专栏名称: 科学世界
传播科学知识 倡导科学方法 弘扬科学精神 建设科学文化
目录
相关文章推荐
科普中国  ·  为什么上班一天,只是坐着,还这么累? ·  昨天  
中国气象爱好者  ·  湿气来了!大范围雨雪降温再来,广西等地或有回南天 ·  4 天前  
果壳  ·  太好了是藕粉!哪吒和敖丙有救了! ·  2 天前  
51好读  ›  专栏  ›  科学世界

指节为何咔咔作响?

科学世界  · 公众号  · 科学  · 2018-04-03 17:26

正文

↑↑ 点上面蓝色小字 | 关注 ↑↑

我们是中科院主管、科学出版社主办,与日本知名科普杂志Newton版权合作的一本综合性科普月刊。


很多人都有手指一掰“咔咔”作响的体验。甚至还有人十分迷恋这种感觉,觉得能把手指掰响是一种很man的行为。可是,响声究竟是从哪里发出的呢?

一篇早在2015年发表的论文似乎已经解决了这个问题,答案的关键在于气泡!

我们的手指里有气泡?没错,准确地说,是指节间的空腔里有滑液,当拉动手指关节时,空腔的压力突然改变,滑液中就会产生气泡并发出声响。


实验装置: 核磁共振扫描仪+手部牵引仪……


不信?来自加拿大的研究团队动用了核磁共振扫描仪,对手部进行了扫描(如上图),找到了直接的证据。实验发现,在指节被拉开的瞬间,滑液中的气体就会形成气泡,就好像我们打开碳酸饮料时冲出瓶口的气泡一样。


黄色箭头的部分出现了气泡


但仅时隔三年,一项于2018年3月29日发表在Scientific Reports上的论文又给出了相左的结论。首先,该研究也确认了指节间压力改变时气泡的出现,但认为气泡的破裂才是响声的直接来源。

可惜的是,气泡形成、破裂的过程都太短暂了,现有的技术还没办法捕捉到气泡破裂瞬间的慢动作影像。为了验证自己的观点,论文的作者、流体力学专家Abdul Barakat教授通过数学建模,模拟了关节移动时液体所受的压力、气泡形成和破裂的过程以及气泡在不同压力下产生的声响,最终发现气泡破裂时产生的声波与现实生活中听到的“咔咔”声最为相近。

1. 掌骨和邻近的指骨间充满滑液;

2. 当两块骨头被分开时,滑液的压力瞬间减小,产生气泡;

3. 急速膨胀的大气泡会破裂成数个小气泡。


当然,对于这个结论也有人提出质疑:比如气泡产生后要经过一段时间才能破裂,但一般在此之前我们就能听见“咔咔”声了。对此,Barakat教授的解释是:“无须等到气泡完全破裂,只要大气泡破裂成小气泡就会发出类似的声响,这也解释了为何扳完手指发出声响后,滑液中还能观察到细小的泡泡。”

至于为什么有的人指节发不出响声(比如我),Barakat教授也给出了答案:“因为这些人指节间的空腔较大,没有办法形成气泡,自然就怎么掰都不会响了。”

但由于该实验终究只是数学模拟实验,没有像2015年的实验那样拿出实实在在的观测结果,所以…………2015年论文的作者十分open地表示并不完全接受2018年论文的结论,关于这个话题的讨论还没完!~

其实,在对于指节发出响声这一现象的讨论中,最著名的还不是上面两位。论认(较)真程度,恐怕无人能及2009年搞笑诺贝尔奖的获得者Donald Unger博士。从青春期开始,他就一直坚持掰自己的左手指节,而不掰右手指节,并将这一习惯保持到自己83岁高龄,终于用长达超过60年的实验向曾严厉训斥自己“不要扳手指,会得关节炎”的母亲证明:看!我哪只手也没得关节炎!

懂得坚持的人,都会有大发现!~



参考文章: https://www.theguardian.com/science/2018/mar/29/what-causes-knuckles-to-crack-scientists-now-think-they-know


https://www.theguardian.com/science/2015/apr/15/cracked-it-scientists-solve-puzzle-of-why-knuckles-crack-when-pulled



回复“ 0 ”,获取微信目录

回复“ 订阅 ”,了解杂志订阅方式







请到「今天看啥」查看全文