这种好吃的入侵生物死了还能游甚至能逆流而上物理学家们闻之大喜

  这种好吃的入侵生物死了还能游，甚至能逆流而上，物理学家们闻之大喜 原创 万物 把科学带回家

  人死了还能继续走的话，先不说《釜山行》和《行尸走肉》会不会变成纪录片，至少打工人的永动机就一步达成了。那么，鱼死了还能游么？

  实际上，是可以的。在十来年前，哈佛大学和麻省理工学院的研究者首次发现，有一种鱼在死掉后还可以像活着的时候那样继续游动，还可以逆流而上。

  虹鳟是一种很常见的水产，它的肉和同科（鲑科）的大西洋鲑（老百姓理解的“三文鱼”）类似，因此曾被拿来冒充大西洋鲑，在我国曾引发巨大争议。

  因为具有经济价值，在被引入了许多国家后，虹鳟不出意料地变成了世界百大外来入侵种。

  鳟鱼死了也能逆流而上，这听起来真的很吓人，不懂流体力学的人。死掉的虹鳟继续游动并没有违反物理规律，相反，它正是靠着物理学才能变成游动的僵尸。

  当水或气体经过一根棒槌的时候，棒槌后方就会出现一连串左右交替的涡旋，这就是卡门涡街（Kármán vortex street）。

  临近的两个涡旋还会相互帮忙砍一刀，也就是发生相长干涉。这样的结果就是，在临近的两个涡旋之间还有一股朝着棒槌方向的逆行水流，把附近的水流往棒槌那儿撸。

  那么，逆行水流到何处终止呢？那就是卡门涡街的末端，也就是棒槌直径2倍处，这里就是棒槌产生的抽吸区（suction region）的边界。

  这个能要人命的区域我们之前在介绍野外游泳禁区时也讲过，小学生千万别尝试。但是和人类不同，虹鳟很喜欢逛卡门涡街，喜欢追着抽吸区跑。

  虹鳟在卡门涡街后游动时，穿行在涡旋之间，动作像是在画8。图片来自：web.mit.edu

  哈佛大学生物工程学家 James Liao 和同事发现，在前方出现卡门涡街时，虹鳟可以在抽吸区附近不费力地左右节奏摇摆，这种摇摆幅度很大，像扭秧歌的大妈，在水中不停地画8。

  虹鳟在卡门涡街后的风骚走位此前从来就没在其他鱼类中被发现，是独一无二的，因此被取名为卡门步态（Kármán gait）。Liao 和同事把相关研究发表在了2003年的《科学》以及其他学术期刊上。

  更诡异的是，哪怕死掉的鳟鱼也可以在卡门涡街后游泳，甚至能逆流而上。死掉的鳟鱼在卡门涡街里的振动频率和它活着的时候一样，而且动态和活鱼没什么不同。

  死鱼还能死亡蹦迪，它们的“槌”死挣扎显然不是生物驱动的，而是流体驱动的。为了理解这种奇特的现象，Liao 在虹鳟的肌肉里安插了电极，用来测量肌肉电流，并据此推算它们游动时所花的能量。

  Liao 发现，实际上在卡门涡街后面，逆流而上比在静水中躺平要容易得多。“逆水行舟，不进则退”的老话在虹鳟身上是谬论。

  他指出，在混沌的漩涡中游泳的虹鳟只用了一小丢能量，和顺流而下时没差多少，而且只动用了一小啾肌肉，无需大脑参与，因此死掉的鳟鱼也能猥琐地游起来，甚至能逆流而上。

  显然，卡门涡街能驱动虹鳟，给鳟鱼搓出进击的“魔法球”。这也能解释，不管活着还是死了，虹鳟在卡门涡街后面的扭动频率，以及头的摆角都是一样一样的。

  这条死掉的虹鳟虽然也能利用卡门涡街，但是会被抽吸区吸住。图片来自：Lauder, Harvard

  当然了，活鱼和死鱼也不是绝对没区别：死鱼没有很好的方法控制自己的运动，因此有时死鳟鱼在抽吸区内会撞上棒槌，然后弹回下游。另外，只有刚刚去世的虹鳟才能被卡门涡旋驱动，愉快地游起来，已经尸僵成棒槌的就不行了。

  因为在卡门涡街里游泳特别省力，虹鳟还会主动寻找卡门涡街，比如流水中的大石头后面。垂钓的人都知道，鳟鱼喜欢躲在石头后面“歇脚”，这个现象背后就是这一个道理。

  为了验证这一点，Liao 还在加拿大的溪流里进行实地观察。他在溪流里放上棒槌，观察到鳟鱼会聚集到棒槌后方，展现出和实验室里类似的动态。

  研究者们发现，虹鳟喜欢利用卡门涡旋，其图片来自：fish code studios

  当然了，卡门涡街也能解释为什么鱼会聚集成群，因为每条鱼都在利用其他鱼产生的卡门涡街的输出辅助。Liao 发现，两条并排游动的鱼产生的湍流和棒槌后面的卡门涡街类似，因此会吸引其他鱼儿过来搭便车。

  这一点对一些海洋哺乳动物也适用。海豚和鲸喜欢追着人类的轮船跑，很可能也是在利用人类轮船带来的卡门“魔法球”，可不是为了交个朋友。

  其实上面都不算最惊人的。Liao 和同事在2006年发表在《流体力学期刊》（Journal of Fluid Mechanics）上的一篇论文指出，捕鲸人曾观察到死掉的鲸也能在捕鲸船后以每小时1海里的速度“游”很久。这恐怕也是卡门涡街用未冷的尸首召唤出的“死亡尾行”。

  但是对这些哈佛大学和麻省理工学院的研究者们来说，卡门涡街和鳟鱼的这种死亡对线不仅不吓人，甚至有望创造出“不插电”的能量捕捉设备，将大气和海洋中原本碍事儿的湍流“驯化”成环保能源。

  原标题：《这种好吃的入侵生物死了还能游，甚至能逆流而上，物理学家们闻之大喜》