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令愛因斯坦都驚歎不已的中國玩具，竟隱藏著永動機的秘密？

13.3萬 2"57"

飲水鳥

飲水鳥，國外科普讀物中記載，主體由玻璃製成。它的身體是一根玻璃管，管的上端是一個小球，也就是鳥頭，管的下端是一個大球，也就是鳥的尾部。中國古代玩具飲水鳥類似永動機的狀態曾經讓大科學家愛因斯坦也驚歎不已。“飲水鳥”的形象最後一次公開出現是在上世紀30年代時一本國外的科普讀物上，之後就銷聲匿跡了。

中文名

飲水鳥

型別

中國古代玩具

最後出現時間

上世紀30年代

製作原料

玻璃，乙醚，棉布。

快速

導航

原理

工作流程

失傳原因

製作歷程

國外資料

內容簡介

中國古代玩具飲水鳥類似永動機的狀態曾經讓大科學家愛因斯坦也驚歎不已。“飲水鳥”的形象最後一次公開出現是在上世紀30年代時一本國外的科普讀物上，之後就銷聲匿跡了。

球內裝有液體，管的下端浸在液麵下。整個鳥身是密閉的，架在一個類似鳥腿的座上。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身體裡的秘密，它的身體被塗上了黑色。而它的神奇之處就是，在鳥的面前放上一杯水，鳥就會俯下身去，把嘴浸到水裡，“喝”了一口後，又直立起來。可是直立一會兒它又會俯下身去，等到鳥嘴浸到了水，“喝”了一口，又會直立起來。就這樣，它不停地點頭喝水，這到底是怎麼回事呢？

飲水鳥

這一點連當代最偉大的科學家愛因斯坦都為它吃驚。根據前蘇聯著名的科普作家別萊利曼編著的《趣味物理學續編》中提到，曾有人將這個塗了顏色、看不見內部奧秘的“飲水鳥”贈送給愛因斯坦博士，並對他說，科學家不是說永動機是不可能的嗎，就讓你瞧瞧這臺永動機。當愛因斯坦看過並明白其原理時，真的十分驚歎“飲水鳥”的設計巧妙。因此這個玩具就被別人叫做“愛因斯坦也吃驚的玩具”。

原理

這種玩具不是一種利用環境中熱能的第二類永動機。”飲水鳥“是一種遵守熱力學定律的典型熱機，它之所以能不停地點頭喝水，是因為它利用了一些複雜的物理學原理。

飲水鳥的頭和軀體分別為兩個薄壁玻璃球( 以下簡稱“上球”和“ 下球”) , 其間以一根玻璃管連通, 內裝乙醚液體, 構成一個密閉容器。由於乙醚液體易揮發,因此液麵上方充滿乙醚的飽和氣。鳥頭四周包有一層易吸水的布。平時, 鳥身略向前傾。啟動時給鳥頭滴少許水, 布上的水在蒸發時大量吸熱, 使上球內的乙醚飽和氣在降溫的同時降壓，又因為溫度降低乙醚蒸汽變得過飽和了，有少量乙醚蒸汽凝結成液體，乙醚蒸汽的量變少，氣體體積進一步縮小，並放熱阻止溫度降低, 此時下球中的飽和氣壓大於上球中的氣壓, 下球中的乙醚液體沿玻璃管往上壓,下球壓強變小，裡面的蒸汽變的不飽和，少量乙醚氣化，下球裡的乙醚蒸汽的量變大，同時從乙醚液體吸熱， 於是整個鳥的重心上移, 從而打破了支點的平衡狀態。鳥身隨上升的乙醚液體逐漸前傾, 當鳥嘴接觸液麵時, 上下球剛好透過玻璃管連通 , 下球中的部分氣體進入上球, 兩部分氣體混合, 當上、下球中壓強一致時, 失去氣體壓力支援的液體將在自身重力的作用下倒流回下球, 飲水鳥的重心再次下移, 於是漸漸直立起來, 回到初始狀態。由於“喝水”時, 鳥嘴接觸水面, 沾溼了裹鳥頭的布,於是它又開始” 喝水“。飲水鳥內部變化的原理與超導體熱管一樣，透過氣化液化傳遞熱能，實際蒸汽的溫度並無大的變化。

工作流程

a.頭部受冷，氣壓下降，尾部的液體因為吸力沿頸部上升。這樣頭的重量在增加，尾部的重量在減輕，重心位置發生變化，當重心超過腳架支點而移向頭部時，鳥就俯下身到平衡位置。這個位置可以透過鳥嘴的重量來除錯。

b.頭部降低，內部發生兩個變化。一是“飲水鳥”的嘴浸到了水，這樣鳥頭被打溼。二是上下的蒸汽區域連通，兩部分氣體混合，沒有了氣壓差，但由於吸收了周圍空氣的熱量，蒸汽的溫度略有上升。這時上升到頭部的液體，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，頭部的蒸汽因為剛粘到的水又開始冷卻。

原來“飲水鳥”頭部不斷蒸發所吸收的周圍空氣的熱量，就是這奇妙的“飲水鳥”能夠活動的原動力。[1]

失傳原因

餘老師說，他第一次聽說這個玩具是幾年前在美國。因為工作關係，餘老師經常參加美國的一個“中國古典益智遊戲基金會”所舉辦的遊戲年會。在參加這些年會時，餘老師發現美華人竟然對這個玩具很有興趣，餘老師後來在國內多方查詢，但一直沒能找到。

據餘老師介紹別萊利曼是在1936年撰寫的《趣味物理學續編》中提到這個玩具，另外日本東北大學教授酒井高南編著的《玩具與科學》中也提到過，也就意味著，這種“飲水鳥”至少是在上世紀30年代就已經存在了。但是它到底是誰發明的，在什麼時候發明的，都沒有文獻記載。

製作歷程

餘老師說，有很多人提倡弘揚中國的傳統文化，中國古老的玩具就是一個極好的代表。中國有很多富有科學知識的古老玩具。跟電子遊戲相比，它們一樣有趣，並且不會使孩子們成天悶在房間裡，對身體健康和性格的形成都有好處。讓孩子們在玩這些玩具的同時，能知道一些科學知識。

孜孜不倦尋找線索的餘俊雄

飲水鳥，現實中的傳說

2005年6月以來，北京市玩具協會的餘俊雄老師就沒歇過。按照計劃，中國古玩具展覽即將在同年8月開幕。作為籌備委員的餘俊雄一直在忙著為這次展覽四處蒐集展品。到了7月初，計劃中的各種展品大都就位，但餘俊雄依然憂心忡忡，因為一件非常重要的展品還沒有眉目。餘俊雄到底在尋找什麼呢？原來他尋尋覓覓著一種叫“飲水鳥”的玩具。飲水鳥是一種充滿神秘色彩的玩具鳥，據說只要在它的面前放上一點水，它就會不知疲倦地擺動不停。但是半個世紀以來，它卻銷聲匿跡於茫茫人海中，無論是餘俊雄和他的同事，還是其他人，誰都沒有見過這種玩具鳥的廬山真面目。餘俊雄對飲水鳥的最初印象，來自於一本蘇聯物理書——《趣味物理學》。書作者，當時蘇聯的科普作家別蘭迪曼，在書上記載著這樣一種鳥：只要有水喝，它就能不停地運動下去。於是從上個世紀70年代開始，餘俊雄就踏上了尋找這神奇小鳥之路。他在尋找過程中發現，關於飲水鳥的記載和描述，大多出自國外研究者之手，而且他們都明確地稱之為“中國飲水鳥”。

自制飲水鳥

這種玩具鳥究竟是什麼樣子？它是否真的源自中國，是中國古人智慧的結晶？如果真是這樣，為什麼國內沒有相關的史料記載呢？

30年來，餘俊雄查找了大量古籍資料，但始終沒能找到飲水鳥誕生的確切年代。在漫長的追尋中，他又聽到一個讓人稱奇的事情。東京大學教授寫的《科學與玩具》一書中，將飲水鳥和愛因斯坦聯絡在了一起。書中指出，當年有人將飲水鳥送給愛因斯坦，這位極具智慧的大師對這隻神奇的小鳥愛不釋手，還大吃一驚道：“永動機出現了！”後來還專門蒐集過這樣的飲水鳥。

既算不上是精美工藝品，也不是什麼高科技產品的小鳥，偏偏引起了一位現代物理學大師的關注。這個神奇玩具曾在愛因斯坦手中輾轉，它因此有了一個響噹噹的別稱；“讓愛因斯坦也吃驚的玩具”。從那時起，飲水鳥就已經名聲在外，有人叫它“來自中國的永動機”。

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失傳原因

製作歷程

國外資料

飲水鳥確實是上世紀前半露面的，不過直到五六十年代還可以看見。關於愛因斯坦的那段記述也是那時流行的。但是要說愛因斯坦也給唬住了，那叫大言欺人。確實一直沒有資料說到是哪裡發明的。但不會是中國古代的發明。因為那裡面的乙醚，就沒有資料說中國古代就有。