饮水鸟是一种永动机吗?

发布网友 发布时间：2022-05-13 13:49

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热心网友 时间：2023-02-08 05:39

中国古代玩具“饮水鸟”类似永动机的状态曾经让大科学家爱因斯坦也惊叹不已。“饮水鸟”的形象最后一次公开出现是在上世纪30年代时一本国外的科普读物上，之后就销声匿迹了。这只神秘的“饮水鸟”发明于什么时候？不可考；民间是否还有流传？不知道。借助当时的一些资料，我们找到了一些关于这种玩具的零星记忆。希望有心的读者能帮我们寻找到或能“复活”这只神秘鸟，让更多的现代人分享古人的智慧。 2005年7月份开始的大型“中国古典物理玩具展”已经进入了紧张的筹备阶段，据北京玩具协会益智玩具委员会主任余俊雄老师介绍，他们正在急于寻找一个已经失传的叫做“饮水鸟”的玩具，或者希望能有有心人把这种玩具“复活”，以便这个神奇的“饮水鸟”可以在展览上与孩子们见面。 古老玩具是永动机？ 与余老师一见面，他就兴奋地跟我描述起了这个传说中的玩具。据余老师介绍，这种古老的中国玩具外形就像一只鸟，主体由玻璃制成。它的身体是一根玻璃管，管的上端是一个小球，也就是鸟头，管的下端是一个大球，也就是鸟的尾部。球内装有液体，管的下端浸在液面下。整个鸟身是密闭的，架在一个类似鸟腿的座上。它的头部粘有尖尖的嘴，尾部粘有羽毛。为了让人不能看清鸟身体里的秘密，它的身体被涂上了黑色。而它的神奇之处就是，在鸟的面前放上一杯水，鸟就会俯下身去，把嘴浸到水里，“喝”了一口后，又直立起来。可是直立一会儿它又会俯下身去，等到鸟嘴浸到了水，“喝”了一口，有会直立起来。就这样，它不停地点头喝水，就像是一台永动机。但是永动机在科学理论上是不可能的，那么这到底是怎么回事呢？ 爱因斯坦也称奇 这一点连当代最伟大的科学家爱因斯坦都为它吃惊。余老师说，根据前苏联著名的科普作家别莱利曼编著的《趣味物理学续编》中提到，曾有人将这个涂了颜色、看不见内部奥秘的“饮水鸟”赠送给爱因斯坦博士，并对他说，科学家不是说永动机是不可能的吗，现在就让你瞧瞧这台永动机。当爱因斯坦看过并明白其原理时，真的十分惊叹“饮水鸟”的设计巧妙。因此这个玩具就被别人叫做“爱因斯坦也吃惊的玩具”。 充满奥秘的冒牌永动机 当然这种玩具并不是永动机，它之所以能不停地点头喝水，是因为它包含着复杂的物理学原理。原来“饮水鸟”内的液体是乙醚一类易挥发的液体，在高温里很容易蒸发，而液体的饱和蒸汽所产生的压力又会随温度的改变而剧烈的改变。 a.头部受冷，气压下降，尾部的液体因为吸力沿颈部上升。这样头的重量在增加，尾部的重量在减轻，重心位置发生变化，当重心超过脚架支点而移向头部时，鸟就俯下身到平衡位置。这个位置可以通过鸟嘴的重量来调试。 b.头部降低，内部发生两个变化。一是“饮水鸟”的嘴浸到了水，这样鸟头被打湿。二是上下的蒸汽区域连通，两部分气体混合，没有了气压差，但由于吸收了周围空气的热量，蒸汽的温度略有上升。这时上升到头部的液体，在本身的重量作用下流向下端尾部。 c.尾部变重，头部向上翘，液体全部集中到尾部，同时，头部的蒸汽因为刚粘到的水又开始冷却。 原来“饮水鸟”头部不断蒸发所吸收的周围空气的热量，就是这奇妙的“饮水鸟”能够活动的原动力。正是因为它使用的是周围察觉不到的能源，所以才会被人误认为是永动机。 失传原因不明 余老师说，他第一次听说这个玩具是几年前在美国。因为工作关系，余老师经常参加美国的一个“中国古典益智游戏基金会”所举办的游戏年会。在参加这些年会时，余老师发现美国人竟然对这个玩具很有兴趣，余老师后来在国内多方查找，但一直没能找到。 据余老师介绍别莱利曼是在1936年撰写的《趣味物理学续编》中提到这个玩具，另外日本东北大学教授酒井高南编著的《玩具与科学》中也提到过，也就意味着，这种“饮水鸟”至少是在上世纪30年代就已经存在了。但是它到底是谁发明的，在什么时候发明的，都没有文献记载。 古老玩具代表传统文化 余老师说，现在有很多人提倡弘扬中国的传统文化，中国古老的玩具就是一个极好的代表。我国有很多富有科学知识的古老玩具。跟现在的电子游戏相比，它们一样有趣，并且不会使孩子们成天闷在房间里，对身体健康和性格的形成都有好处。让孩子们在玩这些玩具的同时，能知道一些科学知识。 让爱因斯坦惊讶的玩具（2006.5） -------------------------------------------------------------------------------- 央视国际 www.cctv.com 2006年08月02日 09:54 来源：CCTV.com 它是一种充满神秘色彩的古代玩具。它曾经困惑了一代物理学大师爱因斯坦，半个世纪以来它却销声匿迹。现代人能否找到它的踪迹呢？半个世纪的悬疑能否被揭开谜底呢？ 请跟着我们的脚步，一起来孜孜不倦地寻找——让爱因斯坦惊讶的玩具。 孜孜不倦寻找线索的余俊雄 饮水鸟，现实中的传说 2005年6月以来，北京市玩具协会的余俊雄老师就没歇过。按照计划，中国古玩具展览即将在同年8月开幕。作为筹备委员的余俊雄一直在忙着为这次展览四处搜集展品。到了7月初，计划中的各种展品大都就位，但余俊雄依然忧心忡忡，因为一件非常重要的展品还没有眉目。 余俊雄到底在寻找什么呢？ 原来他寻寻觅觅着一种叫“饮水鸟”的玩具。 饮水鸟是一种充满神秘色彩的玩具鸟，据说只要在它的面前放上一点水，它就会不知疲倦地摆动不停。但是半个世纪以来，它却销声匿迹于茫茫人海中，无论是于俊雄和他的同事，还是其他人，谁都没有见过这种玩具鸟的庐山真面目。 余俊雄对饮水鸟的最初印象，来自于一本苏联物理书——《趣味物理学》。书作者，当时苏联的科普作家别兰迪曼，在书上记载着这样一种鸟：只要有水喝，它就能不停地运动下去。于是从上个世纪70年代开始，余俊雄就踏上了寻找这神奇小鸟之路。他在寻找过程中发现，关于饮水鸟的记载和描述，大多出自国外研究者之手，而且他们都明确地称之为“中国饮水鸟”。 这种玩具鸟究竟是什么样子？它是否真的源自中国，是中国古人智慧的结晶？如果真是这样，为什么国内没有相关的史料记载呢？ 饮水鸟 30年来，余俊雄查找了大量古籍资料，但始终没能找到饮水鸟诞生的确切年代。在漫长的追寻中，他又听到一个让人称奇的事情。东京大学教授写的《科学与玩具》一书中，将饮水鸟和爱因斯坦联系在了一起。书中指出，当年有人将饮水鸟送给爱因斯坦，这位极具智慧的大师对这只神奇的小鸟爱不释手，还大吃一惊道：“永动机出现了！”后来还专门搜集过这样的饮水鸟。 既算不上是精美工艺品，也不是什么高科技产品的小鸟，偏偏引起了一位现代物理学大师的关注。这个神奇玩具曾在爱因斯坦手中辗转，它因此有了一个响当当的别称；“让爱因斯坦也吃惊的玩具”。从那时起，饮水鸟就已经名声在外，有人叫它“来自中国的永动机”。 众所周知，能量守恒原理已经被现代物理学反复验证，成为一条公认的原理。但饮水鸟听上去似乎在挑战这一理论：它既不用借助机械等外力，也不用现代的电、磁等能量帮忙，只要面前放上普通的水，它就能运动不停…… 可饮水鸟究竟靠什么实现运动？饮水鸟的制作工艺是否流传下来？现代还有人会做这种玩具吗？余俊雄一直被这样的疑问困扰着。 饮水鸟 饮水鸟，千呼万唤始出来 眼看着开展的日子一天天临近，寻找这件古老玩具的工作却丝毫没有进展，余俊雄真是心急如焚。虽然不断有同事劝他，不要再为这件玩具费心，但他还是不愿意就此放弃。情急之下，余俊雄想到了一个办法：借助网路、报纸等媒体，扩大搜寻面。 果然，寻找饮水鸟的消息很快有了反馈，大量的信件和电话纷至沓来，其中一个网友发来的消息让余俊雄喜出望外，这位网友曾经在华北电力大学学习时，在实验室看到过饮水鸟。于是，余俊雄第二天快马加鞭地赶往位于河北保定的华北电力大学。在这所大学的物理实验室中，他终于看到了这只梦寐以求的小鸟。 余俊雄面前的这只小鸟，无论是外形还是运动情况，都和史料中描述的非常相似。可它的内部结构是否也和古代饮水鸟一致呢？由于华北电力大学只有这么一个收藏，老师们从没舍得打开过，其内部的结构自然也就不得而知了。但余俊雄明白，只有了解了小鸟肚子里装的究竟是什么，才能清楚饮水鸟不停摆动的秘密。 尽管于俊雄还是心存不解，不过能找到这样一只玩具鸟已算是相当幸运了。既然学校不愿意饮水鸟被带走，那么拍张照片带回北京也行。可就在余俊雄离开华北电力大学回到家中时，他接到一个让他既兴奋又吃惊的电话。华北电力大学一位上了年纪的老师提供了这样一条线索：饮水鸟是学校从一位叫孙贵的沈阳老工艺人那里收购来的。紧接着，沈阳的孙贵打来电话说，饮水鸟是他做的。 这真是“柳暗花明又一村”啊！可孙贵真的就是饮水鸟的制作者吗？他和当年流传世界的饮水鸟之间又有什么关系呢？找到他，饮水鸟的秘密就能大白于天下吗？ 饮水鸟 饮水鸟，终现庐山真面目 来自沈阳的电话让余俊雄半信半疑，但展出的日子迫在眉睫。为了不放过任何一点希望，他第二天一早就动身赶往沈阳。 一走进孙贵的家，余俊雄好像进入了一个玩具鸟的世界。屋里屋外，上上下下，都摆满了五颜六色的玩具鸟。它们就是传说中的饮水鸟吗？孙贵就是饮水鸟的制作者吗？ 孙贵指着这些玩具鸟告诉余俊雄，这些鸟和他在华北电力大学见到的一样，是他这些年断断续续制作出来的饮水鸟。琳琅满目、样式各异的饮水鸟，大量的文字材料，以及孙贵对制作时间的描述，都让余俊雄相信孙贵就是这些饮水鸟的制作者。可孙贵的手艺又出自何处？ 孙贵告诉余俊雄，这门手艺来源于幼年时对父亲手艺的零星回忆。那个时候的孙贵家，到处弥漫着股乙醚味，孙贵就是凭借着这些记忆，一边回忆，一边摸索制作饮水鸟。 孙贵和他制作的饮水鸟 饮水鸟绝不是什么永动机，它实际上是巧妙利用了物理学里的热力学原理。由于乙醚很容易挥发，而饮水鸟一头一尾的温度差异，能让玻璃管里的乙醚蒸汽的分布发生变化，从而改变饮水鸟的重心。而饮水鸟不断喝水，又会被水不断打湿头部，头部水分的蒸发吸收了周围空气的热量，再次产生温度差异，这就促使饮水鸟能够不停地活动。 随后的试验中，孙贵还发现：无论是加乙醚还是酒，甚至普通的水，饮水鸟都能运动不停。只不过乙醚的挥发性更强，饮水鸟的运动会更频繁。这就很容易判断出，古人在没有乙醚的情况下很可能是加水或者酒制作的。 两段玻璃管，一点乙醚，一些普通的棉花，就能制作出一只不知疲倦的小鸟。这听上去简单，可要让它不停歇地运动并不容易。为了从记忆中复原这只小鸟，孙贵倾注巨大的心血，克服了许多困难。比如，饮水鸟平衡的难以掌握，加入乙醚份量的难以确定。当年的尝试非常不顺利，最初做出的小鸟有些运动持续时间非常短，有些则根本无法动弹。为了解决这些难题，孙贵不得不反复试验并求助一些物理老师，找规律，创平衡。 通过20多年的努力，孙贵终于掌握了一些制作窍门。要让小鸟动起来，一是要把握好鸟儿身体里乙醚的量，过多会让身体太重，过少则无法带动身体摆动。二是要找好小鸟身体的平衡点，最佳的支点才能保证小鸟运动自如。 由于空气中湿度、温度的变化，都会影响到饮水鸟头部水分的蒸发速度，因此这只小鸟还成了一名气象预报员。 根据孙贵的回忆以及事先搜集到的历史资料，余俊雄推断，至少在清代中期饮水鸟就已经诞生了。清楚了小鸟身体的具体构造，以及里面蕴藏的东西，所有的谜团似乎慢慢清晰起来。 饮水鸟终于出现的展会上 此时，时间已接近2005年7月下旬，为了保证在8月的中国古玩具展览上，人们能看到样式各异的饮水鸟，孙贵特地赶制出一批新的玩具鸟。8月15日，这种曾经让爱因斯坦也吃惊的神奇玩具终于在展会上露面，成为展会上最引人注目的一件展品。 参考： http://ke.baidu.com/view/752866.htm?fr=ala0_1

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热心网友 时间：2023-02-08 06:57

饮水鸟是永动机。但是它因为构造原因，只适合当玩具。如果你要研究永动机，建议从热泵方向走，做空气动力发电机。