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环球齐见过鱼在水里游水，故去的鱼竟也能逆流而上？这听起来似乎有点跋扈，但 2024 年的搞笑诺贝尔物理学奖却颁给了一项对于死鱼游水的联系征询。
来自好意思国的科学家们因"演示和讲授死鳟鱼的游水智商"而获此盛誉。该征询不仅报谈了一种令东谈主诧异的神奇征象，还揭示了流体能源学的奥秘，为咱们相识鱼类若何运用水中涡流从简能量，提供了新的视角。
鱼类游水"各怀绝技"
鱼类的游水形势多种各样，远比咱们念念象的要复杂，最常见的是舞动式游水，鱼体呈现 S 形报复，重新到尾产生一个行进波，推动鱼上前游动，但这仅仅冰山一角。
有些鱼类如旗鱼和鲭鱼，给与巡航式游水，它们的体魄呈流线型，尾鳍呈眉月形，大约长时代保握高速游动。比较之下，鳗鱼则给与蛇形游动，全身产生大幅度海浪状通顺，符合在复杂环境中穿梭。
道理的是，一些鱼类还发展出了独特的游水形势，能运用胸鳍"行走"在海底，而飞鱼则能跃出水面，运用胸鳍滑翔一段距离，这些各样的游水形势反馈了鱼类对不同生态环境的安妥。
飞鱼。图片着手：维基百科
泳姿背后的流体能源学
设施悟鱼类游水，离不开流体能源学道理。当鱼在水中游动时，它们本色上在不断摆布周围的水流，通过体魄和鳍的通顺，大约产生和放胆涡流，从而取得推动力。
道理的是，鱼类游水时产生的涡流并非立时。征询发现，高效游动的鱼类大约产生有组织的涡流系统。这些涡流不仅提供推动力，还能减少水的阻力，让鱼游得更快，更省力。
鱼类游水的能量恶果一直是科学家心思的焦点，征询发现，除了体魄结构的优化，鱼类还给与了多种战术来从简能量。有些鱼类如金枪鱼，大约资料移动数千公里，这需要极高的能量恶果，许多鱼类还会运用"滑行"来从简能量，它们在舞动几下后会移时地罢手通顺，运用惯性滑行一段距离。此外，群游亦然一种节能战术，奴婢前列鱼类产生的涡流，后方的鱼不错省力不少。
下次，当你在水族馆或河滨不雅察鱼类时，不妨多属意它们的游动形势。也许你会发现，在看似浅易的舞动背后，消亡着流体能源学的精妙奥秘，而这些奥秘，正在启发咱们创造更智能、更高效的改日科技。
涡街游水：一种特有的游水形势
卡门涡街是当流体以一定速率流经圆柱体等钝体物体时，在自后方造成的礼貌瓜代摆设的涡流系列，呈现出访佛街谈般的有序结构。征询团队的灵感来自一个道理的征象：在河流中，鱼类常常可爱在遏止物后方停留，而遏止物的后方常有涡流乃至涡街出现。科学家们兴趣twitter 露出，鱼是否能从这些涡流区域的独特水流中获益？为了探索这个问题，他们野心了一个神秘的现实。
卡门涡街暗示图。图片着手：维基百科
在现实中，征询东谈主员在水槽里扬弃了一个 D 形柱体，用以产生礼貌的涡流。当活鳟鱼被放入这个环境时，它们展现出一种特有的游水形势，被称为"卡门步态"，此时鱼体会以一种大幅度、低频率的形势舞动，其频率与涡流的造成频率惊东谈主地一致。这种游水形势似乎能让鱼在从简能量的同期保握位置不变，以至逆流而上。
好意思国国度航空航天局拍摄的智利海岸胡安 · 费尔南德斯群岛周围飓风引起的卡门涡街。图片着手：维基百科
但信得过让东谈主大吃一惊的是，当征询东谈主员用故去的鳟鱼进行现及时，他们发现，即使是死鱼也能展现出访佛的"游水"智商！
虹鳟。图片着手：维基百科
死鱼的"回生"之谜
那么，死鱼是若何"游水"的呢？谜底就在流体能源学道理和鱼体的优柔特色中。当死鱼被扬弃在涡流中时，来自不同标的的水流作用于鱼体，使其产生周期性的舞动，这种被迫的舞动适值能与水流中的涡旋相互作用，产生上前的推力。
征询东谈主员发现，死鱼的舞动频率和幅度与活鱼非常同样。这意味着，鱼类在运用涡流游水时，很猛进度上是在运用一种被迫机制。鱼体的优柔度和格式历程恒久进化，也曾非常符合这种被迫推动。浅易来说，这项征询揭示了当然界中一种神秘的能量运用形势。在湍急的水流中，鱼类不是单纯地与水流抵抗，而是学会了"趁势而为"，运用水流中的能量来减少本人的能量豪侈。
这项征询不仅道理，还具有潜在的应用价值。
相识了鱼类若何高效运用涡流，科学家们不错据此建筑出新的水下机器东谈主野心。这些机器东谈主可能在湍急的水域中愈加机动，能源恶果更高，同期，相识鱼类若何运用涡流也可能匡助咱们野心更高效的船舶和潜水器。比如，船体的野心可能会商量若何更好地运用本人产生的涡流来减少阻力。
此外，这项征询也为咱们相识鱼类的生态算作提供了新的视角。在河流和海洋中，鱼类选拔特定位置停留或移动的原因，可能与它们对水流特色的运用联系，这对于鱼类保护和渔业搞定齐有进攻道理。
2024 年搞笑诺贝尔物理学奖的这项征询看似跋扈，实则深具启发性。它提示咱们，科学探索中处处有惊喜，哪怕是一条死鱼，也能揭示当然界的奥秘。这项征询不仅加深了咱们对流体能源学的相识，也展示了生物若何神秘地安妥和运用环境。
下次当你在水族馆或河滨不雅察鱼类时，不妨多属意它们的游动形势，你会发现，在看似浅易的舞动背后，消亡着流体能源学的精妙奥秘，而这些奥秘，正在启发咱们创造更智能、更高效的改日科技。
参考文件
[ 1 ] James C. Liao， Neuromuscular Control of Trout Swimming in a Vortex Street: Implications for Energy Economy During the K á rm á n Gait
[ 2 ] David N. Beal et. al.， Passive Propulsion in Vortex Wakes
运筹帷幄制作
出品丨科普中国
作家丨王喜信 中国科学院先进本事征询院
监制丨中国科普博览
责编丨董娜娜
审校丨徐来 林林
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