搞笑诺贝尔奖——溯流而上的死鳟鱼

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作者：微信文章


搞笑诺贝尔物理奖

——溯流而上的死鳟鱼

      10月9号，万众瞩目的诺奖已经颁发，而近一月前，另一项奖项：搞笑诺贝尔奖已然揭晓。9月12日颁发的搞笑诺贝尔奖中，物理奖颁发给佛罗里达大学生物学教授詹姆斯 · 廖（James C. Liao），因为他证明并解释了一条死鱼借助涡流逆流而上的能力。



      搞笑诺贝尔奖（IgNobel Prizes）是对诺贝尔奖的有趣模仿。其名称来自Ignoble（不名誉的）和Nobel Prize（诺贝尔奖）的结合。其主办方为科学幽默杂志（Annals of Improbable Research，AIR），评委中有些是真正的诺贝尔奖得主。其目的是选出那些“乍看之下令人发笑，之后发人深省”的研究。它从1991年开始，每年颁奖一次。入选“搞笑”版诺贝尔奖的科学成果必须不同寻常，能激发人们对科学、医学和技术的兴趣。颁奖仪式每年在诺贝尔奖颁奖前一至两周举行。颁奖礼时，得奖者只有一分钟的感谢词，在颁奖礼期间，观众会不断地把纸飞机掷向台上，一直以来，台上的纸飞机都由专人扫走。与其他学术奖不同，搞笑诺贝尔奖得主虽然得不到各方赞誉，获奖者可以收获一张实际上一文不值、却印着10万亿元天文数字的津巴布韦假币，更不可能使科学出现革命性进步，但是所有获奖的研究都曾在著名学术杂志上发表。



      说回正题，Liao和他的团队在2003年发布《鱼类利用涡流减小肌肉运动》的论文（Fish exploiting vortices decrease muscle activity），其中的涡流，被称为卡门涡街。



（卡门涡街）

     卡门涡街‌通常称为‌冯·卡门漩涡（Von Karman vortices）。这一现象在自然界中非常常见，当一定条件下的流体绕过某些物体时，物体两侧会周期性地脱落出旋转方向相反、排列规则的双列线涡，形成卡门涡街。他们发现虹鳟能利用卡门涡街的能量来减少运动的消耗，并且会以一种不同于匀流中运动的姿态游动（被称为卡门姿态）。

      随后更加奇幻的事情发生了，他们发现这种姿态效率奇高，于是研究了死鳟鱼的行为，观察到死虹鳟的身体摆动和活鱼相似，甚至也能逆着水流而上，只是不能越过障碍物继续前进（毕竟它只是一条死鱼o.O），非常Amazing啊（毕导音）！而实地观察也证实了实验室的结果：Liao 在加拿大将圆柱体插入溪流中，在野生鳟鱼中观察到了相同的姿态。



（这是一条死掉的虹鳟（Oncorhynchus mykiss）在游）

      所以鱼常常在鱼群中游泳也有了更精确的解释。当两条鱼并排向前游动时，就会产生类似于卡门涡街的涡流，这样第三条鱼在这对鱼之后游泳时便能利用涡流的能量帮助自己更轻松地运动，如同大雁迁徙时会聚为“人”字。此时的涡流不再是干扰运动的乱流，而是帮助游动的助推器。这样看来，水坝帮助鱼儿逆流而上的“鱼梯”，或许也能引入涡流来“助推”？

      而和这个研究有关，还有一个现象。常常会有鱼儿，跟在行驶的船尾游，这并非偶然或是“好奇”。如果从船的参考系来看，水流从船头流向船尾，诶，等等，这不就是流体绕过船这个物体嘛，船后自然有卡门涡街。那从船的参考系来看，鱼儿也无需主动发力，便能借助涡流的能量跟随船只运动，说不定这只鱼儿还在睡觉。



      末注：对于这项研究，知乎上有一篇文章讲的更详细：《这种好吃的入侵生物死了还能游，甚至能逆流而上，物理学家们大喜》- 知乎 作为分享。(复制网址 https://zhuanlan.zhihu.com/p/437949089到浏览器即可观看)，



文案：物院学生会理实部

排版：物院学生会外宣部

终审：凌锋