河中石兽会向上游翻滚吗
近日读到一篇新闻报道，说都江堰河道施工中挖到汉代无头石像。报道说近年一共挖到包括战国时代都江堰之父李冰在内的5尊石像。有人推测它们可能就是历史记载中的“三神石人”，但无法确认。报道转而叙述，史载元代治水专家曾造三十吨重的铁牛，明代曾铸造五吨重的铁龟，目前尚未发掘到。对此，民俗学家蒋永志“给出了一个观点，铁牛与铁龟并不在鱼嘴下游，而在上游。据他介绍，铁牛和铁龟非常重，按照重物在水流中活动的规律，越重的东西可能往上移而不是往下游移。因此，他认为这几件宝物不可能在下游，而是在鱼嘴上游。”
十之八九，蒋永志的观点“重物在水流中活动的规律”来自初中一年级语文课本，选自纪晓岚《阅微草堂笔记》的一篇《河中石兽》，相信科学网大多数人都还大概记得。点此可见原文及译文(链接：中国百科网)
该文大意是说，沧州一座庙里的石兽，估计是石狮子之类，多年前沉入了河中，下游找了十多里没找到。庙里的教书先生说石重沙轻，肯定在原处的泥沙下面。而一老水手则说肯定在上游，因为水会把石像底部朝向上游方向的沙子冲走，形成坑穴，导致石像向上游翻滚。故事最后说果然在上游几里外找到石像。
“河里的石狮子能向上游走十几里”，你信吗?但是多数语文老师还会手脚并用，连比带画地为那些处于惊讶和渴求知识的幼小的心灵解释其背后的物理原理。“老水手”，“实践出真知”嘛。我现在仍然记得当时自己因为无论如何不能理解这些艰深智慧而感到自惭形秽。
然而，这是真的吗?这么重要的一个现象，为什么多年的学习当中再也没有遇到过类似的描述?有人质疑过吗?有人做过实验吗?这篇课文仍然在初中的语文课本中吗?
“实验是检验理论的唯一标准”，真的有中学语文老师做过简单实验。在“中国教师梁恕俭”的博客中《你怀疑过“河中石兽”吗》一文提到，有位教师把砖头放到沙子上模拟这个河中石兽的情景，然后用手挖去一面的沙子，结果呢，砖头根本不会翻转，而是直接整体滑到坑里，更不可能“翻滚到上游”。梁老师还画了一个示意图，做了石块的翻动的受力分析，否定了石像向上游远距离翻滚的可能性。有趣的是，他还提到，有位叫吴德锋的现代作家，在他的《博物记趣》一书中曾记载1980年曾有篇新闻报道说西双版纳的一条河里有块巨石在十年间向上游翻滚了十多里路，“验证”了纪晓岚的记载。但是这篇报道原文却无法查到，也就是说现代版《河中石兽》的证据无法证实。
事实上，这个问题根本不需要太艰深的物理知识。简单分析如下：首先，老水手的解释并非完全没有道理，水中裹携沙子的激流在石像的下游一侧水流突然减速，沙子沉积，的确会阻碍石像向下游冲刷。此外，因为石兽逆流一面沙子被冲刷而形成坑穴，因此，石像有很大可能会滑倒这个坑穴力。这和上面那个实验的结果是一致的，也就是说，石像的确可能略微向上游方向下滑少许。然而，既然是下滑，越陷越深，怎么可能跑到上游那么远的地方呢?那么，有没有可能水流不断晃动石块，下面不断有沙子垫高石块，然后垫高了，又滑下，以至于游走到上游去了呢?我想这大概是每个相信这个神话的人脑中的图像。但是，你想想，这样的图像不仅要求水的流速不能大到冲走石像和沙子，还要足够大到能够晃动石像，对于河床不仅要求不存在沟坎，还要求充满了细碎的沙子而不是小石头块。因为我们知道，一旦一个大石头块陷到碎石块中，会形成十分稳固的结构。能够破坏这种结构的'水流，多半也能把石头砂子一起冲到下游去了。结论就是，寻找河中石兽，去下游找，还是在原处挖，需要根据水流速度，沙石沉积，洪涝频率综合考虑。但是，唯独不可能去上游很远处打捞。
这篇《河中石兽》如此可疑，也不奇怪，因为它出自纪晓岚《阅微草堂笔记》卷十六《姑妄听之》。姑妄听之?。。。就这么一篇道听途说、连古人都不信的文章，在2013年人教版初中语文教材修订中，在大量的增删中，竟然得以保留。我猜想，一是因为这篇文章的内容奇特，能够吸引“阅读兴趣”，另一方面，课本里其它文章绝大多数都是“为赋新词强说愁”的感性文章，就这么一篇能和物理知识扯上关系的知性文章，不舍得删。
这下可好，现在当年的初中生成长为“民俗专家”了，“姑妄听之”也演变成了“重物在水流中活动的规律”了，开始为长江打捞提供严肃建议了。。。
最后，学学谦谨低调的李小文院士的博客风格，请教一下科学网的各位研究生、教授，专家，
(1) 河中石像，是否有其它可能的原因，导致它向上游远距离移动呢?
(2) 如果上述问题的答案是否定的，那么初中语文课本给出这样一篇明显违反物理基本原理的文章，要不要建议教育部从课本中删去?谁来提这个建议呢?
补充后记：“重物在水中往上移动?”
我在做大学化学助教时，有一道学生习题是这样的，“淘金”所用的物理原理中涉及到的最主要的物理量是什么?答案是density(密度)。答gravity(重力)是错的。这是怎么回事呢?淘金者一般用一个箩筐盛起一箩矿沙，然后浸入水中左右晃动，不断撇去表层石块和细小沙粒，而金粒则最后呈现。之所以答重力是错的，是因为金、石、沙都受到重力，并非将它们分层的根本原因。根本原因是金粒密度大，所以沉于底层，不易被晃动所扰。
这个扯的稍远，因为我想由这个问题提到一种效应，就是在晃动中，有同样密度的石块和沙子，沙子不断下沉，而石块不断上浮。这和5楼socoolsohot网友提到的“震动的箱子”一模一样。那么，这个现象是不是“民俗学家蒋永志”所说“重物在水流中活动的规律，越重的东西可能往上移而不是往下游移。”? 其实稍加细品，你就会发现，“在水中振动”和“在水流中活动”，是完全不同的两种情形。在往复振动的水中大石块上移，这个水体往复的冲击提供不同大小石块再分布所需的能量。然而，在定向的水流中，石块和沙粒受到持续的同一方向的冲击，结果被向下游冲刷，但沙子走得块，而大石块走得慢。也就是说，这个石块“往上移”，是相对于原先待在一起的沙子的，而不是相对于大石块自己原先的位置!
这其实才可能是民俗学家蒋永志心中所坚信的模糊的“经验规律”的来源。
进一步思考，当“定向冲击”代替了“往复冲击”，石块“上浮”的效应不再存在，最可能的后果是沙子易被冲走，石块根基不牢，从而下沉。一旦沉入沙下，你那个水流还能怎么再冲击石块底部的沙子呢?或者回过头看，既然所有“石块往上游”讨论都是基于水流冲击石块脚下的沙子，哪里来的沙子又把石块垫到上游去了呢?
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