中國噴水魚洗的共振妙用

王佩良 張若彤 柏蓮花 黎鈺琳 李紅圓

湖南工商大學(xué)
在中國杭州、大連、重慶等地博物館里展出一種類似洗臉盆的古代銅盆，盆內(nèi)底部有二條或四條魚，當(dāng)摩擦其兩弦時(shí)，盆內(nèi)之水能順著魚嘴噴射到空中，令人驚嘆。這種噴水魚洗是中國古代留下的珍貴文物，具有很高的歷史、藝術(shù)和科學(xué)價(jià)值。中國魚洗曾多次出國展出，在當(dāng)?shù)赜^眾如潮，盛況空前，新聞界爭相報(bào)道，譽(yù)其為“中國國寶”。中國的洗文化源遠(yuǎn)流長，博大精深，值得深入探究，對于增強(qiáng)文化自信，促進(jìn)文化與科技融合發(fā)展，具有積極意義。

一、周代洗分尊卑

據(jù)史籍記載，“洗”起源于商周，盛行于漢代，是古人祭祀天地祖宗的必備禮器，也是盥洗、貯水的日常用器?！跋础钡拇笮〔灰?，按制造材料的不同，有陶洗、瓷洗、鐵洗、銅洗之分。有的洗在盆內(nèi)底部鑄造花紋圖案，鑄龍紋的洗叫龍洗，鑄魚紋的洗叫魚洗?！秲x禮·士冠禮》記述了“洗”在禮式中的安放位置：“夙興設(shè)洗，直于東榮南北，以堂深，水在洗東?！编嵭⑨專骸百?，早也；興，起也。洗，承盥洗者棄水器也。士用鐵。榮，屋翼也。周制，自卿大夫以下，其室為夏屋；水器，尊卑皆用金，罍及大小異?！编嵭J(rèn)為，洗是“承盥洗者棄水器”，即人們在盥洗后盛水之器。洗的使用，分尊卑貴賤，卿大夫以上用銅洗，士用鐵洗?！度Y圖》記載1件“周洗”：“高三尺，口徑尺五寸，天子黃金飾?！薄吨芏Y·祭器圖》也記載1件“周洗”：“形如罍，受一斛?！?宋代王黼在《博古圖》記載3件“周洗”：“七星洗，三足，無銘，隱起七星，兩兩三三，參差相比”；“負(fù)龜洗，無銘，洗中環(huán)以三魚，而中作一大龜，負(fù)一小龜于上”；“龜魚洗，有足，無銘，中飾一龜，而三魚環(huán)之，足間復(fù)有三竅，可為繚絡(luò)之地”。清乾隆十四年編撰的《欽定四庫全書》之《西清古鑒》記載了2件“周洗”。清代大學(xué)士陳元龍編撰的《格致鏡原》第四十四卷《禮器》記載了“洗”的相關(guān)信息。1924年，福建長樂人施景琛在《泉山古物編》中記載的噴水魚洗為“周朝之物”，因其底部有“齒痕”，“查周時(shí)制器先制銅柱連于器底，煅成則去其柱，故有齒痕也?！痹撓淬懹小按蟾弧倍郑蚨涿弧爸艽蟾霍~洗”。今湖南民俗，老人過世，靈柩出殯的先天晚上一般要舉行家祭，禮生主持，就有“洗手”“獻(xiàn)帛”“進(jìn)饌”“點(diǎn)饌”“讀祭文”等儀禮，其中“洗手”之洗具，看似一個(gè)簡單的臉盆，但其源頭可溯至二三千年前“周禮”中的“洗”。

二、漢代洗可噴水
清代大學(xué)士陳元龍?jiān)凇陡裰络R原》第四十四卷《禮器》記載了3件“漢洗”：“陽嘉洗，兩耳，銘六字。蟠夔洗，兩耳，無銘，以蟠夔為耳，雷紋相錯(cuò)。雙魚洗，無銘，中飾二魚，筆畫不繁縟而簡古?！薄段髑骞盆b》第三十三卷記載了38件“漢洗”，其中有1件泉洗，6件雙魚洗。這些洗上沿都沒有弦，有的底部有足，有的腰部有耳，可作提手。漢代魚洗能否噴水，文獻(xiàn)記載不詳，但也可發(fā)現(xiàn)一些蛛絲馬跡。宋代王黼在《博古圖》記載了3件“漢洗”，其中一件“漢雙魚洗，約高三寸四分，深三寸三分，口徑七寸八分，容四升有半，重二斤三兩，無銘。其器類陽嘉洗。然中飾以二魚，筆畫不繁縟而簡古，真漢物也。且魚與水相須之物，于是洗皆旌以魚，而漢之姜詩嘗有雙鯉之祥，當(dāng)時(shí)頗高其行，得非用為雅制耶。其人于動(dòng)作間無所不致，其義豈特于此見之。”王黼對這件漢洗的大小、容量、重量、銘文以及雙魚都作了詳細(xì)描述，最后一句“其人于動(dòng)作間無所不致”，隱約可見摩擦魚洗讓其噴水的場景。該魚洗雖沒有兩耳，但經(jīng)雙手摩擦，也可以噴水。

1931年，考古專家張希魯（1900-1979）主持發(fā)掘云南省昭通后海子古墓，在當(dāng)?shù)劂~作廠發(fā)現(xiàn)2件漢順帝陽嘉二年鑄造的魚洗，“一個(gè)底上有雙魚，中為篆書‘陽嘉二年堂狼造’，一個(gè)底上有十余個(gè)孔，內(nèi)中安放一告。據(jù)研究金石學(xué)，凡是漢洗鑄著地名的，不款‘朱提’，便是‘堂狼’。又考‘堂狼’即是‘朱提’產(chǎn)銅的一個(gè)山，因此認(rèn)定這地并是漢代的一個(gè)大礦廠，據(jù)此推知必有漢洗等銅器發(fā)現(xiàn)?！?979年，張希魚逝世后，其女兒秉承遺志，向政府捐獻(xiàn)出一批珍貴文物，其中有東漢“建初八年朱提造作”“陽嘉二年朱提造”雙魚銅洗。

1992年8月，四川省涼山彝族自治州首府西昌市東郊邛海北岸涼山電視臺基建工地挖出一組漢代青銅器，其中有一件保存完好的雙魚洗。該魚洗侈口，寬沿，深腹，平底。洗口徑36，口沿寬3.3，底徑19.5，通高19.5厘米。洗外壁腹腰部飾四道凸弦紋。洗上沿有兩個(gè)對稱的鋪首。洗內(nèi)壁底部陽鑄“永和元年李造作工”八字銘文。銘文篆書字體，豎行，字外有邊框。銘文兩側(cè)陽鑄一對魚紋，左魚瘦削，右魚肥大，似有雌雄之分， 魚頭朝上，魚尾展開，身披魚鱗，口吐氣泡，兩翼有水波，作游動(dòng)狀。此洗做工精良，光結(jié)度好，銘文清晰，紋飾優(yōu)美，可謂漢代銅器中之珍品。目前已知的東漢銘文雙魚洗大都出自朱提和堂狼，即今云南省昭通市的會(huì)澤、朱提地區(qū)。堂狼洗銘文的顯著特點(diǎn)是，只鑄紀(jì)年和產(chǎn)地，諸如“建初元年堂狼造”“建初四年朱提作”“延平元年朱提造工”等，無一例鑄有造作人姓氏的。西昌出土這件雙魚洗銘文的特點(diǎn)是在紀(jì)年和造作人姓氏之后綴一“工”字，沒有產(chǎn)地。這在大渡河以南以及云貴高原的“西南夷”地區(qū)尚屬首見。永和元年為東漢順帝劉保的紀(jì)年，即公元136年。西昌，漢時(shí)為邛都縣，屬越?郡。《漢書·地理志》載“邛都，南山出銅?！苯晡奈锲詹?，在西昌南部山丘的黃聯(lián)關(guān)等地發(fā)現(xiàn)多處大型漢代冶銅遺址，這與史料記載相印證，說明這些出土魚洗所用之銅即當(dāng)?shù)厮a(chǎn)。早在3000年前的商代晚期，云南曲靖的會(huì)澤地區(qū)開始大規(guī)模開采銅礦。從戰(zhàn)國時(shí)期到漢代，云南地區(qū)誕生了銅鼓，后來流布今廣西、貴州以及東南亞地區(qū)，形成銅鼓文化圈。銅鼓從最初的樂器變?yōu)橛糜诩漓?、?jié)日慶典、婚嫁喪葬的禮器，再發(fā)展為軍事號令，成為列陣、集聚等場合酋領(lǐng)展現(xiàn)權(quán)力地位的重器。西南地區(qū)源遠(yuǎn)流長的采銅業(yè)、銅鼓文化為銅魚洗的流行奠定了物質(zhì)條件和文化基礎(chǔ)。

三、唐宋洗為貢物
宋代何薳在其著作《春渚紀(jì)聞》中寫道：“余又記《虜庭雜記》所載，晉出帝既遷黃龍府，虜主新立，召與相見，帝因以金盌、魚盆為獻(xiàn)。金盌半猶是磁，云是唐明皇令道士葉法靜冶化金藥，成，點(diǎn)磁盆試之者。魚盆則一木素盆也，方圓二尺，中有木紋成二魚狀，鱗鬣畢俱，長五寸許。若貯水用，則雙魚隱然涌起，頃之遂成真魚；覆水，則宛然木紋之魚也。至今句容人鑄銅為洗，名雙魚者，用其遺制也?！苯鸨D為唐明皇寶物，魚盆與其相提并論，也應(yīng)是唐代寶物?！澳舅嘏琛笨赡艹瓕懼挟a(chǎn)生的筆誤，應(yīng)為“銅盆”，因木洗的噴水效果不理想，且與皇帝所珍愛之寶物不相稱。據(jù)《四庫全書·總目·提要》記載：“薳，浦城人，自號韓青老農(nóng)?！薄八e父曰去非，嘗以蘇軾薦得官，故記軾事特詳。”從蘇軾（1036-1101）曾推薦何薳父親作官之事可推斷，何薳大約生活于11世紀(jì)下半葉至12世紀(jì)上半葉。由此可見，在北宋后期，南京、句容一帶已有人仿照前朝遺制，鑄造銅質(zhì)“雙魚洗”。

南宋的王明清（1127-？）撰寫了一部史料筆記《揮塵錄》，主要記載兩宋之交朝野的政治、軍事、文化、社會(huì)以及官員爭斗內(nèi)幕，史料真實(shí)，后世稱道，是上乘之作?！端膸烊珪た偰俊ぬ嵋犯叨仍u價(jià)《揮麈錄》：“（王）明清為中原舊族，多識舊聞，要其所載，較委巷流傳之小說終有依據(jù)也?！蓖趺髑逶凇稉]塵錄》之“前錄”中詳述晉帝向遼帝投降納貢魚洗之事：“韓似夫與先子言，頃使金國，見虜主所系犀帶，倒透，中正透，如圓鏡狀，光彩絢目。似夫注視久之。虜主曰：此石晉少主歸耶律氏者，唐氏所寶日月帶也。又命取磁盆一枚示似夫，云：此亦石主所獻(xiàn)，有畫雙鯉存焉，水滿則跳躍如生，覆之無它矣。二物誠絕代之珍也。盆蓋見之范蜀公記事矣。”公元946年，石晉少主即晉出帝石重貴向遼述宗耶律德光投降，貢獻(xiàn)日月帶、噴水魚瓷盆兩件寶物。1115年，金太祖建立金朝，金軍在達(dá)魯城、黃龍府城、護(hù)步答岡等地多次擊敗遼軍，擄掠大批財(cái)物，其中就可能包括這兩件寶物。1118年，宋朝派武義大夫馬政去金朝建立聯(lián)系。此后，韓似夫、范蜀公出使金國，覲見金朝皇帝“虜主”，得以見識這兩件寶物。由此可知，該噴水雙魚瓷盆應(yīng)制造于公元946年之前，甚至是唐代皇帝李隆基所珍愛之寶物。王黼對于該瓷盆的形狀、大小、結(jié)構(gòu)略寫，著重描述其噴水效果：盆底畫有雙鯉，裝滿水后，雙鯉跳躍如生。在兩手摩擦魚洗過程中，洗內(nèi)的水會(huì)因洗壁的振動(dòng)而噴射起來，恰似洗內(nèi)的水被魚攪得水花飛濺一般。

王明清還在《揮塵錄》之“后錄”中記載了一則宣和年間（1119-1125）官商爭奪瑪瑙魚洗釀成人命牽連甚廣的冤案。“宣和中，有鄭良者，本茶商，結(jié)交閽寺以進(jìn)，至秘閣修撰、廣南轉(zhuǎn)運(yùn)使。恃恩自恣，部內(nèi)有巨室，蓄一瑪瑙盆，每盛水則有二魚躍其中。良聞之，厚酬其價(jià)，不售。乃為一番舶曾訥者所得，良遣人經(jīng)營，云已進(jìn)御矣，初未嘗也。良即奏以謂訥厚藏寶貨服用，僭擬乘輿。得旨，令究實(shí)。良即以兵圍其家，捕其妻孥，械系而搜索之。訥之弟誼方醉臥，初不知其由，仗劍而出，遂至紛敵。良即以誼拒命殺人聞奏。奏下，誼伏誅，訥配沙門島。靖康初元，訥以赦，得自便至京師。知時(shí)事之變，擊鼓訟冤。初蔡攸竄海外，繼遣監(jiān)察御史陳述明作追，路誅之。述度嶺而攸授首，就以述為廣漕代良，并往鞫治之。述入境，良往迓之，就坐，擒，下枷訊，施以慘酷，良即承罪，固押往英州聽敕。敕未下，而良死，旅殯僧寺。述復(fù)奸利不法，為人所訟。制勘得情，詔述除名英州，編管至郡。寓僧舍，縱步廊間，覩良旅櫬在焉，驚悸得疾而卒。攢室相關(guān)，至今猶在。貪暴吞噬，何異酷吏之索鐵籠耶？”瑪瑙噴水魚洗比銅質(zhì)魚洗更稀罕，有權(quán)勢莫不想將其據(jù)為己有。廣南轉(zhuǎn)運(yùn)使鄭良依仗權(quán)勢，奪取富室所藏瑪瑙魚洗，釀成命案，皆為貪欲所致。

四、明清洗為玩物

浙江杭州博物館珍藏一件明代黃銅噴水魚洗，重4875克，高10厘米，盆口內(nèi)徑32厘米，盆底內(nèi)徑28厘米；盆沿較寬，3厘米，上有中空雙耳，粗約1.3厘米，作倒U字形立于盆沿。內(nèi)底中心鑄有由兩條鯉魚造型構(gòu)成的陰陽太極圖，其余地方鑄滿水紋。太極圖周圍有4尾隆起的小鯉魚，魚鱗俱全，首尾相接，按順時(shí)針方向排列。每條小鯉魚長約10厘米，魚嘴前鑄有7條噴水紋，成放射狀展延至魚洗器內(nèi)壁，高逾內(nèi)壁2/3。盆內(nèi)外無文字。這具魚洗已銅綠斑駁，古色盎然，據(jù)專家鑒定，為明代遺物，彌足珍貴。展演操作時(shí)，先注入適量清水，隨后快速摩擦盆沿雙耳，頃刻間，盆內(nèi)水波翻涌，四股清泉自魚嘴噴薄而出，伴隨著震卦六爻的共鳴聲，體現(xiàn)古代工藝與物理原理的完美結(jié)合。據(jù)了解，該噴水魚洗曾為江西萍鄉(xiāng)籍文素松的藏品。文先生早年供職于國民革命軍，業(yè)余喜愛古玩，在云南購得此物，珍藏二十余年。1946年冬，文先生去世，其在滬家屬擬返故里，欲將藏品變賣。經(jīng)浙江省立西湖博物館專門委員陳伯衡介紹，將此器轉(zhuǎn)讓于西湖博物館，被完好保存至今。

民國初年，浙江杭縣人徐珂（1869～1928）編撰《清稗類鈔》，于1917年由商務(wù)印書館初版，這是一部關(guān)于清代掌故遺聞的匯編，上起順治、康熙，下迄光緒、宣統(tǒng)，他從清人、近人的文集、筆記、札記、報(bào)章、說部中廣搜博采，舉凡軍國大事、典章制度、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、學(xué)術(shù)文化、名臣碩儒、疾病災(zāi)害、盜賊流氓、民情風(fēng)俗、古跡名勝，無所不有，具有較高的史料價(jià)值，其中就有“魚洗”的記載。在《清稗類鈔》“選類”中有一篇《李子明藏古苗王銅鍋》，詳細(xì)記載了苗王銅鍋噴水的故事：“古州城外河街，有陳順昌者，以錢二千向苗人購一古銅鍋，重十余斤。貯冷水于中，摩其兩耳，即發(fā)聲如風(fēng)琴，如蘆笙，如吹牛角。其聲嘹亮，可聞里余。鍋中冷水即起細(xì)沫如沸水，濺跳甚高。水面四周圍成八角形，中心不動(dòng)。傳聞為古代苗王遺物。鍋上大下小，遍體青綠，兩耳有魚形紋。后歸李子明?！边@段話生動(dòng)地記述了銅洗的聲響效果、噴水情形、水面特征，前所未有。摩其兩耳，“可聞里余”，雖有夸張之嫌，但亦說明其聲學(xué)性能好，聲音響亮，則振動(dòng)性能好，噴水性能強(qiáng)，“細(xì)沫如沸水，濺跳甚高”。該文獻(xiàn)還描寫了銅鍋噴水時(shí)水面波紋的分布狀態(tài)，“水面四濺，成八角形，中心不動(dòng)”，非常有價(jià)值，使我們得以了解該銅洗是一種規(guī)則的類似圓柱形板的振動(dòng)模式。這條史料既反映了清朝人對噴水魚洗的觀察及認(rèn)知成就?！皞髀劄楣糯缤踹z物”，“遍體青綠”，也說明苗王對銅鍋甚為器重，苗族同胞早已發(fā)現(xiàn)銅鍋共振原理，并加以巧妙利用，工藝精湛。

1923年，北京城南游藝園展演噴水魚洗，每觀玩一次，交銅元十枚。為了吸引觀眾，多售門票，提高效益，活動(dòng)舉辦方四處張貼廣告，為噴水魚洗撰寫了精彩的“推文”：“蓋聞鼎可鑄奸，盛傳禹代。鏡可照膽，艷說秦宮。雙魚稱漢瓦之奇，五鹿考晉磚之字。舞豐城之劍，龍氣沖霄；燃溫嶠之犀，妖魔斂跡。此皆著名之寶，希世之珍，古人所爭夸，今人所罕見也。乃有古盆者，銅質(zhì)爛斑，篆文殘缺，中有四鯉，鱗尾俱全，外附兩弦，手痕未滅。試盛于水，徐按其弦，其盆也則鏗爾有聲，其魚也則躍然欲活，移而珠光四濺，儼如瀑布之形，電氣迸流，大有飛泉之妙。是盆也得自南陽，傳由漢代，如此壽世之品，勿徒韞櫝之藏，爰列廣場，用公同好。賞奇之彥應(yīng)一試而咸驚，博古者流曷先睹以為快。”參與此次活動(dòng)的張壽康撰寫“觀后感”：“余偕友人三五參觀。其器圍三尺，徑尺余，高五寸，外廓廣二寸余，狀若今之面盆，而廓內(nèi)兩弦聳起，又如火盆提擬形，色黝黑。底鑄四魚隆起，鱗尾畢肖。廡外似有銘文磨滅，一字莫辨。器中盛水，壯丁以兩手掌摩擦兩弦，初則鏗然而作聲，水起波瀾，繼則器邊水向上噴激，摩擦愈速，噴愈烈，聲愈響，至高尺余，則聲達(dá)戶外矣。觀者奇之，莫窮其術(shù)，詢之物主，云：‘嘗仿造之，終不活敏。’并云：‘歷南北都市，經(jīng)賞鑒家不知凡幾，皆不能澈其究竟，洵至寶也?！边@兩篇文獻(xiàn)詳細(xì)描述了這款漢代噴水魚洗的形狀、結(jié)構(gòu)和振動(dòng)起浪的情形，令人神往。

五、現(xiàn)代洗之解秘

中國魚洗為何能噴水，觀者好奇，不明其理。1923年，蔡堡介紹北京城南游藝園展出的噴水魚洗，并對其簡單解釋?？谷諔?zhàn)爭期間，英國的中國科技史專家李約瑟在重慶首次看到中國魚洗，產(chǎn)生濃厚興趣。1959年，他再次到重慶考察魚洗，并在其著作中寫道：噴水魚洗的振動(dòng)波節(jié)與波腹相當(dāng)于鐘壁的振動(dòng)原理，“無論如何，這種現(xiàn)象值得中國具有歷史觀點(diǎn)的物理學(xué)家們的注意。”對魚洗噴水現(xiàn)象如何解釋，他寄希望于中國學(xué)者。1956年，英國法官代表團(tuán)在杭州觀看魚洗噴水表演，回國后在“訪華報(bào)告”中對魚洗作了專門記述。1964年，李沛滋從理論上研究過側(cè)壁振動(dòng)問題，但未談及魚洗。1964年，中國科學(xué)院電子學(xué)研究所馬大猷教授指導(dǎo)研究生作模擬實(shí)驗(yàn)，研究魚洗的振動(dòng)原理。1979年，馬大猷在綜述我國的聲學(xué)工作時(shí)指出，激勵(lì)魚洗的側(cè)壁可引起噴水并產(chǎn)生次諧波。1979年，上海博物館用激光全息照相時(shí)間平均法，對館藏魚洗進(jìn)行檢測，終于揭開了這個(gè)迷底，并將魚洗噴水的神奇現(xiàn)象拍成電影。1982年，北京市金屬工藝品廠則成功地復(fù)制出魚洗，使這一古老技藝煥發(fā)出新的生機(jī)。1983年，戴念祖發(fā)表《噴水魚洗起源初探》一文，對噴水魚洗的原理作了簡單敘述。
美國與日本的物理學(xué)家曾用各種科學(xué)儀器對“陰陽魚洗盆”進(jìn)行檢測，試圖揭示其導(dǎo)熱、傳感、發(fā)音的構(gòu)造原理以及噴水的奧妙,皆不得要領(lǐng)。1986年10月，美國科學(xué)家曾仿制一個(gè)青銅魚洗盆，外形酷似中國陰陽魚洗盆，但功能不濟(jì)，既不能噴水，發(fā)音效果呆板，仿制以失敗告終。1986年12月24日美國的《世界日報(bào)》，以“稀世珍品，易經(jīng)卦畫”為題，介紹了中國的魚洗文物，并稱“美日物理學(xué)家在研究該物后無從解釋。”

在物理學(xué)的視角下，“洗”的雙耳（或弦）在受到快速摩擦后，其周壁會(huì)激發(fā)起強(qiáng)烈的對稱殼體振動(dòng)模式，類似于圓形鐘的振動(dòng)形態(tài)。這種振動(dòng)能量源自人手對雙耳的持續(xù)摩擦，從而向“洗”體傳遞機(jī)械能。隨著能量的傳入，形成一個(gè)非線性自激振動(dòng)過程。當(dāng)摩擦力引起的振動(dòng)頻率和“魚洗”壁振動(dòng)的固有頻率相等或接近時(shí)，“魚洗”壁產(chǎn)生共振，振動(dòng)幅度急劇增大。當(dāng)魚洗盆雙耳的振動(dòng)耦合為盆體的橫駐波共振時(shí)，因“魚洗”盆底的限制，使其所產(chǎn)生的波動(dòng)不能向外傳播，于是在“魚洗”壁上入射波與反射波相互疊加形成駐波。駐波中振幅最大的點(diǎn)稱為“波腹”，最小的點(diǎn)稱為“波節(jié)”。隨著洗周壁振動(dòng)的展開，洗內(nèi)水體受到周期性拍擊，進(jìn)而產(chǎn)生諧振現(xiàn)象，即水體的振動(dòng)與洗壁的振動(dòng)頻率相匹配，形成和諧的振動(dòng)系統(tǒng)。具體而言，在洗壁振動(dòng)形成的波腹區(qū)域，水體振動(dòng)尤為劇烈，使水具有的動(dòng)能大于水的表面張力限定的勢能，并能夠克服重力向上運(yùn)動(dòng)，此時(shí)水被撕裂成水珠從水面飛出，形成向上噴射的水花。相反，在波節(jié)位置，水體幾乎不振動(dòng)，相對靜止，氣泡和水珠在此處聚集，形成穩(wěn)定的波節(jié)線。用手摩擦圓盆形物體，容易產(chǎn)生一個(gè)數(shù)值較低的共振頻率，入射波與反射波相互疊加，使環(huán)盆一周產(chǎn)生有4個(gè)波節(jié)、4個(gè)波腹的駐波模式?！棒~洗壁”上振幅最大處四個(gè)波腹同時(shí)作用時(shí)，會(huì)立即激蕩水面，將附近的水激出而形成水花，出現(xiàn)水花四濺。古代工匠掌握了魚洗殼體振動(dòng)的波腹與波節(jié)位置規(guī)律，有意識地在魚洗壁上振幅最大的地方鑄上四條魚，并將魚嘴對準(zhǔn)波腹，從而使產(chǎn)生的水花就像從魚口里噴出的奇觀。
研究表明，影響魚洗的噴水效果、水珠多少和水柱高低的因素很多，包括洗的制作材料、洗的直徑、洗壁厚度和均勻度、洗的注水量、手掌摩擦壁耳的速度和力度等。洗的制作材料尤為重要，材質(zhì)的彈性好，能量損耗小，傳遞能量大，駐波的振幅大，噴水效果明顯。黃銅盆噴水效果最好，聲音最響。金屬盆比塑料盆好，搪瓷臉盆次之，瓷盆尤次，玻璃缸最差。同一種材質(zhì)，盆壁越薄，均勻度越好，振幅越大，振動(dòng)能量在傳遞中損失越少，噴水現(xiàn)象越明顯。一般而言，凡是彈性較好、厚薄均勻、直徑適當(dāng)?shù)谋A形盆器，都可以通過手掌對其摩擦起振，產(chǎn)生一定的噴水效果。水是魚洗振動(dòng)的負(fù)荷體，洗內(nèi)注水量不同，噴水情況截然不同。盆壁振動(dòng)的能量來源于手掌的摩擦，振動(dòng)能量自上而下依次減弱，盆中注水量越多，水面離盆口越近，傳遞給水面的能量越大。但注水量直接影響盆的固有頻率，必須適當(dāng)。水太少，水面振動(dòng)不強(qiáng)烈，不易濺出水花。水太多，也不易激起水花。實(shí)驗(yàn)表明，浙江博物館所藏噴水魚洗在盛水量高至洗壁五分之四處噴水效果最佳。隨著裝水量減少，洗壁振幅愈小，水面浪花愈弱，直至看不見。魚洗振動(dòng)屬于規(guī)則的圓柱形板振動(dòng)。洗壁振動(dòng)自上而下傳遞能量，洗的底部能量小，振動(dòng)微弱。洗底是否有足，對水面振波影響不明顯。洗壁振動(dòng)形成駐波，與洗足沒有關(guān)系。在表演時(shí)，可在魚洗下放置濕毛巾，可增大摩擦力，使其不易滑動(dòng)。單手摩擦或雙手反向摩擦，都可使魚洗噴水，兩者原理相同。雙手摩擦相當(dāng)于兩個(gè)振源，各自產(chǎn)生穩(wěn)定的駐波，每個(gè)振源都形成４個(gè)波腹。單手摩擦亦可產(chǎn)生4處噴水。
雙耳裝置不是魚洗產(chǎn)生駐波形成噴水的必備條件，卻便于魚洗的搬運(yùn)，也便于雙手摩擦傳遞能量，尤其是能固定波節(jié)和波腹的位置。手掌與盆沿接觸的位置就是駐波的波節(jié)位置。如波節(jié)發(fā)生位移，波腹位置改變，４個(gè)噴水位置隨之改變。工匠們經(jīng)過長期觀察，終于掌握了圓形盆洗的振動(dòng)規(guī)律以及洗壁發(fā)生基頻振動(dòng)的四個(gè)波腹位置，于是巧妙地在洗底鑄上四條鯉魚，并在洗壁四個(gè)波腹位置鑄上魚嘴噴水紋，從而增強(qiáng)魚洗噴水的藝術(shù)效果和神秘色彩。這是古人從長期的生產(chǎn)生活實(shí)踐中掌握了魚洗振動(dòng)的規(guī)律后作出的巧妙構(gòu)思，將科學(xué)、工藝和欣賞融為一體，體現(xiàn)了深邃的智慧和精湛的技藝，令人驚嘆。中國古代的能工巧匠已掌握了圓柱形板的基頻振動(dòng)規(guī)律與特點(diǎn)，通過魚洗的水珠和氣泡的停泊線，發(fā)現(xiàn)水面不振動(dòng)的徑線位置，并由此找到魚洗周壁的節(jié)線位置，從而方便地觀察到彎曲板的振動(dòng)情形。這在科學(xué)技術(shù)史上是一個(gè)了不起的發(fā)明。18世紀(jì)下半葉，德國實(shí)驗(yàn)科學(xué)家、“聲學(xué)之父”克拉尼（Friedrich Chladni, 1756-1827)在玻璃杯內(nèi)盛半杯水，用弓弦在杯口輕輕一拉，發(fā)現(xiàn)杯在發(fā)聲時(shí)，水面呈現(xiàn)出波浪紋。由于杯的結(jié)構(gòu)簡單，波浪紋也比較簡單。后來，克拉尼在金屬板上撒一層薄薄的細(xì)砂，當(dāng)敲擊金屬板時(shí)，金屬板產(chǎn)生振動(dòng)，板上細(xì)砂就移動(dòng)到那些不振動(dòng)的波節(jié)線下。他畫出了各種板振動(dòng)的砂粒分布圖案，稱之為“克拉尼砂圖”。19世紀(jì)初，克拉尼在法國展覽會(huì)表演金屬板振動(dòng)砂粒變化圖，受到拉普拉斯（Laplace,1749-1827）等科學(xué)家贊譽(yù)，并榮獲拿破侖六千法郎的獎(jiǎng)賞。如果克拉尼見過中國魚洗噴水表演，用其研究彎曲板的振動(dòng)現(xiàn)象，會(huì)產(chǎn)生更好的效果。美國YouTube平臺上的知名科學(xué)探索頻道“The Slow Mo Guys”（慢動(dòng)作大師），以高速攝影技術(shù)著稱，致力于捕捉并記錄自然界與人類創(chuàng)造的難以肉眼捕捉的瞬間動(dòng)態(tài)。他們對“中國魚洗盆”（Chinese Spouting Bowl）作實(shí)驗(yàn)，成功地?cái)z制了噴水魚洗的瞬間，令全球觀眾驚嘆，認(rèn)為這是一種近似“巫術(shù)”般的奇妙體驗(yàn)。
噴水魚洗展示了古代工匠對聲學(xué)共振原理的深刻理解和巧妙運(yùn)用，也為現(xiàn)代物理學(xué)研究提供了生動(dòng)素材。在生活中，共振現(xiàn)象廣泛存在，并造福人類，如昆蟲的鳴叫聲，鳥兒的歌唱聲，吹管樂器利用管中空氣柱的振動(dòng)發(fā)出優(yōu)美的聲音。如果沒有共振，我們的生活將失去很多樂趣。此外，微波爐加熱食品，爐內(nèi)產(chǎn)生很強(qiáng)的振蕩電磁場,使食物中的水分子發(fā)生共振，將電磁輻射能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，食物得以快速升溫。共振現(xiàn)象也會(huì)給人們帶來不便甚至災(zāi)難。在高山上大吼，會(huì)引起積雪共振，頃刻間造成雪崩，攀登雪山的勘察隊(duì)員、運(yùn)動(dòng)員不得大聲說話。1940年11月，美國塔科馬海峽吊橋遭遇強(qiáng)風(fēng)，士兵正在橋上列隊(duì)行走，步伐整齊，形成強(qiáng)烈共振，導(dǎo)致大橋垮塌。此后，大部隊(duì)過橋時(shí)不敢齊步前進(jìn)。玻璃杯遇到外界同頻聲波也會(huì)因共振而震碎。

六、當(dāng)代洗之文創(chuàng)
中國魚洗歷史悠久，設(shè)計(jì)精巧，形象地展示了共振原理，彰顯了古人卓越的智慧與創(chuàng)造力，凸顯了我國古代科技的領(lǐng)先地位。習(xí)近平總書記強(qiáng)調(diào)，在建設(shè)文化強(qiáng)國、推進(jìn)中國式現(xiàn)代化過程中，要將優(yōu)秀的傳統(tǒng)文化創(chuàng)造性轉(zhuǎn)化，創(chuàng)新性傳承。據(jù)研究，反復(fù)摩擦魚洗，使其噴射水珠，還會(huì)產(chǎn)生負(fù)離子，使水富有活性。在中國傳統(tǒng)文化中，魚洗的寓意豐富。魚者，瑜、玉、余、腴、裕、愉、娛、育、癒也，同音字族，吉祥如意，倍受人們喜愛，魚水相歡，魚水之愛，魚水相投，魚水和諧，魚水情深，如魚得水，魚升龍門，魚龍變化，魚躍鳶飛，魚箋雁書，魚腸尺素，魚沉雁落，魚籽多產(chǎn)，鯉魚跳龍門，年年有余。魚者，虞也，虞舜以德治國。魚者，禹也，大禹治水，三過家門而不入。洗者，曦、希、羲、犧也，象征太陽、希望、伏羲和祭祀。魚洗，即虞羲禹羲，也代表人文始祖。玩魚洗，金盆洗手，虞羲保佑，人興財(cái)旺，萬事如意。根據(jù)王佩良創(chuàng)立的糯文糯語英漢同源原理，魚洗盆“FISH WASH POT”三個(gè)英語單詞的每個(gè)字母可解讀為音、意相通的相應(yīng)漢字。FISH即“魴（Fáng）鯣（Yì）鱔（Shàn）鮰（Huí）”四種“魚”，WASH即“沃（Wò）澳（ào）漱（Shù）浣（Huàn）”四種“洗”，POT即“盆（Pén）甌（ōu）壇（Tán）”三種“容器”。魚洗集科學(xué)研究、日用盥洗、休閑娛樂、養(yǎng)生保健于、祈福納吉于一體，可開發(fā)成文玩產(chǎn)品，成為人們喜愛的爆款。在長沙，黃彬榮創(chuàng)立的湖南省開元博物是全省最大的民營博物館，設(shè)有華夏名匾館、中國傳統(tǒng)銀器館、中醫(yī)藥古秘方館、古沉香木館、名木家具館、奇石礦物晶體館、近代史館、科舉文化館等分館，珍藏各級文物4000多件（套）。其中珍藏的多件魚洗，設(shè)計(jì)精巧，制作精良，品相完好，青少年前往研學(xué)，可以參與互動(dòng)，體驗(yàn)?zāi)Σ留~洗噴水的樂趣，感受老祖宗留下的智慧。

作者簡介：王佩良，男，湖南工商大學(xué)數(shù)字媒體工程與人文學(xué)院副院長，教授，博士，碩士生導(dǎo)師；湖南省伏羲文化研究會(huì)副會(huì)長，湖南省食文化研究會(huì)副會(huì)長，糯文糯語英漢同文館創(chuàng)始人；世界智慧科學(xué)院院士。

張若彤、柏蓮花、黎鈺琳，女，湖南工商大學(xué)數(shù)字媒體工程與人文學(xué)院新聞與傳播23、24級專業(yè)碩士研究生。李紅圓，男，湖南工商大學(xué)會(huì)計(jì)學(xué)院25級碩士研究生。