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《排球少年!!》在排球場中常發出的啾啾聲,到底是什麼的聲音?──《空想科學讀本》

遠流出版_96
・2016/06/03 ・1994字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 483 ・五年級

文/柳田理科雄

《排球少年!!》是一部看了令人熱血澎湃的作品。

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《排球少年!!》漫畫封面。圖/wikipedia

身高很矮卻有著超群的運動能力、對排球異常執著的日向翔陽,以及拜體格之賜又有著高超技術卻無法與周圍之人協調的影山飛雄,這兩位主角互相引發出彼此的能力,朝向高中排球界的頂點前進。筆者我最喜歡這類直截了當毫不拖泥帶水的運動漫畫了。

既然如此,那就單純的欣賞作品不就得了?雖然筆者我自己也如此覺得,不過有件事情無論如何都很在意。那就是這部漫畫中經常出現「啾啾」的聲音。對,那是鞋子踩在體育館地板上時所發出的聲響!這個聲音雖然在至今為止的許多運動漫畫裏都有畫出來過,但總覺得在《排球少年!!》裡出現的頻率特別高。

舉例來說,這部作品雖然是在《週刊少年 JUMP》上從 2012 年的 12 號開始連載的,但從第 1 集的第 1 頁開始,畫面上就是沿線並排著的選手的腳,然後就畫出了鞋子的聲音「啾啾」「啾啾」「啾」「啾」,一共畫出 4 聲!這一格的畫面接下來的一頁才是標題頁。

換句話說,連作品的名稱都還沒出現,「啾啾」聲就已經先冒出來啦。

與《影子籃球員》比較

在體育館裡比賽球類運動的確是會發出「啾啾」的聲音。這麼說來也應該不是只有《排球少年!!》會,其他以體育館為舞台的運動漫畫也應該同樣會發出這種聲音吧?筆者我這麼一想,就試著用《灌籃高手》和《影子籃球員》等漫畫來試著做個比較吧。

首先從各作品中挑出具代表性的比賽,再試著數一下一場比賽中究竟發出過多少次「啾」聲吧。要比較這種事,最重要的就是先訂出嚴密的規則,所以規則如下:

  1. 「啾啾」的話就算 2 次。
  2. 在球賽還在進行的情況下,只有畫出參賽選手的畫面才能算進「比賽的畫面」中。

將一場比賽裡的「啾」聲次數除以比賽的畫面格數,此定義為「啾率」。

就先從籃球漫畫的金字塔《灌籃高手》中湘北 vs 山王工業的這場比賽開始吧。這是《灌藍高手》連載時最後的一場比賽,也是高中聯賽的第 2 場比賽。其中符合第 2 條規則的畫面共有 1555 格,而發出的「啾」聲共有 61 次。在此情形下「啾率」為 3.9 %。

另一部名作籃球漫畫《影子籃球員》則選出冬季杯準決賽之成凜 vs 海常之戰。這場比賽共有901格,「啾」聲有81次,所以「啾率」為9.0%。喔,這頻率是《灌籃高手》的2倍以上。

然後在《排球少年!!》裡挑出的則是高中聯賽宮城預賽第 2 場的烏野 vs 伊達工業之戰。比賽畫面的格數還真是出乎意料的少,只有 287 格,然而「啾」聲卻出現了 88 次,是這 3 部作品中最多的,「啾率」竟然高達 30.7 %

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這太強了吧。

平均每 3.3 格就發出一聲「啾」,啾啾啾啾啾啾啾啾啾啾啾啾啾……啊!吵死人啦!!

體育館的地板光可鑑人嗎?

從科學的角度考量,這種啾啾聲是一種「自激振盪」(Self-exciting oscillation)的聲音。所謂自激振盪,是指對物體持續給予能量時所產生的振動。在我們身邊就有許多例子,例如盪鞦韆越盪越高的時候,寒風吹動電線所發出的聲音等等。

自激振盪有許多種模式,在《排球少年!!》裡所發生的,是某種具有彈性的物體在具有摩擦的平面上擦過時所產生的自激振盪。

除此之外,例如小提琴,是用馬毛製成的弓(平面)與金屬或合成纖維製成的琴弦(有彈性的物體)互相摩擦而發出聲音的。行駛中的車輛突然煞車時發出的「嘰嘰」聲,則是來自柏油路面(平面)和橡膠輪胎(具有彈性的物體)互相摩擦所發出的聲音。

用指甲刮黑板時發出的令人毛骨悚然的難聽聲音,以及用手指在洗乾淨的碗盤上搓動時發出的啾啾聲,全都是基於自激振盪所發出的。

在運動漫畫裡的「啾啾」聲,有摩擦的平面就是體育館的地板,而有彈性的物體就是球鞋鞋底。

摩擦而產生的自激振盪,經常發生於「具有彈性的物體,在具有適度摩擦力的光滑平面上擦過」的情形下。相反地,當平面被砂土或油脂弄髒時,摩擦力會減少,就無法產生自激振盪了。

換句話說,地板太髒的話就不容易發出啾啾聲

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為了讓地板發出「啾啾」聲必須有條件

意思是,《排球少年!!》裡進行比賽的體育館,比起其他運動漫畫的比賽場地的地板擦得更乾淨,不然就是這些登場的選手全都穿著光鮮亮麗的嶄新球鞋……吧?雖然從科學上來說就是這麼回事,不過真的是這樣嗎?


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為什麼吃甜的會蛀牙?——《生活中的東西都可以寫成化學式》

快樂文化
・2022/05/09 ・1404字 ・閱讀時間約 2 分鐘

來談談我們的敵人——蛀牙。

蛀牙的化學物語

導致蛀牙的主要原因有兩個。前面提過的蛀牙菌是其中一個因素,而蛀牙菌具體的名稱為「轉糖鏈球菌」,據說這種細菌常在孩童約三歲以前經由大人傳染,原因包括使用父母用過的筷子和湯匙,或輪流喝飲料等;另一個因素就是食物中所含的糖分,主要成分為「蔗糖」。

這兩個因素結合在一起時,就會發生以下情況:首先,轉糖鏈球菌利用蔗糖製造一種稱為「葡聚糖」的分子。葡聚糖的化學式為(C6H10O5)n,後面會再詳細說明。葡聚糖附著在牙齒表面,會成為轉糖鏈球菌的棲息地。此外,口腔中的其他細菌(根據統計,口腔中的細菌有 600 多種)也會混入其中。

這些附著在牙齒上的組合物稱為「牙菌斑」,有時也被稱為「齒垢」或「生物膜」(biofilm,又稱菌膜)。你可能在牙膏等的廣告中有聽過這些名詞。

之後,獲得棲息地的轉糖鏈球菌會產生大量的「酸」,引發去礦質作用,最終導致蛀牙。這個過程如下列所示。

轉糖鏈球菌生活在溫暖的葡聚糖裡,並分解出乳酸;事實上它們也會分解出醋酸,及一種稱為甲酸(HCOOH)的酸,但乳酸所佔的比例較高。這些酸會引發強烈的去礦質作用,溶解牙齒並造成蛀牙。

在這種情況發生前,必須好好刷牙,以澈底清除黏附在牙齒上的牙菌斑(葡聚糖+細菌)!即使是漱口,具黏性的牙菌斑也不易脫落,最有效的方法還是好好刷牙。而牙膏中含有研磨劑(可幫助去除汙垢的顆粒),能有效去除黏黏的牙菌斑。

不易蛀牙的甜食

上個單元我們說明了糖是如何引起蛀牙的。事實上也有一些分子的味道就和糖一樣甜,但卻不太容易引起蛀牙,其中最有名的分子之一就是「木糖醇」,你可能有聽過加了木糖醇的口香糖吧!這個分子的化學式為 C5H12O5,詳細的結構如下圖。

為什麼木糖醇味道甜甜的,卻不容易引起蛀牙呢?在回答這個問題前,我們先回想一下為什麼蔗糖(糖)會導致蛀牙。蔗糖是轉糖鏈球菌用來製造葡聚糖的材料,而反應過程中產生的果糖,會被轉糖鏈球菌做為養分來源,並分解出乳酸分子。

那木糖醇呢?首先木糖醇不像蔗糖是製造葡聚糖的材料,另外轉糖鏈球菌不會把木糖醇當成養分來源,所以也不會分解出乳酸。因此它們的味道雖然很甜,但卻不容易引起蛀牙。

這裡出現了一個問題。木糖醇和蔗糖的結構看來截然不同,但為什麼味道也是甜甜的呢?若像下圖一樣,稍微改變一下木糖醇的畫法,就會發現它的結構與構成蔗糖的葡萄糖和果糖很像,具有許多羥基這點也非常相似。

——本文摘自《生活中的東西都可以寫成化學式》,2021 年 11 月,快樂文化


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