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河中石兽有科学依据吗?

  《河中石兽》是清代文学家纪昀创作的一篇散文,收录在《阅微草堂笔记》里,并曾入选了小学语文课本。

  故事讲述了一群和尚修建寺庙并寻找掉进河里石狮的故事,开始他们顺着河流寻找不能找到,有学者说石狮很重肯定停留在原地,当然也没有找到,最后水手说石狮会逆流而上,虽然有点反常,但是确实在上游找到了石狮。

  河中石兽的科学原理

  那么问题来了,真的会出现这种情况吗?一块石头逆着河流往上走的故事,明显是真的存在的。
 

  简单的解释是:因为石狮很重,上游来的水流没法将石头冲走,而是在石头逆流方向留下凹槽,留下的凹槽不停的让石头滚动。如下图:

  想象一下,上游来水遇到稳定的石兽样子,水会改变原先的水流方向,就像你用水枪打到一堵墙上一样水花四溅。

  上部和左右方向水还好,而转向下的水流会冲击石兽逆流方向的淤泥,长久下去,在逆流方向便会形成一个凹槽,石兽自然会下跌进入凹槽中,长此以往周而复始,就出现石兽向上游走的情形了。

  如何才能向上游走?

  从别人科普的这张图片来看,这个石狮是没法向上移动了,因为石狮的形状是长条形的,如果像那样倒下的话,之后就是被慢慢埋掉了。如果石狮要像上移动,唯一的可能就是横着躺在水上,以便于它能滚动。

  所以,要想水中石头向上游走,条件是非常苛刻的,最有可能是原地被泥沙埋没。

  这些条件,包括水流的速度,石头的密度,石头的形状,泥沙的构成,以什么形态掉进水里等等。水流速度慢或者泥沙比较少的话,就没法在逆流方向形成凹槽,石头的密度小的话可能早就被冲洗没了。

  最后

  这个只是一个故事,告诉我们遇事不要主观论断,我也相信确实有这样的事存在,但是绝对不是每个重物都能向上游动的。

  我是水煮汗青,我来回答。

  《河中石兽》是纪晓岚写的一部散文,里面记录了这么一个故事:

  沧州南部有一座河边的寺庙,因为年久失修,庙门塌倒在河中,门前的两只石兽也一起沉入河中了。

  过了十几年,僧人们有钱了,他们重新修建寺庙。这时候有人提议把以前沉入河底的石兽捞上来,继续摆在庙门口。于是,一大帮僧人就划着船往河下游方向找去,结果找了十多里都没能找到。

  这时候有位讲学家就说了:“你们这些和尚做事不够认真,石兽又不是木头做的,怎么会被河水冲走呢?肯定是被埋在河底啦!”

  旁边的老河兵听完讲学家的话,笑着说:“凡是掉进河里的石头,都会在河水的返冲击力作用下,往上游翻转。所以往下游找是错误的,原地寻找也是荒唐!你们应该往上游方向去找。”

  果然,僧人们按照老河兵的说法,在上游几里以外的河道里找到了石兽。

  事情就是这样,那么问题来了:掉进河里的石兽真的会反河流方向逆行而上吗?

  关于这个问题,有人画出了如下原理图:

  还有人分析了水流速度、河沙受反作用力时候的堆积过程、水的浮力、石头翻转时河床的落差等等,最终得出一个结论:石头在河底是否会逆水翻转,主要看河床上下游的落差有多大。

  石头要往河上游翻转,需要一个高低落差,如果按照纪晓岚描述的那样,十几年翻转了几里,那么这几里距离一定是下游高于上游。这样的情况有可能出现吗?清朝一里相当于现在五百多米,原文写的是“数里外”,汉字表达一为单,二为双,三以上才表达为多数,也就是说这个石兽最少翻转了1500多米!

  1500多米的距离需要多少高低落差?我怀疑这石兽应该从瀑布上掉下来了。

  河中石兽故事是否合理,我们说再多的理论都没有用,最好的办法就是做一个试验!

  根据网上一位朋友做过的试验,他在三年前将石头放置在河底沙上,三年后再去看的时候,石头并没有移动位置,也没有下沉。但石头确实出现了像纪晓岚文中的老河兵描述那样——“沙为坎穴”。

  我们从图片可以看到,这个沙形成的坎穴是呈U型的,U的开口为河的下游方向,上游方向形成了“沙坎”。在这里我们也可以分析出,想要让这块石头往上游方向翻转,这道坎穴必须要达到更大的空间,也就是要把石头底部承载的河沙再继续掏空,石头才会往上游倒下。

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