理工科生为什么必读东野圭吾推理小说？

郑昀 20091119

东野圭吾经常把各种各样的知识点揉入他的推理小说中，让你欣赏他严密逻辑推理的同时，还可以被科普一把。前面举过两个例子，比如《嫌疑人X的献身》中的P/NP难题，剧集《神探伽利略》前传中的门罗效应。所以强烈建议理工科生通读东野圭吾的推理小说，点击此从新浪爱问打包下载他的21本小说。下面简单举几个例子。

1、超声空化麻痹心脏致死

死者因心脏麻痹死在浴缸里，尸体的胸部右侧，有个直径约十厘米的痣，呈灰色，细胞已经完全坏死了，警方感觉是瞬间被破坏掉的。

引文：

『

“超声波能制造出那种东西？”
“这要看是怎么使用的。你一定听说过‘超声波疗法’这个词吧，要是好好利用的话，它对我们的身体是有好处的。”
“要是使用不当，它也会成为凶器吧？”
“对。”汤川点点头，“超声波在水里传播的时候，会产生负压力，从而在水中产生空洞或气泡。在压力由负转正的瞬间，这些空洞会消失，并且产生强烈而巨大的破坏力。宝石和超硬质合金的加工利用的就是超声波的这种力量。”

』

『

“它有这么强大的力量吗？”
“甚至到了让人恐怖的地步。”汤川说，“超声波疗法可以理解成压迫次数特别多的按摩，但我听说，如果在同一个位置进行长时间治疗，那是极其危险的，搞不好会内脏穿孔，神经也有被麻痹的可能。”

』

『

“小号的只有头发吹风机那么大，连着电源线。电源也有很多种，有的只有手提箱那么大。”
草薙再次对这个无所不知的男子佩服得五体投地。
“那么，把这个喇叭放在胸口上以后，还做什么呢？”
“只要接通电源就可以了。”汤川很轻松地说，“当喇叭口接近胸部的时候，会剧烈地产生大量的气泡，它们一定会接触到被害者的胸部，这样超声波就同时在水、皮肤、体液之间传导，最后到达心脏。那种强烈的震动最终将心脏的神经麻痹。”
“就在一瞬间啊！”
“这的确不需要太长时间。”
草薙摇着头想，这种厉害的杀人方法诞生了。

』——出自东野圭吾《侦探伽利略》

全自动洗碗机、超声波清洗机、超声治疗仪应该就是这个原理：超声空化，再往根上走是空腔原理（或叫空蚀效应）。这也是很多年前的技术了。

大致原理就是，液体里发射高强度超声纵波时，液体中产生高强度的疏密区域，相应地产生正负压力，负压力可将液体拉裂，空隙就发生，这就是所谓超声空化的现象。超声空化可以追溯到空腔现象上。

最早发现空腔现象是在20世纪初。当时第一批海上巨轮试航了12小时后，就发现螺旋桨受到了严重的损坏。最后工程师发现，螺旋桨高速转动的时候会产生大量微小气泡，这些气泡虽然很小，但当他们破裂的时候压强可以达到几千个大气压。于是气泡不断地破裂，在液体中形成激波或是高速微射流。金属材料受到这种攻击后，布局会被破坏。

【扯到此处，就要问一个跑题问题了，既然螺旋桨高速转动会产生微气泡，从而损坏螺旋桨，那么人们是如何解决这个问题的呢？这个现象会不会限制轮船的速度呢？气泡破裂是有声音的，那么潜水艇又该如何降噪呢？

一个提示是非对称的螺旋桨产生的气泡比较少，二是桨叶多产生气泡会小，再多我也不知道了。

再不负责任地八卦一下，既然水下会产生空蚀效应限制船只速度，那么假如思维大胆跳跃一下，把这个效应加强再加强，以至于物体在水下高速行进时让其周围会形成一个将该物体包裹在内的大气泡，那岂不是相当于物体在水下飞行却跟在空中飞一样了吗？

可能吗？！

可能。

这个效应叫做超空蚀效应（学术界也翻译为超空泡）：Supercavitation。

Engadget在09年7月份报道过《超空蚀效应潜艇终于要成真？》，随后煎蛋Jason也编译过：

『这一现象实际上在二战的时候就已经被发现了，最早将超空蚀现象运用到武器上的是1940年德国人Herbert A. Wagner，他利用这一现象研发了两款空对海导弹：Henschel Hs 293 和 Henschel Hs 294。

而二战后直至 2004 年，只有前苏联的VA-111 Shkval 鱼雷公开声称利用了超空蚀现象来达到水下高速行进的目的。2004 年德国造的号称水下速度高达 800 公里/小时的鱼雷 Barracuda (如上图)也声称利用了超空蚀现象。但是，直到目前为止，这一现象还没有成功运用到潜艇这样大尺寸物体的先例（via1 via2 via3）』（附注：译为空泡、空蚀都行。）

Engadget更大胆预言了『未来世界的海战，将由超空蚀航母带着几十架小号的超空蚀战机，在海中以每小时几百公里的时速缠斗来进行吧！』

这个技术近年来各国一直都在跟进。

有人在煎蛋下评论道：『俄罗斯的暴风鱼雷，说白了就是鱼雷加了火箭发动机，然后高速情况下发生空蚀现象，鱼雷除了尖端跟水有接触外，周围都是空气。所以阻力小，速度飞快。但这种鱼雷不能线导，只是直航鱼雷，发射出去就不能控制了，所以只能用于近战。后来好像很多国家都在研究这个东西。伊朗都得到了俄罗斯的技术，试射过超空蚀鱼雷。中国貌似也在研发。』

】

话说回来，在1927年，伍德（R.W.Wood）与鲁密斯（A.L.Loomis）首先使用高功率超声波。使用蓝杰文型的石英换能器配合高功率真空管，在液体中产生高能量，使液体引起所谓的空腔现象。

有一种超声波减肥法就是利用这个玩法，超声波在每个振动周期中产生交替的正、负压力，使脂肪细胞膜内外压力不等，当细胞膜达到耐受极限而破碎时，脂肪细胞就被破坏。

不要小瞧这个超声空化，它不是只能挤破细胞壁这么简单，如果将超声造影剂注入静脉后，本身即形成大量含微气泡血流。超声波产生的空泡与微气泡在声压作用下可产生共振及猝灭，在微小空间可致局部高温(>1500℃)及高压(>数千大气压)，甚至伴有强大的冲击波和时速达400m/s的射流以及放电发光瞬间过程，orz。

研究表明，当诊断超声定点辐照早期妊娠子宫或胎儿本身超过一定时间时，就会引起绒毛组织或胎儿本身组织超微结构等变化，且多认为，这种变化是由于超声空化机制引起的。

当然这个机制往好的地方用就是外科超声手术刀，由于超声的机械与空化作用具有选择性切除人体组织的特点，可以大大减少术中出血，加快手术速度，提高手术质量。超声粉碎人体内结石也是如此。

2、磁石能吸肥皂泡

引文：

『

“被磁石吸引的，”汤川往杯子里倒入咖啡粉末，回头看了看草薙，“并不是洗涤剂，而是里面的空气。”
“空气？”
“准确地说，是氧。氧具有比较强的顺磁性。所谓的顺磁性，就是能够被磁石所吸引的性质。”
“啊？”草薙盯着托盘上还没有破灭的肥皂泡看个不停。
“人类的惯性思维有时候是很糟糕的。虽然人们知道肥皂泡里面有空气。但因为眼睛看不到，就常常忘记了它的存在，这样一来，我们生命中的很多东西就被忽略了。”

』——出自东野圭吾《侦探伽利略》

不知道像汤川这样肥皂泡中充满的是普通空气，到底能不能被汤川手中的磁铁吸引。因为这个现象需要两个重要的点：一必须是肥皂泡里是氧气，人嘴吹出来的肥皂泡里可能充满二氧化碳；二必须是强磁铁，因为液体或气体与磁铁的作用十分微弱。

如果我们在肥皂泡里装满氧气，然后把它放在强盛的电磁铁两极中间，这时候肥皂泡就会受磁力的牵引，在两极中间伸长开来。放在强盛的磁铁两极中间的烛光会改变自己通常的外形，明显地告诉我们它对磁力的敏感性。

2、闪电导入池塘使铝片按到尸体脸上形成惟妙惟肖的面具

这个现象应该就是工程上的“液压成型”或“电液成形”。

这属于“高速高能成形”技术之一。

『

“专家的意见是，必须是强大并且完全均等的力量持续施加在铝皮上才能形成如此杰作。”

』

『

“一瞬间，在水里产生了巨太的冲击波，它有一种把旁边的物体向外推动的力量，铝片自然会被按到模型的脸上。”
“结果，就造出这个来了？”草薙看着金属面具低语道。
“以前，这是一项被人熟知的技术，但是现在，几乎没有人还利用它来制造什么东西了，我也是第一次做这样的实验，真长见识啊！”

』

『

“用步枪能制造出那种效果吗？”
“向水里发射子弹的时候，同样也可以形成冲击波，但要想达到让金属成型的程度，用～手～枪是远远不够的，至少也要有步枪的力量。”
“哦！”草薙听得有点迷糊了，只是暖昧地点了点头，“那它和我们今天说的话有什么关系？”
“有种制造金牙套的技术就是利用子弹的冲击波来实现的，这是某大学的研究成果。”

』——以上三段话出自东野圭吾《侦探伽利略》

电液成形是指利用在液体介质中高压放电时所产生的高能冲击波，使坯料产生塑性变形的方法。它利用放电回路中产生的强大的冲击电流，使电极附近的水汽化膨胀，从而产生很强的冲击压力，使金属坯料成形。电液成形时能量控制和调整简单，成形过程稳定、安全、噪音低。

好了，暂时介绍这几个。欢迎阅读东野圭吾系列推理小说，或观看日剧《侦探伽利略》（福山雅治和柴崎幸出演）。

郑昀北京报道