当你徜徉在博物馆
欣赏着眼前玲琅满目、美仑美奂的文物展品时
你是否会被这些陈列品精美的造型所吸引
会被古代工匠高超的制作工艺所折服?
然而
你是否会想到在这些精美的外表下
竟然还会隐藏着
可以用现代科学原理解释的神秘科技?
让我们走进这些文物
揭秘他们背后隐藏的奥秘。
1、陶 / 甗
这件器物是陶甗。汉许慎的《说文》言“甑(zèng)就是甗(yǎn)”。甑是一种底部有小孔,可放置在锅上蒸食物的古老炊具。它小口,鼓腹,底部回收,整体呈半球状。
甑作为炊具并不能单独使用,而是“甗”的一部分。“甗”也是一种古代的生活器皿,类似于今天使用的蒸锅,它分上下两部分。下半部分称作釜,用以煮水;上半部分的器皿就是甑,主要是用来盛放需要蒸制的食物。甑的底部窄口有利于热量的聚集,鼓腹可以增加甑内食物的受热面积,上部收口有利于热量的回流,在甑内形成了一个小的内循环系统。这些热量又通过甑底部的小孔,将甑上的食物加热使之变熟。这样的造型都是为了加快食物蒸煮而设计的。
西安和关中地区特有的传统风味小吃”甑糕”,就是由“甑”演变而成的甑锅蒸制而成,这也是它得名的原因。
提 问 时 间
陶甑中食物加热运用的是什么科学原理?
提示:水由液态转变为气态,气态的水会释放热量。
2、着 / 衣 / 式 / 陶 / 俑
上面的这些陶俑就是阳陵最具特色的陶塑作品——着衣式陶俑,顾名思义,他们原本穿着丝质或麻质的衣服,由于年代久远,纺织品腐朽,呈现出我们现在看到的裸体形象。
在汉阳陵出土的文物中,数量最多也最有特色的就是陶俑,他们可以分为着衣式陶俑和塑衣式陶俑两大类。其中,着衣式俑包括武士俑、侍女俑以及少量的宦者俑,它们主要出土于帝陵陵园的南区从葬坑和帝陵东侧外藏坑。
陶俑一般高60厘米,相当于真人身高的三分之一,他的全身呈桔红色,接近于人的肤色。而头发、眉毛、眼仁、胡须都是黑色。他们为什么都不穿衣服啊?他们都没有手臂可怎么干活,怎么打仗啊?
这些裸体陶俑在最初制作的时候,在其双肩与臂膀相接的地方有一个规则的小孔横贯左右肩。研究表明这个小孔有两个功能,第一是安装木质胳膊的插孔;第二就是陶俑烧制时的排气散热孔。陶俑是以粘土为原料,然后用水和成软硬适度的陶泥,再经过模塑结合的技法,塑成空腔人形,最后要在1000度左右的高温下烧制而成,如果不排气不散热,这个陶俑肯定是要爆裂的。
这种着衣式陶俑的整体风格沿袭了楚地的着衣式木俑,即所谓“汉俑楚风”,这应该和西汉初年皇室崇尚楚文化有关。楚国墓葬里中出土了大量的着衣的木俑,而当汉高祖刘邦建立西汉定都长安以后,又接受了秦人制作塑衣式陶俑为逝者殉葬的习俗,经过这种文化的交流和融合,便出现这种身体为陶塑,臂膀为木雕,外面在穿上丝麻质汉服的复合式陶俑。
提 问 时 间
陶俑烧制时运用的科学原理是什么?
提示:由于物体内的粒子(原子)运动会随温度改变,当温度上升时,粒子的振动幅度加大;但当温度下降时,粒子的振动幅度便会减少。
3、沉 / 箭 / 式 / 陶 / 漏 / 壶
这件器物为陶制,呈圆筒形、平底,底部有一长筒形孔道,与河北满城、内蒙古伊克昭盟和陕西兴平出土的铜制漏壶外形极其相似,结合史料记载,专家推测这件器物就是汉代的计时工具—漏壶。
漏壶的发明时代目前尚无定论。但根据《周礼·夏官》等文献记载,可知在周朝已经有了漏壶。至春秋时期,漏壶的使用已很普遍了。这件沉箭式陶漏壶是单只泄水型漏壶。所谓泄水型漏壶就是通过观测容器内水漏泄减少情况来计量时间。它的计时原理是在,漏壶中插入一根标竿(称为箭),箭下用一只箭舟托着,浮在水面上,水流出或流入壶中时,箭下沉或上升,根据箭上刻度的变化,藉以指示时间的早晚。
除泄水型陶漏壶外,还有另外一种是通过观测容器(底部无孔)内流入水的增加情况来计量时间,因此叫做受水型漏壶。
西汉末东汉初,人们在实践中又对单只漏壶加以改进,即在漏水壶上再加一只漏壶,用上面流出的水来补充下面壶的水量,从而提高下面壶流水的稳定性。但这种办法只适用于受水型漏壶,因此泄水型漏壶很快便被淘汰了。
提 问 时 间
这件器物所应用的科学原理是什么呢?
提示:它是力学的一个重要分支,主要研究流体本身的静止状态和运动状态,以及流体和固体界壁间有相对运动时的相互作用和流动的规律。