物理學家在12年前發現了一個反常現象，看完你會改變尿尿的方式

撰文 七君

俗話說，水往低處流。可是12年前，有人發現了水可以逆流而上。

不信，大家看這裡——

紫色的顆粒沿著水流向上爬升

看到木有，水面的粉末隨著逆行的水流回到了上方的容器里。可以，這很信條。

所以，這水是看了諾蘭新片了嗎？倒不是，這個現象是在2008年金融危機爆炸那年被一個叫做 S. Bianchini 的物理系少年發現的，距今已有12年。

阿根廷的傳統馬黛茶

當時，來自阿根廷的 Bianchini 正在泡阿根廷的傳統馬黛茶，馬黛茶是用巴拉圭冬青葉子製作的，茶葉是粉末狀的。當他倒水的時候，猛地發現茶葉竟然倒行逆施，自動飄到了茶壺裡。

倒水時，如果壺嘴和下方液面距離很近，茶葉就會逆流而上，來到水壺裡。

Bianchini 的導師也沒見過這種操作，於是後來 Bianchini 同學用這個做了畢業論文，然後順利畢業了。

在論文中，他用馬黛茶葉還有粉筆末在實驗條件下重複了上述現象。Bianchini 認為，這個現象並不是咱們在生活中常見的毛細現象導致的，而是由於馬拉高尼效應。

馬拉高尼效應咱們以前也講過，表面張力不同的液體之間形成水流。咱們平時看到的酒杯掛壁，還有風油精小船都是馬拉高尼效應導致的。

馬拉高尼效應還可以用來讓液滴自動解迷宮，超有趣的，回顧點這裡。

Bianchini 通過實驗發現，馬黛茶還有粉筆末可以減少下方液體的表面張力，因此上游的水表面張力大，下游的水表面張力小。而表面張力大的地方可以把表面張力小的地方的液體吸過去，形成馬拉高尼流，所以水才可以倒流。

這個反直覺的物理現象說明，上游的水不一定比下游的乾淨，因為下游可以反過來污染上游。因此後來這個現象就被取名為逆流污染（upstream contamination）。

過了幾年，羅格斯大學的工程學教授 Troy Shinbrot 對這個現象產生了興趣，於是找了個學生和 Bianchini 用更複雜的實驗再次驗證了一番，並把結果發表在了2013年的Proceedings of the Royal Society A上。

Shinbrot 他們用馬黛茶葉還有粉筆末發現，逆流污染現象確實存在，液體可以向上攀升1厘米的高度。哪怕上方滴水處寬度達到幾米，這個現象依舊存在，冷水和滾水同樣會出現逆流污染。

逆流污染

Shinbrot 他們也再次驗證了表面張力在逆流污染中的作用。經過測量，他們發現加了粉筆末以後，水的表面張力減小至原來的一半，加了茶葉以後減小至原來的1/3。

經過計算，加入粉筆末後，減少的表面張力可以給漂浮在水上的粉末提供20倍的重力加速度，推動它逆流而上。

逆流污染

那麼問題來了，如果這個現象真的是表面張力差導致的，那麼消除上游和下游的表面張力差，水是不是就無法倒流了呢？

他們也測試了一下。他們在上游的水中加入了表面活性劑苯扎氯銨，減少上游的表面張力。果然，這麼幹了之後水就不會倒流了。

實際上，2002年麻省理工學院（MIT）的應用數學教授 John W M Bush 和同事也發現，如果在下方水池裡加入表面活性劑，那麼下方的水能夠沿著瀑布倒流，逆行的高度最高可達到2厘米。