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2017年3月2日

岑逸飛 生命通識

虹吸與滲透

物理學裏的流體力學,有所謂「虹吸」(siphon)現象,可以不借助泵來抽吸液體。辦法是將液體倒入一根U形管(稱為虹吸管),一端較長,另一端較短,形成液壓差,又因為有萬有引力的緣故,虹吸管內的液體,由上端往下端源源不絕流動。

然而,若虹吸管低處的出口被密封及加壓,液體則會反方向從低的那一端向上流動。現代人只須留意一下虹吸咖啡壺就一目了然。

其實虹吸原理是人類的古老發明。中國人很早已應用虹吸管,稱此為「注子」或「渴烏」。東漢末年便出現了灌溉用的渴烏。西南地區的少數民族用一根去節和彎曲的長竹管飲酒,也是應用虹吸。中國古代還應用虹吸製作唧筒,作為戰爭時守城必備的滅火器。在南北朝時期成書的《關尹子》,其《九藥篇》更提到有兩個小孔的瓶子能倒出水,如果閉住一個小孔,另一個小孔外面的空氣壓力會比瓶裏水的壓力大,水就流不出來。

中國人另一出色的虹吸裝置叫「九龍杯」,傳說為明朝工匠打造,杯內豎立一個龍頭,龍頸下有小孔,杯的外面也有另一小孔。當人們用九龍杯喝酒時,只要沒有裝滿則便與平常酒杯無異,但若裝得太滿,酒就會從底孔完全流光,其中原理正是虹吸。原來龍頸內有複管,其內管上方與外管相通,下連杯底之孔,而外管則全部封起,只開龍頸處的小孔。如果倒酒一旦超過上口,則酒就會被吸到內外管壁之間,酒即會循內管流出,故此杯又名公道杯或戒貪杯。

但人類智慧不管怎樣出色,總不及大自然設計的神妙。且看植物根部吸取泥土的水分和養料,其機能除了有虹吸現象,更有所謂osmosis。這個英文字一般譯作「滲透作用」,反顯得中文字的貧乏,不夠現代化。因為英文除了osmosis,還有permeation、percolation,各有涵義,但中文全都譯為「滲透作用」,就會讓人有如五里霧中,搞不清osmosis究竟是哪門子的滲透?

關於osmosis這個字,源自希臘文的osmos,意思是指一種推動力,如今的科學解釋,是指兩種不同濃度的溶液,相隔以半透膜(即允許溶劑分子通過而不允許溶質分子通過的薄膜),讓溶劑(例如水)從低濃度的溶液通過半透膜進入高濃度的溶液,也就是由淡入濃,名之為「forward osmosis」(可譯為「順滲透」)。又或者轉換了方向,由濃入淡,一個典型例子便是海水化淡,名之為「reverse osmosis」,可譯為「逆滲透」)。「逆滲透」也可說是反其道而行,有如逆水行舟,從濃度高的溶液流向濃度低的溶液,極費力氣,付出代價,難怪海水化淡很難普及,因為成本巨大。

道法自然,是有順有逆,因應需要而調節,而人多是順一己喜惡行事。老子說:「反者道之動」,說是容易,實行又談何容易。例如許多人說吃得清淡,不過是掛在嘴邊,美味的食物總是濃味,充滿吸引,甚至基督教的原罪,佛教的貪瞋癡,荀子的性惡,都是深具誘惑的重口味,而修行之路,正是對治劣根性的「逆滲透」加上虹吸!

 

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