【大纪元6月2日讯】今天在大纪元网站看到了有关饮水鸟的报导。碰巧本人研究过一些中国古代的玩具历史，对这种简单而又神奇的玩具有一些了解，这里把这种玩具的原理公布出来，以飨读者。
这种古老的中国玩具何时诞生已经无从考察。它的外形就像一只鸟，制作较为精巧的身体表面会覆盖上羽毛。它的头部有鸟嘴，头上包有细布。
如果在鸟的面前放一杯水，鸟就会俯下身去，把嘴浸到水里。不久，它的身体就会直立起来。直立一会儿它又会俯下身去，等到鸟嘴浸到了水，“喝”了一口水，就又直立起来。就这样，它会不停地点头喝水，像是一台永动机。
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鸟儿喝水时的情形。 |
鸟儿站立时的情形。 |
这只玩具小鸟不需要外来的动力，却可以做出周而复始的饮水动作。其中的奥秘就在于鸟嘴和其身体内部的结构。鸟嘴是一根很窄的金属管，内有一条绵绳，与包裹着头部的细布相连。在鸟体内，有一根玻璃管连接的两个玻璃球。一个玻璃球稍小，位于鸟的头部；一个球稍大，位于鸟儿的身体中后部。玻璃管的上端连接小球，下端没入大玻璃球。也就是鸟的尾部。球内装有液体一种易挥发的液体，管的下端浸在液面下。整个玻璃管和玻璃球是密闭的，架在一个座上。这样鸟身由一轴心承托，可以在约270度内自由转动。
鸟儿的运动可以分为三个过程：
1 吸水：当鸟儿的嘴点在水中时，基于毛细管作用，水便会沿着金属管内的绵绳被吸到包裹着鸟头的细布上。
2 饮水：当鸟儿直立时，先前头部的细布上吸收的水分开始蒸发，吸收一部分热量，使得鸟儿头部的小玻璃球的温度降低，继而导致小玻璃球和玻璃管内的蒸气压降低。这样以来，鸟儿身体中后部大玻璃球中的液体便在这个推动力的作用下进入进玻璃管中，使得鸟儿的重心慢慢开始向前半身移动。直到过了某一个临界点，直立的鸟儿彻底失去平衡，头部前倾，金属嘴点在水碗里，完成了饮水的动作。
3直立：鸟儿的身体在饮水时达到或超越水平状态，此时小玻璃球与大玻璃球通过玻璃管连接，压力趋于一致。因为大玻璃球较重，鸟儿身体开始抬起，液体开始回流到大玻璃球中，最终鸟身直立起来。
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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。 |
到这里饮水鸟饮水和直立的过程就完成了。只要水杯中的水不干涸，饮水鸟便会抑制重复饮水和直立的动作。
饮水鸟的设计非常精巧。在古代，中国人对于毛细现象，蒸发，重心等物理概念的认识只停留在感性层次上，但他们却能得心应手的运用这些物理现象。其次，中国古人对物量的精确把握也令人惊叹。比如，在饮水鸟中，玻璃球的大小，使用液体的挥发程度以及液量的多少都非常关键。些许失误，便可能造成整个设计的失败。这个玩具的设计，即便对于一个现代的大学生仍然是有一定难度的。
还有一个问题留给读者：是否有可能改变鸟儿饮水的速度？您能拿出什么方案来呢？
转载自九豪网博客（http://blog.9ho.com/） 图片制作：梵宫@(http://www.dajiyuan.com)
