云树绕堤沙 怒涛卷霜雪
中国古代重要科技发明创造 (二)
来源:科普时报 2023-06-19

图为《潮汐表》纪念封(中国科学院融媒体·声像资源数据库提供)

图为《潮汐表》纪念封(中国科学院融媒体·声像资源数据库提供)

图为钱塘江大潮。(图片由作者提供)

静水深流

马国馨院士篆刻


宋代词人柳永有《望海潮·东南形胜》词曰:“云树绕堤沙,怒涛卷霜雪”。高耸入云的大树环绕着钱塘江沙堤,澎湃的潮水卷起霜雪一样白的浪花,何其壮观!

苏轼有《瑞鹧鸪·观潮》词云:“碧山影里小红旗。侬是江南踏浪儿。拍手欲嘲山简醉,齐声争唱浪婆词。/西兴渡口帆初落,渔浦山头日未欹。侬欲送潮歌底曲?尊前还唱使君诗。”写弄潮儿在万顷波中自由、活泼的形象,写钱塘江退潮时弄潮儿唱起“使君诗”作为送潮曲。诗词语言平实,亲切有味,用笔精练含蓄。

说起潮涌,人们大都知道浙江的钱塘江潮。其实,早在唐代中叶以前的数千年间,扬州、镇江一带的长江广陵潮比后来的钱塘江潮更加波澜壮阔,只是在一千多年前的唐代后期消失了。

我国古代对潮汐的了解和认识比欧洲早很多,“潮汐”两字连用最早出现于《管子》一书,“朝(潮)夕(汐)迎之,则遂行而上”,论述了航海和潮汐的关系,后来逐渐把白天海水涨落叫“潮”,夜间的海水涨落叫“汐”,合称潮汐。

我国历史上最早描写大潮的,可追溯到公元前2世纪西汉大文学家枚乘的《七发》:“春秋朔望辄有大涛,声势骇壮,至江北,激赤岸,尤为迅猛。”“将以八月之望,与诸侯远方交游兄弟,并往观涛乎广陵之曲江。”就连观潮的时间也与现在的“八月十八钱塘观潮节”大致相同,都是在中秋之际,月球引力导致潮水最高最大之时。

20世纪英国科技史学家李约瑟,最早觉察出这段辞赋背后的科学信息,他认为,枚乘将观湖设定于月圆之日,表明月亮与潮汐之间的因果关系,早在公元前2世纪即被中国人知晓。

东汉学者王充在《论衡》中,更清晰地阐释了潮汐对月亮的依赖。

影响潮汐的不只是月亮,还有太阳。现代科学概念中的潮汐,是指因月球和太阳对地球各处引力不同,引起的水位、地壳、大气的周期性升降现象,其中最具代表性的,是海水水面周期性涨落的海洋潮汐。

中国人对潮汐的兴趣不仅满足于文学和思想领域,为了准确掌握某个朔望月中每日的潮汐时刻,古人运用发达的天文历算法,以图表的形式直观显现潮汐规律。

潮汐表是潮汐预报表的简称,它预报沿海某些地点在未来一定时期的每天潮汐情况。潮汐表是中国古代传统科学技术88项重大创造发明之一。

中国唐代窦叔蒙在《海涛志》一文中提出了根据月相推算高潮时刻的图表法,这是保存下来的介绍潮汐预报方法的最早文献,大约比英国的《伦敦桥潮候表》早400年。19世纪60年代末,英国开尔文和G.H.达尔文等人提出了潮汐调和分析方法,后来还设计和制造了机械的潮汐推算机,使潮汐表的编算工作得到迅速发展。自20世纪60年代以来,电子计算机已广泛应用在潮汐推算工作中。

潮汐表一般包括主港逐日预报表(通常有高潮和低潮的时间和潮高,有的港还有每小时的潮高)、附港差比数、潮信和任意时刻的潮高计算等内容。

潮汐表实际应用在航运方面。有些水道和港湾须在高潮前后才能航行和进出港,所以需要知道潮汐时间。潮汐表就可以反映潮汐时间。在军事方面,有时为了选择有利的登陆地点和时间,就必须考虑和掌握潮汐的情况,潮汐表便可派上用场。在生产方面,沿海的渔业、水产养殖业、农业、盐业、资源开发、港口工程建设、测量、环境保护和潮汐发电等,都要掌握潮汐变化的规律。潮汐表就是为这些方面服务的。

  (作者系国家教育咨询委员会委员,中国科技馆原馆长、研究员)



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王渝生
科学史家,科普名家,国家教育咨询委员会委员
专家简介
王渝生,1943年重庆生人,1966年毕业于四川师范大学数学系,1981年毕业于中国科学院研究生院,理学博士、教授、博士生导师。德国慕尼黑大学博士后。曾任全国政协委员、教科文卫体委员会委员,北京市科协副主席、科普工作委员会主任,中国科技馆研究员、原馆长、党委书记。著有《自然科学史导论》、《科学寻踪》《科技百年》《中国算学史》 等,荣获国家图书奖、中国图书奖等。
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