为何狗狗喝水成问题——《华尔街日报》

物理学家海伦·切尔斯基探索日常现象背后的复杂科学。阅读更多专栏请点击此处。

洛基是个邋遢的饮水者。不是北欧神话里的神，而是我姐姐那只优雅的黑色拉布拉多幼犬——它制造的恶作剧完全配得上这个名字，其异常深沉的"汪汪"声像闷雷般在厨房里回荡。最近天气炎热，洛基以阿斯加德神殿般的热情豪饮清水，但当水碗见底时，我十分确定地板上的水比它喝下去的还多。并非只有洛基如此——所有狗狗喝水都很邋遢——或许我不该过分嘲笑它，因为其中蕴含的物理学原理其实相当惊人。

口渴的狗狗面临的问题是：它们的嘴巴环绕整个面部，下颌铰链位置靠后，这更适合撕咬猎物。我们人类借助脸颊肌肉可以闭合嘴唇形成小孔吸水，但狗狗无法做到，因为它们的口腔结构难以完全密封。它们采用的替代方法令人惊叹，部分原因是其巧妙性，但更主要在于这种方法居然真能奏效。

观察狗狗喝水时，你会看到它张嘴、舌头先下后上移动，然后突然合拢下颌。这个反复进行的动作就是舔水过程。但仔细观察会发现其中奥妙：当洛基低头靠近水面时，它的舌头向下卷曲，舌尖向后缩向爪子的方向。看似反常理的是，它并非用舌头当勺子，而是尽可能将舌头变成底部最宽最平的活塞装置——这里蕴含着精妙的流体动力学原理。

ZIssou展示舔水技巧。摄影：Kenyon Anderson为《华尔街日报》拍摄洛基将舌头缓慢伸入水中，直至没入水面约一英寸。此时他在水中用卷曲的舌头创造出一个空腔。接着——这是关键步骤——他以惊人的速度猛然将舌头上抬。水流在舌头撤离的空间中向上向内涌去，这股水流的惯性如此之大，以至于在空腔被填满后仍持续上升，形成一道歪斜的水柱直追洛基急速回缩的"舌头活塞"。

原本卷曲舌头上承载的少量水从两侧滑落，此刻水柱短暂地向上延伸直达口腔。洛基必须在它回落碗中前瞬间闭合下颌截住水柱。然后这个循环周而复始。

狗狗每次舔水能捕获的水量其实很少。舌头活塞越大，溅起的水柱就越高，这就是为什么舌头的卷曲形态至关重要。但这种快速重复的拍打动作也会将大量水花溅到四周。猫的饮水方式截然不同且不会飞溅，因此它们喝水时更为优雅。

细想之下，这其实是种让水暂时上升至肉食动物颌部可及范围的巧妙方式。所以我或许仍会笑话洛基喝水时差点把厨房地板都冲洗干净，但内心对他运用流体力学在酷暑中解渴的本领会报以真诚的赞赏。

出现在2022年8月20日的印刷版中，标题为《为什么狗狗有饮水问题》。