前言
對從古到今的人們來說，如何度過嚴酷的冬天和難耐的夏日都是生活中的一個重大問題。不管是寒冷還是炎熱都是人類的天敵，甚至能夠奪去人們的生命。即使是在沒有現代科技的古時候，人們也會想盡辦法去為自己創造一些雜舒適的條件。
在城市的夏天裡，我們最離不開的電器有兩樣，那就是冰箱和空調。對於冷氣的渴望幾乎已經成為本能，而面對炎熱和焦渴，人們的第一反應就是要是可以喝上一點冷飲就好了。於是，冰成為了夏天最珍貴的東西。
我們現在的家用冰箱能夠輕易地製造出冰塊，我們自己在家就可以享受到美味的冷飲。但是在沒有製冰機器的古代，人們在夏季是不是和冰塊無緣了呢？其實並不是這樣，古人的智慧遠遠比我們想象得要高。
在遠古的時候人們就發現了在地下、山洞等地方能夠長期保持低溫，於是就在冬天氣溫低到水可以自然結冰的時候，將大量的冰塊開鑿並運送到天然形成或者專門開鑿的“冰窖”裡，能夠一直將冰塊儲存到夏天取用。早在周代的時候，我國就出現了專門管理冰窖的官員，被稱為“凌人”。
我國古代可以製冰？
儘管冬天開採天然冰留存到夏是一個在程式上非常簡單的事情，但很明顯不是每個人都能夠擁有冰窖的，在過去這是貴族、富豪的專有權利。那麼是不是古代的普通人就只能夠默默地在夏天承受炎熱呢？
其實勞動人民也充分發揮了自己的智慧，古代最方便的天然“冰箱”就是水井了。將各種食物、水果裝在竹籃裡，吊在井水裡，過一會兒就可以在享受到冰涼的美味了。不過這最多隻能夠算“冷藏”，古人是不是沒有進行“冷凍”的方法呢？
真相可能出乎大家的意料，因為在2000年前西漢的哲學著作《淮南子》裡，就記載有“以冬鑠膠，以夏造冰”的說法。《淮南子》是西漢淮南王劉安召集的“淮南學派”共同編撰的，又稱為《淮南鴻烈》，是淮南學派的“內書”。
而除了內書之外，淮南學派還著有講述各種自然現象和生活技術的“外書”，《淮南萬畢書》就是其中之一。不過令人感到遺憾的是，《淮南萬畢書》的全本已經散佚，目前只有後世的一些輯本。
根據現有的資料，《淮南萬畢書》中確確實實地記載了古人造冰的方法。原句如下：“取沸湯置甕中, 密以新縑, 沈 (井) 中三日成冰。”簡單翻譯一下，就是將沸水放置在甕裡，用布料仔細地密封起來，再沉到井中三天，這些水就可以變成冰了。
聽起來這個方法似乎有些匪夷所思，井水確實是很冰涼沒錯，但為什麼要用沸水來製冰，用涼水的效果不是更好嗎？而井水本身的溫度雖然很低，但是也沒有達到冰點，為什麼反而能夠讓更熱的水結冰？
古人制冰的原理是什麼？
針對《淮南萬畢書》的這段記載，歷來的學者都有自己的觀點。尤其是近現代的物理學知識傳入我國之後，人們對於這一記載的真實性更加懷疑，畢竟《淮南子》中也有許多神話傳說的記載。
但也有一些學者認為古人只是在無意中掌握了一些現在很容易被我們忽視的物理學知識。比如溫州大學的學者洪震寰認為，這種方法利用的是氣壓更低的地方水冰點溫度升高的原理，因為井的深度一般比較深，井底的氣壓會比較低。
不過也有學者不同意這種說法，因為古代沒有機器鑽井，不可能動輒將井的深度打到幾百米。古人造冰的關鍵點就在於“沸水”這個似乎反常識的點，在進行了密封的甕中深處產生了類似於“焦湯效應”的反應，因此沸水可以迅速降溫，甚至最終結冰。
所謂焦湯效應，就是氣體在透過多孔性物質時發生了不可逆的絕熱膨脹，最終導致溫度的急劇變化。在這個操作中，封住甕口的“縑”就是那個多孔性物質，而水甕又可以密封其他的部分。那麼，這個猜想是不是正確呢？
關於古法造冰的實驗
任何一種用於指導實踐的理論，如果不透過真正的實驗，那麼就只是一種猜想和空談。於是學者李志超對此進行了實驗。他用球形玻璃瓶代替陶甕，在其中裝入水和溫度計，並將其進行密封，再燒開瓶子裡的水，迅速放進盛滿了涼水的水桶中，等於用更加嚴謹、可控的方式對古人的說法進行了驗證。
那麼結果如何呢？李志超發現在一開始，瓶中的水的確降溫非常迅速，在很短的時間內就從近乎沸點的九十多攝氏度降低到了二十多攝氏度，但是在那之後的降溫就沒有這麼快了。
會不會是放置時間不夠的原因呢？畢竟《淮南萬畢書》上的記載是要放置三日。於是李志超又將瓶子放置了幾個小時，此時的水溫已經降低到了7.5攝氏度。他將封口緩慢地去掉，這樣可以讓外部的空氣緩慢流入，起到平衡內外氣壓的作用。
這之後瓶中的水又下降了大概1.5攝氏度，整體的水溫在6攝氏度左右，已經算是非常清涼，但是明顯離冰點還有一段距離，更不可能得到像冰窖裡儲存的並那樣大塊且堅硬的冰。
古人到底有沒有真的製造過冰？
這次實驗是第一次針對《淮南萬畢書》中製冰方法的完整實驗，為學界提供了重要的研究資料。
關於《淮南萬畢書》中記載的方法到底是不是真實，也存在一個非常矛盾的結論：一方面古人記載的這種方法確實可以在短時間內快速降低沸水的溫度，說明並不是胡編亂造，而是基於實際的實驗總結的方法；但是在另一方面，這種方法似乎也並不能夠讓水到達真的冰點，到底是怎麼回事？
有學者提出了另一種觀點：也許這本來是一種勞動人民在實際生活中總結出來的方法，但是編纂《淮南萬畢書》的文人們並沒有真的實驗過，所以也不知道這種方法的實際效果，就道聽途說將其寫進了書中。
這一說法在歷史上有很多例子，但目前也不能夠完全肯定就是這種狀況，畢竟《淮南萬畢書》中的記載也十分簡單模糊，可能是有什麼關鍵的步驟被忽略，才導致最後的結果不盡人意。總而言之，關於我國古代用熱水造冰的原理，至今都還是一個困擾世界物理學家的難題。
擴充套件：冰箱的製冷原理
在現代科技發展之後，我們擁有了在任何季節儲存食物、製造冰塊的能力，那麼這種機械到底是怎麼運作的，其中消耗的電量又用到了我們哪些地方呢？在我們室內溫度較高的時候，家用冰箱能不能充當臨時的“空調”？
現代的冰箱主要由蒸發器、冷凝器、毛細管、壓縮機幾部分組成，其中消耗電力的主要是壓縮機，壓縮機在啟動之後推動氣態的冷凝劑，冷凝劑再透過毛細管凝結成液體，又透過蒸發器重新變為氣體，在形態的變化中吸收熱量並釋放，於是冰箱裡的溫度就降低了。
由此可見，冰箱的工作在本質上也是一個“熱量轉移”的過程，因為根據能量守恆定理，任何能量都不可能憑空出現或者消失。那麼，冰箱轉移的能量都去了哪裡？
其實就像是空調會有一個專門散熱的“室外機”一樣，冰箱也是透過往外部散熱的方式來釋放多餘熱量的，不信我們在冰箱執行的時候摸一摸它的側面和背面，會發現溫度很高。簡單來說，就是冰箱裡本來的熱量都散發到了我們的室內。
在弄清楚了冰箱製冷的原理之後，我們也明白了一件事：在天熱的時候開啟冰箱，並不能起到總體制冷的效果，因為冰箱在本質上只能夠保證冰箱內部空間的低溫，它的散熱器也在室內，本質上就和把空調的室外機放在屋子裡一樣。
由於這個空間已經達到了熱量的平衡，除了白白浪費電之外並沒有更好的效果。因此對於生活在炎熱的城市裡的現代人來說，還是使用空調、風扇等正經的避暑電器來讓自己感覺舒適一些比較現實。
結語
人類的智慧在指引著這個種族不斷前進，我們對於更加幸福、舒適的生活的渴望，讓我們不斷在科學技術上勇攀高峰。即使是在科學理論並不發達的古代，中國人民也在實際的生活中總結了不少實用的經驗，能夠讓我們在生產力還不夠發達的年代獲得一些簡單的快樂。
即使我們今天生活在一個物質高度豐富的時代，也不得不佩服這些來自於數千年前的勞動人民，正是他們創造了中華民族輝煌燦爛的歷史，我們在任何時候都應該向他們致以敬意。
