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不想跳進「碧池」、頭頂變綠?來,教你一個狠招兒

昨天,美國游泳名將瑞安·羅切特的粉絲們愕然發現,羅切特的頭髮??綠了?

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??喂,雖然說都知道里約水質有問題,但也不至於這麼快把人變成綠毛龜了吧。


其實,里約出現變綠的水池是室外的水球和跳水,而羅切特參加的游泳項目是在室內,池子還是正常的藍色。看起來要麼是他的泳池裡添加了太多的其他化合物,要麼是他自己P了一下圖,和粉絲開了個小玩笑。

即便如此,也難保有哪個運動員真的中招啊??

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正常水池裡會有控制微生物生長的手段,但看起來里約的後勤保障有點跟不上。倒也不是不能理解,畢竟水是生命之源嘛。從釜底抽薪的角度,不如給里約獻上一計,以死理性派之名保證百分百坑爹的萬靈藥——


咱就別在水裡運動啦!

換種液體唄?


酒精:消毒技術誰家強?


要不想長藻長菌長亂七八糟東西,就得有消毒手段。要消毒,許多人第一反應就是酒精——畢竟醫學上酒精簡直是最常用的消毒劑了。

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不過,消毒的酒精不是越濃越好。通常使用的醫用酒精多半是75%的,而不是100%純酒精。單論讓蛋白質變性,純酒精確實要更快,但是它的起效有點太快了——其結果是,細菌的細胞壁會快速聚合形成一個保護層,反而讓酒精難以抵達它的內部,難以徹底殺死細菌。


而醫用酒精的起效慢一些,所以在這個保護層形成之前,酒精已經滲透到細菌裡面去了。


那麼,就讓我們灌上一游泳池的醫用酒精吧!在裡面游泳會發生什麼?


首先,所有的運動員都會沉底。酒精的密度只有0.78g/ml,比水小太多了。

沉底不要緊,水下也能游,甚至游得還更快——有一種名為「海豚踢」的技術專門適合水下,或者酒精下。不過按照奧運會規則,運動員是不能一直在水底下待著的,必須在15米線抵達之前浮出水面

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這個??就有些困難了。對於一個體重50kg的游泳運動員來說,在酒精里想浮上來,就像是身體上綁了一個10kg的大鐵塊在水裡游泳。雖然不敢斷言完全不可能,但肯定別想正常發揮了。


但是更重要的問題是,酒精是能透過皮膚吸收的!泡在如此高濃度的酒精里,固然是殺菌了,但是很快所有的運動員都會醉倒,然後酒精中毒,最後死掉。別笑,2015年就出現過家長用酒精給嬰兒擦拭退燒,導致嬰兒中毒身亡的案例;而當年SARS流行時,還有一個人在浴缸里倒滿40.5%酒精後進去「泡消毒澡」,很快醉倒在裡面無力自救,第二天被家人發現時早已死亡,血液酒精含量高達1.35%。(擴展:看完誰還敢用酒精給孩子擦浴?)


??太慘。酒精危險,不可兒戲;咱還是別打它的主意了,換下一個。


液氮:窒息、著火還是變冰棍?


能快速透皮吸收的就這樣被排除了。那麼我們來個不透皮也不長菌的怎麼樣?嗯,有請液氮出場。


液氮是個好東西,絕對滿足這要求,就是有兩個小問題:第一,它的密度還是比水低;第二,它太冷了


其實密度問題本來不算難:做個淺水池子,讓運動員隔一會兒能踩著底下站起來呼吸一下就行。但是,這法子對酒精有用,對液氮就懸了。液氮溫度很低,放在游泳池裡幾乎肯定會沸騰,大量氮氣快速進入空中,會把原來的空氣擠開,這樣運動員就憋死了呀!別說運動員,很快周圍的裁判和觀眾也都會一一倒地,這比賽就別玩了。

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做冰激凌實在是大材小用了……


不想讓液氮沸騰也可以,乾脆把整個體育場變成一個巨大冷庫,通通降到極低溫度。但這樣就會帶來第二個問題。人呼吸靠氧氣,氧氣沸點比氮氣高那麼一點點——零下183度對零下196度。把體育場變成大冷庫,勢必導致其中的氧氣全部液化,且不說人的呼吸有困難吧,液氧的助燃能力不是一般的強,甚至本來不可燃的東西面對液氧都能燒著,萬一一個火星,可能半個運動場就報廢了。這一點在液氮安全手冊里專門有提到——別老想著液氮能滅火,儲藏不當、和空氣接觸太久的液氮,裡面天知道有多少液氧呢。

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真男人從不回頭看爆炸……


當然就算解決了這一切問題,液氮終究還是太冷了。物理學課上你也許見過液氮潑手的表演:如果人的皮膚表面乾燥而沒有衣服覆蓋,潑上少量液氮,它們的快速沸騰會產生一個薄層,阻止液氮和皮膚直接接觸——所謂萊頓弗羅斯特效應

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水也可以有萊頓弗羅斯特效應,你可能在熱鍋上觀察到過這種現象。人體相對液氮來說,就跟熱油鍋一樣……


但是,如此大量的液氮,運動員還穿著泳衣,這效應就完全沒用了,運動員基本上會當即凍成一個大冰棍,然後當然就永遠到不了終點,比賽也永遠無法結束了。


這還玩什麼啊,換下一個。


水銀:可浮,不可游


老是沉底不好玩,至少來個能浮起來的嘛。一不做二不休,就來個絕對能浮的好了——水銀。


水銀很重。它的密度大約是13.6g/cm3,能浮起鐵球;而人的密度則比水稍微大一丁點。換言之,一個人在水銀上,只有1/13的體積會沒入水銀里——差不多是站立的時候淹到小腿肚;而平躺的話,和躺在床上也沒有太大的區別。

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人坐在水銀上。來源:theodoregray.com


這就帶來了一個問題:標準的泳姿全都失效了啊!


人類游泳,靠的是軀體運動划水產生的推力。正常情況下人體應當幾乎全部沒入水中,不管何種泳姿,大部分動作都是浸沒在水裡的時候完成的。但這在水銀里就不可能了,能讓一支手臂沒入進去已經十分勉強。可能我們需要開發一種全新的泳姿。


還有一種思路是在水銀上奔跑。但是水銀終究是液體,不能像固體那樣提供穩定的支撐力和摩擦力。當人在路上跑的時候,腳和地面間的靜摩擦力足夠推著人體前進;但在水銀里,腳可是會往後跑的。貿然開跑的後果只會像動畫片里那些在滑溜溜的地面上跑步的人物一樣,動了半天腿,沒往前走多少,最後摔個大馬趴。水銀上如果能跑,恐怕也會變成一種非常歡樂的跑姿。

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總的來說,水銀好像是迄今為止最富觀賞性的?


最後就是水銀的毒性問題了。(是的你可能發現了,此處的液體沒一個是好對付的。)出乎意料的是,它竟然不如前面兩種那麼危險。汞是重金屬,毒性很大,但它最大的毒性是它以化合物形態存在的時候;單質汞極難被人體吸收,所以反而毒性沒那麼大。假如運動員體表沒有傷口和開口,又戴了防毒面具,甚至可以接觸單質汞挺長一段時間。


問題是,像菲爾普斯這樣的運動員,都渾身上下拔了火罐,表皮受損、毛細血管破裂,好像很懸的樣子啊??


算了,看在飛魚的份上,下一個。


液溴:??真的要這樣嗎


密度太大不好,密度太小不好。能不能找個中間狀態的?倒是有一個密度3.1的液體還不錯。然而,它的名字叫液溴。


首先,液溴很臭。溴字右半邊是臭不是隨便起的,它的元素符號Br來自希臘語bromos,就已經是惡臭的意思了。


然後,液溴是一個強氧化劑,它能和各種各樣的東西反應??

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溴和鋁的反應……


說好的看游泳,不是來看火災現場的。pass,下一個。


液鎢:???


其實我還是挺懷念液氮的,要不是它太冷了,本來應該很合適。讓我們看看能不能把溫度調高一點,就一點點??


哎呀不好意思,一不小心過頭了。我們得到了液鎢。

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對就是燈泡里的鎢,但沒有液態鎢的圖片,因為——


鎢的熔點是3422攝氏度,在所有單質裡面當仁不讓排名第一。但這就帶來了一個小小的尷尬之處:我們其實對液鎢的屬性非常不了解。因為??沒有什麼容器可以裝它啊??


(不許笑。)


好吧嚴格說存在極個別的化合物熔點比液鎢高一點兒,也存在一些技術能讓灼熱的物體懸浮在空中,但真的用它們做容器的技術難度極大,暫時還沒有人造出來能裝液鎢的。


不消說,如果灌一個液鎢的游泳池,那麼還來不及把運動員扔進去(我相信沒有哪個運動員會自己跳進去),整個體育場就會像掉進岩漿一樣化掉。不,這比喻太委屈鎢了,剛噴出來的岩漿溫度只有區區1200攝氏度而已。

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趕緊換下一個吧。


液氦:??????


溫度太高了不行,趕緊調低回去。低??低??低??


哎呀不好意思又過頭了。這次我們得到了液氦。


和液鎢相反,液氦是所有單質里沸點最低的,足足零下269度——也就是只比絕對零度高4度。卡默林·昂尼斯因為制出了液氦而獲得了1913年的諾貝爾獎,可見這東西是真的厲害。

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液氦的所有問題都比液氮更嚴重。它的密度極低,只有水的八分之一,人在裡面是無論怎麼掙扎都絕無浮起來的可能——當然,考慮到它的溫度比液氮還低,本來就也掙扎不了幾下。


但液氦還有一個神奇特徵:當它的溫度繼續降低到2.17K以下的時候,會變成一種「超流體」。它看起來像普通的液體,但是黏度為零,可以在其它固體表面流動而不受任何摩擦阻力。這意味著泳池裡的液氦很可能會沿著牆壁往外「爬」出來,流到相鄰的其他泳池裡面去。這樣的話,我們的麻煩可就不止一個??


太過分了,本死理性派自己都要看不下去了。上次1500米跳水的時候,我們最後給孫楊安排了一座棉花糖山;遵照同樣的精神,這次我們決定也請出最後一個——


糖漿:??真的可以


2004年,明尼蘇達大學的研究者埃德·庫斯勒發表了一篇論文,解決了一個困擾所有人的千古難題:人能在糖漿裡面游泳嗎?


答案是,能。


糖漿很黏糊,按照直覺,人掉進裡面好像應該很難運動。的確在裡面划水會更費力,但是這個效果是雙向的,每劃一下產生的向前推力也更多了,二者幾乎抵消——至少,是在人這麼大的東西遊泳而且糖漿沒有黏得過分的時候。


為了驗證這一理論計算,庫斯勒和他的同事往一個25米游泳池裡灌進了300千克的瓜爾膠,獲得了粘稠度兩倍於水的液體,然後請了16位志願者(有職業選手也有業餘選手)在裡面游泳。結果發現,他們在這裡游泳的速度和水裡面相差無幾。這項研究後來獲得了2005年的搞笑諾貝爾化學獎。


而在幾年後,著名的《流言終結者》在電視上重複了這個實驗。

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參與實驗的運動員名為Nathan Adrian,中文名字倪家駿??對,就是剛剛獲得男子4x100米自由泳接力金牌的隊員之一。

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這麼說來,和以上種種逆天材料相比,糖漿還是非常可行的呀。希望糖漿200米早日成為奧運會正規項目——只不過,不知道在裡面游泳的運動員會不會有發胖的危險。


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