2000年前西汉记载的“热水造冰”法，困扰了我国科学家们许多年

综述

在现在很多人的眼中，古人因为受到了思想和科技上的限制，并不像如今的我们能够上知天文下知地理，甚至还因为封建主义制度和宗教的压迫，大部分的民众都愚昧无知。

事实上，有一些人确实是这样没错，但是在我国，随着社会的建立，国家的形成，统治者往往需要优秀的大臣来管理子民。

历代但凡是有远见的君王，都知道如果想要国家能够长久地维持下去，首先就要使得人们富足，过上好日子。《荀子》中曾有这么一句千古名言——“水能载舟，亦能覆舟”，这也是唐太宗的座右铭。

而为了能够安定民众，皇帝时常是求贤若渴，秦汉到隋唐我国朝廷选拔官员奉行察举制和荐举制，由高阶层的官员来推荐有才能的人，但是因为世族的存在，以及从古至今一直存在着的任人唯亲的思想，基层民众并不能通过这个方式入仕。

自隋唐以后，我国开始实行科考制度，这也是我国目前的高考的前身，即通过公开的逐级考试来由中央选取合适的人才，虽然依然存在着缺点，但是对于古代来说，已经是相对公正的改变自身命运的方式了。

因此，我国古人其实很多时候都有着系统的学习，只是学习的方向不同于现代，他们也并不愚笨，甚至许多人还非常聪明，比如我国古代的四大发明，比如万户开世界之先以火箭飞天，这些都是前人的努力，而我们只是站在了他们的肩膀之上。

如今我们在夏日炎炎里饮用冰品，吹着空调打着风扇的时候，偶尔也会想，古代那么炎热，古人还穿那么厚，他们是怎么祛暑的呢？

事实上，古人早在3000年前就已经懂得了冰块的好处，甚至在2000多年前还能够利用热水来制造冰块，这是怎么一回事呢？

古人与冰

早在商周时期，贵族阶层就已经开始在夏日里享受冰爽的美好日子了，统治者向来将采冰和储冰看作是一件大事，甚至最开始还与祭祀有着很大的关系，并且配有专门的官员来管理此事，也就是“凌人”。

《周礼·天官·凌人》的史书上就记载了凌人的采冰时间，以及对于冰的用途，也就是每逢十二月，凌人就会开始安排人凿冰，因为冰块会融化，所以要以3倍的数量将冰块储存进冰窖中，并且还要在春天进行检查，到了秋天又会将其清理。

每到夏天，就会专门将冰块放入“冰鉴”中，这就像是现代的冰箱一样，一些肉类、食物等等都会放在里面，用来防止腐烂，同时也会在里面放入酒等饮品。

但是由于这些冰窖的工程量太大，需要固定的场所和技术，因此多是由帝王等贵族享用，比如屈原就曾经在他的《招魂》里写下：“挫糟冻饮，酎清凉些。”意思是，用冰块将酒冷冻以后，品尝起来更加清凉可口，而这就是对当时帝王富贵生活的描写，是臣民都不能奢求的。

除此之外，冰块也被古人用来储存尸体。因为古代的丧葬文化一般都不会将死者立即下葬，往往会将遗体放置一段时间，但是在炎热的夏日，遗体一旦放久，很容易导致腐烂生臭，从而对死者遗体不敬。

也因此，在一些皇家贵族里，就会用冰块来妥善保全遗体，保证在夏日里能够体面地将其下葬。

1977年我国就曾经发掘出了春秋时期的凌阴遗址，它看起来像是个倒置起来的长方棱台，内部有柱洞，形成了柱网，用来承担重量，底部还有排水的水道，能够将融化的多余的水流向连接的河流。

而这个冰窖的窖底很可能在当时铺满了稻糠，窖口也用泥涂抹过，这些都能封闭内部空间，用来隔热。

到了后来，帝王赏赐冰块的“颁冰”更是成为了一种每逢夏日臣子都非常期望的盛典，唐朝就有相关的诗句描写：“火炎逢六月……颁冰无下位，裁扇有高名。”

这段诗句就描写的是在炎炎夏日里，帝王赏赐臣子冰块的事情，而这些臣子几乎都是非常尊贵的身份，非王公贵族不可得。

我国伟大的诗圣杜甫也曾“敢忘宫恩玉井冰”，想要获得皇帝赏赐冰块，但是当时的他的官职非常低，这于他来说只是妄想。

不同于这些平民阶层，皇家经常使用冰块，用冰降温后的冷食也非常丰富，比如清风饭、龙晴粉、龙脑末等等，这些都是史书中唐敬宗在夏天能够吃到的凉爽美食。

其实在唐朝时期的市场就已经有人开始卖冰，只是因为价格高昂，底层民众依然享受不起。后来商人们又在冰中加入糖，还有“槐叶冷陶”，也就是冰水浸泡面条，泡好后冷藏，吃之前加入调料搅拌，就像是现在的凉面一样。

但这些仍然属于是成本较高，价格也较高的“奢侈品”，古代的普通阶层如何度过夏日呢？事实上，西汉的《淮南万毕术》里就记载了一种用热水来制造冰块的低成本“造冰术”。

热水造冰？

用热水制造冰块？如果脱离了冰箱、制冰机等等现代科技，这无疑是一个在大多数人们的眼里都十分荒诞且异想天开的想法。

小孩子都能明白，热与冰是两个温度上的反义词，一个是奔向蒸发的气化，一个是朝向凝结的固化，是看似不会相交的两个射线。

然而2000年前的《淮南万毕术》中，这本相传是淮南王门客下的方士所写的汇编却告诉了后世，“热水造冰”的方式并非是无中生有。

上面关于此方法的文字只有短短十几个字——“取沸汤置瓮中，密以新缣,沈中三日成冰”，意思是在一个陶翁里撞上沸水，再用织物密封，最终放入井底，三天后就能制造出冰来。

甚至除了在《淮南万毕术》之外，许多文献古籍上面都有“夏造冰”的相关记载，比如《淮南子》一书中就有'以冬铄胶,以夏造冰'的文字，《庄子》中也有“ ……其弟子曰 :“吾能……夏造冰矣”，魏晋时期亦有“冬起雷, 夏造冰”的说法，甚至乃至明朝都有相关的记录。

也因此，尽管《淮南万毕术》在古籍中的地位并不算太高，却在科学界受到了极大的关注，许多的科学家们针对“热水造冰”的技术进行了探讨和研究，却直到目前都没有得出非常确切的答案。

洪震寰老先生甚至曾经将热水造冰的方式称为是我国相关科学家们都非常重视，但是又在长期无法解答它的问题。

20世纪80年代，洪震寰老先生就对《淮南万毕术》进行了详细的研究，他认为，用现代物理知识分析，所谓的“夏造冰”的唯一依据可能就是“液体的冰点会随着气压下降而升高”的理论。

但是就算是将陶瓮沉入深井，瓮内温度骤降，液面气压下降，成功使得里面水的冰点升高，可是一般而言减少1个大气压，水的冰点所升高的幅度也是极其小的，只有0.008℃，远远无法达到凝结成冰块的程度。

因此，洪震寰老先生在当时得出了结论，即《淮南万毕术》的热水造冰方法是不可行的。

然而我国的另外一位科学家李志超却持有与洪震寰老先生不同的看法，他认为，如果通过气体的绝热膨胀，也是完全能够做到降温甚至是冷冻的效果的。

李志超指导学生做了一个实验，在一个球形玻璃瓶里撞上少许的水，并用橡皮塞将这个玻璃瓶密封，模拟《淮南万毕术》中的热水造冰的场景。

紧接着，再将橡皮塞上的玻璃管下端放到瓶底，用可调节松紧的橡胶软管与玻璃管外端相接，通过玻璃瓶内部紧贴的温度计来观察里面液体的温度。

实验后，李志超表示，沸水通过密封，冷却后缓慢地进行放气是可以达到低温的效果的。

这次的模拟实验比较成功，李志超又进行了更加详细的实验，最后得出了相关解释——在我国北方或者高山高海拔地区，夏季的深井一般是在10℃之下，将一个细口大肚的陶翁装上少许的水，煮沸后瓮身与水是同样的温度。

并且由于瓮中液体沸腾气化，水蒸气就会将瓮内的空气挤出去大半。当沸水被蒸发得差不多的时候，就马上用浸水的非常细密的织物将瓮口封住，随后放入10℃以下的深井中。

瓮身猛然接触到凉水，原本瓮中弥漫的水汽就会开始凝结，同时瓮中的气压大幅下降，形成了靠近真空的环境，等到瓮身与深井井水温度相近，迅速将瓮取出来，这时织物就会开始透气。

事实上，骤然减压会使得气体膨胀变大，从而向外做功，内能降低，因气体吸热造成温度下降，如果掌握了相关的技巧和经验，确实是可以达到冰渣的。

后来的雷志华教授也通过研究，针对热水造冰提出了低压下水快速蒸发可以吸热制冷的原理，但他认为，并不是在瓮的底部结冰，而是在密封翁口的织物上面。

而且雷志华教授还提出了实现热水造冰的三个理想的条件，即瓮的容积要在大约100升，随处的环境湿度要小于26%，温度也要在20℃上下，也就是说必须在夏天。

只是经过科学家们的试验，热水造冰虽然可行，但产量却很低，只能获得少数的冰，并且还需要有较为严格的环境要求，失败率也比较高，同时还需要严格把握相关的数据，可能这就是为什么没有大规模普及和推广的原因。

结论

事实上，关于热水造冰的相关结论到目前为止也只是科学家们的研究推测，事实到底是什么样子的，古人是否真的是依照着这样的原理进行了造冰，我们都不得而知。

我们不得不感叹我国古人的智慧，要知道这是在2000年前记载的方法，而西方直到1775年才在近代科学的支撑下用乙醚实现了造冰的技术，比热水造冰技术晚了一千八百年左右的时间。