【大紀元6月2日訊】今天在大紀元網站看到了有關飲水鳥的報導。碰巧本人研究過一些中國古代的玩具歷史，對這種簡單而又神奇的玩具有一些了解，這裡把這種玩具的原理公布出來，以饗讀者。
這種古老的中國玩具何時誕生已經無從考察。它的外形就像一隻鳥，製作較為精巧的身體表面會覆蓋上羽毛。它的頭部有鳥嘴，頭上包有細布。
如果在鳥的面前放一杯水，鳥就會俯下身去，把嘴浸到水裡。不久，它的身體就會直立起來。直立一會兒它又會俯下身去，等到鳥嘴浸到了水，「喝」了一口水，就又直立起來。就這樣，它會不停地點頭喝水，像是一台永動機。
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鸟儿喝水时的情形。 |
鸟儿站立时的情形。 |
這隻玩具小鳥不需要外來的動力，卻可以做出周而復始的飲水動作。其中的奧秘就在於鳥嘴和其身體內部的結構。鳥嘴是一根很窄的金屬管，內有一條綿繩，與包裹著頭部的細布相連。在鳥體內，有一根玻璃管連接的兩個玻璃球。一個玻璃球稍小，位於鳥的頭部；一個球稍大，位於鳥兒的身體中後部。玻璃管的上端連接小球，下端沒入大玻璃球。也就是鳥的尾部。球內裝有液體一種易揮發的液體，管的下端浸在液面下。整個玻璃管和玻璃球是密閉的，架在一個座上。這樣鳥身由一軸心承托，可以在約270度內自由轉動。
鳥兒的運動可以分為三個過程：
1 吸水：當鳥兒的嘴點在水中時，基於毛細管作用，水便會沿著金屬管內的綿繩被吸到包裹著鳥頭的細布上。
2 飲水：當鳥兒直立時，先前頭部的細布上吸收的水份開始蒸發，吸收一部分熱量，使得鳥兒頭部的小玻璃球的溫度降低，繼而導致小玻璃球和玻璃管內的蒸氣壓降低。這樣以來，鳥兒身體中後部大玻璃球中的液體便在這個推動力的作用下進入進玻璃管中，使得鳥兒的重心慢慢開始向前半身移動。直到過了某一個臨界點，直立的鳥兒徹底失去平衡，頭部前傾，金屬嘴點在水碗裡，完成了飲水的動作。
3直立：鳥兒的身體在飲水時達到或超越水平狀態，此時小玻璃球與大玻璃球通過玻璃管連接，壓力趨於一致。因為大玻璃球較重，鳥兒身體開始抬起，液體開始回流到大玻璃球中，最終鳥身直立起來。
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鸟儿喝水时体内液体的分布。 |
鸟儿直立时体内液体的分布。 |
到這裡飲水鳥飲水和直立的過程就完成了。只要水杯中的水不幹涸，飲水鳥便會抑制重複飲水和直立的動作。
飲水鳥的設計非常精巧。在古代，中國人對於毛細現象，蒸發，重心等物理概念的認識只停留在感性層次上，但他們卻能得心應手的運用這些物理現象。其次，中國古人對物量的精確把握也令人驚嘆。比如，在飲水鳥中，玻璃球的大小，使用液體的揮發程度以及液量的多少都非常關鍵。些許失誤，便可能造成整個設計的失敗。這個玩具的設計，即便對於一個現代的大學生仍然是有一定難度的。
還有一個問題留給讀者：是否有可能改變鳥兒飲水的速度？您能拿出什麼方案來呢？
轉載自九豪網博客（http://blog.9ho.com/） 圖片製作：梵宮@(http://www.dajiyuan.com)
