再来聊聊波义耳瓶

戴榕菁

1. 背景

波义耳瓶是我2021年讨论的一个热点话题。我之所以对波义耳瓶保持一定的兴趣最主要还是因为它与17和18世纪的三个响亮的名字连在一起：罗伯特·波义耳（Robert Boyle），约翰·伯努利（Johann Bernoulli），和丹尼尔·伯努利（Daniel Bernoulli ）。其中波义耳被称为现代化学之父，丹尼尔·伯努利是流体力学的著名的伯努利方程的发明者，他的伯父约翰·伯努利虽说现在可能没有他的名气大，但在当时可是一个敢于和牛顿叫板的响当当的人物，而且他还是大名鼎鼎的欧拉的老师。

波义耳瓶自然是波义耳发明的，但据说得到约翰·伯努利的背书【[1]】，至于它和丹尼尔·伯努利的关系嘛，最主要是今天我们需要用丹尼尔·伯努利的伯努利方程来解释波义耳瓶的原理。

现在没有证据表明波义耳曾经制作过波义耳瓶，留下的仅是一张设计图纸。但是，当时即便他造出来过，也留不下照片，毕竟近两百年后才有摄影技术。不清楚当初波义耳自己是如何看待波义耳瓶的，今天有关波义耳瓶的最主要的争议在于它是否构成一个永动机。今天我之所以再次讨论这个话题是因为油管上最近出了一个明明富裕却偏要戴一顶有洞的草帽装穷的中国农民网红，他的视频在油管英文界爆红，被英文油管博客纷纷转载。他的系列视频中有好几个版本的波义耳瓶的视频，它们下面的评论很奇怪：如果你骂他的话，就没事，但我说一些诸如那是波义耳瓶这样的会被看成是鼓励但实际上中性的评论马上被删，对此我屡试不爽。。。。我不相信那个人本人有那么贱，专门喜欢挨骂，而转贴他视频的人也不会专门转贴一个视频来让人骂，毕竟叫骂的人不但骂视频也骂转贴的人。。。。估计是有网管故意寒碜他。但他至少看来不在意，一个视频被骂，再贴一个，一个版本被骂，做另一个版本再贴，所以油管上有他自己的关于波义耳瓶的好几个视频（比如【[2]】），外加别人转贴他的视频，挺是热闹，对他来说看来只要有上百万个粉丝，被骂也无所谓。。。。

2.  农民网红波义耳瓶

首先，我认为该农民网红的视频应该是大概率地既没有作假也作了假。说他没有作假是指他拍摄出来的镜头是真实的而不是作假的，说他作假是指他拍的时间不够长。

其次再来结合该农民网红的视频讨论一下波义耳瓶的原理。

首先，今天人们在波义耳瓶是否为永动机这个问题是都被误导了。被谁误导不确定，应该不是我们近年来常提到的文明被锁定或被催眠那种性质的误导，很可能是约翰·伯努利甚至波义耳本人当初的错误认识误导了后人。。。。而人们被误导的基本特点是都从流体静力学出发来讨论波义耳瓶是否可能呈现波义耳草图（下图）中的流动形态：



Figure 1. Boyle self-flowing flask

(From Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=95851)

但实际上波义耳瓶应该用约翰·伯努利在玻义耳去世9年后才出生的侄子丹尼尔·伯努利的伯努利方程来解释：

P + 1/2 ρv2+ρgh=Const                           (1)

结合着(1)来看农民网红的视频就会发现，在他停止倒水之后水还能流一段时间的关键在于(1)式中的第2项1/2 ρv2，而人们通常出错在于将(1)式写为：

P + 1/2 ρv2+ρgh=Pa                                 (2)

这样一来，人们先入为主地想象着需要依靠大气压力Pa来维持流动，从而得出那是不可能的结论。

以上解释了为什么农民网红的视频是大概率地没有作弊的原因。但他又一定是作弊了的。他的作弊不是因为网上叫得欢的打假人士们所说的大气压力不可能维持波义耳瓶的流动，而是因为流动本身有能量损失，因此即便农民网红确实在没有作弊的前提下让他的波义耳瓶流了几秒钟，该流动也维持不了多久，所以，如果他的视频再延长一会儿，应该就露馅了。

结束语

本文主要还是出于对波义耳，约翰伯努利及丹尼尔伯努利几位大师的尊敬而来讨论波义耳瓶的作用原理。至于该农民网红，我当然不能完全排除他作弊的可能，只不过一方面如本文上面讨论的，从理论上讲，并非如油管上骂他的几千个评论以为的那样波义耳瓶的流动根本不可能产生，另一方面如果他完全是作弊的话，应该不会反复制作好几个有关波义耳瓶的视频，毕竟没人天生喜欢挨骂嘛。。。。

 
[[1]]Dai, R. (2021). Multifloor Siphoning Dynamo Tower. Retrieved from: https://www.researchgate.net/publication/356695803_The_Conception_of_the_Multifloor_Siphoning_Dynamo_Tower

[[2]]@Danimal653 (2025). [YouTube] Slow motion effect video #water #slowmotion #youtubeshorts #asmr. [video] url: https://www.youtube.com/shorts/4NjxfqIb4BU

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