近些年,英国《新科学家》(New Scientist)杂志“最后的话”(Last Word)专栏广受欢迎,至今已有好几本书结集出版,曾经高居图书销售榜首。它在形式上对Dr.You栏目影响甚多,一举开创由读者来回答这些稀奇古怪的问题的先例。由于读者背景与思维方式迥异,往往可以从多学科多角度阐释问题,擦出令人眼前一亮的思维火花,读来趣味盎然。但由于缺乏对答案的科学筛选,看似头头是道的推论,也许并未得到实验上的证实,甚至可能早已被实验推翻,其中个别难免有误导读者之嫌。

科学方法与逻辑能力可以通过科研职业培训而获得,但思考与想象的能力则可能在“遍读圣贤书”后逐渐枯萎。在每一个非常规的问题面前,如果读者可以身体力行去想想“为什么……”“怎么回事……”“会不会是……”,然后提笔(打开电脑)记录下自己灵感闪动的火花,送给Dr.You与众人分享,这远比直接提供一个“科学正确”的教学答案要来得意义重大。

然而,好奇心并不是攀登科学高峰的唯一武器。在科学探索中,“假想-实验验证-理论解释”的步骤缺一不可。好奇心与灵感对于“假想”步骤意义重大,但在天马行空的头脑风暴之后,更需要艰苦的实验以验证假想,并总结出解释现象的理论,放诸其他实验以继续验证。好在我们可以站在巨人的肩膀上,通过查询前人工作而得到一个靠近真相的答案。

其实这是一种低雷诺数流动的典型现象,雷诺数即流体惯性力与黏性力之比,雷诺数越小,流体中黏性力的作用也就越大。

在倒洗发水等高黏性的流体时,由于黏性力的作用,每部分流体微团都会受到相邻流体微团的“拉扯”与“牵制”作用,在靠近地面堆积时,自然也会受到已堆积流体的“拉扯”作用,而惯性力无法抵消这种黏性力的作用,“拉扯”的合力形成了“旋转堆积”的现象。这样就容易理解,倒水的时候不会出现这种现象了,因为此时为高雷诺数流动,流体惯性力的作用大于黏性力的作用,足够抵消已到达地面流体的“拉扯”,故流体流下时沿惯性力的方向垂直下落。

用水、米汤、菜油、洗发水、牙膏、沥青依次倒来看看,你会看到“旋转堆积”从无到有的渐变。