虹吸原理及其在古埃及的应用

虹吸现象的发现

有些看似简单的发明却对社会有着重要的作用。古埃及是一个靠尼罗河为生的民族,因而水利方面的发明对他们至关重要,除了顺应河水自然的流向而开沟修渠,修筑堤坝,用人工来改造河道以外,还要有一些辅助工具。当需要把低处的水引到高处时,他们使用沙杜夫,利用杠杆原理把低地沟渠里的水一桶桶汲向高处,但是,当水位于高处而不能顺势流下时,那该怎么办呢?古埃及聪明地发明了虹吸原理,利用虹吸管使高处的水借助坡度自然地流向低处,虽然在古埃及遗物中我们并未发现类似的工具,也未在绘画和雕刻中看到他们在生产中使用虹吸管的景象,但我们却在另外的场合,发现了他们运用虹吸原理的例证。

在公元前1430年台伯斯的一个名叫阿姆诺夫的坟墓壁画中,描绘着两个祭司,他们分别站在一个比他们还要高的架子两边,架子上面放着许多盛放液体的瓶子,其中一个祭司拿着杯子,抬手向上面的瓶子里注入某种液体,上面的每个瓶子里都插有一根细管,另外一个祭司则正手执着这些细管吮吸着,极力把瓶里的液体吸动,然后让它们自动地流入他身边的一个大容器里,我们看到,有几个管子正在自动地向这个大容器里面注入液体,另一个管子正在被祭司扬着头使劲吮着。这幅图画所表现的正是利用虹吸原理使水或其他液体由高处自动流向低处的情景^[1]。而且,这种描绘并非只有这一幅,后来的拉莫西斯三世时,也出现了类似的图画。

关于这幅图画中两个祭司正在干什么,有种种推测。有人认为,他们正在澄清从尼罗河中汲取的水。因为尼罗河水中含有大量的泥沙,这种不洁的水是不能用于宗教仪式中的,必须加以澄清。于是,一个祭司把混沌的水倒到高处的瓶中,待它们在瓶中沉淀完毕后,再用吸管把清洁的水抽进另一个容器。这种说法也许有些道理,但是,如果是纯粹为了澄清尼罗河的水,完全没有必要采取这么麻烦的步骤,只要让水在容器里自行澄清,然后再把清水取出即可。有的说用这个吸管是为品尝酒。那更不符合这幅画的本意,既然是为了尝酒,完全不必用这么长的吸管,直接在杯子里品尝就可以了。最可能的解释是,这是一个象征性的题材,反映的是隔着一块高地把水从一个山谷运往另一个山谷的情景,而那根吸管正是水利器械。当被高地阻隔的两个山谷中,一个有水,一个无水时,为了使水能越过高地,他们便首先把水一罐一罐,一桶一桶地提到高处。这时可能借助沙杜夫,图中祭司用杯子向位于高处的罐子里注水这一动作便代表着水由低运往高处的过程。但运到高处后,水不能自行流下,于是他们便使用虹吸管,一头连接高地上的水源,一头则伸到另一谷地,利用虹吸原理使水流到低地。这种解释也许最符合道理。(www.xing528.com)

这说明,古埃及人很早就已经懂得了虹吸原理,并把它用于实际的生产活动中,这幅画本身便是以宗教的形式,反映了古埃及对这一原理的运用。

也许这种原理真的是在祭司们吮酒时偶然发现的,然后再用于农业生产。科学的发明往往就在这种有意与无意之中,无数次的偶然便构成了人类之大智慧。瓦特发现蒸汽原理,伽利略发现钟摆原理又何尝不是偶然的呢?生活中处处皆学问,只要善于观察,精于提炼,小小的一点闪光便会映染甚至会改变世界。