实验室手记之卡布奇诺的泡泡

　　周而复始，日复一日，过不了几日人类喜新厌旧的种子就开始滋生。还在会议室跟公司的人讨论的时候我就想过如何把这活推销出去——想来觉得应该比赵大叔卖拐还是要容易一些。于是跟老板说，你看这实验挺容易的，干脆你找个爱好科研的本科生来，我带着他做得了，这样我还可以去干别的。老板也觉得这实验没有什么技术含量，还是希望我去给他写程序解方程——虽然那也基本上是个体力活，不过老板自己不会，也找不到人手，于是大喜。估计也用不了什么忽悠，就有爱好科研的孩子趋之若鹜——即使对实验没兴趣，作为打工的机会赚点生活费，还能在以后的简历上写“参与过某某研究项目”，吸引力还是巨大的。两天以后，老板那门课的“科代表”就得到了这个机会——近水楼台的优势，凡是有人的地方都是存在的。

　　于是每当师妹没课，就来到实验室。我给她几组那天要做的条件，她做完之后再给我数据。我隐隐体会了一下做“老板”的感觉，原来真的不错——难怪，每个人都想做老板。

　　测试过了许多因素之后，比较明显的因素有溶液进入搅拌器的速度和马达的转速：当进入速度慢的时候，产生的泡沫更加丰富;而马达的转速增加也会增加产生的泡沫量。讨论结果的时候，老板说这个两个因素影响明显，我们得有一个合理的解释。虽然提出了几个可能，但是没有证据支持的可能只能是“猜想”而不能作为解释。科学与工程的一个区别在于：工程上知道是怎么回事也就够了，而科学上还需要进一步知道为什么是这样。虽然在理学院面前，我们是以工程的面目存在的，但是在工业界面前，我们还得摆出科学的姿态来。

　　我说，如果这个搅拌器是玻璃做的就好了，可以看看溶液在里边是怎么搅的。老板一听，说：要透明的容易啊，你们去车间里找那个技工，让他用透明塑料做一个搅拌容器，你把马达拆下来装进去就成了嘛。

　　不能不说大学的优势就在于此。系里有一个车间，里边有各种车床和工具。当教授们需要什么买不到的装置，就可以让技工给加工出来。那个技工说起话来很蔫，一口地道的方言英语，我跟他交流实在是有点障碍，就打发师妹去了。

　　师妹找他回来，说是没有问题，但是需要加工图纸。话说当年，我也是练过画图纸的。刚上大学的那一年，每周都要在那座比我奶奶年纪还大的楼里，趴在专用的绘图桌上修炼几个小时。在被称为蓝旗营技术学院的校园里，故老相传绘图是近百年的传统。我们当然不是一个人，两千来人的一届学生中，据说只有中文这样风雅的专业不用绘图。而我们，则光是削铅笔就要学上大半节课。

　　不过我们并没有画过实际的东西。而那个容器也不是很规则，拿着卡尺仔细端详，发现需要的尺寸还挺多。看起来要按照当年的训练画出这么个小玩意儿，也还是需要些功夫的。那天中午做饭的时候，我突然明白：如果我的目的是搞清楚饭为什么会熟，就不用执着于锅的细微差别。为了搞明白进水的速度和马达转速跟泡沫的关系，也并不需要做出一个完全一样的搅拌器来。

　　于是，下午，我把整个搅拌器交给师妹，说只需要做出来的搅拌容器跟现成的这个差不多，并且能把搅拌桨装上就行了。抓住了关键，去掉了细枝末节，那个蔫蔫的技工干起活来还真不含糊，很快就完成了。

　　后来的一切就变得简单。在水溶液里放了一点染料，于是溶液在搅拌器内的运动变得一目了然。俗话说“有图有真相”，何况师妹还拍了视频。在后来项目总结的时候，那几段视频也成了公司的技术人员最感兴趣的部分。

　　几十秒的视频，胜过了大段的推测和描述。在搅拌容器内，溶液被搅拌桨搅成气体和液体的混合物，同时搅拌桨象离心泵一样把这些气液混合物打到出口排出去。气液混合物被接到杯子里之后，气泡上升，就在液面形成了一层泡沫。气液混合物排出的速度主要由搅拌桨的转速决定，如果溶液进入搅拌器的速度快，进入的速度就会比出去的速度要快。这样，溶液就会在搅拌器中积累，很快淹没了搅拌桨。于是搅拌桨完全在水中搅拌，产生的泡沫就比较少。如果进入的速度慢，进和出的速度差不多，搅拌容器中的液面在搅拌桨的位置上，正好把空气搅入液体中。马达转速的影响也与此相似：马达转得慢的时候，溶液来不及流出，很快就淹没了搅拌桨，因而产生的泡沫就少。