人文科普:云樹繞堤沙 怒濤卷霜雪 ——中國(guó)古代重要科技發(fā)明創(chuàng)造
發(fā)布時(shí)間:2023-06-20
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圖為《潮汐表》紀(jì)念封(中國(guó)科學(xué)院融媒體·聲像資源數(shù)據(jù)庫(kù)提供)


圖為《潮汐表》紀(jì)念封(中國(guó)科學(xué)院融媒體·聲像資源數(shù)據(jù)庫(kù)提供)


圖為錢塘江大潮。(圖片由作者提供)

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靜水深流

馬國(guó)馨院士篆刻


宋代詞人柳永有《望海潮·東南形勝》詞曰:“云樹繞堤沙,怒濤卷霜雪”。高聳入云的大樹環(huán)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》詞云:“碧山影里小紅旗。儂是江南踏浪兒。拍手欲嘲山簡(jiǎn)醉,齊聲爭(zhēng)唱浪婆詞。/西興渡口帆初落,漁浦山頭日未欹。儂欲送潮歌底曲?尊前還唱使君詩(shī)?!睂懪眱涸谌f(wàn)頃波中自由、活潑的形象,寫錢塘江退潮時(shí)弄潮兒唱起“使君詩(shī)”作為送潮曲。詩(shī)詞語(yǔ)言平實(shí),親切有味,用筆精練含蓄。

說(shuō)起潮涌,人們大都知道浙江的錢塘江潮。其實(shí),早在唐代中葉以前的數(shù)千年間,揚(yáng)州、鎮(zhèn)江一帶的長(zhǎng)江廣陵潮比后來(lái)的錢塘江潮更加波瀾壯闊,只是在一千多年前的唐代后期消失了。

我國(guó)古代對(duì)潮汐的了解和認(rèn)識(shí)比歐洲早很多,“潮汐”兩字連用最早出現(xiàn)于《管子》一書,“朝(潮)夕(汐)迎之,則遂行而上”,論述了航海和潮汐的關(guān)系,后來(lái)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(guó)歷史上最早描寫大潮的,可追溯到公元前2世紀(jì)西漢大文學(xué)家枚乘的《七發(fā)》:“春秋朔望輒有大濤,聲勢(shì)駭壯,至江北,激赤岸,尤為迅猛?!薄皩⒁园嗽轮?,與諸侯遠(yuǎn)方交游兄弟,并往觀濤乎廣陵之曲江?!本瓦B觀潮的時(shí)間也與現(xiàn)在的“八月十八錢塘觀潮節(jié)”大致相同,都是在中秋之際,月球引力導(dǎo)致潮水最高最大之時(shí)。

20世紀(jì)英國(guó)科技史學(xué)家李約瑟,最早覺(jué)察出這段辭賦背后的科學(xué)信息,他認(rèn)為,枚乘將觀湖設(shè)定于月圓之日,表明月亮與潮汐之間的因果關(guān)系,早在公元前2世紀(jì)即被中國(guó)人知曉。

東漢學(xué)者王充在《論衡》中,更清晰地闡釋了潮汐對(duì)月亮的依賴。

影響潮汐的不只是月亮,還有太陽(yáng)?,F(xiàn)代科學(xué)概念中的潮汐,是指因月球和太陽(yáng)對(duì)地球各處引力不同,引起的水位、地殼、大氣的周期性升降現(xiàn)象,其中最具代表性的,是海水水面周期性漲落的海洋潮汐。

中國(guó)人對(duì)潮汐的興趣不僅滿足于文學(xué)和思想領(lǐng)域,為了準(zhǔn)確掌握某個(gè)朔望月中每日的潮汐時(shí)刻,古人運(yùn)用發(fā)達(dá)的天文歷算法,以圖表的形式直觀顯現(xiàn)潮汐規(guī)律。

潮汐表是潮汐預(yù)報(bào)表的簡(jiǎn)稱,它預(yù)報(bào)沿海某些地點(diǎn)在未來(lái)一定時(shí)期的每天潮汐情況。潮汐表是中國(guó)古代傳統(tǒng)科學(xué)技術(shù)88項(xiàng)重大創(chuàng)造發(fā)明之一。

中國(guó)唐代竇叔蒙在《海濤志》一文中提出了根據(jù)月相推算高潮時(shí)刻的圖表法,這是保存下來(lái)的介紹潮汐預(yù)報(bào)方法的最早文獻(xiàn),大約比英國(guó)的《倫敦橋潮候表》早400年。19世紀(jì)60年代末,英國(guó)開(kāi)爾文和G.H.達(dá)爾文等人提出了潮汐調(diào)和分析方法,后來(lái)還設(shè)計(jì)和制造了機(jī)械的潮汐推算機(jī),使潮汐表的編算工作得到迅速發(fā)展。自20世紀(jì)60年代以來(lái),電子計(jì)算機(jī)已廣泛應(yīng)用在潮汐推算工作中。

潮汐表一般包括主港逐日預(yù)報(bào)表(通常有高潮和低潮的時(shí)間和潮高,有的港還有每小時(shí)的潮高)、附港差比數(shù)、潮信和任意時(shí)刻的潮高計(jì)算等內(nèi)容。

潮汐表實(shí)際應(yīng)用在航運(yùn)方面。有些水道和港灣須在高潮前后才能航行和進(jìn)出港,所以需要知道潮汐時(shí)間。潮汐表就可以反映潮汐時(shí)間。在軍事方面,有時(shí)為了選擇有利的登陸地點(diǎn)和時(shí)間,就必須考慮和掌握潮汐的情況,潮汐表便可派上用場(chǎng)。在生產(chǎn)方面,沿海的漁業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)、農(nóng)業(yè)、鹽業(yè)、資源開(kāi)發(fā)、港口工程建設(shè)、測(cè)量、環(huán)境保護(hù)和潮汐發(fā)電等,都要掌握潮汐變化的規(guī)律。潮汐表就是為這些方面服務(wù)的。

? (作者系國(guó)家教育咨詢委員會(huì)委員,中國(guó)科技館原館長(zhǎng)、研究員)



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