西汉古书载沸水沉井三日成冰，物理学家吵了四十年仍无定论

大夏天三十多度，古人想喝口冰的，比今天打工人抢到一杯冰美式还难。

世界上第一台家用电冰箱1923年才问世，那之前中国人怎么搞到冰？答案你可能听过：冬天凿冰藏地窖，夏天拿出来用。《诗经》里就有“二之日凿冰冲冲，三之日纳于凌阴”的记载，《周礼·天官》设了“凌人”一职，专管采冰藏冰，编制九十四人，采冰量按用冰量的三倍来算，因为融化损耗大得惊人。

但你有没有想过一个问题：冬天存多少，夏天就只能用多少。万一那年冬天不够冷，冰层太薄，夏天就得干瞪眼。

于是，古人琢磨出了一招——用开水造冰。

一本两千年前的古书，把现代物理学家难住了

最早记录这件事的，是西汉淮南王刘安和门客编的《淮南万毕术》，成书于公元前2世纪。里面写得清清楚楚：“取沸汤置瓮中，密以新缣，沈井中三日成冰。”烧开的水倒进大瓮，用新的丝织物封死口子，沉到井里泡三天，就能得到冰。

《庄子》里也有类似的话：“吾能冬爨鼎而夏造冰矣！”——冬天烧火做饭，夏天造出冰块。

按咱们的直觉，造冰当然用冷水，温度越低越好。古人偏用滚烫的开水，这不是跟物理对着干吗？

物理学家最初也是这么想的。1983年，温州大学的洪震寰教授算了一笔账：气压确实能影响水的冰点，但每降低一个大气压，冰点才提高0.008摄氏度。就算把条件拉到极限，水温能抬升的幅度也不到1度。靠这点变化让开水在井里结冰，不可能。

洪教授下了结论：古人这法子，不靠谱。

十年后，有人做了实验，结果出人意料

中国科技大学的李志超教授不服。他带着学生赵虹君，按照古书描述的思路做了复原实验。操作大概是这样的：玻璃瓶装水烧到沸腾，趁水快烧干时迅速密封，放入冷水桶中。水温确实降得很快，几分钟就从99℃降到了20℃左右。之后把瓶子拿出来放在空气中，等温度与室温一致，再慢慢放空气进去——温度又降了一点，到了6℃。但水始终没有结冰。

赵虹君认为，古人的思路暗合“焦耳-汤姆孙效应”——气体从高压环境突然进入低压环境时温度急剧下降，相当于空调制冷的原理。瓮相当于绝热管，丝绸相当于多孔塞，沸水急速冷却产生瓶内外压强差，古人用这个办法来实现降温。

李志超在论文中给出了一个谨慎的结论：“沸水密封冷却，然后缓慢放气可以得到低温，淮南书作者也许得到了冰，也许没有得到过。”

这个说法留了余地。但2004年，厚宇德教授重新审查了李志超和赵虹君的实验方案，发现了一个关键问题：实验中采用的密封和放气条件，已经超越了淮南学派那个时代能掌握的技术水平。赵虹君的实验也确实没有造出冰来，水温只降到了6℃。

你说巧不巧？三个物理学家，三种结论：一个说不可能，一个说可能，一个说“可能”的条件古人达不到。

热水的“秘密”到底是什么？

目前学界主要有三种解释，但没有一种能让所有人服气。

第一种，低压蒸发制冷。李志超支持这个说法。开水封瓮沉井，容器迅速降温，瓮内气压骤降接近真空。低压下水加速蒸发，蒸发吸热，剩下的水温度继续下降。古籍里还记了个细节——“铜瓮雷鸣”，说能听到像打雷一样的声音。那其实就是水在低压下二次沸腾的动静。

第二种，姆潘巴效应。1963年坦桑尼亚一个叫姆潘巴的中学生发现热牛奶比冷牛奶先冻成冰淇淋，后来科学家反复验证，确实在特定条件下热水比冷水结冰快。有人就把这个和古人造冰联系起来了。但姆潘巴效应至今在物理学界仍有争议，拿一个争议来解释另一个争议，多少有点套娃的意思。

第三种，焦耳-汤姆孙效应，就是赵虹君提出的思路。气体绝热膨胀时温度骤降，瓮内水蒸气膨胀制冷。

三种理论各有短板。但有一点是共识：即便古人确实掌握了某种在极端条件下用热水制冰的方法，产量也极低。厚宇德的研究直接指出，那些“成功”的模拟实验，条件已经超出了淮南学派时代的技术边界。造出来的充其量是冰碴子，离方方正正的大冰砖差了十万八千里。

真正让冰块“飞入寻常百姓家”的，是另一种东西

热水造冰费时费力还不稳定，注定是贵族级别的奢侈品。真正改变局面的，是唐末出现的硝石制冰。

硝石溶于水时吸收大量热量，能让周围水温降到零度以下。操作也简单：一个大盆装水，小盆也装水，大盆里倒硝石，小盆里的水慢慢就结冰了。

这个方法成本低、产量高，一下子就普及开了。唐朝长安城里甚至出现了专门卖冰的商人。《唐摭言》里写“蒯人为商，卖冰于市”，但《云仙杂记》也记了一笔：长安冰雪，到了夏天“价等金璧”。有冰卖，但贵得离谱。一直要到宋代，藏冰规模大幅提高，平民才真正吃上了冰做的冷饮。南宋临安街头出现了“雪泡豆儿水”“雪泡梅花酒”，杨万里喝完还写了首诗：“似腻还成爽，才凝又欲飘。”

回过头看，两千年前那本《淮南万毕术》里的“夏造冰”，到底是真的还是古人的一厢情愿？

从现有实验来看，在极其苛刻的条件下，造出一些冰碴是可能的。但产量之低、条件之苛刻，让这个方法在实用层面几乎可以忽略。真正有意思的是另一件事：在没有温度计、没有气压计的年代，一群古人硬是靠经验摸索出一种反直觉的操作，还认认真真写进了书里。而两千年后的物理学家拿着现代仪器反复实验，至今也没能给出一个所有人都满意的解释。

技术会过时，但“搞不明白就接着搞”这件事，古今没区别。

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