飲水鳥(niǎo)
中國(guó)古代玩具“飲水鳥(niǎo)”類似永動(dòng)機(jī)的狀態(tài)曾經(jīng)讓大科學(xué)家愛(ài)因斯坦也驚嘆不已�！帮嬎B(niǎo)”的形象最后一次公開(kāi)出現(xiàn)是在上世紀(jì)30年
代時(shí)一本國(guó)外的科普讀物上，之后就銷聲匿跡了。這只神秘的“飲水鳥(niǎo)”發(fā)明于什么時(shí)候？不可考；民間是否還有流傳？不知道。借助當(dāng)時(shí)的一些資料，我們找到了一些關(guān)于這種玩具的零星記憶。希望有心的讀者能幫我們尋找到或能“復(fù)活”這只神秘鳥(niǎo)，讓更多的現(xiàn)代人分享古人的智慧。
7月份開(kāi)始的大型“中國(guó)古典物理玩具展”已經(jīng)進(jìn)入了緊張的籌備階段，據(jù)北京玩具協(xié)會(huì)益智玩具委員會(huì)主任余俊雄老師介紹，他們正在急于尋找一個(gè)已經(jīng)失傳的叫做“飲水鳥(niǎo)”的玩具，或者希望能有有心人把這種玩具“復(fù)活”，以便這個(gè)神奇的“飲水鳥(niǎo)”可以在展覽上與孩子們見(jiàn)面。
古老玩具是永動(dòng)機(jī)？
與余老師一見(jiàn)面，他就興奮地跟我描述起了這個(gè)傳說(shuō)中的玩具。據(jù)余老師介紹，這種古老的中國(guó)玩具外形就像一只鳥(niǎo)，主體由玻璃制成。它的身體是一根玻璃管，管的上端是一個(gè)小球，也就是鳥(niǎo)頭，管的下端是一個(gè)大球，也就是鳥(niǎo)的尾部。球內(nèi)裝有液體，管的下端浸在液面下。整個(gè)鳥(niǎo)身是密閉的，架在一個(gè)類似鳥(niǎo)腿的座上。它的頭部粘有尖尖的嘴，尾部粘有羽毛。為了讓人不能看清鳥(niǎo)身體里的秘密，它的身體被涂上了黑色。而它的神奇之處就是，在鳥(niǎo)的面前放上一杯水，鳥(niǎo)就會(huì)俯下身去，把嘴浸到水里，“喝”了一口后，又直立起來(lái)�？墒侵绷⒁粫�(huì)兒它又會(huì)俯下身去，等到鳥(niǎo)嘴浸到了水，“喝”了一口，有會(huì)直立起來(lái)。就這樣，它不停地點(diǎn)頭喝水，就像是一臺(tái)永動(dòng)機(jī)。但是永動(dòng)機(jī)在科學(xué)理論上是不可能的，那么這到底是怎么回事呢？
愛(ài)因斯坦也稱奇
這一點(diǎn)連當(dāng)代最偉大的科學(xué)家愛(ài)因斯坦都為它吃驚。余老師說(shuō)，根據(jù)前蘇聯(lián)著名的科普作家別萊利曼編著的《趣味物理學(xué)續(xù)編》中提到，曾有人將這個(gè)涂了顏色、看不見(jiàn)內(nèi)部奧秘的“飲水鳥(niǎo)”贈(zèng)送給愛(ài)因斯坦博士，并對(duì)他說(shuō)，科學(xué)家不是說(shuō)永動(dòng)機(jī)是不可能的嗎，現(xiàn)在就讓你瞧瞧這臺(tái)永動(dòng)機(jī)。當(dāng)愛(ài)因斯坦看過(guò)并明白其原理時(shí)，真的十分驚嘆“飲水鳥(niǎo)”的設(shè)計(jì)巧妙。因此這個(gè)玩具就被別人叫做“愛(ài)因斯坦也吃驚的玩具”。
充滿奧秘的冒牌永動(dòng)機(jī)
當(dāng)然這種玩具并不是永動(dòng)機(jī)，它之所以能不停地點(diǎn)頭喝水，是因?yàn)樗鴱?fù)雜的物理學(xué)原理。原來(lái)“飲水鳥(niǎo)”內(nèi)的液體是乙醚一類易揮發(fā)的液體，在高溫里很容易蒸發(fā)，而液體的飽和蒸汽所產(chǎn)生的壓力又會(huì)隨溫度的改變而劇烈的改變。
a.頭部受冷，氣壓下降，尾部的液體因?yàn)槲ρ仡i部上升。這樣頭的重量在增加，尾部的重量在減輕，重心位置發(fā)生變化，當(dāng)重心超過(guò)腳架支點(diǎn)而移向頭部時(shí)，鳥(niǎo)就俯下身到平衡位置。這個(gè)位置可以通過(guò)鳥(niǎo)嘴的重量來(lái)調(diào)試。
b.頭部降低，內(nèi)部發(fā)生兩個(gè)變化。一是“飲水鳥(niǎo)”的嘴浸到了水，這樣鳥(niǎo)頭被打濕。二是上下的蒸汽區(qū)域連通，兩部分氣體混合，沒(méi)有了氣壓差，但由于吸收了周圍空氣的熱量，蒸汽的溫度略有上升。這時(shí)上升到頭部的液體，在本身的重量作用下流向下端尾部。
c.尾部變重，頭部向上翹，液體全部集中到尾部，同時(shí)，頭部的蒸汽因?yàn)閯傉车降乃珠_(kāi)始冷卻。
原來(lái)“飲水鳥(niǎo)”頭部不斷蒸發(fā)所吸收的周圍空氣的熱量，就是這奇妙的“飲水鳥(niǎo)”能夠活動(dòng)的原動(dòng)力。正是因?yàn)樗褂玫氖侵車煊X(jué)不到的能源，所以才會(huì)被人誤認(rèn)為是永動(dòng)機(jī)。
失傳原因不明
余老師說(shuō)，他第一次聽(tīng)說(shuō)這個(gè)玩具是幾年前在美國(guó)。因?yàn)楣ぷ麝P(guān)系，余老師經(jīng)常參加美國(guó)的一個(gè)“中國(guó)古典益智游戲基金會(huì)”所舉辦的游戲年會(huì)。在參加這些年會(huì)時(shí)，余老師發(fā)現(xiàn)美國(guó)人竟然對(duì)這個(gè)玩具很有興趣，余老師后來(lái)在國(guó)內(nèi)多方查找，但一直沒(méi)能找到。
據(jù)余老師介紹別萊利曼是在1936年撰寫(xiě)的《趣味物理學(xué)續(xù)編》中提到這個(gè)玩具，另外日本東北大學(xué)教授酒井高南編著的《玩具與科學(xué)》中也提到過(guò)，也就意味著，這種“飲水鳥(niǎo)”至少是在上世紀(jì)30年代就已經(jīng)存在了。但是它到底是誰(shuí)發(fā)明的，在什么時(shí)候發(fā)明的，都沒(méi)有文獻(xiàn)記載。
古老玩具代表傳統(tǒng)文化
余老師說(shuō)，現(xiàn)在有很多人提倡弘揚(yáng)中國(guó)的傳統(tǒng)文化，中國(guó)古老的玩具就是一個(gè)極好的代表。我國(guó)有很多富有科學(xué)知識(shí)的古老玩具。跟現(xiàn)在的電子游戲相比，它們一樣有趣，并且不會(huì)使孩子們成天悶在房間里，對(duì)身體健康和性格的形成都有好處。讓孩子們?cè)谕孢@些玩具的同時(shí)，能知道一些科學(xué)知識(shí)。文/本報(bào)實(shí)習(xí)生
王娟
責(zé)任編輯 原霞
