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在喝酒的人群之中，摄影师欧尼•巴顿（Ernie Button）只不过比他人多看了杯底一眼。这一眼却成就了他的系列摄影作品：《消逝的烈酒：单一麦芽威士忌干了之后》（Vanishing Spirits: The Dried Remains of Single Malt Scotch）。
图片来源：微信，拍摄者：Ernie Button
这些仿佛五颜六色奇异星球的照片，其实是威士忌晾干之后的酒杯底。绚丽的图案，是由“马拉格尼效应”（Marangoni Effect）所造成的。
“马拉格尼效应”是一种流体力学上的现象，由表面张力在液体里引发的。当一种液体的液膜受外界扰动（如温度、浓度），使得局部变薄时，它会在表面张力梯度的作用下，形成马拉格尼流，使液体沿最佳路线流回薄液面，进行“修复”。这个现象最早是在1855年，由英国物理学家詹姆斯•汤姆森（James Thomson）发现的——可能你对他不太熟悉，他有个兄弟却是大名鼎鼎——此人是温度单位开尔文（Kelvin）命名的由来，热力学温标（绝对温标）的发明者，加尔文男爵一世（1st Baron Kelvin）。
詹姆斯•汤姆森把酒液沿着杯壁下流，同时形成“挂杯”的现象叫做“酒之泪”，而马拉格尼这个名字，则是来自意大利物理学家卡罗•马拉格尼（Carlo Marangoni）的姓氏，1865年，他以此为题，写成了他的博士论文。10年后，维拉德•吉布斯（J. Willard Gibbs）以理论解释了这一现象，所以它也叫吉布斯-马拉格尼效应。
图片来源：微信，拍摄者：Ernie Button
巴顿阐述了他发现酒杯底这个“宝藏”的经过：
我着迷于观察我周遭的事物，我会注意到很多容易被忽视的细节。有一次，我喝完威士忌把酒杯放进洗碗机，从而产生了项目的灵感。我凑近检视，注意到玻璃杯底部有层薄膜，还有精美的花边线，做了一些实验后，我了解到，喝剩下的少许苏格兰威士忌，可以在杯底形成各式各样的图案。酒精蒸发干了就会留下不同图案的沉积物。每一次威士忌干了之后，都会出现不同的效果，这一点有些像雪花（雪花也是每片的图案都不一样）。我还用了不同颜色的灯来照亮玻璃底，营造出景观、地表或外星的幻觉。一些图像参照了天空，就好像从太空里，哈勃望远镜拍出来的效果。
图片来源：微信，拍摄者：Ernie Button
拍美照拍得不亦乐乎的巴顿，决定去找科学家，彻底搞明白，酒杯底为何会形成如此美妙的图案？他找到了普林斯顿大学机械和航天工程系的霍华德•斯东（Howard Stone）教授，教授领导的课题组，用视频显微镜观察水和酒精的混合液，，检验了形成“马拉格尼效应”现象的各个条件。当酒中的乙醇开始挥发，酒液表面的乙醇分子浓度就会下降，并形成一个浓度梯度，从而也形成一个表面张力梯度，在“马拉格尼效应”的作用下形成环状接触线，然后带着一些微粒沉积下来，就成了环形的图案花纹。
对科学家“拔刀相助”的努力，巴顿表达了感谢：
看似透明的液体消失后，却留下清晰而有规律的花纹，在我看来，这个现象实在是太美妙了，斯东教授和他的课题组热情地解答了我的问题，还乐于帮助我理解这个现象。
2014年11月，在第67届美国物理学会流体动力学分会的年会上，斯东的小组做了一个报告，介绍这一奇妙的发现，题目为“以威士忌作画”（Painting Pictures with Whisky），艺术和科学，在此殊途同归。
图片来源：微信，拍摄者：Ernie Button
作者：小庄
编辑：红色皇后
排版：红色皇后
题图：pixabay
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