在古代称为“鉴”的文物中,有陶鉴、铜鉴。其中许多所谓的“鉴”,实质上就是陶盆、铜盆一类器物:用它盛水,则为水鉴;用它盛冰,则为冰鉴。其中的一些颇具热学意义。
1994年在长沙白泥塘五号战国墓中发现了一件称为“镂孔杯形器”的物品(见图4-2)。杯子铜质,杯壁为镂孔花纹,平底、三足。通高15厘米,口径9厘米,底径7.1厘米。墓的年代属战国中期,墓主人为大夫一级的楚国贵族。考古文物界发现了不少类似的秦汉及其之前的器物。其用途之一是装置冰块,再将此杯置于盛有食物的器皿中,以御温气,冰冻食品,防止腐烂。
图4-2 战国镂孔杯形器
在人类生活中,一方面要火,要高温;一方面要冰,要低温。高温与低温都是热学研究的对象。类似镂孔杯形器的发现,证明古代人利用冰的历史悠久。
《诗经·豳风·七月》写道:“二之日凿冰冲冲,三之日纳于凌阴,四之日其蚤,献羔祭韭。”意思是:十二月凿冰冲冲响,正月抬冰窖里藏,二月取冰来上祭,献上韭菜和羔羊。屈原在《招魂》中亦说:“挫糟冻饮,酎清凉些”。意思是,冰冻甜酒,满杯进口真清凉。
除了冰冻食物之外,《左传·襄公二十一年》记述了楚康王使薳子冯为令尹(楚国最高军政长官),薳子冯不受,借冰块在家中装病以为托词之事。时值酷暑,装病时身着裘衣、盖上几床棉被,却在床下挖地坑,置大量冰块,使他自己处于“冰柜”之上,从而躲过了楚康王派来的医生的检查。《左传·昭公四年》还记述了藏冰、用冰的时间、地点,以及如何用冰等一系列过程。《周礼·天官·凌人》中有类似文字记述:
凌人掌冰。正岁十有二月令斩冰,三其凌。春始治鉴,凡内外饔之膳羞鉴焉。凡酒浆之酒醴亦如之。祭祀共冰鉴,宾客共冰,大丧共夷槃冰。夏,颁冰掌事。秋刷。
其大意是,周历十二月开始凿取野外干净冰块,三月将冰块收藏于冰窖“凌阴”之中。春天来临,将冰鉴洗涮干净。招待宾客,国君用餐,以至丧葬、祭祀皆用冰块对膳食、酒醴进行降温或冰镇。丧葬中,尸体放置冰床(“夷槃”)上降温,以防腐烂。掌管这一事务的官员称为“凌人”。夏天至,由凌人“颁冰掌事”;入秋后,清扫凌阴,以便来冬再度藏冰。
《周礼》述及的“冰鉴”,就是“盛冰置食物于其中,以御温”⑤的特制容器,或陶制,或铜制。曾侯乙墓出土一圆形铜鉴,通高29厘米,口径为45.1厘米。可以想见其内盛食物之多寡。有的将冰与食物混装于鉴内;有的将冰置于如图4-2所示的杯中,使冰与食物隔离。盛夏之日,还有食冰之人,如同今日吃冰棍者。据载,宋徽宗赵佶因“食冰太过病脾疾,国医无效”。此亦一忌也。
关于历史上利用天然冰降温一事,值得注意的是在曾侯乙墓出土的一种特殊的铜冰鉴式保温器。它是保温瓶的始祖。这种保温器里外两层,外为一方鉴,内装一方壶。方鉴的盖中有方孔,刚好套在内方壶的口上(见图4-3)。盛夏之时,方鉴盛冰,内方壶盛食物或冰冻酒水。据报道,方鉴通高61.5厘米,口径76厘米×76厘米,重168.8千克。内方壶底与外方鉴内底以三个栓钉套接。因外方鉴容积大,热容量也大,盛冰时,内方壶不易升温,保持食物新鲜而不致腐败。当方鉴盛热水时,内方壶酒水或食物可以保温,以便冬日使用。这种夹层的保温装置,是热传导原理的巧妙应用。或许正是它,启发人们利用热辐射原理创制了保温瓶。
图4-3 战国曾侯乙冰鉴式保温器
宋代洪迈(1123—1202年)曾记述某人发现的一个古瓷瓶,具有特殊的保温效果。他写道:
张虞卿者,文定公齐贤裔孙,居西京伊阳县小水镇,得古瓦瓶于土中。色甚黑。颇爱之。置书室养花。方冬极寒,一夕忘去水,意为冻裂。明日视之,凡他物有水者皆冻,独此瓶不然。异之。试之以汤,终日不冷。张或与客出郊,置瓶于箧,倾水瀹茗,皆如新沸者。自是始之秘。惜后为醉仆触碎。视其中,与常陶器等,但夹底厚几二寸,有鬼执火以燎,刻画甚精。无人能识其为何物也。⑥
由记载看,张虞卿所获得的“伊阳古瓶”,可能是洛阳陶瓷工人特意制作,它能保温数小时。它的特殊之处是夹层陶瓷。夹底厚二寸,底刻画有执火之鬼。图画表明,陶瓷工人在制造它时是有意设计并预先知道夹层能起保温作用。烧制陶瓷过程中,夹层内空气因热和高温会稀薄些。因此,这夹层古瓶对于防止热传导、降低热辐射是起作用的。古代人虽不知其中的热学道理,但在实践中发明了最早的陶瓷保温瓶。据《宋史·洪迈传》载,洪迈尤通宋代掌故。他的记载当有所据。