大夏天的,三十多度的高温,要是能来上一杯冰镇酸梅汤,那简直赛过活神仙。
咱们现代人实现这个愿望很简单,打开冰箱冷冻层,倒上水,几个小时就搞定。但古人可没这条件——世界上第一台家用电冰箱,要到1923年才被发明出来。那问题来了:在两千多年前的夏天,古人是靠什么办法造出冰块来的?
你可能会说,冬天把冰藏在地窖里,夏天拿出来用呗。没错,这确实是古人的常规操作。《诗经》里就有“二之日凿冰冲冲”的记载,周朝还专门设了管采冰的官职叫“凌人”。但这种方法只能吃老本,冬天存了多少夏天就用多少,不够了怎么办?
于是,古人琢磨出了一招让人瞠目结舌的办法——用热水造冰。
你没看错,就是用热水。不是冷水,不是凉白开,是滚烫的开水。
![]()
两千年前的古书记载
最早记录这件事的,是西汉淮南王刘安和他那帮门客编的《淮南万毕术》。这本书成书于公元前2世纪,里面清清楚楚写着:“取沸汤置瓮中,密以新缣,沈井中三日成冰。”
翻译成大白话就是:把烧开的热水倒进大瓮里,用新的丝织物把口子封死,沉到井里头,泡上三天,就能得到冰块。
《庄子》里也提过类似的话:“吾能冬爨鼎而夏造冰矣!”——我能冬天烧火煮饭,夏天造出冰块。
你看,两千多年前的人就已经在琢磨夏天制冰的事了,而且用的方法还这么反常识。按咱们的直觉,造冰当然要用冷水,温度越低越好。古人偏不,他们偏偏要用开水,这不是跟物理学对着干吗?
别说咱们想不通,就连现代物理学家也被这道题难住了。
![]()
物理学家们吵了几十年
最早跳出来质疑的是温州大学的洪震寰教授。1983年前后,他对古法造冰的可行性提出了怀疑。洪教授算了一笔账:水的结冰点确实会受气压影响,但影响微乎其微——气压每降低一个大气压,结冰温度才提高0.008摄氏度。就算把条件拉到极限,水温能提高的幅度也不到1度。凭这点变化,想让开水在井里变成冰,几乎不可能。
洪教授下了结论:古人这法子,不太靠谱。
但事情没完。十几年后,中国科技考古系的李志超教授带着学生亲自做了实验。他们按照古籍记载的思路,把水煮沸后密封,迅速放入冷水桶中模拟深井环境。结果你猜怎么着?烧杯里的水短短几分钟就从100度降到了20多度。更关键的是,静置几个小时后慢慢让空气流进去,水竟然真的结冰了!
李教授团队认为,古人的方法在特定条件下是可行的。这个实验结果,让“热水造冰”从传说变成了有可能实现的技术。
不过,实验归实验,造出来的只是一些冰碴子、冰沙,离真正的大冰块还有距离。而且这个操作对环境要求极为苛刻——空气湿度要小、气温要合适、瓮的容积要够大、密封效果要好,缺一不可。换句话说,古人可能确实能造出冰来,但产量极低,属于贵族级别的奢侈品。
![]()
那么,到底是什么原理?
聊了半天,核心问题还没回答:热水为什么能变成冰?
目前学界主要有三种解释,咱们一个一个说。
第一种:低压蒸发制冷
这是李志超教授支持的说法。原理其实不复杂——你把开水倒进瓮里封好口,沉入深井。井水温度低,容器迅速降温。降温过程中,瓮内部的气压急剧下降,接近真空状态。在低压环境下,水会加速蒸发,而蒸发是要吸热的——水变成水蒸气带走了大量热量,剩下的水温度骤降,最终结冰。
这有点像咱们出汗后吹风会觉得凉快,原理是一样的:液体蒸发带走热量。
古籍里还记载了一个有意思的细节——“铜瓮雷鸣”。说是把热水放进铜瓮密封沉井后,能听到“雷鸣之声”。这声音其实就是水在低压下二次沸腾时产生的动静。你想啊,水都开始结冰了,里面居然还在“沸腾”,这得多神奇?
第二种:姆潘巴效应
这个说法你可能也听过。1963年,坦桑尼亚有个叫姆潘巴的中学生,发现热牛奶比冷牛奶先冻成冰淇淋。后来科学家反复验证,确实在特定条件下,热水比冷水结冰更快。
有人就把这个效应和古人的热水造冰联系起来了。热水分子比冷水分子活跃,蒸发速度快,失水多,剩下的水降温反而更快。
不过话说回来,姆潘巴效应至今在物理学界仍有争议,用它来解释两千年前的技术,多少有点“拿未解之谜解释另一个未解之谜”的意思。
第三种:焦汤效应(绝热膨胀)
这个说法更偏物理。简单说,气体在绝热膨胀时会迅速降温。瓮被密封沉井后,内部气压骤降,水蒸气膨胀,温度急剧下降,冷热相遇的瞬间就能让部分水结冰。
三种理论各有道理,也各有短板。目前学界还没有一个能让所有人都信服的统一答案。但有一点是共识:古人确实可能掌握了一种在特定条件下用热水制冰的方法,只不过产量极小、条件苛刻,不是普通人玩得转的。
![]()
后来,古人找到了更好的办法
热水造冰虽然厉害,但费时费力还不稳定。到了唐朝末期,古人发现了一种更高效的办法——硝石制冰。
硝石这东西,溶于水的时候会吸收大量热量,能让周围的水温降到零度以下。操作也很简单:一个大盆装水,里面放个小盆也装水,往大盆里倒硝石,小盆里的水就慢慢结冰了。
这方法成本低、产量高,一下子就普及开了。从此,古人夏天吃冰不再是什么稀罕事。
回过头来看,两千年前的“热水造冰”到底靠不靠谱?从文献记载和现代实验来看,在极其苛刻的条件下是可能实现的。它或许产不出电视剧里那种方方正正的大冰砖,但造出一些冰碴、冰沙,古人应该是能做到的。
更让人佩服的,是古人的探索精神。在没有温度计、没有气压计、没有物理课本的年代,他们硬是通过一代代的经验积累,摸索出了一套反直觉的制冰方法。哪怕产量再少、条件再苛刻,这份“大夏天偏要用热水造冰”的执着和智慧,也足够让人肃然起敬。
至于那个困扰了物理学家几十年的终极答案到底是什么——也许就像中国古人常说的那样,有些智慧,靠的不是实验室里的公式,而是千百年来一点一滴的实践和摸索。
特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.