看过《甄嬛传》的人都知道，在炎热的夏天，皇帝会带着自己的妃子们去圆明园避暑，每个妃子的房间里都会放一堆冰块来降温，相当于现代冰箱的效果。
你也许会感叹清朝人真聪明，其实早在2000多年前，中国古人就懂得了制冰。
《庄子》中有一句话：“吾得夫子之道！冬能烹煮，夏能制冰！”虽然这里没有详细描述“夏能制冰”的过程，但我们知道，在庄子时代，已经有了“夏能制冰”的技术。直到西汉淮南王刘安所著的《淮南万必书》一书中，才详细记载了“夏能制冰”的过程。书中提到：“以瓮中盛沸水，以新帛覆之，沉井三日，即成冰。”
值得研究的是，“夏日制冰”为什么要用“煮汤”或者开水？为什么要放在深井里？为什么要花三天时间？
对于我们这些拥有冰箱、空调的现代人来说，制冰技术是如此简单，古人的方法当然让我们摸不着头脑。即使是物理学知识渊博的物理学家，也必须反复研究古人的制冰方法，以补充和完善物理学史。不幸的是，一个又一个的物理学家被古人的智慧难倒了。
我们比古人聪明吗？似乎不是。
中国物理学史家洪振焕是最早研究古人制冰方法的人之一。他着重研究了冰点与气压的关系。他认为，气压降低，水的冰点就会升高，水不一定在0℃时结冰。当井中的温度为3-4℃时，就会出现冰点，水就会结冰。但当他在实验室里做这个实验时，却发现，气压每降低1℃，水的冰点上升的幅度很小，不超过0.01℃。因此，洪振焕否定了气压使水迅速结冰的假说。
如果不是气压，那是什么？
中国科学技术大学研究科技史的李志超教授推测，通过气体绝热膨胀降温，可以实现“夏季制冰”。李志超和他的学生做了一个“制冰”实验。他们在玻璃球形瓶中装入少量的水，用橡皮塞封住，将一根玻璃管通过橡皮塞插入玻璃瓶中。同时，玻璃管上连接着一根橡皮软管。在用温度计测量和比较球形玻璃瓶中水的温度变化后，他们得出结论：将沸水密封冷却，通过橡皮软管放出空气，可以大大降低水的温度。
我们怎么听上去有点可笑呢？冬天一碗开水放在空气中不到3分钟就会冷却，夏天放在通风处也会很快冷却。密封容器真的那么重要吗？
我们注意到，《淮南万俟书》中提到，“熬汤”是放在一个“坛”里。这个“坛”可不是一般的容器，它的主要特点是坛口很窄。在坛里放些水，烧开后，水蒸气会充满整个容器，把坛内的空气排出去。这时，用一些细织的布或织物把坛口封住，再用绳子下到井的深处。
在中原一些高山区，深井温度在10℃以下，水汽遇冷就会凝结。瓶内几乎处于真空状态，瓶内气压远低于瓶外气压。当罐内温度与井水温度相近时，将容器从井中拿出，在减压膨胀的原理下，瓶子会迅速降温。如果操作得当，容器内就会出现冰屑。
虽然出现了冰屑，但这似乎仍然无法解释古人是如何制作冰块的。但我们知道，用织物密封是一个非常重要的条件。
幸好，火炬已经传承了下来，物理史学家们虽然享受着尖端科技带来的便利，但对古人如何科学生活，依然保持着好奇心和严谨的研究精神。
湘潭大学学者雷志华经过多次实验设计和研究，提出影响古人人工制冰的重要因素有三个。
首先是大气的相对湿度。我们的空调遥控器上有一个除湿按钮。当我们除湿时，空气湿度就会降低，房间会感觉更干燥。在古人用瓮制冰的原理中，空气湿度越低，周围的空气就越干燥，瓶中的水蒸发得就越快。
第二是罐子的容积，容器越大，能容纳的水蒸气越多物理学家曾夫子，容器内出现真空状态的概率就越大，也就越容易结冰。
第三是井水与大气的温度。井水温度越低，越容易结冰物理学家曾夫子，深井的温度一般在6℃-10℃之间。至于为什么井水温度低呢？跟我们前面说的结冰点和传热效果有关。
在研究了这三个重要条件后贝语网校，雷志华设计了更为精确的模拟实验来制冰。
2005年8月26日，湘潭大学化工楼附近气温20℃左右，空气相对湿度5%左右，正是制冰的好时机。雷志华准备好100L的缸、电热管、煤油湿度计和布料，开始实验。
他先在容器中加入少量的水，然后用电热管加热，水很快就沸腾了，不一会儿，水蒸气充满了整个容器，原来的空气大部分被排出了容器之外。由于瓶口很小，大部分水蒸气都留在了瓶内。等到水差不多烧干了，他停止加热，立刻用准备好的布条把瓶口封住。为什么用布条而不用瓶塞呢？这是为了透气。雷志华教授把瓶子放入8℃的冷水中，这时，空气通过渗透进入了瓶内。雷志军教授观察温度计，直到停在0标尺上，他打开罐子，看到里面有很多冰屑。
雷志军教授的实验成功了，基本上解释了古人的制冰过程。
可以说古人相当聪明，他们一定经过了无数次实验，才能够稳定地将水结冰，虽然他们可能不知道确切的温度和湿度，但他们对季节和自然环境的理解和感知比现代人要好。
单单是制冰技术就难倒了那么多物理史学家。可以说古人比我们想象的还要聪明。你怎么看？