漩涡

本文转自大象公会旗下微信公众号：混乱博物馆（ID：chaosmuseum），作者：混乱博物馆chaosmuseum。

著名的日本漫画家伊藤润二有一部很著名的漫画，《漩涡》，这是一个典型的东方幻想故事，像聊斋志异一样，不可思议的事情就是没来由地发生了，这种不可理解强烈加深了故事中螺旋符号唤起的恐惧感。

但是对我们来说，故事中的漩涡事物本来就非常值得讨论，它既联系到我们曾经讲述过的故事，也带出了许多新的话题。

－文字稿－

伊藤润二有一部很著名的漫画，《漩涡》，故事从男主角父亲对螺旋图案的痴迷开始，逐渐展开了黑涡镇上古老的漩涡诅咒——不可思议的事情无缘无故地发生，这是一场东方式的非严肃幻想，但要严肃地思考起其中的故事元素，我们就踏上了温故知新的旅程。

故事最先展现的漩涡是蜗牛的壳——我们刚好在往期节目里了解过它：等角螺旋是动点相对于定点的连线，以恒定的角度旋转离开时形成的螺线，能容下一个物体一边放大一边滑动，所以软体动物因生长而形成的外壳必定能构成等角螺线。

类似的，在粒子物理研究中常用一种气泡室：当带电粒子穿过装满液态氢的容器，就会将液态氢加热汽化沿着路径形成一连串的气泡——而如果给容器里加上平行的磁场，就能使粒子圆周运动，但粒子又在损失动量，这样的路径最终也将是等角螺线，我们可以据此轻松算出粒子的各项数据。

但随着故事发展，男主角的母亲患上了针对漩涡的特殊恐惧症，于是刺坏了自己的耳蜗——这个耳蜗就不是等角螺线了：我们也曾经讲述过，耳蜗中容纳着感受声音的基底膜等结构，它们的宽度变化非常微小，所以当耳蜗为了节省空间盘绕起来，它形成的螺线就更接近等速螺线。

空气和流水中的漩涡当然是更加重要的符号，它们贯穿了整个故事。漩涡，或者在流体力学中称为“涡旋”——也就是流体环绕某个轴旋转运动的区域。流体中的各种扰动都可能引发涡流——比如快速流动时形成的湍流（turbulence）就充满了各种尺寸的涡流，在暗礁多变的浅海，潮汐涨落经常出现巨大的持续性的漩涡——而且在没有外力的情况下，漩涡总是越靠近中心流速越快，液体的压强越低，也就意味着进入漩涡中的物体会受到指向中心的压力，越卷越深，因此自古以来就是船只航行的不安全因素。

当然我们更熟悉流体从一个缺口高速泻出时的涡旋，比如冷空气穿过热空气，使热空气急速上升形成的龙卷风；而东亚人更熟悉大尺度的气旋，比如热带海面受阳光照射产生的低压升腾而起，周围的空气由此填补过来，这种辐射运动的尺度相当大，足以受到地转偏向力的影响，由此形成了初始的扰动，随后水蒸汽凝结时释放的潜热又形成了持续的正反馈，就可能发展为巨大的气旋，乃至最后的台风。

而对于太阳系其它的气体巨星，比如木星，大气中不同方向的气流高速摩擦着，展现出了持续的开尔文-亥姆霍兹不稳定，在木星的云层中表现为数百个直径上千公里的漩涡，大红斑是其中最著名的一个，它已经存在了350年，长轴4万公里，短轴1.4万公里，足以容纳两三个地球进去了。

故事里最著名的一个场景，是女主角和同学长出了夸张而华丽的发卷，并为此勾心斗角——说起来，这是一件挺奇怪的事情，因为大多数哺乳动物的毛发都不会弯曲，唯独人类常常有高度蜷曲的毛发，在热带地区尤其明显，在临近非洲的欧洲也不乏大波浪的发质，而在亚洲和美洲就以直发占据了绝对的优势——一种理论是我们作为热带动物饱受上方直射的烈日，头发因此就在进化中变得蜷曲以屏蔽过量的炙烤和紫外线，同时也有数不清的声音在提出其它的看法。

无论如何，头发蜷曲在生长上与牛科动物弯曲的犄角一样，都是角蛋白在不同位置的积累速度不均匀的结果，所以卷发的横截面往往不是正圆形。另一方面，头发又是人类第三性别的重要因素，西方人从罗马时代就以精致蓬松的卷发为时尚，但直到1872年，人们才发明了永久的烫发技术：在湿热的还原氛围下，头发角蛋白中的二硫键断开，在其它位置上重新建立，最终改变了头发的整个形状。随着整个世界卷入西方建立的新秩序，将直发烫成卷也就风靡了东亚。

继卷发之后，伊藤润二还特别提及了惊奇盒中突然蹦出来的弹簧。在工程史上，螺旋形的弹簧是一个巧妙的设计，相比直弹簧，螺旋弹簧的形变分散于整个弹簧，将拉伸与压缩转变为扭曲，用更小的空间和更少的材料储存了更多的势能，同时大大降低了材料形变的风险——特别值得一提的是，机械表里还有一根螺旋的游丝，它的周期性摆动与擒纵结合起来，使发条弹簧中储存的能量在相当长的时间里一点一点地释放出来，这才有了指针的滴答作响。

当然，故事毕竟是故事，在这部三卷本的漫画里，还有着数不清的单纯幻想，而那才是艺术作品像漩涡一样引人入胜的地方。

本文转自大象公会旗下微信公众号：混乱博物馆（ID：chaosmuseum），作者：混乱博物馆chaosmuseum。