而是一個繞軸自轉，并以傾斜的地軸繞太陽公轉的地球體。來自太陽的輻射能量，不可能以赤道面作為對稱面，在南、北半球均勻對稱分布。同時，由于地球的內能所導致的地球內部運動，使得地表海陸的分布并不均勻，地表形態起伏差別很大，生物群落的面貌千姿百態。地理對稱不可能是完全和規則的幾何圖形一樣的重復對稱。因此，地理對稱是對地理事物進行宏觀的抽象和概括的近似對稱。

4.多元性與多維性

地理對稱的多元性是指一個地理對稱的主體，可以同時具有多種不同的對稱或多個同種對稱性。例如，以赤道面為對稱面的南半球與北半球的對稱，就具有多種不同對稱性，具有南、北半球球體本身的對稱，具有太陽高度角分布的對稱，輻射能量分布的對稱，五帶分布的對稱，氣壓帶和風帶分布的對稱，洋流分布的對稱，生物群落和自然帶分布的對稱等。以大洋中脊為對稱軸的兩側對稱，不但有地層巖性的對稱，形成年代的對稱，而且有地貌特征的對稱等。

地理對稱的多維性是指一個地理對稱的主體可以具有同種不同維度的對稱性。例如，大氣的熱力環流既有垂直于地面方向的運動對稱，也有平行于地面方向運動的對稱；既有大氣壓在近地和高空的狀況對稱，也有水平方向空氣流動在近地和高空的方向對稱。

三、地理對稱的分類

1.地理對稱的分類依據

根據不同的分類依據可將地理對稱問題劃分為不同的類型。例如，根據學科性質，可將地理對稱問題分為自然地理對稱、人文地理對稱和區域地理對稱。根據知識屬性和認知層次，地理知識可以分為地理感性知識和地理理性知識。同樣，可將地理對稱知識分為感性地理對稱知識和理性地理對稱知識。由于感性地理知識和理性地理知識，在教學過程中很難加以具體分割。因此，可以綜合理性知識和感性知識的分類特征將地理對稱問題分成四類，即地理概念對稱、地理成因對稱、地理規律對稱和地理數據對稱。

2.地理對稱的類型

（1）地理概念對稱。地理概念是地理知識的基本內容載體，地理概念對稱大量存在于地理事物之中，主要指在性質或成因上相對的地理概念。例如，南半球與北半球、冷鋒與暖鋒、背斜與向斜等。此外，地理名稱對稱也可以看作是一種單獨的地理概念對稱，例如，湖南與湖北、廣東與廣西等。

（2）地理成因對稱。指在地理事物或地理現象形成過程中，由于產生原理具有分布或性質的對稱性進而使得形成過程具有對稱性。地理成因對稱也是地理事物發展變化過程中能量轉化和物質循環能夠實現平衡有序的重要原因。例如，由于地球表面為球面，自轉過程中繞地軸旋轉，因此形成了“南左北右”反向對稱的地轉偏向力；由于太陽輻射從赤道向南北兩極逐漸遞減，因此形成了南北對稱分布的五大溫度帶等，相類似的例子還有很多。

（3）地理規律對稱。地理規律對稱可分為地理空間分布規律對稱和地理時間演化規律對稱。空間分布規律對稱，是指地理事物在空間分布上具有平衡有序的對稱規律。例如，受降水量影響，自然帶從大陸中部向大陸東西兩岸東西對稱分布的經向地帶分異；受熱量分布的影響，自然帶從赤道向兩極地區南北對稱分布的緯向地帶分異；受地價影響，以城市中心為對稱中心，形成的城市功能區的對稱分布結構等。時間演化規律對稱，是指地理事物的演化發展在時間上具有周期性重復的對稱規律。例如，地球自轉產生的晝夜更替、隨太陽直射點回歸運動產生的四季輪回等。

（4）地理數據對稱。地理數據是地理事物“量”的表征［2］，地理數據對稱多用來表示地理事物在經緯位置上的對稱、距離長度的對稱、時間間隔的對稱、運動變化速度的對稱，是對地理事物時間和空間尺度上“量”的對稱的具體體現。例如，從0°經線開始分別向東西各為180°；兩條對應經線，經度相加之和為180°，而東經、西經則相反對稱；南北半球同緯度地點的自轉線速度相同。

以上幾種對于地理對稱性的分類方式，是為了教學應用研究的需要，根據高中地理教學過程中的教學知識點進行的初步劃分。是對于地理對稱性問題和知識所做的一個相對性的劃分，地理概念對稱、地理成因對稱、地理規律對稱、地理數據對稱是同一地理事物的不同研究側面和不同表現形式，他們之間相互聯系、相互作用、相互滲透，貫穿于同一地理事物產生、變化、發展的全部過程之中，并組成一個統一的整體。因此，很難將地理對稱性問題的各個方面做十分清楚和徹底的割裂，這既不符合地理對稱性本身的科學內涵，同時也違背了唯物辯證法中普遍聯系的觀點。