在現代社會，冰塊可以說是夏天的消暑神器了，喝可樂要放一把冰塊，吃冰淇淩要加冰沙。冰塊如此普及在于現代科學技術的發展。
而在我國古代，雖然沒有現代的高科技，但是古人在夏天也依然能夠制成冰塊，而且這種制冰之法居然讓許多現代實體學家也感到困惑。那麼我國古人是如何在炎炎夏日制作出冰塊的呢？
古代制作“夏造冰”
早在春秋戰國時期，古人就特地制作了冰窖，可以将冬天開采的冰一直儲存到夏天使用。更神奇的是，他們還有在夏天自己制冰的方法。
在淮南王劉安及其門客共同編寫的《淮南完畢術》一書中，就記錄了這種“夏造冰”的方法：“取沸湯置甕中，密以新缣（jiān），沈中三日成冰。”
這段話的意思是說，把剛剛燒開的沸水裝到一個大瓶子裡面。然後用幹淨細密的絲織物将瓶口蓋好密封。最後将這一瓶水用繩子吊着，慢慢沉入深井裡面，過了三天以後再取出來就能夠制成冰塊了。
在夏天，将裝着開水的瓶子放到深井裡就能得到冰塊。這不免令人感到疑惑，為什麼必須要用開水制冰，而不是常溫下的冷水呢？按理來說，冷水的溫度更低，不是更容易結冰嗎？
中國古代的實體學者們對這些懸疑問題十分關心，在後來的曆朝曆代都有記載，然而“熱水”結冰、冷水不結冰的反常現象，卻依然沒有得到很好的解釋。
現代科學能否解釋“夏造冰”？
對此，現代實體學家們也表現出了濃厚的興趣，開始嘗試用現代的實體學知識做實驗驗證。當時著名的實體學家洪震寰先生認為，這是“夏造冰”的形成和氣壓有很大關系。
在他的文章裡提到：“沸水置入瓶中，瓶口密封，沉入井水中，瓶内溫度驟降，液面氣壓大減，瓶内水的冰點是随之提高的……”
他的理論依據是氣壓越低，水結冰所需要的溫度越高，不需要把溫度降到0℃就可以結冰了，而深井裡的溫度無論冬夏季節，基本都能保持在10℃以下，有的甚至能達到3-4℃，也就很可能讓熱水結冰了。
但是，其中存在一個非常大的限制，那就是在正常狀況下，冰點受氣壓的影響是很小的。據估算，氣壓每減少一個點，水的冰點隻會提高0.008℃，即使将瓶子裡的氣壓從正常水準下降到真空狀态，最多也隻能讓冰點上升不到1℃。
中國科技大學的實體學家李志超的研究則認為：“夏造冰是氣體絕熱膨脹降溫導緻的，也就是焦耳——湯姆孫效應在起作用。”
結合“夏造冰”的過程來說，就是裝有沸水的瓶中，大量的水蒸氣在通過細小的瓶口的時候會發生壓力突變，進而引發溫度變化。這是空調和液化氣等裝置的原理，也可以用來解釋為什麼自行車輪胎在放氣的時候，氣門會變冷甚至凝結出冰晶的現象。
焦耳——湯姆孫效應：氣流通過中間的滲透性多孔塞示意圖
在一個口小肚大的瓶子中，将其中的水煮沸，直至其中的水蒸氣将瓶中大部分空氣都排出去。
當瓶中的水快沸騰蒸發完時，馬上用細密的絲織物浸水将口堵住，并立即沉入深井，瓶子中的氣溫急劇下降，會導緻水汽凝結，再加上瓶子内部的氣壓驟降，可以說近似于真空狀态，然後繼續放至瓶溫與外界差不多，這樣的話就基本可以制造出一定量的冰。
根據這一理論，他指導碩士生趙虹君做了一個模拟“造冰”實驗：取一個1升的玻璃球瓶，在裡面裝上少量的水和溫度計并密封好，用來替代古代制冰的甕瓶。再燒開瓶子裡的水，迅速放進盛滿了涼水的水桶中，将沸水進行冷卻。
會不會是水桶裡的水溫沒有井水溫度低？或者是不是放置時間不夠？畢竟《淮南萬畢書》上說要在深井裡存放三天時間。于是李志超又将瓶子放置了幾個小時，水溫降低到了7℃。接着摘掉瓶子的封口，讓空氣緩慢流入。最終整體的水溫穩定在了6℃左右，卻依然沒有結冰。
李志超後來提出了更為詳盡的解釋：
“一個細口大腹的瓶（甕），裡面盛水不多，煮沸一段時間，水蒸汽會充滿全瓶，原來的空氣絕大部分被擠了出去，燒到水量所剩無幾，立即用浸過水的細密的織物封口并沉入深井。瓶子受涼，水汽凝結，瓶内氣壓很快下降。”
“當瓶溫與井水近于平衡，立即取出，摘除封口開始透氣。這是利用減壓膨脹的吸熱效果，讓瓶内溫度下降。如果實驗控制得很完美，就可以得到幾絲冰碴。”
失傳的“夏造冰”工藝是“雞肋”嗎？
從洪震寰和李志超這現代兩位科學家的研究中，可以看到，“夏造冰”是可行的，這一工藝也很可能是确實存在過的。
但是也不難發現，即使運用現代的科技還原古代“夏造冰”的過程，這些實驗步驟也非常複雜繁瑣，隻要有一點條件無法滿足，就不可能制出冰塊來。而即使真的制出了冰，産量也是非常少，隻有一點冰碴。
而想要在炎炎夏日制成大量的冰塊，就必須嚴格挑選最好的制冰深井，耗費大量的人力物力和時間。恐怕在古代也隻有皇親國戚、有錢有勢的人，才能夠用這種辦法來制冰消暑了。與其這麼麻煩地自己制冰，還不如多造幾個冰窖，在冬天的時候多儲存一些冰塊來得友善。
當然，無論是冰窖還是制冰都不是普通老百姓能夠奢望的。直到唐朝末期，人們無意間發現了“硝石”，它溶于水後會吸收熱量，能夠讓常溫下的水快速冷卻結冰。這種友善快捷的制冰方法的發現，才真正讓民間的普通老百姓能夠在炎炎夏日摸上一塊冰。由此看來，依據《淮南完畢術》所描述的“夏造冰”工藝與硝石的制冰效果相比，還是比較“雞肋”的。
不過，也存在一種可能，那就是書中對這種工藝的描述存在較大的誤差。古代的“夏造冰”技術或許已經非常成熟，隻是因為受到皇家和藝人的壟斷而逐漸失傳了。