電影冰冷熱帶魚

事實上，在一般實驗條件下，熱水會比冷水更快結冰。這種現(xiàn)象違反直覺，甚至連很多科學家也感到驚訝。但它的確是真的，曾在很多實驗觀察和研究過。雖然在經過亞里斯多德、培根，和笛卡兒 [1- 3] 三人的介紹后，此現(xiàn)象已被發(fā)現(xiàn)了幾個世紀，但卻一直沒有被引入現(xiàn)代科學。直至1969年，才由坦桑尼亞的一間中學的一個名叫 Mpemba 的學生引入現(xiàn)代科學。這個效應早期發(fā)現(xiàn)史，和后期 Mpemba 再發(fā)現(xiàn)的故事－－尤其是后者，都是充滿戲劇性的寓言。寓意人們在判斷什么是不可能時，別過于倉促。這一點，下面會說到。

熱水比冷水更快結冰的現(xiàn)象通常叫「Mpemba 效應」。無疑地，很多讀者對這一點很懷疑，因此，有必要先明確地指出，什么是 Mpemba 效應。有兩個形狀一樣的杯，裝著相同體積的水，唯一的分別是水的溫度。現(xiàn)在將兩杯水在相同的環(huán)境下冷卻。在某些條件下，初溫較高的水會先結冰，但并不是在任何情況下，都會這樣。例如，99.9° C 的熱水和 0.01° C 的冷水，這樣，冷水會先結冰。Mpemba 效應并不是在任何的初始溫度、容器形狀、和冷卻條件下，都可看到。

這似乎是不可能的，不少敏銳的讀者可能已經想出一個方法，去證明它不可能。這種證明通常是這樣的： 30° C 的水降溫至結冰要花 10 分鐘， 70° C 的水必須先花一段時間，降至 30° C，然之后再花 10 分鐘降溫至結冰。由于冷水必須做過的事，熱水也必須做，所以熱水結冰較慢。這種證明有錯嗎？

這種證明錯在，它暗中假設了水的結冰只受平均溫度影響。但事實上，除了平均溫度，其它因素也很重要。一杯初始溫度均勻，70° C 的水，冷卻到平均溫度為 30° C 的水，水已發(fā)生了改變，不同于那杯初始溫度均勻，30° C 的水。前者有較少質量，溶解氣體和對流，造成溫度分布不均。這些因素亦會改變冰箱內，容器周圍的環(huán)境。下面會分別考慮這四個因素。所以前面的那種證明是行不通的，事實上，Mpemba 效應已在很多受控實驗中觀察到 [5,7-14]。

這種現(xiàn)象的發(fā)生機制，仍然沒有得確切的了解。雖然有很多可能的解釋已被提出過，但到目前為止，還沒有一個實驗可以清晰地顯示它的機制。如果有的話，這實驗就十分重要了。你可能會聽到有人很自信地說，X 是 Mpemba 效應的原因。這些說法通常都是基于猜測，或只看著小量文獻的證據(jù)，而忽略其它。當然，有根據(jù)地猜測，和選擇你信賴的實驗結果，是沒錯的。問題是，對于什么是 X，不同的人提出不同的說法。

為什么現(xiàn)代科學不回答這個看起來很簡單的結冰問題？主要的問題是，水結冰所花的時間的長短，對實驗設計中的很多因素，都是很敏感的。例子容器的形狀和大小、冰箱的形狀和大小、水中氣體和其它雜質、結冰時間的定義，等等。因為這種敏感性，即使有實驗支持 Mpemba 效應的存在，但不能支持在這些條件之外， Mpemba 效應的發(fā)生和發(fā)生的原因。正如 Firth [7] 所講「這個問題有太多的變量，以致任何從事這項研究的實驗室，一定會得出和其它實驗室不同的結果?！?/p>

滿意回答是錯誤的，大家不要相信。冰是熱脹冷縮。水在0到4度是熱縮冷漲。4度以上也是熱脹冷縮。具體見圖。