书城自然科学古代发明与发现
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第10章 风

据考古学家考证,中国远在殷代时期,就已经对风有所研究了。古书上记载:那时,中国古代的劳动人民就已经把风分为4个种类,即是指东、南、西、北四个不同方向的风。此后,中国古代劳动人民对风的研究逐渐发展,到汉朝时期,中国已有对24个方向风向的专用名称。

从挖掘出土的文物来看,中国至少在西汉时期,就已经发明出了一种风向器。西汉时的《淮南子》中,记载有一种简单的风向器。这种风向器可能就是由风杆上系了布帛或长条旗的最简单的“示风器”演变过来的。《淮南子·齐俗训》中说:“这种风向器在风的作用下,没有一刻是平静的。”从这可以看出,当时的这种风向器非常灵敏。

汉朝时期,史书上记载的除前面所说的那种“示风器”以外,还有“铜凤凰”和“相风铜乌”两种。这三种风向器,显示了当时中国风向器发展的方向。“铜凤凰”主要安装在汉武帝太初元年(前104)所建的建章宫里。当时的建章宫里就安装了两个铜凤凰,一个装在大门上,另一个装在屋顶上。据古籍《三铺黄图》上说,在铜凤凰的下面有一个十分灵敏的转枢,每当风来的时候,铜凤凰的头就会向着风吹来的地方,好像要飞的样子。但后来,这种灵敏的风向器被皇家贵族们当作了房屋的装饰品,失去了原来风向器的作用。

“相风铜乌”则是一种形状像乌鸦的风向器。它安装在汉朝时期人们观测天文气象的“灵台”上。这是当时专门观测风向的仪器,因此人们把它做得比较笨重,据说只有“千里风来”的时候才转动。但这毕竟是科学仪器,自然要不断改进,所以后来人们就把它做得轻巧灵敏一些,使得人只要对它吹一口气,它也会转动。后来,这种灵巧的风向仪器就渐渐在民间普及起来。

但是,从古代的军事和交通等需要来看,这三种风向器都不太合适。因此,在《乙巳占》中,指出了“常住按居,宜用乌候;军旅权设,宜用羽占。”意思是说:“相风乌铜这种风向器最好安装在一个固定的地方。而如果是军事驻地经常变化,那么还是用鸡毛编成的好。”这种鸡毛做成的风向器重5两至8两,挂在高杆上,等羽毛被风吹成平衡状态,就可以进行观测了。这种简单的风向器在唐朝以前就有了,唐朝以后更加普及。

中国古代的人们不仅对风的方向有所研究,对风力也很有探讨。在唐朝时期,中国人开始把风分成8个级别,再加上“无风”和“和风”共有10个级别。这和现在人们所观测到的风力和所使用的等级标准基本一样,充分反映了中国古代劳动人民的聪明才智。