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中国古代是如何测量雨量的? 精选

已有 8412 次阅读 2016-7-22 23:52 |系统分类:科普集锦

中国古代是如何测量雨量的?


曾雄生  2016年07月19日  来源:中国社会科学网-中国社会科学报


中国自古以农立国,而雨水又是影响农业收成的主要自然条件,对于农业和江山社稷的重视使得中国人十分关注自然界中的雨水情况。

自古以来的雨泽上报制度

自秦汉以来,就形成了奏报雨泽的惯例。州县一级的官员必须定期向朝廷上报当地的降水及农业生产情况。汉代要求,“自立春,至立夏,尽立秋,郡国上雨泽”。即在整个农作物生长期间,各地都要向中央上报雨量情况。经过千年的演进,上报雨泽的惯例逐渐制度化和法律化。

自从有“上雨泽”制度的秦汉开始,雨量就一直是上报的主要内容。先秦时期,很早就确定了以平地积雪的厚度来确定降雪量的大小,如“平地尺为大雪”。但早期用以确定雨水多少并没有一个统一的标准,有时指降雨时间持续的长短,如“凡雨,自三日以往为霖”。有时可能是指受雨面积,即秦朝律法中的“所利顷数”。至少从唐宋开始,雨水的多少和降雪一样是由尺寸来计算的,如“肤寸”、“寸余”、“数寸”、“及尺”、“盈尺”、“三四尺”、“近尺”等。如南宋某年,“黟县雨晹帐呈,九十日内止有十来日得雨,所谓雨者,止是二或不及分,止有七月初九日雨及五分”。“至于大兴部内,虽雨降数次,多者不及二寸”。

雨水是流动的,和雪不同,雨水分寸尺丈的计算必须借助于专门的器物,这就涉及雨量器的发明和使用。起初人们或许只是依据生活经验对雨后地面积水的厚度进行推测,后来也可能对雨水进行测量,而用以测量的器具,便是生活中的一些器皿,如盆、盎等。当雨水灌满盆、盎,并从盆、盎中溢出时,称之为“翻盆”或“翻盆盎”,又称为“倾盆”。“翻盆”、“倾盆”之说,最早见于唐代。唐韩鄂《岁华纪丽》二《雨》“倾盆”注:“大雨”。

宋代的“州郡多有天池盆,以测雨水”,盆上刻有“尺寸”,方法是“以盆中之水为得雨之数”。因此,“天池盆”被认为“是世界文化史上最早出现的雨量器”。但“器形不同,则受雨多少亦异”,所以“未可以所测,便为平地得雨之数”。解决的办法一是通过计算,求得得雨之数;二是制定标准的雨量器。南宋数学家秦九韶的《数书九章》(成书于理宗淳祐七年(1247))中就有“天池测雨”一题。

另一种雨量标准:“雨水入土深度”

雨泽上报制度在明清时继续得到沿用,但与此同时还有另一种雨量标准在流行,这就是“雨水入土深度”。在民间和文人笔下也有“一犁雨”的说法:“雨以入土深浅为量,不及寸谓之‘一锄雨’;寸以上谓之‘一犁雨’;雨过此谓之‘双犁雨’。”朝廷也认可这一标准。宋神宗熙丰年间,就曾至少有两次采用“禁中令人掘地”的办法,来确定雨量大小。明初洪武年间制定的“雨泽奏本式”,就明确要求奏明“雨泽事,据某人状呈:洪武几年几月几日某时刻下雨至某时几刻止,入土几分”等项内容。

引入雨水入土深度的概念,表明当时已更注重雨水的实际效果,接近土壤墒情的概念。但“入土深度”也没有成为上报雨水的唯一标准。首先,“入土深度”测量比测量地面得水之数要更加困难一些,且精确度也较差。其次,入土深度还受到土壤燥湿程度的影响。同时,还有一个雨水下渗时间长短的问题。加之国土辽阔,各地土壤性质迥异,雨水的入土深度没有可比性。因此,实际雨泽上报中是两种标准并行。清代上报雨泽的奏折中,有些奏折既有“入土数”,又有“得雨数”。

中国历史上标准雨量器的缺席


虽然自秦汉以来就有雨量上报制度,且自宋以后标准雨量器的概念也已形成,但由国家制定并推广的标准雨量器在中国似乎并没有出现,更没有在此基础上建立起全国性的观测网点。这一点和朝鲜形成了鲜明对比。1441年以前朝鲜也是采用中国的上雨泽成法。确切地说,采用的是明洪武时制定的上报雨泽的格式,“命诸道、郡、县,有雨泽,则入土深浅,开具驰报”。但是,他们很快就发现,“土性燥湿不同,入土浅深亦难知之”,于是朝鲜世宗二十三年(1441)之后,在户曹的建议之下,很快就铸造出标准的雨量器,并在全国各地推广,形成了全国性的雨器观测网点。至今在朝鲜的大丘、仁川等地还保存有乾隆庚寅年(1770)颁发的雨量器,均为黄铜制,刻有标尺,计高1尺、广8寸。这也是世界上现存最早的雨量器。

那么,何以很早就开始上报雨泽,并且至迟自宋代以后即有标准雨量器概念出现的中国,没有更进一步,反而落后于一直跟在自己后面的朝鲜?上报雨泽制度从秦朝开始到明清时期行用已两千多年。时间一长,就难免变成例行公事。即便在一个朝代或某一时期得到较好的执行,也会随着改朝换代而走样,乃至寝废。明“洪武中,令天下州县长吏月奏雨泽。……承平日久,率视为不急之务。……后世雨泽之奏,遂以寝废。”清代也是如此,清雍正以前,并没有很好的雨水上报制度,雍正朝才要求,“所属境内无论远近一有雨泽即行奏闻”。乾隆朝才规定“直省旬月奏报雨雪”。

问题的根源在于朝廷。上方只是要求下面如期上报,但如何处置各地上报的材料却没有一个很好的办法,甚至认为是一件繁琐的事情。大多数皇帝根本不览“雨泽奏章”,而只是听任有司处理。数字出官,官出数字。各种“捏饰浮冒”也就在所难免。而雨量双重标准的存在也为虚报打开了方便之门。上报的数字并不取决于量雨的结果,而取决于上方的需要以及下方对上方喜好的揣摩,使用和改进雨量器也就没有必要。这也从一个侧面反映了中国传统科学得不到进一步发展的原因。

来源:中国社会科学报




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