熟蛋跳起來

熟蛋跳起來
知識通訊評論第35期

日本科學家最近以實驗顯示出，水煮蛋會在旋轉中跳躍。

日本慶應大學(Keio University)下村裕(Yutaka Shimomura)教授帶領研究團隊，使用特製的鋼材儀器，再加裝高速攝影鏡頭、麥克風和電子感應器，進行了兩年時間研究，終於發現水煮蛋可以跳動，據表示，跳動的秘訣便是成功的旋轉。
旋轉的水煮蛋會自動地站起來，原本蛋身平躺，變成站立於一端。下村曾與劍橋大學的物理學家共同進行研究，不單計算出水煮蛋可以站立的原理，還預測出：相關的作用力還可以讓蛋小幅度的跳上空中。
只是，在自家廚房裡是沒法看到雞蛋在空中跳躍的，因為跳動高度不到十分之一公釐，而且只維持千分之幾秒鐘。
但，雞蛋真的會跳嗎？下村團隊必須製作出一個可以完美地旋轉雞蛋的裝置，這樣他們才能確保：跳動的效應，不是因為手動旋轉，而引起上升。另外，他們必須做到每分鐘旋轉一千八百轉，為了確保這項實驗不過度複雜，又容易測量，研究團隊乾脆使用金屬蛋來進行實驗。

實驗開始

研究團隊將雞蛋水平置放在平滑的銅盤，開始旋轉，拍下旋轉過程，過程中使用三種不同觀測法，發現蛋在完全站立之前，均產生出極微弱的跳動。
實驗人員觀測到：金屬蛋與盤子之間有微弱的光線。更具說服力的是，開始旋轉後不到一秒鐘，麥克風錄到金屬蛋連續撞擊盤子的輕微聲響。銅盤和金屬蛋分離，導致銅盤的傳導電容發生變化。
既然證實金屬蛋真的會跳，研究人員轉而使用真的水煮蛋來做實驗。這次只使用高速攝影鏡頭，進行觀察。但是，因為實驗裝置與用金屬蛋時完全相同，研究人員有把握觀察到的跳躍過程也一樣。

跳躍的秘密

下村與劍橋大學物理學家莫法特(Keith Moffatt)四年前首次說明旋轉蛋為什麼會站起來。因為摩擦力牢抓住蛋旋轉的軸心點，將旋轉力轉變成上升力道，莫法特說，蛋利用旋轉能，讓自己站立。
他們預測同樣的力學能讓蛋跳躍後不久，日本神戶大學研究人員便得以照出照片，顯示似乎旋轉中的蛋真會跳躍。但是，直到下村團隊利用實驗，才證明蛋是真的會跳。
蛋會跳動，是因為旋轉中蛋會搖動，而搖動又源自旋轉時的小變動，比方蛋本身的些微不對稱，或者表面不光滑，就會有散漫、細微的震動。如此，蛋站立起來的方式有點兒像在抽搐，而且抽搐可以加強，讓蛋出現跳動。
下村說，這些細微散漫的波動，也常出現在各種工程狀況裡，例如大型物體周圍的水或空氣，就有不穩定的亂流或湍流。因此他認為會跳的蛋是很好的一個像玩具般的範例，證明一個重要又常見的過程。
現在，研究人員想了解生雞蛋是否也會發生跳躍；生雞蛋裡，蛋黃會搖來晃去，動作就更為複雜。