从Mould效应看今天世界科学界有多弱！

戴榕菁

在如今这个前端物理学家们撸起袖子试图破解宇宙间的暗物质和暗能量的年代，世界专业科学界往往会显露出他们在经典力学的基本功上仍存在着的很大的欠缺。如果说之前提到的黑鸟[1]（Blackbird）超风速逆风车因直接触及到作为现代科学的基石的热力学定律而令人费解是不足为奇的，那么科学界在所谓的Mould效应[2]^,[3]（Mould Effect）或链条喷泉（Chain Fountain）上表现出的困惑和错误就显得有些太弱了。

所谓的Mould效应是由史蒂夫莫德（Steve Mould）在2013年通过youtube演示的这样一种现象：当你把一长串珠链的一端从一个容器中拽下后会出现链子在向下掉落之前先向上喷起的现象（见本文下面的视频）。

同黑鸟逆风车现象一样，Mould效应也引起了科学界[4],[5]的热情，剑桥，康奈尔等各大学的教授们纷纷加入解释的行列，以高质量文章著名的自然杂志（Nature）上也刊登报导Mould效应的文章[6]其中转述了对Mould效应进行的各种解释，尽管那些解释没有一个是对的（不要因为其中提到了剑桥康奈尔佛吉尼亚大学的名头而吃惊，当今的专业科学界就是这么弱！）。

如果说黑鸟现象因触及到如何看待作为现代科学的基石的热力学定律的问题而对于科学的整体发展有着潜在的重大意义，与之相比，Mould效应对当今世界的科学发展的最大贡献恐怕就是帮助暴露出身处世界科学顶端的象牙塔内的从基础科研团队到随意拒绝来自民间的高水准文章的傲慢的科学杂志的可怜的低水准的现状！

本文提供的参考文献及下面的视频链接中有着包括来自世界最高学府和最高科学杂志（自然与皇家学会）对于Mould效应的各种错误解释，我这里就不一一赘述，有兴趣的读者可以自己去查看。

简单地说，对Mould效应背后原理的正确解释应该是：Mould效应是一种空气动力的现象。如果有读者对于空气动力能够把金属珠链举起感到有疑惑，不妨想想空气动力是如何将几顿重的飞机举起的。

我相信当年我的流体力学老师庄礼贤（即大名鼎鼎的哈佛庄小威的父亲）和我在力学所的组长李家春院士应该能够通过解流体力学和热力学方程给出Mould效应的解析解或至少是数值解（我印象中他们的解析和数值解功力都很强），而不会象剑桥康奈尔的团队那样对之进行胡乱解释。

我这里当然不打算对Mould效应进行详细的数学推导或进行数值求解。我只是指出它是一种空气动力现象，是边界层成长所产生的效果，是物体在空气中运动时所表现出来的熵增极小化的特殊现象，与Nature和Royal Society上所刊登的文章中所做的解释差出十万八千里去。。。。。。

两个最新的胡扯的解释：

 

 

 

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[1] 见https://blog.wenxuecity.com/myblog/28822/202107/24496.html

[2] Chain fountain, wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/Chain_fountain

[3] "Understanding the chain fountain: A problem-solving partnership (w/ Video)". Phys.org. Jan 15, 2014. URL: https://phys.org/news/2014-01-chain-fountain-problem-solving-partnership-video.html

[4] Eirik G. Flekkøy*, Marcel Moura and Knut J. Måløy，Mechanisms of the Flying Chain Fountain, Front. Phys., 14 August 2018 | https://doi.org/10.3389/fphy.2018.00084, https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fphy.2018.00084/full

[5] Biggins, J. S.; Warner, M. (15 January 2014). "Understanding the chain fountain". Proceedings of the Royal Society A. 470 (2163): 20130689. arXiv:1310.4056. Bibcode:2014RSPSA.47030689B. doi:10.1098/rspa.2013.0689.

[6] Elizabeth Gibney (2014) Physicists explain 'gravity-defying' chain trick, Nature News, 15 January 2014. https://www.nature.com/articles/nature.2014.14523

 

力学问题错误分析推导又一例：

 

[jiujiujiujiu]

多简单的一个题，高中水平。珠子受到切向拉力，重力，外加具有速度。珠子的动量改变不可能从向上移动直接变为向下，需要一个时间，那么这段时间内它的移动速度方向转了180度，也就是轨迹画了个半圆，并且速度越快半径越大。当然空气不是没有作用：空气阻力下速度会达到一个饱和值，这时候圆的半径就不再增加了，类似视频里的现象。随机抖动是因为还有其余的力，比如珠子撞瓶壁是个半随机过程，需要用到高中以外的物理知识。
所以，没有重力当然不会有这个现象；但没有空气效果只会更明显。

[慕容青草]

试着推导了一下公式，不行了，几十年没碰它，如果想要推导需要花很多时间去热身，没心思去干这事儿了。。。如果这里有谁认识中国科技大学的庄礼贤教授（应该80岁了吧，不知中国的教授有没有退休这回事），向他请教一下如何推导物体在空气中下落的最小熵增路径。。。。。。
我只能从定性地进行一下判断了。。。很显然，珠链上喷的直接作用是减缓它的下行，也就是减缓下行所导致的熵增（上行造成的熵增显然小于快速下行的熵增）。。。
不要误会，本文并没有说珠链本身的惯性不重要，本文所针对的是专业科学界在完全不考虑空气作用力下进行的胡乱分析。。。但是，空气动力学从来不否认物体自身的惯性，不要以为本文强调空气动力就否定了珠链自身的惯性。。。。

[慕容青草]

回复 'cliffhan' 的评论 : 有两个现象可以基本否定你所提出的纯惯性原理：

1）在最高点处，如果不考虑空气作用，那么它的加速度就是g，而因为它只有水平运动，因此，它的加速度又等于V*V/r，其中V是它的水平速度，而r是它的轨迹的曲率半径。所以我们有

V*V/r=g。

因此，随着链条的加速，r一定会跟着V的增加而增加。很显然，我们没有看到这个现象。

2）如果是纯惯性，那么运动中的链条的形状要稳定得多，而视频中链条形状的不断抖动本身也反映了当地的空气扰动的影响。

[SAR]

谢谢慕容!跟您长了见识。

[慕容青草]

回复 'cliffhan' 的评论 : 你不妨在真空里试一下。。。看看你的理论是否正确

[cliffhan]

可能没有那么复杂，惯性可以解释这个现象。更简单的实验是把放珠链的筒子固定好了，用不同的力度/速度 （F）把链子拉下，应该会看到珠子会高出筒子不同的高度（H）。H会稍微滞后F一点，二者成正比。让链子高出筒子的最小力量可能蛮大的，这就是为什么视频中的链子会断了。


如果把放珠链子的筒子放水平，那么珠链子不是垂直落下，而是会向前弧形落下。

[慕容青草]

回复 'solo1' 的评论 : 我在Mould的视频下做了这样的评论：1) You won't have this phenomenon in vacuum; 2) you won't have this phenomenon in space station; 3) All the explanations given so far, no matter in Nature or in Royal Society, or in somewhere else including youtube are WRONG! 4) The physics behind this phenomenon is the minimal entropy production principle.

[慕容青草]

回复 'solo1' 的评论 : 是的。。。Mould他提了两个问题，一是真空中是否会发生，另一是空间站里是否会发生。。。答案应该是两种环境下都不会发生。。。前者因为没有空气，后者因为没有重力。。。

[solo1]

如果在真空中做这个实验，按你的说法，这个现象就不会发生。

[慕容青草]

回复 'SAR' 的评论 : 黑鸟（Blackbird)现象才真有意思。。。那有可能触及现代科学之根基。。。这个Mould现象是一个一百多年前人们就已经注意到的最小熵增原理。。。不过，今天的科学界似乎对这个原理普遍不熟悉。。。仍然有专门论述这个原理的论文出现，可见人们还没有把它当作一个基本科普常识。。。

[SAR]

有意思！