為什麼會有「野渡無人舟自橫」 的現象?

唐代韋應物《滁州西澗》「野渡無人舟自橫」的景象,可由流體力學解釋:小船簡化為橢圓柱體,長軸垂直水流時平衡更穩定,橫向水流下偏轉能自行校正。該原理是現代航海、航空航天技術中航行穩定性研究的理論基礎之一。

為什麼會有「野渡無人舟自橫」 的現象?

「獨憐幽草澗邊生,上有黃鷂深樹鳴。春潮帶雨晚來急,野渡無人舟自橫。” 這首膾炙人口的《滁州西澗》, 為唐代詩人韋應物任滁州(今安徽省滁州市)刺史時所作。 「春潮帶雨晚來急,野渡無人舟自橫”,意思是郊野渡口拴著的一條無人駕馭的小船,在晚潮加之春雨形成的小河湍急的流動中,橫在河裡,隨波蕩漾。這裡形象又真實地描繪了在河中蕩漾的小船,為了處於穩定的平衡位置,它總是要橫在河中。 為什麼在河中蕩漾的小船總是要橫在河裡呢?在流體力學中,小船可以簡化作橢圓柱體,小船在順向或橫向河水流來(來流)時,雖都處於平衡位置,但它們穩定與否卻大不相同。 在順向來流情況下,如果由於某種原因,使船體與來流的夾角產生任一微小的偏轉角度時,小船所受力矩會使得偏角越來越大,所以這個平衡位置是不穩定的。 當橫向來流時,如果由於某種原因,使船體與來流的夾角產生任一小的逆時針偏轉角度或小的順時針偏轉角度時,則小船所受力矩會使得偏角越來越減小,因此這個平衡位置是穩定的。 實驗證實了上述分析的結果,說明橢圓柱的長軸與來流相垂直時,確實處於穩定平衡位置。 這種關於靜止小船平衡穩定性的情況,對於航行中的小船也是適用的。當小船順著來流向前時,其平衡是不穩定的,為保持船的航向,舵手需要不斷地調整操縱。這就是為什麼一個划船的生手,總是難以使小船筆直航行的原因。在初學划船時,船隻往往在水中打轉。而

拴在郊野的無人渡船,在湍急的來流中,總欲自橫,在橫向來流時的位置附近擺動。這就是出現「野渡無人舟自橫」現象的原因。 當然,要考慮航行中小船的穩定性,也需要考慮小船的慣性。而這些內容就是近代導向船艦、飛行器在航行中運動穩定性的深入學問了。它是近代航海、航空、航太技術的理論基礎之一。 「春潮帶雨晚來急,野渡無人舟自橫。」距今1200多年前的唐代詩人韋應物對船體穩定性作了細緻入微的觀察,僅用14個字便活脫脫地予以勾畫,使我們不僅獲得了美的享受,還從中體味出奇妙的自然規律。