地理对称的特性与分类探讨

●吕怡男 楚新正/新疆师范大学地理科学与旅游学院（830054）

地理对称问题普遍存在于自然地理、人文地理和区域地理的相关原理、过程、概念和现象当中。近年来，地理教学研究的相关期刊中陆续出现了一些应用地理对称，分析和解决地理教学和地理习题方面的相关研究，但在对地理对称问题进行分类的过程中都存在分类体系不明确，分类方法缺乏科学依据的问题，不利于教学设计和研究，也不便于学生理解和记忆。要解决这个问题，就要从地理对称的概念出发，了解地理对称的特性，结合教学规律进行对于地理对称的教学分类。

一、地理对称的概念

地理对称是地理事物以点或线在时间和空间上平衡和有序分布的一种自然反映。研究地理对称是地理科学理论建设的重要组成部分。开展地理对称的研究有利于在中学地理教学过程中帮助学生清晰认识地理事物空间分布，理解部分地理事物变化规律；有利于培养学生的地理思维能力。

二、地理对称的特性

1.客观性

客观实在性是一切科学的基础条件，对于地理对称也是如此。地理对称是有条件的，自然科学的对称原理体现出：凡是具有对称性的事物，要同时满足时空对称、原理对称和功能对称的要求［1］。也就是说地理对称的主体必须在同一个地理系统中，具有属性和关系的对称。这种地理对称才是客观的、实在的对称。不应将任意两种不具备原理对称和功能对称，仅在空间或时间上存在表象相似或具有联系的地理事物，一概统称之为地理对称。

2.广泛性

地理对称广泛存在于地理环境的时间和空间之中，在现实生活中地理对称的现象广泛存在于地球表层的各个圈层：大气圈中，存在地面热力环流和海陆热力环流的对称，南、北半球气压带和风带的对称，气旋和反气旋的对称。水圈中，存在世界洋流分布模式的对称。岩石圈中，存在褶皱两翼岩层的对称等地貌形态的对称。生物圈中，存在世界陆地生物群落和自然带分布的对称，从沿海向内陆地域分异的对称及垂直地域分异的对称等。地理对称的广泛性为研究地理对称问题提供了广阔的空间。

3.近似性

地理对称与规范几何学定义和物理定义上的对称不同，并非是纯粹的地理事物的镜像对应和完全一致。作为地理事物产生、存在的地球，本身不是一个光滑均一的正球体，而是一个绕轴自转，并以倾斜的地轴绕太阳公转的地球体。来自太阳的辐射能量，不可能以赤道面作为对称面，在南、北半球均匀对称分布。同时，由于地球的内能所导致的地球内部运动，使得地表海陆的分布并不均匀，地表形态起伏差别很大，生物群落的面貌千姿百态。地理对称不可能是完全和规则的几何图形一样的重复对称。因此，地理对称是对地理事物进行宏观的抽象和概括的近似对称。

4.多元性与多维性

地理对称的多元性是指一个地理对称的主体，可以同时具有多种不同的对称或多个同种对称性。例如，以赤道面为对称面的南半球与北半球的对称，就具有多种不同对称性，具有南、北半球球体本身的对称，具有太阳高度角分布的对称，辐射能量分布的对称，五带分布的对称，气压带和风带分布的对称，洋流分布的对称，生物群落和自然带分布的对称等。以大洋中脊为对称轴的两侧对称，不但有地层岩性的对称，形成年代的对称，而且有地貌特征的对称等。

地理对称的多维性是指一个地理对称的主体可以具有同种不同维度的对称性。例如，大气的热力环流既有垂直于地面方向的运动对称，也有平行于地面方向运动的对称；既有大气压在近地和高空的状况对称，也有水平方向空气流动在近地和高空的方向对称。

三、地理对称的分类

1.地理对称的分类依据

根据不同的分类依据可将地理对称问题划分为不同的类型。例如，根据学科性质，可将地理对称问题分为自然地理对称、人文地理对称和区域地理对称。根据知识属性和认知层次，地理知识可以分为地理感性知识和地理理性知识。同样，可将地理对称知识分为感性地理对称知识和理性地理对称知识。由于感性地理知识和理性地理知识，在教学过程中很难加以具体分割。因此，可以综合理性知识和感性知识的分类特征将地理对称问题分成四类，即地理概念对称、地理成因对称、地理规律对称和地理数据对称。

2.地理对称的类型

（1）地理概念对称。地理概念是地理知识的基本内容载体，地理概念对称大量存在于地理事物之中，主要指在性质或成因上相对的地理概念。例如，南半球与北半球、冷锋与暖锋、背斜与向斜等。此外，地理名称对称也可以看作是一种单独的地理概念对称，例如，湖南与湖北、广东与广西等。

（2）地理成因对称。指在地理事物或地理现象形成过程中，由于产生原理具有分布或性质的对称性进而使得形成过程具有对称性。地理成因对称也是地理事物发展变化过程中能量转化和物质循环能够实现平衡有序的重要原因。例如，由于地球表面为球面，自转过程中绕地轴旋转，因此形成了“南左北右”反向对称的地转偏向力；由于太阳辐射从赤道向南北两极逐渐递减，因此形成了南北对称分布的五大温度带等，相类似的例子还有很多。

（3）地理规律对称。地理规律对称可分为地理空间分布规律对称和地理时间演化规律对称。空间分布规律对称，是指地理事物在空间分布上具有平衡有序的对称规律。例如，受降水量影响，自然带从大陆中部向大陆东西两岸东西对称分布的经向地带分异；受热量分布的影响，自然带从赤道向两极地区南北对称分布的纬向地带分异；受地价影响，以城市中心为对称中心，形成的城市功能区的对称分布结构等。时间演化规律对称，是指地理事物的演化发展在时间上具有周期性重复的对称规律。例如，地球自转产生的昼夜更替、随太阳直射点回归运动产生的四季轮回等。

（4）地理数据对称。地理数据是地理事物“量”的表征［2］，地理数据对称多用来表示地理事物在经纬位置上的对称、距离长度的对称、时间间隔的对称、运动变化速度的对称，是对地理事物时间和空间尺度上“量”的对称的具体体现。例如，从0°经线开始分别向东西各为180°；两条对应经线，经度相加之和为180°，而东经、西经则相反对称；南北半球同纬度地点的自转线速度相同。

以上几种对于地理对称性的分类方式，是为了教学应用研究的需要，根据高中地理教学过程中的教学知识点进行的初步划分。是对于地理对称性问题和知识所做的一个相对性的划分，地理概念对称、地理成因对称、地理规律对称、地理数据对称是同一地理事物的不同研究侧面和不同表现形式，他们之间相互联系、相互作用、相互渗透，贯穿于同一地理事物产生、变化、发展的全部过程之中，并组成一个统一的整体。因此，很难将地理对称性问题的各个方面做十分清楚和彻底的割裂，这既不符合地理对称性本身的科学内涵，同时也违背了唯物辩证法中普遍联系的观点。