浅析古诗词中的科学知识.doc

浅析诗词中的科学知识 中国是一个诗词的王国。从表面上看，诗词歌赋与科学似有天壤之别，一者是感性的文人骚客的浅吟低唱，一者是理性的研究者的铁画银钩，但事实上这二者是和谐想通的，因为他们都是共同植根于人类创造力的土壤。诗人们通过诗词这种表现手法描摹物态、阐明事理、借景抒情。1.诗词中的物理知识1.1 力学知识“无边落木萧萧下，不尽长江滚滚来”中“无边落木”在重力的作用下“萧萧”落到地面，由于我国地势西北高东南低，在重力作用下才有了“不尽长江滚滚来”的画面；“飞流直下三千尺，疑是银河落九天”则表现了重力和势能、动能之间的转换关系。 至于“沉舟侧畔千帆过，病树前头万木春”、“卧看满天云不动，不知我与云俱东”等诗句则很好得体现了相对运动的概念，“千帆”相对“沉舟”运动，“我”相对“云”静止，都是由于参照物的不同所造成的。 古诗词中也有常见的夸张写法，例如李白的“朝辞白帝彩云间，千里江陵一日还。两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山。”前两句字面上的意思是诗人想“一日”之内往返“千里”江陵，也就是在12小时内行驶2000华里（1000公里）的路程，据此估算船速约为83.33千米/时。现代的内河轮船船速也不过1020千米/时，此句显然是为了表达使人归心似箭的热切心情。后两句则是说明船相对于“岸”和“青山”是运动的。1.2 光学知识 “排云数峰出，漏日半江明”一句提出了“为什么要推开山腰的浮云才能看到峰顶，阳光只能从云缝中穿出照亮江面？”实际上这里说明了光学中最普遍的一条原理“光沿直线传播”。“潭清疑水浅，荷动知鱼散。”前一句描述的是由于光的反射使水的视深小于实深。而后一句则描述了力能改变物体的运动状态，施力物体为“鱼”，受力物体为“荷”，力的作用效果是“改变了荷的运动状态”。“夕阳返照桃花坞，柳絮飞来片片红。”柳絮本来是白色的，诗人却说“片片红”，其原因是太阳光中含有七种色光，当它穿过一片红色的桃花时，白光中的大部分色光被桃花吸收，只有红光被反射出来，再照到白色的柳絮上自然呈现淡淡的红色。“床前明月光，疑是地上霜。”光沿直线传播投射到“床前”，之所以造成“疑是地上霜”的视觉感受首先是由于月光穿过大气层发生折射和漫反射，使光线分散，故而朦胧乳白，光线到达地面，由于表面粗糙产生了漫反射，造成了“霜”的视觉感受。1.3 热学知识王安石的梅花中“遥知不是雪，为有暗香来。”说明了物体内的分子都在做永不停息的无规则运动，而此诗句表现了气体分子的扩散现象。而陆游村居山喜中的“花气袭人知骤暖，鹊声穿树喜新晴则说明了温度能够影响分析运动的激烈程度，花朵分泌芳香浓郁预示温度升高天气变暖。2.诗词中的生物知识2.1 外界因素对植物生长的影响2.1.1温度对于植物生长的影响停车坐爱枫林晚，霜叶红于二月花 （唐杜牧山行）说明了温度对叶绿体色素及花青素的影响。植物叶片有一种叫花青素的特殊色素，它在酸性液中呈红色。随着季节更替，气温、日照相应增减，叶片中的主要色素成份也发生变化。到了秋天，气温降低，光照减少，对花青素的形成有利，枫树等红叶树种的叶片细胞液此时呈酸性，整个叶片中叶绿素含量下降，类胡萝卜素含量变化明显，所以呈现红色。近水楼台先得月，向阳花木早逢春 （宋苏麟献范仲淹诗植物生长发育过程中必须从环境中摄取一定的热量才能完成某一阶段的发育，而植物各个发育阶段所需要的总热量是一个常数。人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开 （唐白居易大林寺桃花）这也是一个有效积温的问题。由于地势高的原因，山中的温度一般比平原的温度要低，所以山中的植物达到有效积温所需时间就长，发育就慢。2.1.2光照对植物生长的影响向阳石榴红似火，背阴李子酸透心光照对植物的影响，光照通过影响光合作用影响植物有机物的积累，从而造成果实的结实情况。春色满园关不住，一枝红杏出墙来（宋叶绍翁游园不值） “红杏出墙”这是一种向性运动，可使植物的茎、叶处于最适宜利用光能的位置，有利于接受充足的阳光而进行光合作用。产生向性运动的原因是在植物体内有一种激素叫生长素，能够促进植物细胞的伸长生长。在单侧光线的照射下，生长素在背光一侧比向光一侧分布得多，这样，背光一侧的细胞就比向光一侧的细胞纵向伸长得快，这样就使茎朝向生长慢的一侧弯曲。2.1.3生态中的植物关系种豆南山下，草盛豆苗稀（东晋陶渊明归园田居）在农田生态系统中，杂草与农作物之间的关系是种间竞争。一般农作物竞争不过杂草，如果人疏于管理，就会出现“草盛”而“豆苗稀”的景象。落红不是无情物，化作春泥更护花（清龚自珍己亥杂诗）在生态系统中，组成生物体的C、H、O、N、P、S等化学元素，不断进行着物质循环。落花被微生物分解后，某些矿质元素又回到了无机环境，能够被植物重新吸收利用。相逢不用忙归去，明日黄花蝶也愁。（宋苏轼九日次韵王巩）植物开花有明显的季节性，属于植物的光周期，黄花即菊花，属短日照植物，秋天开放，以昆虫传粉，属虫媒花。2.2.诗词中动物行为特点的表现两个黄鹂鸣翠柳，一行白鹭上青天（唐杜甫江南春绝句）同种动物会因为觅食、防御、繁殖等原因而生活在一起，这属于动物的群聚现象。银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤（唐杜牧秋夕）流萤即萤火虫，晚上出来活动，并能发出荧光，这与萤火虫体内特殊物质的综合作用有关。萤火虫体内有虫荧光素这种特殊的发光物质，由三磷酸腺苷（ATP）激活后，又被进入体内的氧和体内的酶氧化。这种氧化反应导致兴奋状态而发光。然后，光又经多脂肪细胞的下层反射出来。萤火虫发出的荧光不仅是表达交流的方式，同时也是一种性召唤。明月别枝惊鹊，清风半夜鸣蝉 （宋辛弃疾西江月夜行黄沙道中）动物对于外界的刺激产生趋利避害的反应，这属于生物的应激性。稻花香里说丰年，听取蛙声一片 （宋辛弃疾西江月夜行黄沙道中）在农田生态系统中，害虫捕食农作物，青蛙捕食害虫，这是一条食物链。听到青蛙在稻田里欢快的“歌唱”，所以才会“稻花香里说丰年”。黄梅时节家家雨，青草池塘处处蛙。说明黄梅季节的气候特征，及蛙的繁殖季节。 几处早莺争暖树，谁家春燕啄春泥体现了鸟类在繁殖过程中占区、筑巢等行为。3.诗词中的地理知识3.1月相“钓罢归来不系船，江村月落正堪眠。纵然一夜风吹去，只在芦花浅水边。”“钓罢归来”、“正堪眠”说明此时正值黄昏，而黄昏月落，说明此时是在上半月。“金炉香烬漏声残，剪剪轻风阵阵寒。春色恼人眠不得，月移花影上栏杆。”漏声残说明已经夜深，应该在后半夜；上栏杆说明花影变长月亮逐渐落下，半夜月落属于上弦月“夜深静卧百虫绝，清月出岭光入扉。”“深夜静卧”才有“清月出岭”说明是半夜月出，由此可推断为下弦月（下半月的月亮）。3.2星象苏轼在江城子密州出猎中留下的千古名句“会挽雕弓如满月，西北望，射天狼”让天狼星名声大振，却也留下了一段千古公案：在中国，天狼星不是始终出现在天球的南方吗？怎么会在西北望的时候“射天狼”呢？前人为了说明这句诗不是误传 ，现在通用的解释都是说在影射大宋西北的西夏。天狼星，全天最亮的恒星，视星等为-1.46，（这里需要跟大家明确一个概念，视星等是用于表示），是全天第二亮星老人星Canopus亮度的两倍，她距离我们只有大约8.6光年，是距离太阳系第五近的恒星系统，这使它在夜空中看起来最亮。作为第一亮星，天狼星在文学作品中自然出镜率极高，原的九歌东君中也有这样一句：青云衣兮白霓裳，举长矢兮射天狼；操余弧兮反沦降，援北斗兮酌桂浆。一样的射天狼，只是对象从西夏换成了秦国。当然，射天狼的主体由词人苏轼换成了日神东君，而射天狼的工具也具体了长矢与弧。联系我国古代天文系统，我们不难在天狼星的左下角发现一个叫“弧矢”的星官，弧矢由大犬座和船尾座的九颗恒星组成（例如前面提到的弧矢一、弧矢二和弧矢七），形如一张拉满了的宝弓，而长箭正指着西北方的天狼。中国古人眼中的星官：“弧矢”如同拉开的弓箭，对着西北方的天狼星。于是，东坡大人的“西北望”终于沉冤得雪。3.3气象3.3.1气象的周期性变化“清明时节雨纷纷，路上行人欲断魂”反映了每年清明前后，正值大陆上冷、暖两股空气的势力相当，相持滞留在江南或者华南一带，造成当地连绵不断的霏霏细雨的天气现象。（准静止锋的影响）“黑云翻墨未遮山，白雨跳珠乱入船”说明夏季大气对流运动剧烈，容易发生雷雨天气。“八月秋高风怒号，卷我屋上三重茅”则说明进入秋季后冷空气逐渐增强、风力也逐渐增大的天气现象。高楼目尽欲黄昏，梧桐叶上萧萧雨“浩瀚霜风刮天地，温泉火井无生意”表明了北半球冬季酷寒的气候特征。3.3.2气候的地域性变化规律“五月天山雪，无花只有寒”和“五月榴花妖艳烘，绿杨带雨垂垂重”正值仲夏的五月，在内地早已是百花凋谢之日，而地处西北边塞的天山（祁连山）仍旧积雪覆盖，无杨柳与花草，表明在黄河流域海拔超过四千多米的地方，既无夏季又无春秋的特点。由此不难看出内地跟塞外气候的差异之大。同样是在秋季，“江城如画里，山晓望晴空。雨水夹明镜，双桥落彩虹”描绘了秋季秋高气爽的明朗景象，然而李商隐的夜雨寄北中却是“君问归期未有期，巴山夜雨涨秋池。何当共剪西窗烛，却话巴山夜雨时”，这是由于云、贵、川三省夜雨频率较高，四川盆地尤多，其主要原因是由于盆地内空气潮湿，天空多云。白天由于云层反射太阳辐射，云下不易增温，对流不易发展。夜间云层上部冷却快，而云层下部大气逆辐射强，故温度较高。云层上下温差较大，使大气产生对流运动，容易形成降水，所以这里夜雨比较多。3.3.3霜露的形成“月落乌啼霜满天”一句中，月落以地球为参照物。乌啼是乌鸦利用气流通过声带发出的响声在空气中传播，霜满天是由于江边湿度较大，长江宽广造成了目及之处“霜满天”的景象。那么霜是怎样形成的呢？日落西山以后，地表因逆辐射冷却，温度不断下降，靠近地表的空气温度也随之下降，当气温冷却到露点以下时，多余的水汽就会凝结在地面或贴近地面的一切物体上。这时，如果温度在0以上，水汽凝结就成为露；如果温度0以下，水汽就直接凝华成为冰晶，形成的就是霜了。在严冬，室里的水汽凝附在冰冷的玻璃窗上，就凝华成为美丽的窗花。晴朗无风的夜晚尤其可能出现霜。如果没有云层覆盖在大气表面，热量就会很快辐射回大气之中，使气温迅速下降。由于冷空气趋于下沉，因此霜可能在低洼地和山谷底部，而不会出现在高处的山坡上。有霜时往往拌有霜冻。露的形成与霜相似，关键在于露形成的温度高于零度，而霜只有在物体表面温度低于零度时才会形成。杜甫在暮江吟