附注：

芹菜梗能夠比其他較細(xì)的花莖更好地展現(xiàn)木質(zhì)組織的結(jié)構(gòu)。從一棵新鮮芹菜上取下一根梗，削去底端，形成新的切面并把芹菜枝放入盛著有顏色的水的花瓶中；放置幾個(gè)小時(shí)之后，取出芹菜梗，擦干凈接著再切斷菜梗。這時(shí)在截面上你會(huì)看到一些鮮明的點(diǎn)，顯示出吸取有色水的木質(zhì)組織的部位。

灑落的燭光

在旋轉(zhuǎn)臺(tái)上放置的蠟燭，它的火焰為什么會(huì)指向內(nèi)側(cè)而不是外側(cè)？

第一次聽到這個(gè)現(xiàn)象時(shí)我們很吃驚。當(dāng)我們?cè)凇缎驴茖W(xué)家》的辦公室嘗試著重復(fù)這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，我們沒能讓它如愿實(shí)現(xiàn)。點(diǎn)燃蠟燭并接通旋轉(zhuǎn)臺(tái)電源后，蠟燭在繞著轉(zhuǎn)臺(tái)中心轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)火焰拖向蠟燭后面，就像拿著蠟燭行走時(shí)的情景一樣。后來，有人建議用一個(gè)果醬瓶試一下……

所需的材料

一支蠟燭

一個(gè)旋轉(zhuǎn)臺(tái)（如果有臺(tái)老式的留聲機(jī)，可以用它的轉(zhuǎn)盤，設(shè)置在每分鐘45轉(zhuǎn)或78轉(zhuǎn)；制作陶器的轉(zhuǎn)臺(tái)和旋轉(zhuǎn)的奶酪板的效果也不錯(cuò)）

一個(gè)大果醬瓶或其他類似之物

如果想進(jìn)一步做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，將需要：

一輛汽車

一個(gè)氦氣球

一個(gè)酒精水準(zhǔn)儀

要做的事情

把蠟燭安放在轉(zhuǎn)臺(tái)上，可以使用較重的橡皮泥座，不過寬底的蠟燭臺(tái)更好。點(diǎn)燃蠟燭，把果醬瓶扣在蠟燭上，并轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)。注意保證讓空氣能夠從果醬瓶底部進(jìn)入，不然蠟燭會(huì)因缺氧而熄滅?？梢钥紤]把這個(gè)實(shí)驗(yàn)和“充氣空間”的實(shí)驗(yàn)結(jié)合起來，因?yàn)樗璧膶?shí)驗(yàn)設(shè)備相同。

會(huì)看到的現(xiàn)象

蠟燭的火焰不會(huì)由于旋轉(zhuǎn)臺(tái)的運(yùn)動(dòng)而被向外偏出，也不會(huì)拖向蠟燭的后方，由于果醬瓶阻擋了氣流的吹動(dòng)，火焰實(shí)際上向內(nèi)指向旋轉(zhuǎn)臺(tái)的中心。

究竟發(fā)生了什么

旋轉(zhuǎn)的果醬瓶中的空氣其實(shí)等于是在一臺(tái)離心機(jī)中旋轉(zhuǎn)。這意味著，蠟燭火焰彎向轉(zhuǎn)臺(tái)內(nèi)側(cè)的原因和正常情況下其指向正上方的原因是相同的。包圍著火焰的受熱空氣要比四周較冷的空氣密度小。因此，當(dāng)轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)時(shí)，正是這些密度較高、較冷的空氣要向外運(yùn)動(dòng)；受熱的、密度較小的火焰氣體，由于旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)向心力的作用會(huì)向內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng)。向心力是作用在沿環(huán)形路徑運(yùn)動(dòng)的物體上的力，指向物體運(yùn)動(dòng)所圍繞的中心。

我們?nèi)菀走@樣認(rèn)為，火焰是由“什么”所構(gòu)成的，因?yàn)槲覀兛梢钥匆娀鹧妫欢鹧嫱鈬目臻g則沒有任何“什么”去構(gòu)成，因?yàn)槲覀兪裁匆部床灰?。因此，我們的大腦會(huì)本能地作出臆斷，隨著轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)火焰會(huì)向外運(yùn)動(dòng)，就像一團(tuán)棉花或是一片紙一樣。但是，紙片和棉花都比其四周的空氣密度大，而火焰的密度則要比四周空氣的密度小。因此，看得見的火焰向內(nèi)運(yùn)動(dòng)，而看不見的空氣向外運(yùn)動(dòng)。這顯然與我們大腦對(duì)可見物體的解釋相矛盾。

思考一下一個(gè)類似的問題，對(duì)于理解蠟燭火焰指向內(nèi)側(cè)的原因，也許是一個(gè)更簡(jiǎn)單的途徑。如果你駕駛著一輛汽車，車?yán)镙d著一個(gè)用繩子拴著的氦氣球。用力踩下剎車，你會(huì)猛力向前繃緊安全帶，而氣球?qū)?huì)向車的后部運(yùn)動(dòng)。這是因?yàn)槠嚴(yán)锏目諝饩哂袘T性，會(huì)和你一樣繼續(xù)向前，然而氣球的反應(yīng)是向氣壓低的地方，也就是氣體密度低的部分飄浮，此時(shí)低密度空氣出現(xiàn)在汽車后部。類似地，這個(gè)拴著的氣球在汽車加速的情況下會(huì)向前傾，在汽車彎道轉(zhuǎn)彎時(shí)會(huì)向內(nèi)側(cè)傾，這和蠟燭旋轉(zhuǎn)時(shí)火焰傾斜的道理一樣。

蠟燭火焰和氣球差不多，都是飄浮狀態(tài)的?；鹧娴男螤町a(chǎn)生于蠟芯處燃燒的蠟和其周圍空氣受熱過程之間的十分復(fù)雜的相互作用。這樣，和氣球一樣，火焰同樣飄向低氣壓的方向——飄向旋轉(zhuǎn)臺(tái)中心的轉(zhuǎn)動(dòng)軸。進(jìn)一步對(duì)比，蠟燭就像汽車，相對(duì)于火焰周圍的空氣被加速，于是空氣相對(duì)于蠟燭快速向外側(cè)運(yùn)動(dòng)，而火焰通過向內(nèi)側(cè)飄動(dòng)做出反應(yīng)。

如果要嘗試本實(shí)驗(yàn)的這項(xiàng)擴(kuò)展，不用說，在實(shí)驗(yàn)的時(shí)候駕駛員應(yīng)該將目光集中在道路上；如果路況較滑，不要急剎車；實(shí)驗(yàn)的具體內(nèi)容應(yīng)該由一名乘客進(jìn)行，他應(yīng)不會(huì)分散駕駛員的注意力。實(shí)驗(yàn)只能在私用地域進(jìn)行，那里沒有其他車輛和行人；此外，車輛里的所有人都必須正確系上安全帶。

作為這一現(xiàn)象的最后可視實(shí)驗(yàn)，把一個(gè)酒精水準(zhǔn)儀放在實(shí)驗(yàn)的旋轉(zhuǎn)臺(tái)上，放置水準(zhǔn)儀的方向要像自行車車輪上的車條那樣從臺(tái)子的中心指向外，然后轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)臺(tái)。因?yàn)樗疁?zhǔn)儀中的酒精比氣泡密度更大，氣泡會(huì)被推向內(nèi)側(cè)，所以水準(zhǔn)儀中的氣泡會(huì)向內(nèi)而不是向外運(yùn)動(dòng)。

附注：

阿拉斯加大學(xué)的蘇·安·褒玲說，她若是真的挑剔，她會(huì)提出，果醬瓶中作用在空氣上的向心力給了密度較低的蠟燭火焰更大的加速作用。牛頓定律表明，對(duì)于同樣大小的力，質(zhì)量和加速度的乘積相同。因此，如果質(zhì)量較小，加速度一定較大。她的解釋在技術(shù)上當(dāng)然是正確的，但是，向心力對(duì)密度較大的空氣要比對(duì)密度較小的蠟燭火焰作用更大，對(duì)于我們這些門外科學(xué)家來說理解起來更簡(jiǎn)單些。