恶作剧者毕达哥拉斯和他的贪婪毕达哥拉斯杯

无论你有多舒服数学你可能听说过毕达哥拉斯？或者至少听说过勾股定理以他的名字命名。

但如果你对这位古希腊哲学家的了解仅限于此，那么你就错过了很多。首先，因为毕达哥拉斯是事实上，他并不是第一个得出a2 + b2 = c2？他很更像是一位命理学家无论如何，数学家比数学家更聪明？但主要是因为所有其他的事情他实际上花时间做的事情是，坦白地说，更有趣而不是一些小方程。

毕达哥拉斯杯是什么？

这似乎与毕达哥拉斯作为一位严肃、穿着长袍的哲学家的流行形象不一致，但是，当他没有提出关于豆子的奇怪理论和音乐明星和行星，他似乎是一个爱恶作剧的人。

我们怎么知道的？因为毕达哥拉斯杯——传说这是毕达哥拉斯亲自设计的恶作剧物品。它背后的想法是：给那些给自己倒了太多酒的贪酒者上一课。

现在，公平地说，确实没有证据表明毕达哥拉斯本人发明了这项发明——我们拥有的最早的毕达哥拉斯杯实例可以追溯到公元四世纪，大约是这位哲学家去世后的一千年。但它通过大众的想象与这位古代思想家联系在一起，据说发明它是为了提醒他的追随者适度饮酒。

乍一看，毕达哥拉斯杯看起来或多或少像一个普通的饮水器皿——尽管它的内部中央有一个奇怪的隆起，就像一个缩小版的圆环蛋糕罐。事实上，只要你不试图往里面装太多液体，它基本上就是：一种外观奇特的杯子。

只有当你试图往杯子里倒太多酒时，这个恶作剧的妙趣才会显现出来。杯子里装的酒超过一定量，里面的液体就会开始从杯柄流出——很可能在这个过程中弄脏你的希马申或希顿，留下酒渍。

毕达哥拉斯杯是如何工作的？

要了解发生了什么，让我们看看杯子的精确设计。不出所料，这个诀窍全都归功于中间那个奇怪的凸起：这不仅仅是一个奇怪的美学选择，还是一个狡猾的虹吸管，隐藏了一个开放的通道，让所有的液体通过杯柄流出。

但这并不像“倒入液体，液体又会倒出来”那么简单——毕达哥拉斯杯特别狡猾，只有当你倒入过多你喜欢的酒时，它才会发挥作用。那么它是如何工作的呢？

虽然它可能是在几千年前发明的，但这个古老恶作剧背后的想法却出奇的复杂。用现代工程术语来说，这可以归结为一个称为帕斯卡连通容器定理的原理 - 这一物理定律指出，当液体被倒入两个或多个相连的容器中时，它们将在同一高度达到平衡。

这听起来可能很复杂，但这实际上只是常识：想象两个容器，通过一根管子连接？如果你将水倒入一侧，水最终会通过连接器流入另一侧。当你停止倒水时，两侧的液体量将相等。

毕达哥拉斯杯的工作原理完全相同。随着主腔被填满，管子的起始端也随之填满，最终穿过容器的柄部——但只达到与目前倒入的饮料相同的水平。

然而，一旦超过该点，液体就会溢流到杯柄本身中 —— 这就是连通容器定理从“物理定律”变为“恶作剧大战”的地方。突然，出现了一个与第一个容器相连的“第二个容器”，只等着杯子里的所有液体虹吸出来，直到液位达到平衡。

不幸的是，第二个容器就是整个世界 - 这意味着你希望畅饮的所有珍贵葡萄酒或蜂蜜酒将会继续消失，直到杯子完全空了。

现代毕达哥拉斯杯

虽然你爸爸说得对，“他们现在不像以前那样做了”，但可能需要再来一点比偷偷摸摸的杯子更能吸引观众笑得前仰后合如今，毕达哥拉斯杯已不再是玩笑，而是更像“帮助解释日常概念的有趣科学实验”，这或许就是为什么现代毕达哥拉斯杯——或其他基于相同理念的装置——越来越不像“恶作剧”。

比如，YouTube 上有大量教程教你如何制作自己的毕达哥拉斯杯——从清晰演示物理定律到在陶轮上对该装置的复杂再现。

如果这对你来说太费力，你随时可以去趟卫生间，在那里你已经坐在你自己的毕达哥拉斯杯上好几年了。从字面上看——恶作剧背后的原理完全相同什么能防止你的冲水马桶溢出。

事实上，现代物理学和工程技术并没有将这一想法重新用于卫生等日常奇迹。千万不要说科学家没有幽默感：市面上有许多更巧妙的装置版本，都是由工程师们根据这一古老的恶作剧设计和制造的，大概只是为了好玩。

以“狡猾的毕达哥拉斯杯”为例。该杯由美国海军研究实验室博士后研究员 John Steuben 设计，并发布到Thingiverse2013 年，它采用了最初的发明，并使其变得更加狡猾：你再也不能依靠高脚杯中间的巨大凸起来判断你即将被恶作剧了？毕达哥拉斯杯的现代后代看起来就像一个正常的高脚杯。

你知道吗？直到你的饮料开始消失。