我儿子这么小,我膀胱容量应该是他的十倍,但为什么我俩排尿时间一样呢?
大家好,我是胡立德,英文名字是David Hu。几个月前一席邀请我来演讲,我很期待来中国和大家面对面交流,但没想到疫情爆发,我没办法来中国了,很可惜。所以现在,我在亚特兰大的家里给大家录这一个演讲。我的小孩已经睡着了,现在我的太太是我唯一的现场观众。
我是佐治亚理工大学的一名机械工程系教授。今天在这里和大家分享我的一些研究。2016年5月25号,我正在开会,我大学的媒体中心给我打电话说:你快打开电视看福克斯频道。当时,主持人正在播报一位参议员发布的名单,叫作“最浪费政府资金的20项科学研究”,我惊讶地发现,我的名字在这个名单上出现了3次!
我第一次见到我太太的时候,她带着她前男友送的情人节礼物——一只咖啡色的贵宾犬。虽然这只狗和我互不喜欢,但它的甩水能力让我很惊讶。我们用高速摄像机拍狗甩水的录像。1秒钟,狗可以甩水4次。它的加速度几乎是地球重力加速度的20倍。
我从小就觉得自然有一种魔力,尤其是动物。我总是很好奇为什么它们形形色色,而又各有特长。我的父母都是科学家,他们总是鼓励我的好奇心。
9年前我儿子出生,初为人父,我每天要换很多尿布。有一天,我才刚开始换尿布,我儿子就突然开始尿了,那时候我就会有些生气。随着我换尿布的次数越多,我开始觉得,他尿的时间挺长啊!我数了下,差不多21秒。我换完尿布,自己去洗手间看看自己的排尿时间,居然也差不多是21秒。我当时就觉得这个事情很奇怪。
第二天我就派我的学生去亚特兰大动物园,去记录各种动物的排尿时间。我们发现,哺乳动物按照尿尿时间可以分成2类:体重小于3千克的哺乳动物的尿尿时间很快,不到1秒;而体重大于3千克的哺乳动物,从吉娃娃到大象,排尿时间很相似,平均21秒。
我们查了50多位医生和兽医的文章,发现泌尿系统是一个很简单的系统。大家都有一个膀胱装尿液,底下有一条管子,长度和直径的比例大概都是18比1。我们做了一个实验,三个容器分别是代表一只狗,一个人,和一头犀牛的膀胱容积。在底下放了三根管子,代表这些动物的尿道。
我们发现的这个机制有什么用呢?工程上,有时候我们需要很快地排空液体,比如消防车或者水塔里的水,也许我们可以参考泌尿系统的设计方式,把10升、100升、甚至10000升的水都在21秒内倒光。这是自然的流体力学。
我现在既是一个科学家,也是两个小孩的爸爸。我的小孩都对科学感兴趣。我觉得我们应该把科学当做一个爱好。我也想呼吁科学家,更多地参与科学普及,让人们更了解他们的研究。科学不应该是“高冷”的,而是需要和大家分享的。