你真的认识“水”吗?——读《水的密码》

作者:林颐  来源:中国海洋报   发布时间:2019-10-08 10:09:20   [打印本页] [关闭窗口]

  今年8月,超强台风“利奇马”登陆浙江沿海。据应急管理部统计,截至8月14日,台风共造成1402.4万人受灾,56人遇难,14人失踪,直接经济损失515.3亿元。导致这场灾祸的原因有很多,这里只说说与台风有关的一点小知识。

  你有没有注意到,水的表面并不是平坦的,而是“弯月面”的。打翻一杯水,水和水自动滚到了一起。物理老师告诉我们,水分子由两个氢原子和一个氧原子紧密结合,但有些老师忘记说了,一个水分子中的氢原子还会受到其邻近水分子中的氢原子的吸引。也就是说,水分子之间是相互依附的。水的黏性或张力的强大超乎我们的想象,它们对重力有抵抗。

  当我们把画笔浸入水中,水迅速沿着刷毛往上流动,与万有引力背道而驰,为什么呢?这种现象叫“毛细作用”。“弯月面”效应意味着水面会受到它上面材料的吸引,因此水被往上拉,又因为开口太过狭窄从而使得液体的整个表面都被向上拉动。之后,由于水受到了自身的吸引,于是水面下的水也跟着被拉了上去,开口越窄,这种效应会越明显。

  台风带来的大暴雨,让水分子拥挤在一起,很难疏散,这时候水受到向上的吸引力,容易泛滥。干净的水要比受污染的水升得更高。这跟粒子间的气孔大小有关。在由细小圆滑的粒子组成的泥土中,比如淤泥,水就升得更高。而土质较为粗粝的,比如沙质土中,水上升得就较低。气压也会影响在泥土间向上传输并停留在那里的水量。也就是说,当气压突然降低,比如风暴来临的时候,土壤无法吸附如此之多的毛细水,于是水很快回流,从而加大了在风暴天气中出现洪涝的可能性。

  以上知识来源于《水的密码》。一部非常有趣并有很多知识含量的科普佳作。

  我的家乡温岭就是“利奇马”登陆的地点,所幸我们凭借多年抗台风经验做好了预防工作,尽量减少了损失。台风到来前几天,温岭就迅速排水、疏浚河道。我现在知道了,台风洪灾跟“毛细作用”有关,我们千万不能抱着侥幸的心理,以为晚点排水没啥关系。古城临海在这次台风里遭受了重大损失,可能就跟他们不了解这个原理,掉以轻心有关吧。

  温岭是沿海城镇,乡人们有许多朴素实用的气候经验。譬如,很多渔民都会看云,看月相,观察水纹和潮汐,闻嗅空气的水含量,从而事先判断台风强度。我的亲戚,一个在海边长大的男人,说起过“借潮”和“站潮”。有些海域的潮水会忽然全部涌往另一块海域,有些海域的潮水长时间停止凝滞,丝毫不肯后退,这两种情况都极端危险,预示着大风暴要来了。我不知道科学界有没有类似理论,这是我听过的最形象的描述之一,来自于民间,就像《水的密码》里讲述的传奇船长阿卜哈拉,那些看上去略玄乎的表现是他从祖辈、从自己的经验里获得的,我们不能小瞧这些仿佛“不科学”的古老的智慧。

  《水的密码》的作者特里斯坦·古利是英国皇家航海学会和皇家地理学会会员,他曾带领团队在地球五大洲展开探险活动,在偏远的地区与鲜为人知的土著们共处。我们可以把《水的密码》看作旅行文学,跟随古利一起走遍海岸。古利称自己为“读水人”,真是一个诗意的名字。假使没有条件出海、环游,至少我们可以在附近的溪流,在家门口的水坑,领略昆虫掠过、雨滴溅落的美丽景象。茶杯和浴缸也有乐趣,当我们还是孩童时,没有谁不喜欢玩水,我们都想知道水里藏着的秘密。“钓鱼绝少要靠运气。”有经验的钓者会这样说。

  18世纪时的航海家库克船长与他的伙伴们对太平洋岛民“由衷地惊叹不已”。在今天,我们依然会赞叹当地流传的“水面学问”。比如,马绍尔岛的岛民从小培养“水感”。他们注意到风总是以一种可靠的方式自固定方向吹来,风在大洋里引发了可以预测的涌浪,当这些涌浪撞上岛屿,就会引发同样可以预测的现象。所以,即使没有海图、罗盘和六分仪,马绍尔岛人凭借近乎天才的技能,根据船只特定的摇晃运动就能推测岛屿的方向。

  如果拥有这等本事,海上遇险的存活率就能大大提高。经验可能过时,更不能朝夕养成,道理总是相通的。现代人的问题之一是太过于依赖科技,有些时候,科技的突然离场,会把现代人扔入茫然无着的处境。我们需要更深刻地、更亲密地缔结与大自然的合约。《水的密码》对土著部落及其文化保持尊重,从太平洋到北海道,从潮湿的热带雨林到常年积雪的北冰洋,每个地方的族群都会根据身处的地理环境建构一套特定的规则,很久以来,人们靠此生存至今。

  不需要刻意回避科技,毕竟“原始人”的状态已经离我们很远,一味倡导“复古”是不可取的。《水的密码》并不是要把我们拉回从前,相反,这部作品涉及很多前沿科技研究。怎样保留多样化的文明,同时从“老古董”挖取“新点子”,让“旧”与“新”和谐统一,这是作者所追求的目标。自然永远是人类最好的老师。

  涡旋现象是流体动力学的基本原理;水坑倒影可以用来检测地面和空气中最轻微的震动;水生昆虫的神奇本领给仿生学提供了许多灵感,比如对温度的敏感或如何隐蔽自己等;天鹅溪这样的“全循环湖”是非常好的温跃层实验场所和声光水下传播研究地;海水颜色的变化可以帮助寻找安全的航道;“光与水”所涉及的光学和声学领域,比如折射波和绕射波等,仍有进一步开拓的需要;沙滩现象,比如离岸流、底流、漂移等,以及潮汐与天文的关系;奇妙的海市蜃楼……月缺月圆,水涨水落,很多密码还等待解读。

  特里斯坦·古利搭乘远洋船只,就像前辈麦哲伦、达尔文所做过的,他仔细考察并记录下他的见闻。本书的结尾部分,在结束北极圈的航行之后,古利撰写了一篇名为《自然雷达》的学术论文,发表在《英国航海学会期刊》上,这次航行帮助确认了鸟类和其他自然迹象确实可以有效地在北方水域里估算出自己与陆地之间的距离,就像维京人曾经断言的那样。