捞面条的学问.doc

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捞面条的学问
——兼谈分离技术
武际可
(北京大学力学系,北京 100871)
捞面条用笊篱,这是常识。
笊篱发明得相当早,大概有几千年历史。神话小说《封神演义》中说姜子牙发迹之前曾以编笊篱为生。这本小说是明朝人写的,毕竟
不是可靠的史料,所以不足为凭。较早记载是唐朝人段成式在《酉阳杂俎》中记述了安禄山受赏赐的物品,有银笊篱一项。旧时饭铺门口
多挂一把笊篱作为幌子。清朝人李光庭在《乡言解颐》中提到笊篱,说它的功能是“淅米、捞面、抄菜”,并附有一首诗表述以笊篱作幌
子的情景:“家无长物漏卮多,流水难盈结柳科,晓起抄云堆白粲,夕来捞月漉金波,莫当渔舍悬笭箵(注:装鱼的竹笼),不比欢场设叵
箩(注:古时酒器),茅店招牌供一笑,破篱低挂绿杨柯。”笊篱从捞面的功能晋升为饭店的标志,说明它的普及和重要。然而还有一种只
用筷子不用笊篱的捞面方法,而且要捞得干净,不知你可曾想到,这可不是出偏题,它对于手头缺少一把笊篱的新婚夫妇,或是虽有但不
常吃面条(笊篱一定积满灰尘,洗起来太麻烦)的主儿,兴许还是有一点现实意义的。
用筷子挑面条,开始比较容易,问题是剩下最后几根面条如何捞起。方法是,先使锅离火,免去沸腾带来的麻烦。然后用筷子在锅里
作圆形搅动,使面汤旋转起来,这时面条便自然会集中到锅底中心,用筷子到锅底中心去夹。如此重复几次,面条便会一根不剩。不信请
君一试便知。
熟悉流体力学的人,不难对面条向锅底中心集中给出解释,这就是所谓二次流问题。如果将旋转起来的面汤看为一次流动,这时汤的
微团作圆周运动,圆周运动时微团加速度指向圆心。按照流体运动,微团加速度和压力梯度的符号相反,所以压力强度从锅中心向锅边是
增加的,即愈远离中心压力愈大。在锅的上层这个压力梯度同惯性力是平衡的。另一方面再看锅底的一层流体,由于锅底与流体的摩擦以
及流体的粘性,这层流体的速度很小,从而惯性力也很小,这时惯性力不能与压差平衡就产生向中心运动的趋势。粗略地说,一定存在沿
图1回路OABC的流体运动,这就是二次流。正是这个流动将面条带到锅底中心,又由于煮熟的面条比重较大,二次流的强度不足以携带面
条上升到汤表面跟着二次流上下翻滚兜圈子,所以面条便准确地停在锅底中心,等待筷子去夹。
二次流的现象在日常生活中和自然界里是常见的。一杯泡好的茶叶,用勺子作圆形搅动,茶叶会向杯底中心聚集。在河流的弯道上,
外圈河床要深,因为泥沙会被二次流带到内圈。
现在,让我们将前面介绍的捞面条的两种方法稍加总结。煮熟的面条和面汤混在一起,捞面条时如何根据面条和面汤的物理几何性质
将它们分离。这样问难免有点学究气,但请别忙,这种将两种或多种混合物的每一种成份分离开来的技术问题,从古以来,一直是科学家
和工程师所执着研究的重要课题之一,一般就称为分离技术。这个问题的解决和推进会在物理学、化学和技术部门引起革命性的变化,但
它的主要理论根据还得从力学上加以阐明。
上述捞面条的两种办法正是解决这个问题的两种典型途径,姑且称之为笊篱法和扰动法。笊篱的发明是很巧妙的,面