人類科學文明的形成和發展表現為不同科學文明板塊的構造及其運動。但是不同的科學文明板塊之間並不是均質化的，它們之間存在著地區差異性；由這些非均質化板塊所構造的空間布局也顯現出人類科學文明整體格局與框架的不均衡性。
地理學家指出，地理“空間劃分”就是對地球表麵空間進行劃分，但是，“這樣劃分的區域就不是一個人定的或自然出現的客體，而是一個知識概念，一個供思考的實體，這個實體是以選擇某些具有地區意義或地區問題的現象，並排除一切無關的現象所形成的”[24]。為了更好地進行空間劃分，以便人們正確地、合理地思考地理現象問題，美國地理學家R.哈特向（Richard Hartshorne）從方法論入手建立起他的新的區域分析方法。他認為，在做區域分析時，必須正確認識地理現象的相似性與差異性、關聯性與孤立性的關係。按照這種方法，在實際的區域劃分中就能夠做到特殊與一般、現象描述與邏輯概括的統一。準確地說，就能將抽象的空間關係研究與具象的地理區域研究統一起來，而不是偏重於某一方麵。同理，那些試圖從科學這樣一個文化因子（要素）的角度來透視科學的空間分布，考察地區性的差異因素對科學活動所產生的影響，或者從一個大的文化區域和文化景觀中把科學從中“剝離”出來，再“放置”於它原來的地方中加以重新評估的做法，也應當遵循R.哈特向的方法：將抽象的空間關係與具象的地理區域位置結合起來，不能用抽象的空間關係掩蓋具象的地理區域關係，進而抹殺地區間的差異性。這是應當引起注意的。
對自然地理學家而言，任何科學文明板塊都要占有一定的地理空間位置，或者說，它要分布於地球表麵的某個地方，一定的地理空間位置意味著一定的地區差異。道理很簡單，由於太陽光線在地球上分布的不均衡性，地表係統在氣候、土壤、植物、自然景觀等方麵必然表現出某種分異性。根據這種分異性，可將地表劃分為若幹個大的自然地理帶。不同的自然地理帶之間，呈現出明顯的差異。再加上地形地貌、陸地與海洋的關係等，這種差異就更為突出。[25]不可否認，自然地理環境造成的差異對人文環境和特定區域人類活動所達到的進步狀態是有影響的。一些考古學家、史前史學家、植物地理學家和農業技術專家在考察早期人類活動，如采集與狩獵、動物馴化與捕撈、農業耕種、原始技術的製造等時，已經發現了全球廣大範圍內帶有區域色彩的差異性特征。根據這些特征，有的地方被劃分為農耕區，有的地方被劃分為畜牧區。
人文（或文化）地理學家從不同的角度注意到自然地理環境差異與人文或文化差異之間的相互關係。他們的目的是要“同時看到一個特定的場所如何獲得文化意義，以及文化又是如何利用這些場所實現其意義的”[26]。早期的人文地理學與人類學、民族學者們已經注意到原始社群與他們的場所或領地的密切關係，注意到不同地區、不同民族的文化所表現出的不同特質。隨後的研究表明，與地理相關的文化差異表現在經濟、社會組織、宗教、語言、種族、藝術等方麵。為了更進一步地探索文化地理學的深刻意蘊，從20世紀20年代開始，美國著名文化地理學家C.索爾（Carl Ortwin Sauer）通過對“地理景觀形態”的一係列研究，向人們表明，文化或文明並不是由單一的因素構成的，它是一個整體的運轉過程。地理景觀不是個體特征，是一個整體的區域的最終產物，而文化景觀則是因人類活動而附加在自然景觀上的各種形式。在C.索爾看來，文化區域和與其相匹配的地理景觀可以構成分析的基礎，也就是構成地理學的單位概念。“由不同形式間的獨特聯係構成的一個區域，這既包含物質形式間的獨特聯係，也包含文化形式間的獨特聯係。”[27]
最後，曆史學家和科學地理學家將科學文明板塊構造的不均衡性歸結為資源分布的不均衡性，尤其是文化資源、認知資源的不均衡性。實際上，早期的科學文明和具體的科學認知過程是在非常有限的認知資源的前提下進行的。這種認知資源表現在認知主體與認知客體兩個方麵。就前者而言是指麵對所呈現的客觀對象能不能認識，就後者而言是指有哪些客觀對象能提供給人們認識。例如，德裔美國曆史學家、漢學家魏特夫（Karl August Wittfogel）從大河流域（尼羅河、黃河）的自然地理環境出發，以翔實的證據論述了大型水利工程的建設與灌溉技術的形成以及“亞細亞生產方式”與“東方專製主義”的相關性，進而論述古埃及、中國古代的科學技術文明和其他地區文明之間的差異性。李約瑟也論證道：“在人類了解自然和控製自然方麵，中國人是有過貢獻的，而且貢獻是偉大的。像伽利略和維薩留斯等一類人物之所以都出自歐洲，很可能完全不是因為歐洲人有什麽內在的優越性，而是由於歐洲有一些有利的環境因素，而這些有利因素過去沒有也不能夠在具有不同的地理背景以及受其影響的不同社會進程的其他文明中起作用罷了。”[28]確實，不同的民族或不同的科學文明板塊在創造科學文明方麵都有自己獨特的長處與貢獻。例如，古埃及人和古巴比倫人很早就形成了自己的經驗科學和實用技術。他們的天文學和曆法計算比較發達，能夠準確地預測一些天文現象和河流的泛濫的時間。同樣，印度人的“算術是驚人的”[29]，他們發明的數碼對世界數學產生了深遠的影響。而古希臘人很早就有了一種致思的傾向，擅長於進行幾何證明。在幾何學家歐幾裏得那裏，一套完美的演繹幾何學在當時達到了它的極致狀態。在學科方麵，中國古代科學以應用科學和實用技術為主，天文學、農學、醫學、計算數學、倫理學以及冶金、建築、水利、化工等學科和技術尤為發達。古希臘則以係統的理論知識和嚴密的學科體係見長，幾何學、邏輯學、文法學、物理學、形而上學、生物學、法律等，更勝一籌。
不同科學文明板塊之間的差異是通過相互比較呈現出來的。在有些板塊之間，其差異性較小；在另一些板塊之間，其差異性則很大。由於這些差異的存在，一方麵顯現出人類科學文明與認知方式的多樣性；另一方麵，不同的板塊之間可形成一種特殊的板塊構造機製。在這種板塊構造機製的作用下，人類科學文明由一種自然狀態下的空間分布和資源配置逐漸向著協調有序的大係統過渡，最後達成優化、動態平衡的全球知識框架。當我們將所有這些板塊“拚接”在一起時，我們會發現，雖然這些板塊拚接物之間不是均衡的，但卻是高度結構化的。
最典型的例子莫過於在一些差異性較大的科學文明板塊之間呈現出的“單側化”（或極性化）[30]現象以及由這種單側化的科學文明板塊所構成的不對稱現象。對此，D.普賴斯有過精辟的論述。他說：“我們的文明獨一無二地包含著高度的科學內容這個事實，主要歸因於兩種差別極大的科學技藝在較高水平上的混合：一個是邏輯的、幾何的和圖形的，另一個是數量和數字式的。兩種方法在天文學上的結合，發展出一套比任何複雜程度相近的其他科學理論精確得多的完善實用的理論。”[31]D.普賴斯這裏所說的兩種差別極大的科學技藝指的是古巴比倫人的和古希臘人的。它們之間確實存在很大的差異。不過，這種差異還隻是一種有著某種程度的混合的差異，是一種相比較而言的差異。當我們對中國古代科學文明做一番全麵的考察後就會發現，位於舊大陸兩端的中國古代科學文明與古希臘以來的西方科學文明（在一定意義上分別代表東西方兩大科學文明）形成了更為鮮明的反差：既對立又互補，恰如陰陽兩極！
我（2006）曾依據上海人民出版社1975年出版的《自然科學大事年表》[32]一書提供的資料進行過統計分析。首先按傳統“東方”概念，將古埃及劃為東方國家；其次，分別將曆法、量表、動植物分類、地理遊記以及營造、水利、地理、冶金、軍事、農業、生物等方麵的經驗總結和技術說明性的著述劃歸為“經驗總結類”，將各種係統的科學哲學觀點、科學假說、數學定理及各門學科係統的理論著述劃歸為“理論體係類”，將科學史上某一事實（事件）的最早記錄（包括天文觀測中的觀測、推算）等劃歸“新事實的發現類”，將科學觀察和實驗中所發明和使用的設備和儀器劃歸“技術類”，將“數學”分為“計算”（或算術）和“幾何”兩大部分。最後進行統計。其結果是，東方科學文明中，技術類成果占成果總量的35.6%，理論成果僅為9.8%；西方科學文明中理論成果占總量的35.4%，技術類成果僅為14%。如果再把“經驗總結”和“實用技術”兩項歸為一類，強調其經驗性和實踐性，並在時間上溯到東西方科學文明發生廣泛交流的公元1000年以前，我們可以更清晰地看到，東方科學文明中經驗性和實踐性很強的科技成果占到了53.8%，理論性很強的成果僅為10.1%；而西方科學文明中理論性成果則高達51.5%，經驗性和實踐性科學成果僅為10.5%。從統計結果中可以看出，東方的“技術化”和“經驗性”傾向與西方的“理論化”傾向由各自的單側化相互構成不對稱格局。（見表2-1）[33]
表2-1 東西方古代科學技術體係的結構性差異
續表
有趣的是，舊大陸兩端（具體是指東亞與環地中海一帶）的自然地理環境恰成對偶與互補格局。研究表明，雖然東亞與環地中海地區兩個地理單元都位於北半球，且都適宜人類生存，但兩者的自然地理環境有很大的差別。首先，從地形地貌來看，環地中海地區雖然地跨歐、亞、非三大洲，但因海洋、沙漠和島嶼的關係而在地理單元上顯得支離破碎。其中，沿海與腹地間的聯係被連綿不斷的山脈與沙漠所分隔，廣闊海域上半島和島嶼交錯分布。與之相反，東亞大陸是一個完整的地理板塊，大陸沿海與周邊的半島及島嶼相聯結。其中，黃河中下遊平原是一個巨大的衝積平原。其次，地中海氣候和東亞季風氣候有著迥然相異，甚至相反的特點。地中海氣候的基本特征是冬季溫和多雨，夏季炎熱幹燥。夏半年（在北半球指春分至秋分）降水隻占全年降水的20%～40%，而夏季不足10%。冬季由於西風帶氣旋活動頻繁，降水豐富，溫和濕潤。冬季降水量多的月份，降水量至少是夏季降水量少的月份所降水量的三倍。而東亞季風氣候的主要特征是夏濕冬幹。夏季炎熱濕悶、多雨且多暴雨，易造成水澇災害，形成所謂“雨熱同季”。再次，從環地中海和東亞大陸及其沿海地區的溫度帶分布上來看，前者具有從洋麵延伸到內海島嶼的同質性特征，即整個地中海的沿岸地區之間氣候的相似性超過了與之毗鄰的內陸地區。與之相反，東亞大陸溫度帶的分布卻是從赤道帶到寒溫帶依次都有分布。最後，從自然資源來看，作為希臘文明搖籃的愛琴海地帶及希臘沿海平原，土地資源較為稀缺，缺乏天然的灌溉係統，因而不利於農業特別是種植農業的發展。而東亞早期文明的核心地區黃河中下遊地區，土地肥沃，天然灌溉係統發達，形成了發展農業的極為優越的自然條件。[34]
對於因地理環境的巨大差異而造就的兩大文明或文化現象，有學者用“地中海文化圈”和“東亞文化圈”（或亞洲文化圈）分別加以指稱。前者代表西方文明，後者代表東方文明，或這兩個文化圈至少代表著曆史上曾有過的西方文明和東方文明的核心部分。正如張光直所指出的：“我們從世界史前史的立場上，把轉變方式分成兩種。即把眼光擴展到歐洲、近代、非洲、中東、遠東、大洋洲和美洲，我們可以看出兩個大空間的不同方式。一個是我所謂的世界式的或非西方式的，主要的代表是中國，一個是西方式的。”[35]日本著名民族學家、生態學家梅棹忠夫從地理學和生態學的角度以幾何圖形的方式描述了地球文化生態恰成不對稱而又互補的格局。[36]（見圖2-1）
圖2-1 地球自然地理環境的不對稱格局
在圖2-1中，梅棹忠夫將日本與西歐並舉，認為兩者分別代表著東西方文明的核心體。且不管這裏的論證有多大的可信度，但其依據自然地理和生態環境解釋人類文明的形成與發展，並從中看出奇妙的對稱互補格局，仍給人以啟發。與之類似，國內學者董欣賓、鄭奇（2001）依據現代自然地理科學的原理，結合中國傳統的陰陽學說，指出地球文化生態構成的奇妙對偶與互補關係：地中海—兩河流域與中國分別位於地球東西兩端的最佳氣候區。他們認為，造成這種奇妙對偶與互補格局的總根源在於太陽光能在地球上的差異性分布。[37]
雖然地理環境和自然條件的對偶性或不對稱性與人類科學文明板塊構造中的不對稱性到底存在多大的關聯性，現在還沒有最後的結論，許多問題還隻是提了出來（其中的機製並沒有真正弄清楚），但是無論如何，這兩者的對應性及前者對後者的影響應當是存在的。也許正是基於這樣一種考慮，李約瑟在試圖回答為什麽在中國不能找到類似於西方近代科學革命那樣的事件以及西方近代更充滿活力的問題時肯定地說道：“我更願意從地理方麵的因素來解釋。歐洲事實上更像一個群島，具有獨立城邦的悠久傳統，這種城邦是建立在海上貿易和統治著較小區域並相互競爭的軍事貴族之上的。……與之相比，中國卻有大片集中的農耕陸地，從三世紀起就一直是一個統一的帝國，直到進入近代，其行政管理的傳統是世界其他國家不可比擬的。中國曆來有極為豐富的礦產、植物和動物資源，而這一切資源都被整合進其表意文字係統，這種文字係統基本上是單音節語言並具有統一性。”[38]又說：“地理因素不僅是背景，我們在討論結束時將看到，它是造成中國和歐洲的文化差異以及這種格局所涉及的一切事物的極重要因素。”[39]
隨著地理學與科學史、科學社會學的“聯姻”，一門新的交叉學科——科學地理學誕生了。新的學科進一步強化了科學史、科學社會學以及科學哲學所謂的“空間轉向”。這種轉向不再接納傳統科學史和科學哲學研究中普遍主義假設，而主張一種科學的“地方主義”和科學的“本土化”研究。這方麵最有代表性的研究成果是美國地理學家H.多恩（H.Dorn）於1991年出版的《科學地理學》一書，以及美國地理學家戴維·利文斯通（David N.Livingstone）於2003年出版的《將科學置於地方：科學知識的地理學》一書。在前一部著作中，作者遵循著埃爾斯沃斯·亨廷頓（Ellsworth Huntington）、魏特夫等人的研究思路，強調自然地理因素（土壤、氣候、水文、地形、人口等）對科學發展的“決定性”影響；後一部著作則從“地方性”的觀念出發，明確提出“將科學置於地方”，並把批判的矛頭直指傳統科學史、科學哲學研究忽視地方性的錯誤傾向，認為那種觀點是“狹隘的”“不可信的”，會妨礙對科學的認識。[40]此外，還有尼斯貝特對東、西方科學文化（思維）差異的比較研究，即所謂“思想地理學”（the geography of thought），還有M.尼克爾森（M.Nicolson）關於植物生態學在不同區域呈現不同風格和差異的研究[41]，以及信息社會地理學中的知識區位效應的研究等。現在學界普遍認為，科學地理學是以科學活動為研究對象的，所要解決的是不同影響因素的區域差異對科學活動的影響，以及科學活動區域差異對社會發展的影響等問題。[42]