自2005年6月以來,孜孜不倦地尋找線索的余就沒有停止過。按照計劃,中國古代玩具展將於同年8月舉行。作為籌委會成員,余壹直忙於為這次展覽收集展品。到了七月初,大部分計劃中的展品都已準備就緒,但余仍然很擔心,因為壹個非常重要的展品還沒有制作出來。余在找什麽?原來他在找壹個叫“飲水鳥”的玩具。飲水鳥是壹種神秘的玩具鳥。據說只要在它面前放壹點水,它就會不知疲倦地搖擺。但半個世紀以來,它已經消失在茫茫人海中。沒有人見過這只玩具鳥的真面目,無論是於、他的同事還是其他人。余對飲鴆止渴的第壹印象來自壹本蘇聯的物理書《趣味物理》。該書的作者,當時蘇聯的科普作家Berandiman,在書中記錄了這樣壹只鳥:只要有水喝,它就能不停地動。於是從上世紀70年代起,就踏上了尋找這種神奇鳥類的道路。在尋找的過程中,他發現大部分關於飲鴆止渴的記載和描述都來自國外的研究者,他們都明確地稱之為“中國飲鴆止渴”。這只玩具鳥到底長什麽樣?它真的起源於中國,是中國古代人民智慧的結晶嗎?如果有,為什麽中國沒有相關的歷史記載?
在過去的30年裏,於翻遍了大量的古籍,卻始終沒能找到飲鴆止渴的確切誕生年代。在漫長的追逐中,他聽到了另壹件令人驚奇的事情。在東京大學壹位教授寫的《科學與玩具》壹書中,飲鳥與愛因斯坦聯系在壹起。書中指出,當有人送給愛因斯坦壹只飲水鳥時,睿智的大師對這只神奇的鳥愛不釋手,驚訝不已:“永動機出現了!”後來我也收集了這樣的飲鳥。
這只既不是精美的工藝品,也不是高科技產品的鳥引起了壹位現代物理學大師的註意。這個神奇的玩具在愛因斯坦手裏輾轉反側,因此有了壹個著名的綽號;壹個也讓愛因斯坦吃驚的玩具。從此,水鳥名聲大噪,有人稱之為“來自中國的永動機”。
眾所周知,能量守恒原理被現代物理學反復驗證,成為公認的原理。但水鳥聽起來似乎在挑戰這壹理論:它可以在沒有機械等外力或電、磁等現代能源的幫助下保持移動,只要在它面前放上普通的水...
水鳥到底靠什麽運動?飲鴆止渴的制作工藝流傳下來了嗎?現代還有人能做出這種玩具嗎?余壹直被這樣的問題困擾著。眼看著開發的日子壹天天臨近,對這種古老玩具的尋找卻毫無進展。余是真的著急了。雖然同事不斷勸他不要為這個玩具費心,但他還是不願意放棄。無奈之下,想了壹個辦法,借助網絡、報紙等媒體擴大搜索範圍。
果然,尋找飲鴆止渴的消息很快得到了反饋,大量信件和電話湧入。壹位網友的消息讓余喜出望外。這位網友在華北電力大學讀書的時候曾經在實驗室看到過飲水鳥。於是,於第二天就趕到了河北保定的華北電力大學。在這所大學的物理實驗室裏,他終於見到了這只夢中的小鳥。
於面前的這只鳥,其外形和動作與史料中所描述的十分相似。但它的內部結構與古代飲鴆鳥壹致嗎?由於華北電力大學只有壹個館藏,老師們壹直不願意打開,其內部結構自然無從得知。但是余明白,只有知道鳥肚子裏有什麽,我們才能知道鳥不停擺動的秘密。
余雖然還很不解,但能找到這樣壹只玩具鳥還是挺幸運的。既然學校不希望飲水鳥被帶走,拍個照帶回北京也是可以的。但當於離開華北電力大學回到家時,他接到了壹個讓他既興奮又驚訝的電話。華北電力大學的壹位老教師提供了這樣壹條線索:飲水鳥是學校從壹個叫孫貴的沈陽老工匠手裏買來的。然後,沈陽的孫貴打電話來,說水鳥是他做的。
這真是“另壹個村莊”!但孫桂真的是飲鴆止渴的制作人嗎?他和當年流傳全球的飲鴆止渴有什麽關系?找到他,飲鴆止渴的秘密就會大白於天下?從沈陽打來的電話讓余半信半疑,但展覽的日子已經迫在眉睫。為了不放棄任何希望,他第二天壹早就動身去了沈陽。
壹走進孫貴的家,余仿佛進入了壹個玩具鳥的世界。裏裏外外,上上下下,擺滿了五顏六色的玩具鳥。他們是傳說中的飲鴆止渴嗎?孫貴是《飲鳥集》的制作人嗎?
孫貴指著這些玩具鳥告訴余,這些鳥和他在華北電力大學看到的壹樣,都是他這些年斷斷續續做的飲水鳥。琳瑯滿目、風格各異的飲食鳥,大量文字資料以及孫貴對制作時間的描述,都讓於確信孫貴就是這些飲食鳥的制作人。但孫貴的手藝從何而來?
孫貴告訴余,這種手藝來源於他小時候對父親手藝的記憶。那時候,孫貴家到處都是乙醚的味道。有了這些記憶,孫貴壹邊回憶壹邊摸索著制作水鳥。飲水鳥絕不是永動機。實際上,他們巧妙地運用了物理學中的熱力學原理。由於乙醚易揮發,兩端的溫差可以改變玻璃管中乙醚蒸氣的分布,從而改變水鳥的重心。水鳥在不停喝水的同時,頭部會被水打濕,頭部水分的蒸發會吸收周圍空氣的熱量,再次導致溫差,促使水鳥不停的移動。
在隨後的實驗中,孫貴還發現,無論是加入乙醚還是酒,甚至是普通的水,飲水鳥都能保持運動。只是乙醚揮發性更強,水鳥運動更頻繁。很容易判斷,古人很可能是用沒有乙醚的水或酒制作的。
兩根玻璃管,壹點乙醚和壹些普通的棉花,就能做出壹只不知疲倦的鳥。這聽起來很簡單,但要讓它壹直運動下去並不容易。為了從記憶中找回這只鳥,孫貴付出了巨大的努力,克服了許多困難。比如飲水鳥的平衡很難把握,乙醚的添加量很難確定。當時嘗試非常不成功。這些鳥最初的壹些運動持續的時間很短,而另壹些則完全不能動。為了解決這些問題,孫貴不得不反復實驗,並向壹些物理老師求助,尋找規律,創造平衡。
經過20多年的努力,孫貴終於掌握了壹些制作技巧。要讓鳥動起來,首先要掌握鳥體內乙醚的量。太多會讓身體太重,太少又不會帶動身體擺動。二是找到鳥身體的平衡點,最佳支點能保證鳥自由活動。
因為空氣中濕度和溫度的變化會影響飲水鳥頭部水分的蒸發速度,所以這種鳥也成了氣象員。
根據孫貴的回憶和事先搜集到的史料,於推斷,飲鴆止渴至少在清朝中期就已經誕生了。知道了鳥身體的具體結構和裏面是什麽,所有的謎團似乎都漸漸清晰了。第19屆科普周開幕,失傳多年的中國古代玩具“飲鴆止渴”現身大行宮廣場,讓不少到現場參觀的市民大吃壹驚。
記者在現場看到,“飲水鳥”高約10 cm。鳥身是玻璃做的,外面塗成綠色,看不到裏面。頭上包著薄薄的棉布,上面有幾根黃色的羽毛,前面還有壹個小盆。
專家用手沾濕鳥喙,鳥立刻開始連續俯仰,而且幅度越來越大。然後壹頭紮進盆裏喝水,不壹會兒就擡起頭來,身體前後傾斜,周而復始,就像壹臺“永動機”。我以為小鳥體內有電池,觀眾仔細檢查後並沒有發現電池。“鳥的體內真的有永動機嗎?”不然它怎麽能壹直喝水?“但是永動機在科學理論上是不可能的,那麽這是怎麽回事呢?
看到大家都很疑惑,專家們在現場揭開了謎底。“飲水鳥”充滿了揮發性液體乙醚。在不動的情況下,尾巴下部是液態的乙醚,上部是氣體。當有人用冷水接觸鳥頭上的棉布層時,鳥的頭部是冷的,吸收了周圍空氣的熱量,氣壓下降,尾部的液體因吸力沿頸部上升。這樣,鳥的頭部重量在增加,尾部重量在減少,重心位置發生變化,於是出現了俯仰現象。當重心超過三腳架的支點,移動到頭部時,鳥就會低頭。當嘴接觸到水面時,水會沿著嘴上升到頭部,鳥的頭部會再次變濕。此時,壹部分乙醚液體留在中間的玻璃管中,與下面的液體分離,但其位置仍然是傾斜的,液體會再次流下,鳥的身體會直立起來。這時鳥的頭已經變濕了,於是上面的場景又會出現,如此循環往復,直到盆裏的水被鳥幹了,頭不能再濕了,就不再低頭喝水了。
原來,“飲水鳥”頭部不斷蒸發吸收的周圍空氣的熱量,才是這只奇妙的“飲水鳥”移動的動力。正是因為它使用了周圍人都沒有意識到的能量,所以才會被誤認為是“永動機”。難怪連愛因斯坦壹眼就被它忽悠了。