流沙和沼澤真的會吃人?是的,但真正吞噬我們的是恐懼

2020-12-26 科學信仰孫晨

流沙和沼澤這類東西,大多數人是接觸不到的,但我們仍然對這些事物充滿了恐懼,因為我們在影視作品中看過太多流沙和沼澤吃人的畫面,那麼流沙和沼澤真的會吃人嗎?

很多人可能對這個問題表示困惑,一堆爛泥和一堆細沙怎麼就無法掙脫呢?這些東西的密度顯然要比水大得多,在水裡我們都可以遊上岸,為什麼在沼澤和流沙中就只能往下陷呢?事實上這種質疑是很有價值的,因為在水裡可以漂得起來,在流沙和沼澤中一樣也可以,真正吞噬我們的其實並不是流沙和沼澤,而是來自我們心底的恐懼。當我們弄明白了流沙和沼澤到底是什麼之後,自然也就明白了這句話的意思。流沙和沼澤並不僅僅是比水濃稠一些的液體,它們具有和水完全不同的物理性質,此類東西有一個共同的名字,非牛頓流體。

在不考慮浮力的情況之下,一個人站在水中和站在陸地上並不會感覺到有什麼不同,但當這個人開始移動的時候,就會感到要比在陸地上困難很多,這是因為水對人體產生了阻力。

水對人體的阻力主要包含兩個方面,一方面是水對身體的阻擋,另一方面則是水與身體所產生的摩擦力,不過水對身體的摩擦力並不會因身體移動的速度而增加,至少不會顯著增加,所以我們在水中移動的時候,無論快慢,感覺所受的阻力都差不太多, 而水本身就是一種典型的牛頓流體。要分辨牛頓流體與非牛頓流體並不困難,因為牛頓流體在受力後會產生明顯的梯度變化,比如我們遊泳的時候,離我們身體越近的地方,水的漣漪就越大,越遠則越小。而非牛頓流體就沒有這樣的變化,典型的代表就是牙膏和番茄醬以及流沙和沼澤。

非牛頓流體有著與牛頓流體截然不同的特性,簡單來講就是剪切增稠和剪切稀化。

假設一個人位於剪切增稠的非牛頓流體中,隨著身體運動速度的增加,流體對於身體的摩擦力會急速增長,這種強大的摩擦力會讓我們難以動彈。一個典型的例子就是濃稠的水澱粉,我們可以弄一盆這樣的水澱粉去實驗一下,如果我們快速打擊水澱粉會感覺就像打在了固體上,具有相當的硬度,但如果我們緩慢插入,它又如同一盆爛泥,插進去沒有什麼難度。

剪切稀化就比較好理解了,就是隨著運動速度的增加,流體的摩擦阻力會減小,番茄醬就是典型代表,如果我們在番茄醬裡緩慢攪動會感覺到較大的阻力,但如果我們快速攪動,則會感覺到阻力減小。很顯然,沼澤和流沙就是一種典型的剪切增稠的非牛頓流體。

就和我們想像的一樣,沼澤和流沙具有比水更高的密度,所以當我們陷在這些流體中時,我們是不會一陷到底的,而流沙和沼澤也並不會主動吞噬我們,真正將我們吞噬的是我們內心的恐懼。

當一個人陷入沼澤和流沙的時候,內心必然驚恐萬分,所以他一定會第一時間進行自救,而通常選擇的自救方法就是掙扎,而掙扎就是滅亡的開始。一個人想要從流沙和沼澤裡掙扎而出,必然要先抬一條腿,但由於其本身處於一個剪切增稠的非牛頓流體之中,所以迅速的抬腿會導致周圍摩擦力的急速增加,最終的結果就是三個字:抬不動。想要抬的那條腿沒有抬動,但力量卻集中在了另一條腿上,另一條腿由於沒有什麼快速的動作,所以開始緩慢下降,於是我們又去抬另一條腿,結果是之前的那條腿又開始下陷,就這樣,沒多久,我們就被流沙和沼澤所吞沒了。

流沙和沼澤本身其實並不可怕,可怕的是我們內心難以控制的恐懼,如果我們能夠冷靜下來就會發現,要從流沙和沼澤中逃離並不困難,秘訣只有一個字,那就是:慢。

首先我們應慢慢將手臂抬出來,將手臂放置在流體表面,增加身體與流體的接觸面積,然後讓身體傾斜,逐漸放倒,讓自己躺下或者趴下,最後再慢慢地往出爬或者往出滾,在這一系列的動作之中,最重要的一個點就是慢,抬手要慢、傾斜要慢、抬腳更要慢,只要我們足夠慢,我們就能夠從這一攤剪切增稠的非牛頓流體中逃出升天。當然,這些方法是我們不小心陷入流沙或沼澤後進行自救使用的,不要故意去嘗試,因為非牛頓流體的結構是非常複雜的,人類所知還相對有限,所以在一些未知的情況下,上述自救方法也可能會失靈。

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