說起愛因斯坦，大家一定會想到光的波粒二象性、狹義相對論、廣義相對論、玻色愛因斯坦凝聚等這些具有跨時代意義的物理學理論。但實際上愛因斯坦提出的理論遠不止這些，其中就包括我們下面要說的茶杯理論，這是他在1926年的一篇科學院報告中提到的。用茶杯中水和茶葉的運動方式來描述河流，從而很清晰合理的解釋了河流為何總是選擇彎曲的路徑這一問題。
阿爾伯特·愛因斯坦蜿蜒的河流
我們知道，世界上每一個偉大的文明都起源於河流，如古埃及的尼羅河、古巴比倫的兩河流域、中國的黃河等等。但隨著科學技術的發展，現代人走進了城市，每天面對的都是鋼筋混凝土，所以對河流的印象反而越來越模糊了。但你總會在電視或者照片上看到過河流吧，你回想一下，你見過一條筆直的河流嗎？其實這個世界上還真的沒有筆直的河流，即使在某種原因下，出現了一條比較直的河流，但隨著時間的累積河流必將變成彎曲的。下面我們就來逐步探討這個問題。
蜿蜒的河流愛因斯坦的茶杯理論
我們先給出茶杯理論，然後再根據這個理論解釋實際存在的自然現象。一杯茶水是大家再熟悉不過的了，你可以做這樣一個思想實驗：當你用茶匙充分攪動時，茶水會旋轉起來並最終達到一個穩定狀態（攪動速度穩定），同時液面的中心會凹進去。此時你拿出茶匙，等待旋轉的茶水停下來。當茶水靜止以後，茶葉會聚集到茶杯底部的中心位置。這一過程是如何實現的呢？
茶水旋轉時受力分析看上圖，當茶水以某一固定角速度旋轉時，茶水液面中心會凹陷下去。我們選取一小塊液體進行受力分析，由於此時處於平衡狀態，所以這一小塊液體受到的離心力（慣性力）與其所受的液體壓力差是相等的，可以得到已下關係式：
mｒω^２（離心力）=Ｆ１-Ｆ２=（Ｐ１-Ｐ２）*Ｓ；
P1和P2為兩側壓強，S為側面面積。
其中：Ｐ１=ρｇｈ１，Ｐ２=ρｇｈ２；
代入：mｒω^２（離心力）=Ｓρｇ（ｈ１-ｈ２）＞０；
可得：ｈ１>ｈ２；
ｈ１-ｈ２=（mｒω^２）/（Ｓρｇ）；
從上面的式子我們可以得到兩個結論：首先，當茶水旋轉且保持平衡狀態時，距旋轉中心越遠液面越高；其次，旋轉的角速度越快，液面的高度差也越大。所以當茶水旋轉時，茶水的液面必然是一個彎曲的曲面（實際上是一個拋物面），且最低點就在茶杯的中心位置。
如上圖所示，將茶匙取出茶杯，茶水會因茶杯內壁摩擦力慢慢停止轉動。在此過程中，由於相對於液面來說，杯底的摩擦力較強，所以杯底液體的角速度會快速降低。但由於此時液面的彎曲所產生的液體壓力變化較小，所以杯底部分的離心力小於液體壓力差，即液體將從茶杯外側向中心流動，液面部分則相反。從而在茶水中產生渦流。所以當茶水停止轉動時，茶葉集中在茶杯底部的中心位置。
茶葉的位置變化河流為什麼是彎曲的
由於地質的不均勻（河床的形狀由當地的地形及地質決定）和地球自轉（科裡奧利力）導致沒有絕對筆直的河流。即使再直，也必然會存在哪怕是一點點的彎曲。而只要存在彎曲，就必然產生上面所說的渦流。在河道彎曲的位置，泥土（就像茶杯中的茶葉）會從河床的一側移動到另一側（從彎曲的外側向彎曲的內側移動）。所以隨著時間的推移，即使是一點點的彎曲，最終也會變成蜿蜒的河流。而河流彎曲的曲線，就是我們上一篇文章中介紹的歐拉曲線。
河道彎曲處河床截面圖下面這張圖，是真實的河床形狀演變過程。你會發現，正是由於渦流造成的泥土移動，使得河床的一側總是非常陡峭，而另一側卻非常平緩。
一條真實河流的河床演變愛因斯坦通過一個平日時常發生的現象，清晰明確的解釋了河流為何總是彎曲的問題。就像他能夠通過思想實驗和紙筆找到宇宙天體運行的規律一樣，充分體現出愛因斯坦超乎常人的智慧。而這種以小見大、化繁為簡的思考方式，是我們每個人都需要培養的。