紀昀在《閱微草堂筆記》中有一篇《河中石獸》,文曰:
滄州南,一寺臨河干(gān),山門圮(pǐ)于河,二石獸并沉焉。閱十余歲,僧募金重修,求石獸于水中,竟不可得。以為順流下矣,棹(zhào)數小舟,曳(yè)鐵鈀(pá),尋十余里,無跡。
一講學家設帳寺中,聞之笑曰:“爾輩不能究物理,是非木杮(fèi),豈能為暴漲攜之去?乃石性堅重,沙性松浮,湮(yān)于沙上,漸沉漸深耳。沿河求之,不亦傎乎?”眾服為確論。
一老河兵聞之,又笑曰:“凡河中失石,當求之于上流。蓋石性堅重,沙性松浮,水不能沖石,其反激之力,必于石下迎水處嚙(niè)沙為坎穴,漸激漸深,至石之半,石必倒擲坎穴中。如是再嚙,石又再轉,再轉不已,遂反溯流逆上矣。求之下流,固傎;求之地中,不更傎乎?”
如其言,果得于數里外。然則天下之事,但知其一,不知其二者多矣,可據理臆(yì)斷歟(yú)?
《河中石獸》一文是紀昀根據一己想象杜撰的寓言故事。紀昀雖在文中批駁“僧”與“講學家”知其一而不知其二,但被紀昀認為正確的答案——石逆流上滾——卻是不合科學道理的。因為石獸逆流滾動,水流是阻力,其動力肯定不會來自流水,而只能來自重力。文中正是認為水在石獸前沖出一個沙坑——“漸激漸深,至石之半”——然后石獸在重力作用下滾入沙坑,向上游前進一點。本文至此的推想是合理的,但之后“如是再嚙,石又再轉,轉轉不已,遂反溯流逆上矣”則是不正確的。
因為物體在重力作用下滾動有一個規律:不論其形狀是否規則,因重力而滾動的物體的重心必然降低。這有兩點需要說明:一、滾動是由重力引發的,而不是別的情況,比如一個快速滾動的皮球可以沖上一定高度的斜坡,其重心升高,但那是由于慣性而非重力;二、物體降低的是重心,而并不是說物體的各個部分都要降低,假設文中的石獸有長長的角且落水時平躺指向下游方向,那么在一次滾動之后,石獸有可能站立在沙坑之中而長角由水平變為指向上方,則石獸的一個部分——長角的高度就升高了,但石獸的重心位置一定是降低了。換個說法來解釋:流水在石獸的身下不斷沖激出沙坑,相當于在為石獸挖一條向下滾動的坡道,石獸就是在那個斷斷續續向前“施工”“延伸”的下行坡道上不斷向西(假設那道河是自西向東流)滾動。
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