熱水結冰快，還是冷水結冰快？你猜！

熱水結冰會比冷水更快嗎？答案看起來應該是否定的沒錯，畢竟在同等條件下，比起冷水，熱水需要更多時間進行冷卻，所以它不可能會更快結冰。

但是幾千年來的觀察以及無數的現代實驗表明，事實恰恰相反——在非常嚴格的條件控制下，有時候熱水結冰比冷水更快。

這怎麼可能呢？當然，科學家對此還存有疑惑——事實上，他們仍要先努力證明這個現象是存在的，正如德里克·穆勒（Derek Muller）新的科學節目《化學科學》的第一個片段所闡述的。

事實證明，冰水（未結冰的）比你想像中的要複雜的多。

熱水比冷水更快結冰的現象稱作「姆潘巴效應（Mpemba effect）」，這個現象取名於一位坦尚尼亞學生埃拉斯托·姆潘巴（Erasto Mpemba），他在1963年的時候將冰淇淋製作作為一項校園項目。

學生們需要將奶油和糖的混合物煮沸，冷卻後將其放入冰箱。

姆潘巴擔心冰箱里的空位所剩無幾，等不及冷卻便將滾燙的牛奶放入冰箱。但是一個半小時以後，他的混合物已經凍結，而其他同學的並沒有。

他對這一現象產生了濃厚的興趣，接下來便和物理教授丹尼斯·奧斯伯恩（Denis Osborne）一同研究，他們共同重現這一發現，並在1969年發表了一篇論文，結果表明溫水比冷水更快結冰。

這是對於現象的首次同行評審，但正如德里克在視頻中所提到，最早的研究數據一路可以追溯到公元前四世紀的亞里士多德做的實驗，經他觀察發現，在實驗中，比起冷水，熱水冷卻的速度更快。

弗蘭西斯·培根（Frances Bacon）爵士以及笛卡爾（Descartes ）同樣在他們的研究中提到這一現象。

但這奇怪的現象背後又隱藏著什麼樣的物理原理呢？這一現象可能存在五種機理:

冰霜融化：冰霜是絕緣體，所以比起溫暖的燒杯，燒杯兩旁有冰霜的冷水能更好的保持熱量。

可溶解氣體：比起溫水，冷水中有更多可溶解的氣體，研究人員們預測，可溶解氣體對冷卻率有顯著的影響，雖然這一點還不能確定。

冷卻過度：我們都知道，水會在攝氏零度的條件下結冰，但是有些時候，結冰往往是在溫度更低的條件下形成——這個現象稱為冷卻過度。這是因為冰需要有成核位置才能最終形成，比如在水中出現氣泡或者雜質。所以，也許溫水比起冷水所要經歷的冷卻過度的程度更低。

蒸發：在裝有熱水的燒杯中，因為蒸發從而失去了更多的水分子，因此減少了要凍結的水分子。

對流：最後，有觀點認為，溫水比冷水冷卻更快也許是因為對流的增加。對流發生的原因是，水的冷卻主要是從燒杯的表面以及側面開始，而這就導致冷水下沉，熱水上升，從而產生對流。在溫暖的燒杯中，對流更強，並可能影響到冷卻率。

以上的觀點都頗有價值，但問題是這麼多年以來，一直都在不同程度上控制著這些影響因素進行實驗，結果卻都是差強人意的不一致。

一些實驗室從未能證明姆潘巴現象的發生，而其他的實驗室則表示它甚至發生在不同的條件下。

那麼答案究竟是什麼？今年一項新研究表明，也許造成姆潘巴現象的是與以上完全不同的事物，並且熱水能有多快冷卻好像並沒有什麼大不了。

蝌蚪五線譜編譯自sciencealert，譯者 土豆同學，轉載須授權