人文科普:雲樹繞堤沙 怒濤卷霜雪 ——中國古代重要科技發明創造
發布時間:2023-06-20
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圖為(wei) 《潮汐表》紀念封(中國科學院融媒體(ti) ·聲像資源數據庫提供)


圖為(wei) 《潮汐表》紀念封(中國科學院融媒體(ti) ·聲像資源數據庫提供)


圖為(wei) 錢塘江大潮。(圖片由作者提供)

 

靜水深流

馬國馨院士篆刻


宋代詞人柳永有《望海潮·東(dong) 南形勝》詞曰:“雲(yun) 樹繞堤沙,怒濤卷霜雪”。高聳入雲(yun) 的大樹環繞著錢塘江沙堤,澎湃的潮水卷起霜雪一樣白的浪花,何其壯觀!

蘇軾有《瑞鷓鴣·觀潮》詞雲(yun) :“碧山影裏小紅旗。儂(nong) 是江南踏浪兒(er) 。拍手欲嘲山簡醉,齊聲爭(zheng) 唱浪婆詞。/西興(xing) 渡口帆初落,漁浦山頭日未欹。儂(nong) 欲送潮歌底曲?尊前還唱使君詩。”寫(xie) 弄潮兒(er) 在萬(wan) 頃波中自由、活潑的形象,寫(xie) 錢塘江退潮時弄潮兒(er) 唱起“使君詩”作為(wei) 送潮曲。詩詞語言平實,親(qin) 切有味,用筆精練含蓄。

說起潮湧,人們(men) 大都知道浙江的錢塘江潮。其實,早在唐代中葉以前的數千年間,揚州、鎮江一帶的長江廣陵潮比後來的錢塘江潮更加波瀾壯闊,隻是在一千多年前的唐代後期消失了。

我國古代對潮汐的了解和認識比歐洲早很多,“潮汐”兩(liang) 字連用最早出現於(yu) 《管子》一書(shu) ,“朝(潮)夕(汐)迎之,則遂行而上”,論述了航海和潮汐的關(guan) 係,後來逐漸把白天海水漲落叫“潮”,夜間的海水漲落叫“汐”,合稱潮汐。

我國曆史上最早描寫(xie) 大潮的,可追溯到公元前2世紀西漢大文學家枚乘的《七發》:“春秋朔望輒有大濤,聲勢駭壯,至江北,激赤岸,尤為(wei) 迅猛。”“將以八月之望,與(yu) 諸侯遠方交遊兄弟,並往觀濤乎廣陵之曲江。”就連觀潮的時間也與(yu) 現在的“八月十八錢塘觀潮節”大致相同,都是在中秋之際,月球引力導致潮水最高最大之時。

20世紀英國科技史學家李約瑟,最早覺察出這段辭賦背後的科學信息,他認為(wei) ,枚乘將觀湖設定於(yu) 月圓之日,表明月亮與(yu) 潮汐之間的因果關(guan) 係,早在公元前2世紀即被中國人知曉。

東(dong) 漢學者王充在《論衡》中,更清晰地闡釋了潮汐對月亮的依賴。

影響潮汐的不隻是月亮,還有太陽。現代科學概念中的潮汐,是指因月球和太陽對地球各處引力不同,引起的水位、地殼、大氣的周期性升降現象,其中最具代表性的,是海水水麵周期性漲落的海洋潮汐。

中國人對潮汐的興(xing) 趣不僅(jin) 滿足於(yu) 文學和思想領域,為(wei) 了準確掌握某個(ge) 朔望月中每日的潮汐時刻,古人運用發達的天文曆算法,以圖表的形式直觀顯現潮汐規律。

潮汐表是潮汐預報表的簡稱,它預報沿海某些地點在未來一定時期的每天潮汐情況。潮汐表是中國古代傳(chuan) 統科學技術88項重大創造發明之一。

中國唐代竇叔蒙在《海濤誌》一文中提出了根據月相推算高潮時刻的圖表法,這是保存下來的介紹潮汐預報方法的最早文獻,大約比英國的《倫(lun) 敦橋潮候表》早400年。19世紀60年代末,英國開爾文和G.H.達爾文等人提出了潮汐調和分析方法,後來還設計和製造了機械的潮汐推算機,使潮汐表的編算工作得到迅速發展。自20世紀60年代以來,電子計算機已廣泛應用在潮汐推算工作中。

潮汐表一般包括主港逐日預報表(通常有高潮和低潮的時間和潮高,有的港還有每小時的潮高)、附港差比數、潮信和任意時刻的潮高計算等內(nei) 容。

潮汐表實際應用在航運方麵。有些水道和港灣須在高潮前後才能航行和進出港,所以需要知道潮汐時間。潮汐表就可以反映潮汐時間。在軍(jun) 事方麵,有時為(wei) 了選擇有利的登陸地點和時間,就必須考慮和掌握潮汐的情況,潮汐表便可派上用場。在生產(chan) 方麵,沿海的漁業(ye) 、水產(chan) 養(yang) 殖業(ye) 、農(nong) 業(ye) 、鹽業(ye) 、資源開發、港口工程建設、測量、環境保護和潮汐發電等,都要掌握潮汐變化的規律。潮汐表就是為(wei) 這些方麵服務的。

  (作者係國家教育谘詢委員會(hui) 委員,中國科技館原館長、研究員)



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