春天來了，鴨子真的是第一個知道？

■文/許秀華 ■插畫/玖月

傍晚的江南水鄉，江邊的蔞蒿像翻滾的綠色浪花，從江岸向遠處鋪展開來。江水歡快地迤邐而過，在靠近岸邊的地方，蘆葦才冒出短短的嫩芽。若是捕撈上河豚，就著蔞蒿、蘆葦的嫩芽，那該是多么美味！這是僧人惠崇所繪的一幅畫，名為《春江晚景》。宋代大文學家蘇軾為這幅畫創作了一首膾炙人口的七言絕句——《惠崇春江晚景》。

蘇軾看到畫中在江水里自在游弋的鴨子，栩栩如生，不禁熱心地替鴨子說：“江水變暖和了，春天來了，我們最早知道。”

用水溫判斷季節變換，有點滯后

要是憑借江水的溫度來判斷四季的變化，小鴨子只能是后知后覺，沒有能力搶先發布。為什么呢？這要從水的比熱容說起。

比熱容作為物質的一種物理性質，顧名思義，就是一種物質容納熱量的能力。同一物質的比熱容一般不隨質量、形狀的變化而變化。比如，我們將鐵筷子和木筷子放在水里，然后把水燒熱，哪個會熱得快？當然是鐵筷子，因為金屬鐵的比熱容小。鐵和木頭都獲得了同樣的熱量，然而鐵很快就以“發高燒”的方式給了反饋，而比熱容大的木頭卻依舊保持“正常體溫”。

惠崇春江晚景

〔宋〕蘇軾

竹外桃花三兩枝，

春江水暖鴨先知。

蔞蒿滿地蘆芽短，

正是河豚欲上時。

水的比熱容更大，比土壤、巖石、空氣的都大。要讓水和土壤、空氣、巖石升到同樣的溫度，要給水提供更多的熱量。同樣的熱量供給下，水溫上升的速度比巖石、土壤和空氣慢。同樣，因為水的比熱容大，要讓一盆溫水降溫，也需要更多地供冷。往往周邊的土壤、巖石已經冷卻下來了，而水仍舊是溫的。

春天時，盡管天氣很暖和了，江河湖海里的水卻仍是寒冷的。秋天時，已經涼氣襲人，而江河湖海里的水卻依舊溫暖。

春天時，當地球傾斜著自轉軸圍著太陽公轉時，太陽光斜射與地面的夾角變大，傾瀉到地面的光子增多了，太陽送來的熱量增多了，空氣變熱了，土壤變熱了，江水卻遲遲不變熱。小鴨子一定為此苦惱過：為什么我的春天總是遲到？哪還有心情說：“江水變暖和了，春天來了，我們最早知道。”

秋天時，太陽光斜射與地面的夾角變小，傾瀉到地面的光子減少了，太陽送來的熱量減少了，空氣變冷了，土壤變冷了，江水卻遲遲不變冷。所以，初秋時的江水仍然溫暖得可以下去游泳。小鴨子也許為此自豪過：“秋風蕭瑟，卻奈我何！”

說到這里，一個問題呼之欲出：蘇軾會游泳嗎？如果他會游泳，他為小鴨子代言時，是不是就會因為有對春水的親身體驗而更加準確？

在一百多年前，普遍使用液體水來降低機器的溫度，但持續的效果不佳。

如今，乙二醇冷卻液散熱的速度更快，由于密度比純水大，在冬季還不容易凍結而影響機器的工作。

沙漠沙石的比熱容相對就比較小，所以在我國新疆吐魯番地區就形成了“早穿皮襖午穿紗”的特殊現象。同時，晝夜溫差比較大，有利于植物糖分的積累，所以那里的瓜果比較甜。

比熱容在自然界演出的戲碼，不只是表現在春天和秋天的水體上，還有白天和黑夜中的空氣、土壤和巖石。白天，空氣、土壤、巖石被太陽照射，升溫很快；夜晚，漆黑一片，失去了太陽光能量供給的空氣、土壤、巖石又快速失去熱量。春寒料峭，為何讓人更難接受？因為白天和夜晚的溫差太大了。

所以，比熱容還有一層含義，就是物質保持現有熱量的能力。比熱容小的物質，熱量來得快，消散得也快；比熱容大的物質，熱量來得慢，消散得也慢。

電水壺

在生活中，我們會發現水的升溫速度明顯慢于油的升溫速度。只要十幾秒鐘，油鍋就開始發出噼啪聲了。

油鍋

炭盆取暖（一定要慎用，一不小心就會一氧化碳中毒）

寒冷的冬季，暖氣片能帶來溫暖。它是將“暖氣”用水作為介質，把供熱廠產生的熱量帶進千家萬戶。沒有水這個介質，熱量很難通過空氣長距離傳遞。

暖氣片

冰激凌的主要原料就是一些水、乳、油脂以及蛋、添加劑等成分，這些物質的比熱容都是不同的，添加得越多，融化的速度也就越快。而棒冰的成分較少，融化的速度也就不快。

比熱容討論有條件

要是水變成水蒸氣，比熱容會怎樣變化呢？要是水和別的物質發生了化學反應，比熱容又會怎樣呢？

這真是個好問題。世界上有好多種事物，事物之間有同有異。相同點多的事物，人們會將其歸為一類，然后將歸為一類的事物加以定義，這就是概念的由來。所以，概念天生就帶著內涵和外延。內涵是指定義的內容，能夠歸類為這一概念必須達到的標準；外延則是概念的邊界。

比熱容這個物理概念也是有內涵和外延的。其內涵即為單位質量的某種物質的溫度升高到一個絕對溫度時，需要獲得的熱量數量；其外延則是沒有發生相變和化學變化。這個所需熱量測量的限定條件或者說邊界，是沒有相變和化學變化。水變成冰或者水蒸氣，這就是發生了相變。這時，水里的熱量或者要釋放，從而改變了水分子之間的作用力和距離，水變成冰；或者水要從外界吸收熱量，增大了水分子間距離，水變成水蒸氣。金屬鈉投入水中，水會沸騰，這是鈉和水發生了化學反應，放出了大量的熱量。這時，水分子的化學鍵斷裂，釋放出了大量的能量。

所以，在發生相變化和化學變化時，都有其他的熱量來源參與其中，這時討論比熱容就不合適了，故而設定了概念的邊界。

美學和科學并不總是同步的，不能苛求蘇軾這位生活在宋代的古人。而且，雖然春水的溫度上升晚于岸邊的土壤、巖石和空氣，可是春水一旦暖和了，還真是小鴨子第一個知道呢！