电视剧天下粮仓有一段非常经典的桥段,就是在乾隆皇帝登基的元年,黄河汛兵通过逐月取来黄河水送到金銮殿上统一称量,并在众大臣以及乾隆皇帝亲自“验称”的基础上,来判断来年农业生产的旱涝的情况。
其实通过电视剧的细节来看,称黄河水验农业旱涝灾情的方式还是有一定的科学依据的,也集中体现了古人超高的智慧。
就像乾隆皇帝在验称之前那番非常骄傲的表态一样,即自大清国开国以来历经九十二次验称中,有高达八十七次验称准确,其准确率这样来看就高达95%。
那么称验黄河水验旱涝的原理是什么?其实主要的原理并不复杂,就是“水重多雨,水轻少雨”的原则,我们来看一下电视剧中是怎么操作的!
首先兵丁把十二个月的黄河之水和金瓶、银称送到金銮殿上。
然后就是金瓶之内开始装入并称验一月黄河之水,总体根据剧情来看,一月之水六斤三两五钱,二月之水六斤二两气钱,三月之水六斤一两九钱,四月之水五斤九两九钱……十月之水五斤七两八钱,十二月之水五斤六两七钱。
黄河十二月之水验称完成后,比一月之水轻了六两八钱,众大臣和皇上都预感不秒,来年旱象已成,因为整年黄河之水的重量都成变轻递减趋势。
其实为何这样的趋势令人担忧呢?因为我们从常识来看,黄河流域每年七八月正处于雨季,一个简单的分析是起码水重不可能一直变轻。
那么剧中也多次提到了称验黄河水验旱涝的逻辑,就是“水重多雨,水轻少雨”,我们看看这里有哪些科学逻辑?
首先我们知道质量公式是m=pv,其中m代表质量需要称重得出,V代表体积,p(rou,输入法无法打出)代表密度,称验黄河水的根本就是在看一年十二个月黄河之水的密度变化,那么剧中又是怎么保证最终称重结果准确的呢?
首先黄河汛兵取来每个月的黄河之水,肯定是固定点位固定方式固定取水容器再固定保存地点和保存方式的,这一点古人高超的智慧是容易办到的。
然后在关键的称水环节用到的容器是同一个金瓶,首先说明其体积是恒定的,因为金瓶本身金这个物质的特性,不容易与包括水在内的物质发生反应,所以保证了最终称重重量在稳定体积下做到精准。
也就是在质量公式的三个要素中,力求保证体积V和质量m不受到影响,而从师让密度更加精准,也让最终的水重得到保障。
接下来我们看剧中的称重过程,有个非常细节的点,就是我们如果做过一些类似于某些物质“表观密度”试验的就会知道,表观密度其实就是在说质量,只不过它是以单位体积多少质量的形式体现,临近称重前容器口都有一个“整平”要求。
剧中在把金瓶中装好黄河水后,也用一个容器把瓶口刮瓶,这个细节处理的很到位,其实就是在保证体积因素足够精准。
其实这一点也是在反应m=pv质量公式,是在进一步保证密度作用于准确体积内能反应出来的真实质量是多少,更好的反应水情变化。
那么有人说了,水重多雨水轻少雨能理解,称重多少变化也能看的出来,怎么才能反映出旱涝情况呢?
其实这里从剧中也看出来了,称重是一个重要的参考依据,称验一年十二个月黄河之水重量是同比,还有一个环比的过程。
剧中称完二月黄河水重量后,发现比一月之水轻了八钱,乾隆皇帝分析轻了八钱疑似有旱象,身旁大人给了“水重多雨,水轻少雨”的解释,建议称完整年的黄河水。
而后继续开始称验黄河之水,这时候乾隆皇帝便走到龙椅附近开始翻看往年的记录,这里往年的记录就属于作一个同比,而一年十二个月黄河水的重量就是环比。
同比、环比这个说法大家很熟悉,现在很多行业的统计数据也都在有这样的比较,说白了是在进行趋势观察后进行的一种预判手段。
所以我们看到古人称验黄河水重验旱涝的方式还是有科学依据的,原理简单且作用了m=pv这个质量公式在科学称重逻辑上的反应,再加上数据分析上惯用的同比、环比参考方式,所以验重结果推断旱涝是值得信任的。
当然为何是取黄河水而不是长江水,其实跟黄河本身有关,黄河水因为流经黄土高原携带泥沙量大,所以水情变化对水重的变化影响更直观,或许这就是选用黄河水的重要原因之一。
到了现在观测的方式多了,比如观察流量变化、水位变化等多种手段去推测水情,这是古今时代变化手段变化的反应。
,