尼亚加拉稻草

提出这个问题的人可能会被国际尼亚加拉委员会、国际尼亚加拉管理委员会、国际联合委员会、国际尼亚加拉董事会工作委员会找麻烦，很可能还包括圣劳伦斯河适应性管理委员会。与此同时，地球可能会因为这个问题中假设的情况而被毁灭。

好吧，这并不完全正确。对于这个问题描述的场景中存在的风险，真正显而易见的答案是：“尼亚加拉瀑布不适合通过一根稻草。”

液体通过某物时，流体的流速是有极限的。如果你泵送流体通过一个狭小通道，流体会加速。如果此处的流体是气体，当气体在窄缝中的流速达到声速时， 它会“噎住”。此时，气体在缝隙中将不能流动得更快。不过，你仍然可以通过增加压力的方式，使每秒通过窄缝的流量继续增加，这会进一步压缩气体。

对水而言，使其阻塞还有另一种原因。当一种流体快速通过某个通道时，由于遵循伯努利原理，流体中的压强下降。水总是“想”沸腾，却被气压压在一起。如果压力不足，水中就会产生沸腾的蒸汽。这被称为空化。

当水被迫高速通过一个通道时，空化气泡使其在整体上变得不那么致密。增大压强，试图让它更快地通过，只会使它沸腾得更快。即使水和蒸汽混合着以更快的速度流动，这也会使得通过通道的水的总量持续上升。

水流速度的另一个限制来自声速。我们无法用增压的方式使通过通道的水流加速至超过声速（在水中的声速）。如果你尝试使水的速度达到那种程度，那么通道的转弯处对它而言将是毫无用处的，因为水实在是有些重。

所以，要使尼亚加拉瀑布刚好能通过一根稻草，需要它流多快呢？它的流速是否可以超过声速呢？这很容易就能算出来。我们需要知道的是瀑布的流速以及要穿过的面积是多少。

尼亚加拉瀑布的流速至少是2800立方米/秒，这实际上是规律好的。尼亚加拉河供应的水量大概是8300立方米/秒，但是其中的大部分都被转移到隧道中用于发电了。不过，如果世界上最著名的瀑布完全被用于发电，游客一定会发怒的。所以，至少要有2800立方米/ 秒的水流量从悬崖上倾泻而下供人观赏（夜间和淡季为这个数字的1/2）。在接下来的几年里，瀑布可能会关闭维修。可能要看看他们能找到什么够酷的东西。（重要提示：如果你想把尼亚加拉瀑布的水导向一根稻草，你会违反《1950条约》中“2800立方米/秒”的限制。这一条约由国际尼亚加拉委员会监督执行，这个委员会由一个美国人和一个加拿大人组成。他们可能会对你感到不安，同样的，我在最开始所说的那些各种各样的组织都会感到不安，所以你要自己承担这些风险。）

一根标准的稻草直径大约为7毫米。要计算水流速度，我们只需要用流量除以面积。如果结果大于声速，水流会被堵塞，这就会产生一些问题。

显然，此处的水流速是光速的1/4。

从好的方面说，我们不需要担忧空化，因为当这些水分子碰撞到稻草的内壁时，很快会引发各种各样激动人心的核反应。在这些高能量的情况下，一切都是等离子体，所以沸腾和空化的概念甚至根本不适用。

但是情况变得更糟糕了！水柱的相对反冲力将会非常强。当然它还不足以将北美板块向南推动，但足以摧毁你制成这个水柱所需的所有设备。

事实上没有一台机器可以将如此多的水加速到相对速度。粒子加速器可以把物体加速到这个速度，但是他们通常采用小罐气体。你不能把尼亚加拉瀑布放进加速器。如果你非要这么做，科学家会非常生气的。

好心提醒一句，这一场景中粒子喷射产生的能量将大于地球上所有太阳能的总和。這个“瀑布”的输出功率相当于一个小恒星，它的光和热将会使地球温度迅速升高，海洋瞬间被煮沸，并在瞬间将地球变成一个不再适宜定居的地方。

所以，我祈求有人能站出来阻止这场灾难。