冰面为什么这么滑

    有科学家认为，冰之所以摩擦力很小，是因为鞋与冰之间有一层水，水能起到润滑的作用。对此，广为人知的一种解释是“压力融解说”。这种学说由爱尔兰物理学家约翰·杰里于1886年提出。如果用冰刀给单位面积的冰施加很大的压力，这种压力会使接触面的冰融化，形成薄薄的水层，水层会起到很好的润滑作用。

    近些年来，人们对压力融解说产生了很大怀疑。通常，花样滑冰比赛时，冰面的温度低于零下3.5摄氏度，要想让冰在零下3.5摄氏度融化，需要的压强大约为350大气压，相当于在1平方米上放置3500吨的重物。假设冰刀的有效长度为100毫米、宽为0.5毫米，要想获得350大气压，需要运动员体重达到175公斤，显然事实并非如此。

    于是，勤奋的科学家们又提出了另外两个导致冰很滑的机制——摩擦融解说和表面融化说。

    “摩擦融解说”认为，在冰面上滑行，冰刀与冰面快速摩擦产生的热量会使冰融化，融化产生的水起到了润滑剂的作用，因而冰面很滑。但即使你穿着滑冰鞋站着不动，你也可能滑倒，这说明摩擦并不是导致冰很滑的真正原因。

    “表面融化说”则指出，冰的表面原本就非常平滑，因为当温度在零下22摄氏度以上时，冰的表面上始终有薄薄的一层永远不会凝固的水，这层水使得冰特别的滑。

    1996年，美国科学家通过实验证明：看起来平滑的冰面并非是完全平整的。从实验结果看，冰面的上层有一层薄薄的水，冰面并没有真正冷凝。这层水具有永久性润滑的作用。当鞋底等物体给予冰面压力，水分子就会被挤压到冰面的细微缝隙之中，这使得冰面变得非常平滑，从而减小了冰面的摩擦力。

    目前物理学界比较倾向于认同表面融化机制比压强融化机制起的作用更大。一方面，有实验证实，在冰点以下，冰的表面存在没有结晶、类似液态的水分子层，其厚度大约在10~100纳米量级；另一方面，人们甚至能在零下20摄氏度的环境中滑冰，而且也不认为减肥会导致滑冰运动员的成绩下降。这些现象都更加支持了表面融化机制。

    （《科技日报》8.11 陆成宽）