2000年前古人就用热水制冰？物理学家也复原不了，怎么回事？

在炎热的夏天，来上一杯冰镇饮料或者一盘冰镇水果，绝对是非常惬意的。对于现代人来说，制造冰块是很简单的，有一个冰箱就可以了，无论大人还是孩子都可以轻松制冰。

但是对于没有冰箱的古人来说，他们该如何制造冰块呢？

2000年前的大汉王朝，有一本名叫《淮南万毕术》的书籍，此书成书于公元前2世纪，作者为西汉淮南王刘安及其门客，他在书中记载了一种名为“夏造冰”的方法。

原文是：“取沸汤置瓮中，密以新缣（jiān），沈中三日成冰。”

什么意思呢？

就是把水烧开后倒入“翁”中，然后上面用干净的“缣”（一种丝织物）密封，接着将“翁”慢慢沉入深井中，等上三天就可以得到大量冰块了。

是不是非常神奇？

水井我们都见过，只要把沸水密封起来，沉入水井中就可以得到冰块吗？我们就来聊聊这个让无数物理学家为之困惑的问题。

压强猜想

在一些物理学家看来，2000多年前的汉代人发明的“夏造冰方法”，利用的其实就是压强原理。将装满开水的容器密封，然后沉入井底，可以让容器表面出现巨大温差，随着容器内水温的迅速降低，容器中的气压也随之降低，水就有可能结成冰。

可能很多人都无法理解这种现象，我们说得详细一些。

哪怕是在夏天，井水的温度也是非常凉的，尤其是一些深井，其夏天温度甚至能够达到3—4℃。但想让水结冰，就必须让温度达到0度，否则水就无法变成冰，这是初中物理课本上的知识，大家都知道。

只不过这里还有一个“特殊情况”——水的结冰温度，也就是凝固点，是可以出现变化的。

举个例子，如果我们爬到了世界之巅喜马拉雅山，在这里烧水的话，只要将温度烧到73.5摄氏度，水就被烧开了。

再比如说我们家里所使用的高压锅，密封的锅盖导致锅内蒸汽无法排出，所以高压锅内的气压就会一直增大，这也导致了水的沸点温度提高。

正常情况下，高压锅内的气压能够达到1.3个大气压，温度也可以达到125℃。

水的沸点会根据气压的大小出现差别，而它的结冰点也是如此。

气压越低，水的结冰温度就会随之提高，根据测试，压强每减少一个大气压，结冰温度就会提高0.008℃。

压强可以提高水的结冰温度，是否可以破解“夏造冰方法”呢？

答案是不可能！

以汉朝时的科技水平来说，就算把容器内的气压降到最低，水的结冰温度最多只能上升1℃。

也就是说，即便我们把容器放在温度只有3℃的深井之中，然后将瓶子内的气压降到最低，依然达不到结冰要求。

既然不是压强原理，那么究竟是什么原因呢？

空调制冷猜想

估计很多朋友都曾给自行车的轮胎放过气，当我们拔掉气门芯后，车胎内的气体会在极短的时间内喷涌而出，这个时候车胎气门处就会变得特别特别凉。

之所以出现这种现象，是因为压力突变导致了温度突变，而这也是空调可以制冷的原理之一。

那么汉代的“夏造冰方法”是不是利用了这种原理呢？

为了证明这种猜想，物理学家李志超教授指导研究生赵虹君进行了一个模拟造冰试验。为了达到最好的实验效果，他们找来了一个瓶身大瓶口小的玻璃球瓶代替了瓮。

像这种容器在汉代时，是绝对不可能制造出来的，但是想让“压力突变”效果达到最大，就必须使用这种形状的容器。

玻璃瓶的瓶口是用橡皮塞密封的，塞子里有一个放着温度计的玻璃管，直达瓶底。而在塞子外面则是接着软管，在软管上还有一个可以调节松紧的夹子。

准备就绪后，将玻璃球瓶内注水，然后加热使水完全烧开，只留下没过玻璃管口的水量，然后用夹子夹紧软管，将玻璃球瓶迅速放入注满凉水的水桶中。

如果大家想要试验的话，一定要注意了，这里有危险！

玻璃瓶温度很高，快速浸入温度很低的凉水中时，很有可能发生炸裂。就比如说我们冬天喝酒，为了让酒暖一些，便会放到开水中烫一下，但是一个不注意就把酒瓶烫炸了。

当玻璃球瓶浸入凉水后，水温下降速度是非常快的，从100℃迅速降至到了20℃左右，但是之后水温下降的速度就开始变得非常缓慢。

20℃距离水能结冰的0℃，还有好大一截呢，是不是因为放置时间比较短呢？毕竟“夏造冰方法”中讲过，要放置三天才能得到冰，于是李志超教授又将玻璃球瓶多放置了几个小时。

最终，玻璃球瓶中的水温保持在了7℃左右。这个时候，慢慢地松开夹子，玻璃瓶内的水温又下降了1℃左右。

自此，试验结束，结果显示水温只能降到6℃左右，无法达到结冰条件。

虽然实验没有达到效果，但李志超认为自己的猜想是没有错的，将加热后的水放入冷水中冷却，然后再将密封的容器打开通风，只要条件能够达到，就完全有可能制造出冰块来，但前提是需要一个非常特殊的细口大腹瓶。

后来又有一些物理学家，利用各种各样的容器以“夏造冰方法”来制冰，其中绝大多数的实验都以失败告终，但也有人非常幸运的得到了一些冰渣，而不是“夏造冰方法”中所提到的冰块。

解不开的疑惑

虽然物理学家们始终没有通过“造冰方法”得到冰块，但是他们的研究方向是没有错的，至于问题究竟出在哪，就不得而知了。

毕竟古人对于“夏造冰方法”的记载并不详细，容器“翁”是什么样，没有人知道。“新缣”又是个啥，也没人知道，想来其中还有一些关键技术没有被记录下来。

以今时今日的科研技术，都无法解答“夏造冰方法”的问题，估计这种制冰技术的需求条件是非常严苛的。在汉朝时期，除了王公贵族，想必普通老百姓是无法使用“夏造冰方法”的。

当然了，老百姓也还有其它的方法得到冰，比如说建造冰窖，他们只需在冬天的时候将冰块取下，妥善地存放于冰窖之中，到了夏天时就可以使用冰块了。

而这种情况在唐朝时发生了彻底改变，唐人们发现：

只要将硝石放入水中，它便能迅速溶于水并且吸收热量，于是水就会变成冰。

即便是在炎热的夏天，硝石也可以让水快速结冰，这种简单的制冰技术很快便传遍了大江南北，高精尖的“夏造冰技术”也随之被彻底取代，消失在了历史长河之中。