都江堰：為何具有精確參數

都江堰：為何具有精確參數

都江堰總體結構非常簡單純樸，它的一切都藉助於自然而又完全融於自然。然而，都江堰的具體結構參數雖然簡單，但非同尋常。

“魚嘴”是都江堰的分水工程，因其形如魚嘴而得名，它昂頭於岷江江心，把岷江分成內外二江。西邊叫外江，俗稱“金馬河”，是岷江正流，主要用於排洪；東邊沿山腳的叫內江，是人工引水渠道，主要用於灌溉； 魚嘴的設置極為巧妙，它利用地形、地勢，巧妙地完成分流引水的任務，而且在洪、枯水季節不同水位條件下，起著自動調節水量的作用。

魚嘴所分的水量有嚴格的比例。春天，岷江水流量小；灌區正值春耕，需要灌溉，這時岷江主流直入內江，水量約占六成，外江約占四成，以保證灌溉用水；洪水季節，二者比例又自動顛倒過來，內江四成，外江六成，使灌區不受水潦災害。在壁上刻的治水《三字經》中說的“分四六，平潦旱”，就是指魚嘴這一天然調節分流比例的功能。

在數學裡有一個非常奇特的數0.618，稱之為黃金數。它有著令人不可思議的代數和幾何性質。按照0.618的比例來分割，稱之為黃金分割，所以0.618也稱為黃金比例。黃金分割有著獨特的最優性質。“分四六”正好是黃金分割。

寶瓶口是節制內江水量的口門。為了控制內江流量，李冰父子作石人立在江中，作為觀測水位的標尺，古時叫水則，要求水位“竭不至足，盛不沒肩”。《宋史》就有“則盈一尺，至十而止； 水及六則、流始足用。”《元史》有“以尺畫之、比十有一。 水及其九，其民喜，過則憂，沒有則困”的記載。石人就相當於今天的水文站了。

李冰還作石犀，埋在內江中，作為歲修時候淘挖泥沙的深度標準。歲修的原則是“深淘灘，低作堰”。“深淘灘”是說淘挖淤積在內江江底的泥沙要深些，要淘到石犀到為止，否則內江水量過小，不敷灌溉用；“低作堰”是說飛沙堰堰頂不可修築太高，以免洪水季節泄洪不暢，危害成都平原。

李冰如何獲得這些數據呢？按照當前的方法，首先需要收集大量的氣象水文歷史資料，然後進行分類，如十年一遇和百年一遇的大旱大澇，再利用歷史模型或數字模型進行分析，從而確定參數。顯然2200年前的李冰不可能有這些，不過也正是因為沒有這些，才能獲得具有永久性適用的參數。而現在的手段只能是暫時與局部適用的參數，因為歷史資料並不包含未來。

我們知道，數學裡有一種技術，叫坐標變換。在不同的坐標體系，同一個幾何形狀，在不同的坐標體系可顯示完全不同的形狀。在一個坐標中可能極為複雜，而在另一坐標體系可能就非常簡單。在簡單的形狀下，什麼都是一目了然了。一條河流似乎很複雜，涉及到地理地質水文氣象諸如此類。在別的空間中，一條河流是一個生命體。如果能透過這一空間而直接認識那一空間，河流的過去，現在和將來就可能一目了然了。當然，要透過這一空間，並不能通過坐標變換這種數學方法來實現，而是要通過人的特別的功能來實現。這樣的功能人類本來是具備的。但由於現代人類受到西方實證科學的衝擊，同時淡化了心性與道德的修養，這種功能也就退化消失了。關於李冰建都江堰，有許多傳說，如李冰降伏孽龍在離堆之下，用石犀壓水怪，與江神要約等。這些傳說正是反映了另外空間所發生的事情。