分分钟教你复原三千年前的神奇国宝 | 正经玩

正经玩每周六上午会推送一个好玩的科学实验，可以由家长大朋友带着小朋友在家里动手操作。希望正经玩陪您度过每一个温馨的亲子周末，让小朋友的童年充满知识、爱和陪伴。

引子与先睹为快

论语中有所记载这样一句话

子曰：“吾闻宥坐之器，

虚则欹，中则正，满则覆。”

这句话是什么意思呢？

它在讲

孔子曾去鲁桓公的庙宇

发现了一种神奇的器皿

这种宝贝有这样的特质

空的时候，它是向一边倾斜的

装一半水时，则端正的立在中间

但水快要装满后，它就会翻倒

水全部都倒出去

听起来，是不是特别神奇？

不过，虽然孔子见到的宝器早已失传

但复原这样的宝物并不难

我们在实验室，就可以分分钟做到

请看：

实验过程

实验器材：矿泉水瓶、烧杯、高脚杯（2个）、盆子、剪刀、长竹签、打孔器、所标杯

首先我们做这“宝物”的器身

利用矿泉水瓶的特点

我们把它的上头朝下

在瓶底剪一圈，将瓶底剪开

就像这样】

之后，我们在矿泉水瓶上

找一个合适的位置

对称地打上两个孔

有打孔机的小伙伴可以直接打孔

我们利用钉子、纸板和电动螺丝刀

自制了一个打孔器

并用钉子打了两个孔

打孔的位置必须要合适

这步可能需要多探索几次

因为过高的话，加满水无法翻转

过低的话，未加水时就已经翻转

打孔的位置

最好选取重心附近稍低的平面

下面，将一根竹签穿过水瓶

以及把整个装置架在高脚杯上

（没错，高脚杯就是个架子）

高脚杯放在水盆中

避免之后实验水会溢出

瓶子空的时候，倾斜了一个角度:

下面，我们向瓶中加水

可以发现，刚开始加水时，瓶子剧烈晃动

之后瓶子非常稳定，并变得端正

但加到更多时，瓶子重新变得不稳定

从而倾覆整个翻倒

原理解说

这种装置是我国古代劳动人民

的伟大发明，称为

欹器

欹器的典型特征我们实验中基本已经展示了

当不加水时欹器重心较低

此时处于倾斜状态并很稳定

当加一点水之后

欹器重心开始提升

由于水的冲量开始有一些左右摇晃

然后随着水的量增大阻尼增大，摇晃逐渐停止

此时欹器基本处于竖直状态

随着水再多接近满的状态

欹器突然倾覆，使得水从里面流出

由于水流过多过快加上固定不稳

我们的装置从高脚杯上掉落下来

这种特性古代称之为“满而覆”

鲁国国君借此提醒自己

万事都要采取中庸之道，适可而止，切不可过分

这个现象其实也蕴含了对称性破缺的一些思想

一个简单的例子，我们在桌面上竖立一支笔

这支笔必定会倒，但可以倒向任意一个方向

但最终会倒向一个确定的方向

这个过程就是由于各种因素导致的对称性破缺

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