十一、风筝及其飞行原理

在河北磁县征集的文物中有一件白底黑花瓷枕，枕上绘有婴戏风筝图（见图1-48）。一儿童右手举线车，放一只长方形风筝，其下角系有飘带。儿童向前奔跑，回首注视风筝起飞状况。该瓷枕为宋代晚期之物。上海博物馆藏有明万历年间青花瓷碗，其上有婴戏风筝的绘画。有关风筝的更早的绘画作品，据说是在敦煌第331号和148号洞窟中的壁画上，为唐代人所绘的放风筝的画面。较晚的作品，如清末画家吴友如绘的儿童放风筝图⑪，甚而还有欧洲人绘制的清代人放风筝画（见图1-49）。

图1-48 河北磁县发现的晚宋婴戏风筝瓷枕

图1-49 吴友如绘的儿童放风筝图（①）和欧洲人绘清人放风筝图（②）

中国人发明的风筝，在世界上被公认为是最早的飞行器之一。风筝亦称为纸鸢、纸鹞、风鸢，形状不一。如《红楼梦》第七十回所描述的，风筝有蝴蝶形、鱼形、螃蟹形等。清末满族人富察敦崇在《燕京岁时记·风筝》中写道：

风筝即纸鸢，缚竹为骨，以纸糊之，制成仙鹤、孔雀、沙雁、飞虎之类，绘画极工。儿童放之空中，最能清目。

风筝在空中飞行时受到三种力的作用：重力、空气动力、拉力（见图1-50）。稍有气流，风筝就上升。当风力微弱或无风时，风筝因其自重而下降。放风筝者常拉紧线跑动，借相对气流运动而使风筝飘浮或升空。此时，风筝沿一大圆弧运动，拉线之长即其运动轨道的半径。它与飞机有许多相似之处，都有羽翼，靠气流浮力上升，只是飞机尚有机械动力的作用。风筝对于16世纪之前的欧洲人而言，是前所未闻的奇物。第一次世界大战前，若干飞行先驱称自己的实验飞机是“动力风筝”或“巢形风筝”，1909年在兰斯（Reims）航空展览会上曾以一串风筝携带军事观察员升空。中国风筝不仅对现代空气动力学和航空发展起了重要作用，而且对现代科学的其他许多方面也有甚多贡献。如美国科学家、政治家富兰克林（Benjamin Franklin，1706—1790年）于1752年利用风筝探测空中闪电的性质；在气象观察方面，利用风筝将温度计携至高空测量高空云层的温度。随着现代航空技术的进步，人们似乎忘却了风筝的历史功绩。

图1-50 风筝受力作用示意图

纸制的风筝起源于何时？有一个时期也曾众说纷纭。或说汉代初期韩信创制，其依据是宋代高承的《事物纪原》卷八《岁时风俗部第四十二·纸鸢》所记；或说五代汉隐帝（948—950年在位）时宫人侍者李业所创，其依据是明代郎瑛的《七修类稿》卷二十二《辩证类·纸鸢》所述。另据《新唐书·田悦传》载，又有人认为是唐代创制。看来，汉代说似乎太早，五代说又似乎太晚。据目前考证，纸质风筝起源于萧梁朝。唐代李冗的《独异志》卷中写道：

梁武帝大（太）清三年（549年），侯景反，围台城，远近不通。简文与太子大器为计，缚鸢飞空，告急于外。侯景谋臣谓景曰：“此必厌胜术，不然即事达人。”令左右射之。及堕，皆化为禽鸟飞去，不知所在。

唐代马总在《通纪》卷七中亦有类似记述。可见，风筝的发明迄今已近1500年了。从历史文献看，它最初是作为战争通信的手段，然后成为宫中娱乐物，再发展为平民百姓，尤其是儿童的嬉玩物。迄南宋止，据周密《武林旧事》卷六《小经纪》载，市上已有专卖风筝的小经纪了。

先有纸鸢、风鸢，而后有风筝。大概是纸鸢中又有了带响声的构件，其声似筝，故名风筝。唐代高骈（821—887年）《风筝诗》⑫写道：

夜静弦声响碧空，宫商信任往来风。

依稀似曲才堪听，又被移将别调中。

有声的风筝无疑是从无声的纸鸢发展来的。大约明清时期，“风筝”一名才成为无声与有声的纸鸢的统称。关于有声纸鸢的造法，明代陈沂在其《询刍录》中说：

于鸢首以竹为笛，使风入，作声如筝，名俗呼风筝。

这就是说，在纸鸢竹架的头部同时捆扎上一根短小竹笛，放风筝时，气流通过竹笛而鸣响。

在谈及风筝的起源时，我们曾反复强调纸质风筝。至于木质风筝，其起源还要早。战国时期墨家创始人墨翟、东汉科学家张衡，曾分别创制称为木鸢和木雕的飞行器。我们冀望有比宋代瓷枕上的婴戏风筝图更早的确实的绘画文物出土⑬。

有声风筝会令人想到“响箭”。宋应星在《天工开物·佳兵》中说：“响箭则以寸木、空中，锥眼为窍。矢过招风而飞鸣，即《庄子》所谓嚆矢也。”

风筝上小竹笛、响箭所带的具孔眼的空木，都因为在其急速运动中有气流穿过孔洞而发出声响，所谓“矢过招风而飞鸣”。有意思的是，1989年在北京顺义安辛庄辽墓中曾出土一种响箭，文物报道称其为“鸣镝”（见图1-51）。据称，出土鸣镝六件，“由三棱形铁镞及骨哨组成。骨哨橄榄形，外表光滑，中部偏前位置有三个椭圆形小孔，镞铤从骨哨中心穿过。骨哨腹径3厘米，长5厘米，铁镞全长10.2厘米”。它为了解古代响箭提供了实物，在力学史和声学史上都颇有价值。

图1-51 鸣镝（北京顺义辽墓出土）