土地科学发展时空锥及土地科学学科演进研究

冯广京（中国土地勘测规划院，北京100035）

土地科学发展时空锥及土地科学学科演进研究

冯广京
（中国土地勘测规划院，北京100035）

研究目的：研究提出土地科学学科发展时空锥模型，揭示土地科学学科发生和发展的客观规律性。研究方法：借助广义相对论的时空分析理论和未来光锥理论原理，分析人类发展和土地利用历史进程，研究提出土地科学学科发展时空锥模型。研究结果：（1）土地科学学科研究域存在于四维空间之中，是一个时间的函数；（2）土地科学研究域在人类发展进程中出现较早，但扩张较慢；（3）土地科学学科发展时空锥是一个敞口向上不断扩张的倒锥筒；（4）土地科学学科的交叉性源于其内生扩张性。研究结论：（1）时空锥模型反映了土地科学学科及其研究域发生和发展的客观事实和内在规律，有助于认识和研究土地科学学科的独立性；（2）时空锥模型揭示了土地科学是人类发展不可或缺的独立“知识体系”，揭示了土地科学学科研究域扩张的本质和驱动力；（3）时空锥模型预示着土地科学学科研究域未来仍然具有长期的扩张性，这种扩张的结果会逐渐形成土地科学学科的专用理论和技术。

学科建设；土地科学；时空锥；学科演进

1　引言

土地科学学科独立性研究的一个重要方面是有关其研究域的发生及其扩张［1］。笔者在《土地科学学科独立性研究——兼论土地科学学科体系研究思路与框架》（下称《独立性》）一文中提出了土地科学学科三维空间研究域的外部形态和内部结构，限于篇幅，并没有展开说明土地科学学科研究域是如何形成及其扩张的问题，而土地科学学科的演进又与其学科研究域的发生和扩张紧密相关。

《独立性》一文有关土地科学学科研究域的形态和构造的讨论，实际上是被控制在一个确定的时间维度区间里的，因此有关土地科学学科研究域的形态和构造是一个相对静止的现势状态。这给人们理解和认识土地科学学科及其研究域的发生和发展带来了一定的困难。本文提出学科发展时空锥的概念，并由此解释土地科学学科及其研究域的发生和发展。

2　我们的世界是一个多维的时空系统

科学研究已经证明，世界是一个多维的时空系统，但迄今为止实际上能够为人类所认识和利用的是一个四维时空系统［2］，即我们人类处在一个四维的空间（一维时间和三维空间）之中，如图1。

图1　四维空间坐标Fig.1 Four-dimensional space coordinates

图2　具有消化道的二维动物会被分成两部分Fig.2 Two-dimensional animal with digestive tract can be divided into two parts

我们比较容易理解人类世界为什么是一维时间和三维空间系统而不是一维时间和两维空间系统的原因。在二维空间中，“不足以允许我们这样复杂生命的发展。例如，……如果二维动物吃东西时不能将之完全消化，则它必须将其残渣从吞下食物的同样通道吐出来，因为如果有一个穿通全身的通道，它就将这生物分割成两个分开的部分，我们的二维动物就解体了。类似地，在二维动物身上实现任何血液循环都是非常困难的”（图2）［2］。但是，为什么人类又不是处在一维时间和三维以上的空间系统里呢？广义相对论的原理告诉我们，“其他的维被弯卷到非常小的尺度——大约为1英寸的一百万亿亿亿分之一的空间，人们根本无法觉察这么小的尺度。我们只能看到一个时间和三个空间的维，这里时空是相当平坦的。”而超过三维的空间中，“两个物体间的引力将随距离衰减的比在三维空间中更快……”，这将“使像地球这样绕着太阳的行星的轨道变得不稳定，地球偏离圆周轨道的最小微扰（例如由于其他行星的引力吸引）都会使它以螺旋线的轨道向外离开或向内落到太阳上去。我们就会被冻死或者被烧死。”［2］因此，人类只能存在于一维时间和三维空间没被卷曲得很小的时空区域里。由此也就决定了我们的思维应当具有一维时间和三维空间的时空概念。而土地科学学科研究域和我们人类一同存在于一维时间和三维空间的时空中，其外部形状和内部结构也应符合一维时间和三维空间的时空系统的特征。

3　土地科学学科发展时空锥的形成

3.1土地科学学科研究域是一个时间的函数

由上面的讨论，我们能够认识到研究土地科学学科的发生和演进，需要从时间维度上讨论土地科学学科研究域的形成过程。因为随着时间维度的增长，土地科学学科研究域的空间也会发生不同程度的扩大，而这种扩大是以影响其研究域需要研究解决的问题的方式来实现的，一种是“t+1”时需要研究解决的问题对于“t”时而言是全新的，一种是“t+1”时的科学理论和技术方法对“t”时已有问题的认识和研究解决的方法是更新的，结果必然导致“t+1”时土地科学学科研究域在空间上和内容上都超过了“t”时的空间和内容，使得土地科学学科研究域的空间随着时间维度的增长，出现了时空维度上的“层状”叠加增长。

图3　三维空间中土地科学学科研究域的形态示意Fig.3 A sketch map for land science discipline's study domain in three-dimensional space

3.2《独立性》一文中的学科研究域是某一时刻的瞬时状态

《独立性》一文中所观察和研究的学科研究域是一个三维空间，但实际上它是一个时间维度上某一时刻的瞬时状态，为了易于读者理解而暂时忽略了时间的维度（图3）。为了容易理解这个四维时空，笔者采用一个简单和形象的比喻来描述，即我们可以简单的把它理解为类似是一个三维物体沿着时间维度（坐标轴）方向的运动过程或轨迹。

借助四维时空关系，我们就能够更好地研究并解释土地科学学科研究域的形成及其内部结构的成因，由此也就能够解释土地科学学科的形成了。

由前面的讨论能够知道，在三维空间中研究土地科学学科研究域的不足，主要在于缺少时间维度的条件下，其结果是现势的静态结果，我们看不到其发展的轨迹，既不能回答其如何而来的疑惑，也不能“预见”其未来发展的方向，使得我们难以寻找其发展的前因后果。

但是在四维时空中研究土地科学学科研究域时，由于时间维度的存在，我们所观察到的则是土地科学学科研究域现势的形态和其发展的轨迹（图4）。在此基础上，我们可以追溯其形成的时期和原因，还可对其未来的发展做出“预测”。

图4　四维空间中土地科学学科研究域的形态及其演进轨迹——土地科学学科时空锥Fig.4 The structure of land science discipline study domain and its evolution trajectory in four-dimensional space: the spatiotemporal cone of land science discipline

比较图3和图4中的土地科学学科研究域，可以明显看出两者的形态是完全不同的。在三维空间中看到的是现势静态的圆柱体，但是在四维空间中沿着时间维度的变化，土地科学学科研究域的形态则是一个敞口向上的连续扩大的时空锥（为了使读者能够更清楚地理解这种不同，笔者将土地科学学科研究域的锥体形态有意画成了不连续的锥体形态）。

图4中构造的时空锥模型，非常形象地描绘出了土地科学学科研究域的形成过程，使我们能够更好地研究、追溯土地科学学科的形成和演进路径。

3.3土地科学学科发展时空锥的发生和扩张

土地对于人类而言，既是最基本的生活和生产资料，也是较早出现的制约人类生活和生产的重要因素。人类因为土地而出现，土地为人类的发展提供了重要的生活空间和物质财富的来源。从宏观角度看，土地对人类的贡献远比限制更大，但是从微观角度看，由于土地具有的位置固定性、面积有限性、质量差异性、功能永久性、供给稀缺性、利用方向变更相对困难性、报酬递减可能性、利用后果社会性等特殊性质，在局部环境里又较早地形成了对人类生活和生产活动的制约。因此，在人类发展历史的长河中，土地问题出现较早，而且最初的土地问题可能也很具体但一定较为重要，因此有关土地“知识”的出现一定和人类的生活、生产活动密切相关，一定与人类的生活和生产关系重大，且表现较为简单。所以追溯土地“知识”的最初形成，理论上应当是在土地成为人类生存制约因素的那一时刻，其研究域的空间也会比较小，很像图4中构造模型的锥顶的顶端。

随着时间维度的增长，土地问题对人类的生活和生产活动的影响逐渐增大，从而引起有关土地的问题也逐渐增多，使得有关土地“知识”的研究域也相应扩张，迫使人类不断提高认识和研究土地“知识”的能力，结果导致土地科学学科研究域呈现出图4中构造的模型演进路径，并最终发展至今。由此可以预见，土地科学学科研究域未来的发展仍然会随着时间维度的增长而扩张，理论上这种扩张会一直持续到不再有新的制约因素为止。

3.4土地科学学科发展时空锥的形成机理

土地科学学科研究域的这种时空关系模型，我们并不能直接观察到，需要我们通过时空关系的分析方法才能描述出来。这非常类似于广义相对论中的“将来光锥”的概念。

史蒂芬·霍金在《时间简史》中分析宇宙时空关系时，描述了光锥的概念和形成的原因，他写道：“从一个事件散开的光在四维的时空里形成了一个三维的圆锥，这个圆锥成为事件的将来光锥”（图5）［3］。

实际上，我们很难直接观察到这一光锥，但借助其他一些方法可以认识到光锥的存在。比如，将一块石头垂直扔到一个平静的池塘中，我们能够发现池塘中水的表面会形成向四周散开的涟漪，涟漪以圆周的形式散开并越变越大。如果我们按照时间的变化和随着时间变化出现的逐渐扩大的涟漪圆周，将它们放到四维时空坐标中，这些随着时间延续逐渐扩大的涟漪圆周就画出了一个圆锥，其顶点即为石头击到水面的地方和时间（图6）［3］。

土地科学学科发展时空锥的形成与时间光锥的形成原理是十分相似的。

图5　时空光锥示意Fig.5 A sketch map for spatiotemporal light cone

4　土地科学学科研究域的形成与扩张

我们人类处在的这个四维空间中，既有人类，也有各种物质存在。如果我们把学科研究域也看作一种物质存在的话，有关学科的研究域也处于这样的四维空间之中，不同的学科研究域分别处在人类可见世界的四维空间的不同位置上，在不同的位置上以不同的角度和方法，研究四维空间中的某一个部分空间内物体运动的规律，共同填充了这一四维空间。我们可以用图7来表示这种情况。只不过有的学科因为人类在某一时间维度上的需求较大导致其研究域也较大，而有的学科因为人类在某一时间维度上的需求较小导致其研究域也较小。当科学发展较早的时期时，也就是时间维度的坐标值较低的位置阶段，一方面人类对可见世界的四维空间的认识能力和认识范围较为有限，使得人类能够认识的这一四维空间的四至也较为有限；另一方面人类对有限的四维空间的认识也较为有限，表现为不同学科研究域自身的空间范围也较小，且相互间的空间关系较为简单，很多学科的研究域相互间都有明显的空间距离，从科学学研究的角度看，在这个四维空间中存在着不同学科研究域间的空白空间，这时大部分学科都表现为单学科，只有少部分学科出现空间上的部分重叠，即学科间的交叉。这一点也可以从早期有关科学学科门类主要根据某一学科是否学科主体域学科的标准进行分类的情况得到佐证［4］。同时，这也导致了在人类发展历史时间维度的早期，有关科学的发展受到了一定的制约，存在着很多科学领域上的盲区。

图6　时空光锥形成的原理Fig.6 Formation of spatiotemporal light cone

随着时间维度的增长，一方面人类对原来可见世界四维空间的认识能力和认识范围开始提高，不同学科的研究域也随之出现不同程度的扩张，一些学科研究域的空间距离逐渐缩小甚至在某个维度上产生重叠或交叉，使得不同学科也得到了不同的发展。另一方面，原来的可见世界四维空间的范围也出现了扩大，人类对可见世界四维空间新增部分空间的认识和利用需求，又促生了一些新学科的出现或者某些原有学科的扩张，从而形成了新学科的研究域或者促使某些原有学科的研究域出现新的扩张。在这种扩张中，我们会发现有关涉及某一时间维度上人类生存和发展的某些学科研究域的范围会出现较快的扩张速度和较大的扩张空间，从而引起更多的学科研究域在不同的维度上的重叠交叉。随着这种学科研究域重叠交叉的加速和加大，一些学科的研究域由于其研究对象的重要程度、研究范畴的空间广度、研究价值的时间维度相较另一些学科更大一些，在学科研究域发生重叠交叉的过程中，更多地转为围绕其学科研究域的扩张，甚至某些相对较为局限的弱小学科的研究域在这个重叠交叉的过程中被融为一体。这也是为什么会有一些新的科学学科出现，而又有一些老的学科逐渐萎缩甚至消失的原因。笔者用图7来描述这种学科发展演变的过程，图中的较大正方体是某一时刻（t）我们所能认识的可见世界的空间范围，图中的许多小的圆柱体是同一时刻（t）已经形成的各种学科的研究域；而图中较小的正方体是在t-1时我们所认识的空间范围。

这样我们就可以理解和解释土地科学学科研究域的特殊性了，即土地科学学科研究域是位于可见世界四维空间中的一个具有时空关系的空间域，土地科学学科研究域与相关学科研究域的交叉是由于土地科学学科研究域是涉及人类生存发展的重要研究域，因此从时间维度上看，土地科学学科发展时空锥出现较早（靠近可见世界四维空间的底部）但快速扩张较晚（早期时空锥敞口较小）。出现较早而没有在相关学科研究域交叉扩张中消失，表明土地科学一定具有非常独特的核心内核，这一核心内核即土地权籍理论，没有其他相关学科的理论能够替代土地权籍理论［1］，表现在学科交叉关系上在土地权籍理论的这一空间位置上没有其他学科理论出现替代，由此导致了土地科学学科的独立性，并因此具有很强的生命力。而快速扩张期出现较晚，则表明有关土地科学学科研究域在时间维度上对于人类生存和发展的影响存在着非线性的关系。只有当时间维度发展到某一时间临界点时，土地科学学科研究域对人类生存和发展才会呈现出较大的制约性，这时土地科学学科研究域才会出现快速扩张，以研究解决制约人类生存和发展的问题。这也是现代土地科学学科为什么只是在最近的30多年间爆发式发展的原因，同样也是土地科学学科为什么在中国率先从“后台”走向“前台”、由“隐学”变为“显学”的原因。

图7　可见世界四维空间中有着众多的学科研究域Fig.7 Numerous disciplines' study domains in visible four-dimensional space

图7反映的正是上面讨论的情形，大量的相关学科伴随着土地科学学科研究域的扩张而呈现出与土地科学学科研究域交叉的情形，表现在学科交叉关系上，在土地科学学科研究域的空间位置上出现了不同层次的交叉，这些交叉和土地权籍理论位于的空间位置上的不交叉，共同构成了土地科学学科研究域的特殊性。在四维空间中，土地科学学科研究域表现出了与其在二维空间中截然不同的本质特征，即土地科学学科在四维空间中表达出了“我中有你，你为我用”的特质。

从历史和学科的发展方面看，在过去很长的一段时期里，学科分工的趋势是越来越细，但是随着近代科学的发展，在微观领域研究取得重大进展的同时，人们的认识能力和知识的传播速度与范围，大大超过了以往的时代，从而使人们越来越意识到学科的边界正在逐渐接近并出现交叉，就像图4和图7 中显示的那样，沿着时间箭头的方向，很多学科的空间距离越来越小甚至重合。这种学科的发展演进在当前体现出有越来越多的学科出现了交叉学科的特征，因此学科交融已成为科学发展的一种动力和需求。但是笔者敢于预言，未来的学科在越来越难以划出边界的同时，学科的核心属性和特殊性也会越来越得到强化，而不具这种核心属性和特殊性的学科将会逐渐变弱、融合而退居服务那些具有核心属性和特殊性的学科。

正是在上面讨论的背景中，以土地权籍理论、土地经济学理论和土地可持续利用理论为学科核心内容和基础内容构建起来的，研究因土地利用活动而引起的有关人地关系及其之上人与人开展土地利用活动关系的学科［5］——土地科学学科才得以逐渐形成和崛起。

5　土地科学学科的演进分析

我们从上面的讨论分析中可以确定，早期土地科学学科发生的起点应当位于土地科学学科研究域四维空间坐标系中的0′点（图8，为了分析方便和表述简单，笔者暂以四方体来替代土地科学学科的柱形研究域，并将X坐标轴的方向假定为从右向左），即：土地生产力方向为a、土地权籍制度方向为b和土地生产关系方向为c的交点。另外，我们将0′对应的时间维坐标设为t。

图8　土地科学学科研究域的出现（t）和向t + 1的扩张Fig.8 Existence of land science discipline's study domain （t） and its expansion towards t + 1

由图8可以看出，在t时出现了土地科学研究域的起点0′，0′点的出现，使得制约土地利用的因素开始相应出现，人们需要并开始研究克服或消除这些因素的影响，然而这需要一些时间才能达到克服或消除这些因素影响的目标，即当人们经过一段时间的研究和实践后找到了克服或消除这些影响因素的方法，达到了研究域的一种平衡。但是，这时已经从时间维的t时走到了t + 1的时间。经过t到t + 1的时间，有关土地生产力的研究和提高并不会停滞在t的时间上，而是也会随着时间的箭头由t时的a点提高到t + 1时的d点，这意味着有两种可能发生，一种是有关土地生产力的研究和实践都得到了提高，一种是有关土地生产力的研究和实践都保持原有水平不变。如果生产力研究和实践的水平都提高了，d点就会高于a点，即d＞a。由于一定的生产力对应着一定的生产关系和土地权籍制度，有关土地生产力研究和实践水平的提高也必然会引起有关土地生产关系和土地权籍制度研究和实践水平的提高，使得土地权籍制度方向上出现e＞b和土地生产关系方向上出现f＞c的提高，土地科学学科研究域就会出现（d-a）×（e-b）× （f-c）的扩张。如果有关土地生产力的研究和实践的水平保持不变，仍停留在a点，而有关土地生产关系和土地权籍制度的研究和实践也不会发生变化，土地科学学科研究域也不会出现改变。但是考察人类发展史和科学发展史，这种情况发生的概率非常小。因为，即使发生战争那样能够影响对土地生产力研究和实践水平的事件，也只能暂时影响人们开展研究和实践的工作而不会影响人们研究提高土地生产力的思想和认识。因此，本文暂时只研究沿着时间箭头的方向，有关土地生产力研究水平提高的情况。

我们从图8中看到，当时间维达到t+1时，土地科学学科研究域达到了一种在t时所需要的暂时的平衡，形成了由a、b、c、d、e、f 6个点为控制点形成的立体空间域。但是从时间维t时到t + 1时的时间内，实际上土地生产力的水平也出现了相应的提高（d），土地生产力水平的提高又会引起土地生产关系（f）和土地权籍制度方向（e）上的相应变化，使得由a、b、c、d、e、f 6个点为控制点形成的立体空间域既存在t时的平衡，也包含t + 1时的不平衡。

t + 1时出现的这种新的不平衡，又会促使人们为了实现d点（t + 1）的新平衡而开始新的努力，以实现d点平衡的目标。因此，在时间箭头的作用下，这又促成了土地科学学科研究域的新的扩张（图9）。

图9　土地科学学科研究由t + 1向t + 2的扩张Fig.9 Expansion of land science discipline's study domain from t + 1 to t + 2

在图9中，从时间维t时到t + 1时，土地科学学科研究域发生了（d-a）×（e-b）×（f-c）的扩张，在时间维t + 1时既实现了时间维t时有关土地生产力（a）和土地权籍制度（b）、土地生产关系（c）三者构成的土地科学学科研究域a×b×c的平衡，也包含了t + 1时有关土地生产力（d-a）和土地权籍制度（e-b）、土地生产关系（f-c）三者构成的土地科学学科研究域扩张部分（d-a）×（e-b）×（f-c）的不平衡。

在土地科学学科研究域的这一扩张中，随着土地问题的增多和复杂程度的增加，大量从不同角度研究、解决各类土地问题的相关学科的理论、技术和方法主动或被动地进入土地科学学科研究域，一方面在土地科学学科研究域中吸引了大量学科的加入，产生了大量为解决土地问题的学科交叉，一方面又使得一些在土地科学学科研究域中发生相关学科交叉的理论、技术和方法逐渐转化为土地科学学科的专用理论、技术和方法，从而解决了随着土地科学学科研究扩张后出现的许多新问题，实现了土地科学学科研究域扩张后的新平衡，同时也增强、增厚了土地科学学科。

经过这样的一个过程后，在时间箭头的作用下，时间维到达了t + 2。与此同时，土地生产力的坐标也到达了g点，并引致土地权籍制度坐标到达了h点、土地生产关系坐标到达了i点，使得土地科学学科研究域进一步扩张到（g-a）×（h-b）×（i-c）的空间域。同样的道理，在时间维t + 2时，既实现了t + 1时土地科学学科研究域的平衡，也出现了从t + 1发展到t + 2时土地科学学科研究域扩张部分（g-a）×（h-b）×（i-c）-（d-a）× （e-b）×（f-c）的不平衡。这种新的不平衡局面出现的结果，必然再次促使人们展开新的研究和实践，从而又会引起土地科学学科研究域的新一轮的扩张，以实现新的再平衡。土地科学学科研究域的新一轮扩张，我们可以用图10来描述。

图10　土地科学学科研究域由t + 2向t + 3的扩张Fig.10 Expansion of land science discipline's study domain from t + 2 to t + 3

由前面对图9的分析中，我们知道在图10中，为了实现时间维t + 2时的土地科学学科研究域（g-a）× （h-b）×（i-c）扩张部分（g-a）×（h-b）×（i-c）-（d-a）×（e-b）×（f-c）的新平衡，化解并改善由于在时空发展中人口日益增长与已有土地生产力、土地生产关系和土地权籍制度间的新矛盾，满足新的人地关系需求，人类通过不断的科技和社会治理创新，提高土地生产力，调整土地生产关系，完善土地权籍制度，再次实现了时间维t + 2时土地科学学科研究域（g-a）×（h-b）×（i-c）的新平衡。

但是，在实现时间维t + 2时的土地科学学科研究域（g-a）×（h-b）×（i-c）的新平衡后，时间的箭头已经到达了t + 3。当时间维坐标到达t + 3时，相应的土地生产力坐标也已从t + 2时的g点到达了j点，也引起了土地权籍制度坐标由h点到达了k点、土地生产关系坐标由i点到达了l点，从而使土地科学学科研究域也由t + 2时的（g-a）×（h-b）×（i-c）的空间域发展到t + 3时的（j-a）×（k-b）×（l-c）的空间研究域。由前面的讨论，我们已经可以理解，t + 3时的土地空间研究域（j-a）×（k-b）×（l-c），既实现了t + 2时土地科学学科研究域（g-a）×（h-b）×（i-c）的平衡，也出现了从时间维t + 2时到t + 3时由土地科学学科研究域扩张部分（j-a）×（k-b）×（l-c）-（g-a）×（h-b）×（i-c）引起的新的不平衡。

毫无疑问，每一次土地科学学科研究域出现新的不平衡时，都会促使人们进一步的努力，继续推进研究解决引起新的不平衡的各种制约人们提高土地生产力水平的问题，也必定会继续引起土地科学学科研究域向更大范围的空间研究域的新扩张。因此，在到达时间维t + 3时，土地科学学科研究域既已经开始了又一次新的扩张（t + 4）之路。在这种随时间维增长而引起土地科学学科研究域扩张的结果，导致了土地科学学科发展时空锥的形成。

由上面的讨论，我们可以清楚地看到，这种为满足人类自身生存和可持续发展的需求，必然会持续引起人类提高土地生产力的要求，从而也必然也会持续引起土地科学学科研究域的内生性扩张。而且在土地科学学科研究域的内生性扩张的过程中，还会不断引起和发生土地科学学科“吞噬”其他相关学科的一些理论、技术和方法并转化为土地科学学科的专用理论、技术和方法的结果，土地科学学科主动吸引相关学科研究人员的现象和其他相关学科研究人员主动或被动进入土地科学学科的现象还会像之前一样大量发生，而且还将会持续相当长的时间。

土地科学学科的发展进程正是这样一种由不平衡—平衡—新的不平衡—再平衡、由稳定—发展—新的稳定—再发展的历史进程，土地科学学科在这一发展进程中不断成熟和完善，表现出了强大的生命力和极大的发展空间。

6　结论与讨论

（1）土地科学学科发展时空锥模型是土地科学学科及其学科研究域发生和发展的事实和内在规律的一种客观反映和描述，能够帮助我们深刻认识和科学研究土地科学学科的本质特征、内涵和属性以及学科演进等重要问题，也能用来研究和解决土地科学学科中的其他疑难问题。同时，学科发展时空锥模型也能够帮助人们分析和研究其他学科的发生和发展。

（2）土地科学学科发展时空锥模型揭示，土地科学是人类发展史上客观出现时间较早而扩张较晚，但是不可或缺的独立“知识体系”，具有极强的学科生命力。

（3）土地科学学科发展时空锥模型揭示了土地科学学科研究域扩张的本质和驱动力，解释了土地科学学科与相关学科产生交叉的原因和机理，即土地科学学科及其学科研究域的发生和发展都源于人类生存和发展的根本需求。

（4）土地科学学科发展时空锥模型预示着土地科学学科研究域未来仍然具有长期的扩张性，多学科的交叉、融合是其具有的一种正常态，无论意识与否，学科交叉和融合的结果都会逐渐形成土地科学学科的专用理论和技术，从而使土地科学学科得到进一步发展。

（References）：

［1］冯广京.土地科学学科独立性研究——兼论土地科学学科体系研究思路与框架［J］.中国土地科学，2015，29（1）：20-33.

［2］史蒂芬·霍金（STEPHEN HAWKING）.时间简史（插图版）（THE ILLUSTRATED A BRIEF HISTORY OF TIME A BRIEF HISTORY OF TIME）［M］.许明贤，吴忠超，译.长沙：湖南科学技术出版社，2002：220-222.

［3］同上书：36-37.

［4］刘仲林.现代交叉科学［M］.杭州：浙江教育出版社，1998：28-30.

［5］冯广京.土地科学学科独立性及学科体系研究框架［M］.北京：中国社会科学出版社，2015：第3章、第4章、第5章.

（本文责编：仲济香）

Study on the Spatiotemporal Cone of Land Science Development and Its Discipline Evolution

FENG Guang-jing
（China Land Surveying and Planning Institute，Beijing100035，China）

The purpose of this paper is to put forward the spatiotemporal cone model of land science discipline development and to reveal objective law of land science discipline’s existence and development.The research methods go as follow：it analyzes the historical process of human development and land use as well as comes up with the spatiotemporal cone model of land science discipline development based on spatiotemporal analysis of general theory of relativity and future light cone theory.The results are：1）the study domain of land science discipline is within the fourdimensional space and it’s a function of time； 2）the study domain of land science discipline existed quite early but its expansion process is a little slower； 3）the spatiotemporal cone of land science discipline development is a continuously expanding inverted cone with an upward open-cup.It concludes that：1）the spatiotemporal cone model reflects the objective facts and inherent law about the existence and development of land science discipline as well as its study domain，which contributes to understanding and studying the independence of land science discipline； 2）the spatiotemporal cone model reveals that land science is an indispensible independent knowledge system of human development and it also elucidates essence and driving force of land science discipline’s study domain expansion； 3）the spatiotemporal conemodel indicates the long-term expansion trend on land science discipline’s study domain and the results from this kind of expansion will gradually form the specific theory and technology of land science discipline.

discipline construction； land science； spatiotemporal cone； discipline evolution

F301.2

A

1001-8158（2016）01-0023-09

10.11994/zgtdkx.2016.01.002

2015-11-05；

2015-11-29；网络出版日期：2015-11-30

冯广京（1957-），男，山西阳泉人，研究员。主要研究方向为土地经济与政策。E-mail：fenggj@139.com