纪昀在《阅微草堂笔记》中有一篇《河中石兽》,文曰:
沧州南,一寺临河干(gān),山门圮(pǐ)于河,二石兽并沉焉。阅十余岁,僧募金重修,求石兽于水中,竟不可得。以为顺流下矣,棹(zhào)数小舟,曳(yè)铁钯(pá),寻十余里,无迹。
一讲学家设帐寺中,闻之笑曰:“尔辈不能究物理,是非木杮(fèi),岂能为暴涨携之去?乃石性坚重,沙性松浮,湮(yān)于沙上,渐沉渐深耳。沿河求之,不亦傎乎?”众服为确论。
一老河兵闻之,又笑曰:“凡河中失石,当求之于上流。盖石性坚重,沙性松浮,水不能冲石,其反激之力,必于石下迎水处啮(niè)沙为坎穴,渐激渐深,至石之半,石必倒掷坎穴中。如是再啮,石又再转,再转不已,遂反溯流逆上矣。求之下流,固傎;求之地中,不更傎乎?”
如其言,果得于数里外。然则天下之事,但知其一,不知其二者多矣,可据理臆(yì)断欤(yú)?
《河中石兽》一文是纪昀根据一己想象杜撰的寓言故事。纪昀虽在文中批驳“僧”与“讲学家”知其一而不知其二,但被纪昀认为正确的答案——石逆流上滚——却是不合科学道理的。因为石兽逆流滚动,水流是阻力,其动力肯定不会来自流水,而只能来自重力。文中正是认为水在石兽前冲出一个沙坑——“渐激渐深,至石之半”——然后石兽在重力作用下滚入沙坑,向上游前进一点。本文至此的推想是合理的,但之后“如是再啮,石又再转,转转不已,遂反溯流逆上矣”则是不正确的。
因为物体在重力作用下滚动有一个规律:不论其形状是否规则,因重力而滚动的物体的重心必然降低。这有两点需要说明:一、滚动是由重力引发的,而不是别的情况,比如一个快速滚动的皮球可以冲上一定高度的斜坡,其重心升高,但那是由于惯性而非重力;二、物体降低的是重心,而并不是说物体的各个部分都要降低,假设文中的石兽有长长的角且落水时平躺指向下游方向,那么在一次滚动之后,石兽有可能站立在沙坑之中而长角由水平变为指向上方,则石兽的一个部分——长角的高度就升高了,但石兽的重心位置一定是降低了。换个说法来解释:流水在石兽的身下不断冲激出沙坑,相当于在为石兽挖一条向下滚动的坡道,石兽就是在那个断断续续向前“施工”“延伸”的下行坡道上不断向西(假设那道河是自西向东流)滚动。
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