为什么菜油倒海上能救命？这道题美国学霸国父也不会做

这是一个正经的物理实验，不是命题组老师为了为难你瞎编的。 第三代瑞利男爵、欧文·朗缪尔等物理学家就在一百年前做过。可是，这个实验还有个更有趣的副本，许多人没有玩过。

是这样的， 这层油花，可以平息海浪。

有人已经做过了这个实验，把普通的食油biu倒入池塘，然后池塘就镜面化了。我们一起来看看效果——

看到木有，浪不起来了，仿佛这个世界雨我无瓜。

如果在航海的时候在船附近撒上油，是不是就可以面对疾风，乘风破浪了呢？

没错，这就是 镇浪油的起源。水手在遇到大风大浪的时候，会把船上的菜油全部倒到海里，让船体附近变得平滑可导。

古代就有这样的镇浪油技术了，最早可以追溯到公元前350年亚里士多德的记载。亚里士多德说，潜水者在下潜前会在水面撒上一层油花，这样子海面就会变得局部平静，日光就可以射入潜水区域了。

捕鲸船在穿越深水区时也会在船上挂上鲸脂，给海面抹油。

近代在执行营救任务的时候，搜救船只也常常带着镇浪油油壶。比如，英国1894年制定的《商运法》 （Merchant Shipping Act）就要求英国船只携带镇浪油。

镇浪油袋 图片来源：rmg.co.uk

泰坦尼克号的时代赶上了这部《商运法》，所以泰坦尼克号上的救生船也有镇浪油。理论上，泡在水里的杰克身上应该是油乎乎的，肉丝可以把他点亮取暖。

美国海运管理处 （United States Maritime Service）的训练手册里就包括在救生艇上塞入镇浪油。美国海岸警卫队 （USCG）也曾要求救生艇携带镇浪油，不过在1983年，这个要求被取消了。

实际上， 我们在海面上看到的不少石油并不是意外泄漏，而是故意放出来的镇浪油。比如在1973年3月18日，在波多黎各西南部航行的油轮 Zoe Colocotronis 就把150万加仑的原油倒入海中，方便船只航行。

英语里有 to pour oil on troubled waters（息事宁人）的习语，也是从这个现象来的。

那个玩闪电的男孩、美国开国元勋兼科学家富兰克林也和镇浪油发生过交集，他还用这一招迷惑了不少小朋友。

1757年，在加拿大新斯科舍 （Nova Scotia）附近航行的时候，富兰克林注意到有两艘船附近的海浪很平静。 富兰克林从船长那里得知，这两艘船的厨子把油撒到了水面上。

一开始富兰克林自己都不信油有这样的作用。有一次在英国南部克拉珀姆 （Clapham）的大风天里，他把油倒在池塘上，结果附近果然没有起浪。

看到了这一幕，富兰克林就有了耍人的想法。

他经常拿着自己蘸着油的竹拐杖，告诉大家他要在水上徒手开平方了。然后 他走到池塘附近，用拐棍在空中划三次，果然开出了个平圆，水面的皱纹都被弹走了。同行的小伙伴演员 David Garrick、法国哲学家 Abbe Morellet 都惊呆了。

富兰克林后来把这个现象和英国皇家学会的会员 William Brownrigg 讨论了一番，但是没有讨论出什么结果。

那么， 为什么油能够镇浪呢？

这和油的性质有关。

首先，油在湖面上形成的这层油花，有且仅有一个分子那么厚，和你习题册里描述的一样。

三油酸甘油酯 图片来源：wikipedia

为什么只有一个分子呢，这是因为油的主要成分—— 三油酸甘油酯分子的一面有一个亲水基，这个亲水基带负电荷，和水中带正电的水合氢离子H3O+结合起来，发生亲水搅基作用。

所有的油分子都想和H3O+亲亲，只要给足够多的时间，它们也确实能做到，因此最后水面的油层就只有一个油分子那么厚，而且都是面朝大海，屁股开花的姿势。

说油酸分子屁股开花是因为，三油酸甘油酯分子的另一端还有三个甲基（CH3），它们不喜欢水。和水接触后，它们仨就直直地插出水面，拗出开花的造型。

这些姿势奇怪的油酸分子，实际上就变成了一个弹力面膜，这个弹力面膜有阻尼的作用，能够吸收波浪的能量。

那么， 镇浪油具体是怎么吸收能量的呢？

2007年，斯坦福大学的物理学家 Peter Behroozi 和同事在 American Journal of Physics 上发表了一篇论文，用激光干涉计兴致冲冲地研究了镇浪油的原理。

你大概认为镇浪油主要是靠表面张力？就像百度知道描述的那样？

别听他乱讲哦

其实不是，他们发现油花主要是靠 吉布斯表面弹性（Gibbs surface elasticity）的作用弹走鱼尾纹的， 表面张力只起到了次要的作用。

具体来说，当波向右传播的时候，油花内部产生了 纵波，也就是像抖抖抖的弹簧那样，振动方向与波的传播方向平行的波。

纵波

油花纵波的波峰和波谷的运动方向相反，这样的运动方式使油层和水之间产生了相当大的 剪切力，压制了浪花。

为了证实的确是吉布斯表面弹性，而不是表面张力或黏度的作用， 这些物理学家还用 水和丙酮的混合液做了实验。

他们发现，虽然水和丙酮的混合液的表面张力和橄榄油类似，但是却还是能浪，这证明油层带来的表面弹性是真的重要。

划船不靠桨全靠浪，去皱不靠揉全靠油。