河中石兽
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河中的石兽会滚向上游吗?

原载于 中国博客网 2005-10-26 作者:xubaiding

清代大学者纪昀在《阅微草堂笔记》中记载了这么件事:沦洲一庙前的石兽沉到河里去了。十多年后,因修庙要找回石兽,人们在庙前的河水中和下游搜寻都渺无踪影。后来在一老河兵的指引下,才在河上游数里外找到石兽。由于这一事例充分说明了“实践出真知、践者最聪明”、“做事不可主观臆断”的道理,加上纪昀在清代学术上的重要地位,因此文章虽短,影响却很大。除收录于《中华活叶文选》和《中学古文阅读资料》之外,近年还选为各地中考、会考的评析题材。在一些文章中还以此比作寻找河中文物的依据……然而,这一似乎已奉为皋圭的结论,殊不知实为纪晓岚的道听途说而已!

文中老河兵说:“凡河中失石,当求之上流”。因为“水能冲石,其反激之力必于石下迎水处啮沙为坎穴,渐微渐深,至石之半,石必倒掷坎穴中。如是再啮,石又再转……遂反溯逆流上矣。”

按照老河兵的理论,我们可以建立一个数学模型,假定石兽截面为边长1米的正方形,石兽这么翻滚一次向上游移动的距离为0.85米,同时它的重心也下降0.35米,要使石兽能继续向上游翻滚,那么整个河床就都必须冲刷掉0.35米。文中说石兽滚到上游“数里外”。那么少说有3里(1500米)吧,这样石兽的重心就必下降600米。假定不考虑河床的坡度(事实上河流下切越历害,河床坡度就越大)并把时间放到最大,按20年计,则平均每年要下切30米。如果真有一条河流如此善于下切,那么从清朝至今日,应在沦洲切出一条可放下珠穆郎玛峰的大峡谷来……。显然,所谓在上游数里外找到石兽的说法是荒谬的[钻牛角尖者点评1]

据统计,流水下切最快的是我国雅鲁藏布江的大拐弯处,该处下切平均不超过每年3毫米,而一般以泥沙为底的河流,多年平均下切速度还要远低于此数[钻牛角尖者点评2]。所以,即使老河兵的理论正确,那么在数百年内,石兽也只能上溯1米,在石兽落点误差范围内,因此说石兽留在原地似乎还更确切一点。

然而,进一步研究可以发现,老河兵的理论并不正确,据笔者用小水泵做类似实验和江边的观察[钻牛角尖者点评3],巨石落在泥质河床上,由于重量和水中泥沙的可塑性,巨石会有一部分陷入泥中,并与排开的泥沙达成平衡,如河床下切巨石会继续下陷,另外,由于巨石大部分露出河床,使河底水流方向突变,从而使紧邻巨石的上下游河床淤积,对此可以从不久前打捞中山舰的报导中得到证实。

中山舰沉入长江60年,到打捞上岸时,一直在原地,并未向上游滚动,而且1958年对中山舰的水下勘测结果也证实了这一点。另外,中山舰打捞时不但没有发现在迎水面船身下有一个大冲刷坑,相反还不得不花几天时间冲去淤积在船四周的泥沙。

现代河川泥沙动力学指出:沉于河底的沙石,甚至直径达200毫米的块石[钻牛角尖者点评4],其运动方式都是“在河水拖曳力作用下,沿河床滑动或滚动前进”。从而根本排除了向上游逆行的可能性。而事实上纪昀本人对老河兵的这一理论也不太相信,因此他把这一则消息放到《阅微草笔记姑妄听之(二)》这卷书中。该卷中作者记录的狐精鬼怪和因果报应的故事触目皆是。河中石兽一文与这些故事为伍,其可信度由此可见一斑!

河中石兽问题到此应该说是很清楚了,但为什么这么多年来它在语文界的影响会这么大,看来确实要提倡科学修养和培养创新精神了。


钻牛角尖者点评1:老河兵的理论重点是石兽的迎水面,“水不能冲石,其反激之力,必于石下迎水处啮沙为坎穴”,而此处讨论的是水流对河床的冲刷作用。

钻牛角尖者点评2:水流对河床的冲刷作用,如是坚硬的石质河床,则是水滴石穿的道理。但文中“一般以泥沙为底的河流,多年平均下切速度还要远低于此数”,应当是指一般以泥沙为底的河流,流速应当较缓(否则会将泥沙冲光变成石质的),冲走的泥沙与上游带来沉积的泥沙成动态平衡,因此下切速度较低。单以此文论,会得出水流较易下切坚硬的石质河床(雅鲁藏布江的大拐弯处),反而冲不动松软泥沙的结论。

钻牛角尖者点评3:作者实验和观察当仅限于一定的条件,如流速、泥沙组成等,并不能保证可以代表“沧州南”的情况,“中山舰”一说也是如此。

钻牛角尖者点评4:石兽应当是大于“200毫米”的,不知“现代河川泥沙动力学”有没有研究?最好也能指明是那一个或那一些研究“现代河川泥沙动力学”的文献对我们理解这个问题的帮助较大。

综上所述:钻牛角尖者认为此文反对老河兵理论的理由不充分。

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