冰为何会滑？最新研究颠覆200年物理认知

很多人都有过冬天在结冰路面滑倒的经历。从小我们就知道，冰之所以滑，是由于压力或摩擦使冰面快速融化，产生一层水膜。这个说法已经流传了差不多两百年。不过，德国萨尔大学最近的研究表明，事实并非如此。

使冰变得滑溜的并非压力或摩擦力，而是分子层面的隐藏力。新发现表明，偶极相互作用会以意想不到的方式破坏冰的结构。

研究人员发现，冰面滑溜并不是因为压力和摩擦导致融化，而是分子间的“偶极相互作用”在起作用。简单说，冰分子和鞋底分子存在电荷差异，这种差异会扰乱冰面原有的分子排列，使冰面变得混乱，最终形成一层很薄的液态水膜。这层水膜才是让人滑倒的真正原因。

当一个分子里同时存在“部分正电”和“部分负电”时，就形成一个偶极子。冰由水分子构成，水分子本身就有极性。在零度以下，水分子排列成整齐的晶格，形成坚固的冰面。当鞋底或滑雪板接触冰面时，分子间的偶极相互作用会破坏这种秩序，让冰面变得无序，甚至变成液体。

以前，科学界普遍认为，在非常低的温度下无法滑雪，因为温度太低，不会有水膜产生。但新的研究表明，即使在零下40摄氏度，甚至接近绝对零度时，冰的表面仍然会形成一层液膜。只不过这层液体的黏度非常高，比蜂蜜还稠，人几乎感觉不到，也无法真正“滑动”，但它的确存在。

图示展示了当其他物体（例如滑雪板、冰鞋或鞋底）与冰面接触时，水分子原本有序的晶体结构突然被破坏。

这意味着，教科书里流传了近200年的经典解释并不够完整。冬天路面结冰时，人滑倒的原因，不是鞋底压力使冰融化，而是微观层面分子间的电性作用，让冰的表面“自带润滑”。

对普通人来说，摔倒的原因或许并不重要。但对物理学界来说，这个发现颠覆了沿用了200年的理论。科学家们正在重新思考冰在极端条件下的物理特性，这不仅会改变我们对日常现象的认识，还可能为材料科学、低温物理，甚至未来的工程设计带来新思路。