□康斯坦丁

電影中常常會(huì)出現(xiàn)這樣的鏡頭：兩個(gè)人準(zhǔn)備搏斗時(shí)，常常會(huì)把手指掰響，從而顯示自己有很強(qiáng)壯的身體，以此來(lái)威懾對(duì)方。你或許也試著掰響過(guò)自己的手指？你有沒(méi)有想過(guò)，這個(gè)“聲響”是如何形成的呢？這個(gè)過(guò)程對(duì)你的手指又是否會(huì)有損傷？

觀察關(guān)節(jié)病患者手指時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題

坊間不少人認(rèn)為，掰手指時(shí)發(fā)出的清脆聲音是關(guān)節(jié)液里的“泡泡”——?dú)馀菪纬啥l(fā)出的聲音。還有一些人覺(jué)得，這可能是韌帶在強(qiáng)大壓力下發(fā)出的奇怪聲音。這事就這么簡(jiǎn)單？還真有人專(zhuān)門(mén)去做過(guò)相關(guān)研究，甚至寫(xiě)出了學(xué)術(shù)論文！

其實(shí)近50多年來(lái)，一直有人在發(fā)表各種關(guān)于“手指為什么會(huì)掰響”的學(xué)術(shù)論文。

2015年，加拿大阿爾伯塔大學(xué)的Greg Kawchuk和合作者使用核磁共振成像掃描儀記錄了一名頻繁出現(xiàn)關(guān)節(jié)病的志愿者的手指的各種問(wèn)題。在一些圖像中，可以看到志愿者指關(guān)節(jié)凸起部分突然出現(xiàn)了裂痕。Kawchuk博士及其同事記錄道，這就是形成泡沫的結(jié)果，這種泡沫持續(xù)了一段時(shí)間，這個(gè)過(guò)程可能就是造成這種響聲的原因。他們認(rèn)為，氣泡在流體中產(chǎn)生了壓力波，由此產(chǎn)生了聲音。

然而，目前他們還不清楚這一壓力波如何能夠強(qiáng)大到足以形成獨(dú)特的裂縫。

數(shù)學(xué)模擬計(jì)算出聲音產(chǎn)生原因

最近，法國(guó)巴黎綜合理工大學(xué)的兩位研究人員設(shè)計(jì)了一個(gè)開(kāi)裂關(guān)節(jié)數(shù)學(xué)模型(運(yùn)用數(shù)理邏輯方法和數(shù)學(xué)語(yǔ)言建構(gòu)的科學(xué)或工程模型)，似乎才真正闡明了之前那些理論。

法國(guó)巴黎綜合理工大學(xué)生物力學(xué)教授Abdul Barakat和碩士生Vinenes Suja在查看2015年阿爾伯塔大學(xué)研究者發(fā)表的論文時(shí)，對(duì)于文中指到的指關(guān)節(jié)開(kāi)裂現(xiàn)象產(chǎn)生了興趣。為了觀察舊的理論所描述的情況是否能夠產(chǎn)生如此巨大的聲音，他們創(chuàng)建了一個(gè)簡(jiǎn)化的帶有氣泡的關(guān)節(jié)的數(shù)學(xué)模型，并進(jìn)行模擬，并將模型中氣泡崩潰的理論聲音與Suja做的相關(guān)錄音進(jìn)行比較，以此來(lái)驗(yàn)證舊理論的結(jié)果。

他們發(fā)現(xiàn)，模型預(yù)測(cè)的聲音的音量和頻率都與錄音相當(dāng)吻合，即使氣泡只是突然縮小，只要不是消失，就可以產(chǎn)生類(lèi)似的噪音。Barakat博士說(shuō)，氣泡只需要縮小30%到40%就可以產(chǎn)生這種類(lèi)似爆裂的噪音，盡管氣囊的尺寸比MRI(磁共振成像)中可見(jiàn)的氣囊小。不過(guò)，研究人員并沒(méi)有模擬泡沫形成時(shí)會(huì)發(fā)生什么，模型只是假設(shè)其存在。

下一步，他們打算再計(jì)算一下，類(lèi)似模型中氣泡的形成是否會(huì)產(chǎn)生聲音。因?yàn)橐嬲私膺@個(gè)過(guò)程，最好的辦法就是“從頭到尾的進(jìn)行建?！薄?/p>

讓我們沒(méi)想到的是，一個(gè)簡(jiǎn)單的生理現(xiàn)象，要想透徹地研究清楚，居然也這么復(fù)雜。