中国古人如何认识和测量“风向”“风速”?

 参观过山西博物院的人,一定会对该博物院的镇院之宝“刖人守囿车”留有极深刻的印象。它是1989年在闻喜县出土的西周时期的青铜器。注意观察的人,可以发现这个青铜器的盖上有四只可以动的“相风鸟”。相风鸟是干什么用的呢? 它就是我国古人测量风向的重要装置之一。
    观测天气、气候的变化是人类较早从事的初步科学活动之一,但古人当时对“天气”和“气候”是基本混为一谈的,并没有现在界定得这么清晰。相传我国在黄帝时代就设有专人专司气候观测。“风”是古人观测天气时注意到的一个重要自然现象,人们在生活实践中对风向、风速等的认识经历了从感性认识到理性认识的过程。甲骨文中就已经有了“四面风”的记载—即祭祀东、南、西、北四方风神的记录,并对风向的表述设定了专门的名称。
    我国风向器的发明很早,大约在商周时期人们就已经发明了测量风向的专用工具“伣”。《辞海》注,伣,“古代观察风向的设备”,对此,《淮南子·齐俗训》中有这样的记载,“辟(譬)若伣之见风也,无须臾之间定矣。”现在看来,“伣”的结构相当简单:直立一杆,杆上系丝帛材质的旗子,同时杆头系一小铃。“伣”使用起来也比较简单,风吹“伣”就会铃响旗飘,再设专门的观测者监听铃声并看旗被吹动的方向就可以报告风向了。
    我国古人测量风向的器具除了“伣”以外,工艺更复杂的是前文提到的“相风鸟”。1971年,河北省安平县逯家庄一座东汉古墓内发现了一幅描绘东汉建筑群的鸟瞰图,图中的一座钟楼上就站立着相风铜鸟,它在一定程度上说明我国最晚在东汉以前已经开始应用相风鸟测量风向了。秦朝宫中的观台上有相风铜鸟,在汉、魏、晋这些朝代,相风鸟不仅应用在宫廷和贵族阶层,也流传到了民间。晋代皇帝出行,就有人举着相风鸟走在仪仗队的前头。汉代的风向器称为铜凤凰或铁鸾,工艺比较成熟,仪器状态稳定。汉代建章宫的凤凰阙上装了两只铜凤凰。所谓“铸铜凤,高五尺,饰黄金,栖屋上,下有转枢,向风若翔",铜凤凰下部有转枢,插在一个圆槽内即可随风转动,使凤凰头部总是指着风吹来的方向;“下有转枢”说明转枢与下一层的转动机件相连,可能装有一种记风速的器件,是风速计的先驱。东汉至三国时改用木鸟作风向仪,木鸟更为轻便并且使用也更普遍。 1958年中国邮政发行了“特24”邮票,其中一枚的图案正是用于观测风向的相风鸟。
    关于古人对风速的认识,唐代李淳风在其《乙巳占 ·占风远近》中根据风对树产生的力的作用情形进行了风速的估测,“树叶微动,风速约十里;树叶沙沙作响,风速则日行百里;树枝摇,二百里;堕叶,三百里;折小枝,四百里......”之后,再根据树的摇动情况定出风级,“一级动叶,二级鸣条,三级摇枝,四级坠叶,五级折枝, 六级折大枝,七级飞沙石,八级拔大树及根”,另外再加“无风”“和风”两级,表述风速就达到了十级。
    四方国家装在屋顶上的候风鸟是在12世纪才始见的,比我国的“相风鸟”应用至少晚了1000多年。

来源：《身边的计量》