虹吸原理？龍吸水？：包含現代科技原理的戰國青銅汲酒器

文史 06-20

1992年12月，山東省臨淄區商王村一戰國墓中，出土了一件荷蕾形青銅器。

圖1 戰國青銅汲酒器

荷蕾形青銅器。該器物長65.2、長柄外徑1.4、內徑0.8厘米，下端球形器腹部直徑7.2、底部直徑3.6厘米，長方孔長0.7、寬0.4、圓孔直徑0.4厘米（圖1）。青銅器上端為竹節形長柄，中空，頂端封閉並且飾有一龍首銜環，下端是一個形如荷蕾的球形器，長柄與球形器上下貫通。在第一節竹節處有一方孔，球形器底部正中有一圓孔。長柄外表為四段青銅竹節，竹節上、下兩端各飾一圈箍狀紋。球形器外表飾有含苞待放的荷紋。該器物造型之獨特，製作之精美，為歷史文獻和出土文物資料所不見，其確切用途和創作原理，更無從考證。現就該青銅器的實際用途、工作原理、裝飾藝術等加以深入研究。

一、荷蕾形青銅器的用途

對於出土的這件荷蕾形青銅器，考古專家們曾做過如下物理實驗：將其豎直放入水中，竹節形長柄在上，荷蕾狀球形器居下，發現水由圓孔進入荷蕾內，空氣則由方孔排出。當水進入時，用拇指壓住方孔提起，汲進之水無滴漏，鬆開拇指，汲取之水則緩緩流出。經專家反覆考證斷定，此物可能是汲取酒漿用的汲酒器。此外，從器物容量來推測，這件器物也應是一件汲酒器。經過實際測驗，該器物最大容量為240毫升（水位達到方孔處），水位在荷蕾上方箍狀紋處時容量為200毫升。而從該墓中出土的銀耳杯和銅耳杯等飲酒器的容量大多在230和500毫升左右。這些器具的容量正好是汲酒器容量的一倍或兩倍。這說明，這件汲酒器是與墓中出土的盛酒器和飲酒器配套使用的。

二、汲酒器的製作原理

圖2 汲酒器排氣孔

實驗表明，這件汲酒器的汲取功能是充分利用了大氣壓強的原理，通過器內水壓和器外大氣壓的共同作用，使水被汲起或放出。當從汲酒器排氣孔（圖2)移開拇指後，器內和器外的大氣壓力相互抵消，水則以自身的壓力緩緩流出（圖3）。這是古代勞動人民聰明才智和非凡創造力的集中體現，是古人對大氣壓原理和虹吸原理科學認識的有力佐證。對虹吸現象的發現觀察是古人認識大氣壓強的最早例證。我們知道，虹吸現象也是由於大氣壓的作用而產生的。早在商代的甲骨文中，就有「有虹自飲於河」的記載。