对河中石兽一文的科学辨析

　　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。