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他把葡萄干扔进汽水,这条视频迅速火爆全网,还顺便发了论文

宅家陪女儿时,Saverio E. Spagnolie曾做过一个小小的科学实验:将葡萄干投入碳酸饮料中,它们的全身会快速裹满气泡,在水中有节奏地旋转跳跃,上下翩跹起舞。这一过程会持续数分钟,甚至长达一个小时。

Spagnolie和女儿一起盯着葡萄干起起伏伏,盯了许久。女儿很快失去了兴趣,Spagnolie却对此越发上头。

Spagnolie是美国威斯康星大学麦迪逊分校(University of Wisconsin-Madison)的数学教授,一直以来,他都对粘性流体中的复杂动力学过程、微生物运动、生物力学等方向很感兴趣,也非常乐于开发新颖的数值方法来钻研这些问题。

但和女儿玩耍时,他意识到,或许不需要什么高科技,每个人的厨房都是一座顶尖的实验室——复杂的流体行为在这里随处可见。尽管我们可以理解厨房里发生的种种现象,却往往不能准确描述或预测它们。在Spagnolie看来,葡萄干跳舞就是这样一种现象。

这些满身气泡的“舞者”似乎不知停歇,也让Spagnolie停不下来地思考,葡萄干为什么会在液体中表现出这样的行为?

为了理解令人着迷的“葡萄干+苏打水”组合,他薅来了两位学生一起,做了一系列实验,并在计算机中完成了数值模拟,还构建了理论模型,以描述葡萄干的运动行为。

将所有这些实验、数值模拟和理论工作整合起来,花了他很长很长的时间。“有时候,你在厨房里闲逛,逛着逛着,就下定决心:我一定要搞清楚这个现象背后的机制,”Spagnolie曾在社交平台X(原Twitter)上发推文,介绍这项研究成果,并讲述了自己的心路历程。

好奇心很耗时,结果却令人欣慰——这条推文迅速走红,而葡萄干跳舞的视频也在短短两天内获得了超过50万的浏览量。而他和学生撰写的研究论文,也已于5月9日在线发表在《自然·通讯》(Nature Communications)上。

苏打水和葡萄干,都是厨房里无比常见的“实验材料”,可它们组成的系统却并不简单。这种现象不仅让数学家发了研究论文,也为我们理解自然界具有相似特性的系统——比如岩浆——提供了支持。那么,苏打水中舞蹈的葡萄干究竟有何奥秘?我们如何从厨房中跳出来看世界?点击下图,文章会告诉你答案。

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