中國古代的氣象觀測技術能有多驚艷?

清華大學出版社 發佈 2022-06-16T02:27:41.349284+00:00

陳冬、劉洋、蔡旭哲3名航天員將開展空間站平台維護與照料、機械臂操作、出艙活動、艙段轉移等工作以及空間科學實驗、技術試驗,堪稱「最忙太空出差三人組」。

6月5日,搭載神舟十四號載人飛船的長征二號F遙十四運載火箭在酒泉衛星發射中心發射成功。陳冬、劉洋、蔡旭哲3名航天員將開展空間站平台維護與照料、機械臂操作、出艙活動、艙段轉移等工作以及空間科學實驗、技術試驗,堪稱「最忙太空出差三人組」。

火箭成功發射,氣象人功不可沒。只有在溫度適宜、風速合適,無雷電、強降水等強對流天氣的因素干擾,做好完善的預案準備工作,才能有效避免惡劣天氣對發射任務的影響。



氣象與我們的生活息息相關。作為世界上最早進行觀雲測天的國家之一,即使在科技尚不發達的古代,我們的祖先也在不斷思考和探索宇宙以及天人關係。

讓我們懷著輕鬆愉悅的心情,翻開《一隻早飛千年的鳥》,飛向古代氣象那片遼闊的天地。


相風鳥PK風信雞


人們對自由自在的風,總有種天性使然的嚮往。風從哪兒來,要吹向哪兒去?風向、風速是氣象觀測的基礎,也是重要參數,那麼古人是如何理解看不見又摸不著的風呢?

風向標是一種觀測風向的裝置。有趣的是,在風向標的形態選擇上,中西方審美竟然出奇的默契,都將目光鎖定在懂得御風飛行的鳥類身上。

我們在歐美電影裡,有時候會看到民宅屋頂上安裝了公雞形象的風向標,它就是風信雞。「雄雞一聲天下白」,在西方視野下,公雞代表了基督教信仰,被賦予警醒世人的寓意。

創作於11世紀的貝葉掛毯被譽為歐洲版「清明上河圖」,畫上威斯敏斯特教堂頂上的風信雞見證了國家的歷史性變革。

在日語裡,有「風見鶏」一詞,其含義指的也是風信雞。


我國最早的風向標可追溯至殷商時期的「侯風之羽」,而到了漢代,「相風鳥」被廣泛用於氣候觀察實踐,鳥的類型有鐵鳳、金雞、金鵬、銅烏、金鵝等。最終,相風銅烏打敗了其他選手,成為了相風鳥的代表,一躍成為中國古代侯風儀的代名詞。

我國的相風鳥比歐洲的風信雞早飛了近千年。古人對風的掌控和熱情驚艷了世界。

建於遼金之交,位於山西省大同市渾源縣的圓覺寺,經戰火、地震摧殘卻屹立不倒,塔頂的鸞鳳風向標800多年來不曾生鏽。它是中國現存最早的風向標,在匠心設計的背後也傳達著積極樂觀的人生態度。

我們相信,只要有風的地方,就有生機和希望。




追逐雷電的人


從古至今,在眾多天氣現象中,雷電都是讓人懼怕的存在。電閃雷鳴的夜晚,往往夾雜著疾風暴雨,它的高傷害力毋庸置疑。雷電以摧枯拉朽之勢橫掃周遭的一切,所到之處,樹倒屋毀,傷及人畜。

《周易》中記錄了發生在公元前1078年的球形雷,這是世界上最早的雷電記錄。

大部分人對雷電現象總是又敬又怕,唯恐避之不及,卻總少數人,懷揣著人定勝天的信念,偏要與雷霆抗爭。

1750年夏天,美國費城雷電交加,班傑明·富蘭克林完成了震動世界的電風箏實驗。他用勇敢證明了「閃電和靜電的同一性」,進而發明了避雷針。



雖然富蘭克林拿到了避雷針的冠名權,但是要論世界上最早的避雷針,還得看大洋彼岸的中國。

畢竟,在避雷這件事上,咱們中國人多少有點天賦在身。

東漢光武帝劉秀的外祖父樊重,是一個大孝子。他為懼怕雷電的母親建造了一座避雷室,整個石室都用黑色文石製成。據研究,黑色文石極可能是擁有絕緣功能的大理石。這座石室不僅造型別致,避雷效果更是好到500年而不毀。

我們很早就發現了大氣中存在著尖端放電現象。許多古塔的頂尖塗有金屬塗料,或塔頂本身使用了金屬材料,某些鐵剎的形狀竟比當代的避雷針要複雜許多。這些歷經歲月洗禮的古建築,無不閃耀著前人智慧的光芒。

從宋代開始,雷公柱成為中國古代應用最為廣泛的避雷裝置,其材料通常選用有較強導電性的楠木、松、柏或金屬。在建築物最易受雷擊的部位安裝雷公柱,由雷公柱將電流引入大地。其中,「四柱不頂」的德慶學宮與「四柱不地」的真武閣堪稱中國建築史上的奇蹟。


避雷是件嚴肅而認真的事。一代又一代的建造師們戰勝了對落雷的恐懼,用科學嚴謹的態度研究雷電防護的方法,不斷提升雷電防範等級,為我們的生命財產安全築起堅固防線。

前人的無所畏懼,托起了天下寒士俱歡顏的夢想。


濕度與溫度


人類的悲歡並不相通,對濕度和溫度的耐受也不盡相同。看似微不足道的氣候變化影響了動植物和周遭環境,也對我們的健康和心情產生了至關重要的影響。

生活在古代,雖然沒有空調和WiFi,但在如何過得舒坦這件事上,古人也頗有發言權。

藝術家通過觀察琴弦的鬆緊來判斷空氣中的濕度;工匠們在柱子底部留有透風磚,促進空氣循環;普通百姓會選擇佩戴香囊祛濕增香。

烈日炎炎,帝王家有「含涼殿」,百姓家有「空調井」,用水的沁涼來消暑降溫。先時,諸侯國君的屋內四角各有一個小型冰鑒,堪稱最原始的冰箱和冷氣機。


取暖的方法也很有創意。皇宮貴族家裡不僅有壁爐和火牆,火道還能直通就寢的炕床,早早享受到了地暖的便利。漢代的「椒房殿」,把花椒搗成泥塗在牆壁四周保溫,再掛上錦繡壁毯、羽毛幔帳、鋪上豪華西域毛毯,真是奢華的享受。

在古代,氣象學並不是一門獨立的學科。對其產生深遠影響的也許是數學家、天文學家、地理學家、陰陽學家,甚至可能是軍事家、醫學家、發明家。

作者為我們介紹了許多以實力圈粉的名人大家。比如赫赫有名的驚世全才,唐代太史令李淳風,他觀天象、編曆法、改渾天儀,還是給風力定級的「世界第一人」。

南宋數學家秦九韶用數學題計算雨量,他創作的《數字九章》令中國古代數學傲立於世界數學史。美國科學家薩頓稱「他是那個民族、那個時代,最偉大的數學家,並且也是所有時代最偉大的數學家之一。」

書中還有你不容錯過的寶藏男孩,天才發明家黃履莊。他製作的「驗燥濕器」是現代溫度計的先驅,還發明了自行車、探照燈、望遠鏡、顯微鏡、機械空調、機械狗和機械人等各種前衛、有趣又實用的東西。


在物資匱乏的古代,少了誘惑和干擾,人們有大把的時間「仰觀宇宙之大,俯察品類之盛」,也更願意靜下心來看看天邊的雲,感受耳畔的風。

《一隻早飛千年的鳥》,以相風鳥為嚮導,串聯起風雨雷霆、四時寒暑,帶我們遊歷了古人在氣象領域取得的偉大成就。

雖然是氣象知識科普,卻考證並融合了文字學、歷史學、社會學、數學、天文學、民俗學等跨學科內容,乾貨滿滿。

裸脊和護封的裝幀形式,便於平攤閱讀。典雅大氣的主題色調、簡明生動的插圖、配合系統有趣的內容講解,為讀者帶來賞心悅目的閱讀體驗,令人不自覺沉浸其中。

知天命、順四時、究天象。這是古人看待世界的方式。

無懼風雨,保持天真,對事物充滿好奇心,把不可能變為可能,我想這就是飛鳥存在的意義吧。


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《一隻早飛千年的鳥:中國古代氣象觀測與測量科技》

作者:黃衛 黃纓童

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