知识｜企鹅biu屎的最新进展来了！！

一篇关于企鹅拉屎的文章竟然获得了2005年搞笑诺贝尔奖！
最近有科学家竟然又再次深入研究了企鹅拉屎问题，最新研究成果是怎样的呢？
看完的朋友一定要留个言哈，我们想知道有哪些朋友跟我们一样Geek？
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17年了，终于更了！别人追剧咱追论文，虽然是一篇有味道的论文……如果你正在吃饭，为了你的 生命安全 优雅形象，请稍后再看，别怪我没提醒你哦～
溜了溜了…… 图：赤道企鹅
上集回顾 [1]
播出时间（发表时间）：2003年10月
播出电视台（发表平台）：学术期刊 Polar Biology
分集标题（论文标题）：企鹅拉屎时产生的压力——基于鸟类排便过程的计算
导演（作者）：Victor Benno Meyer-Rochow（德国不来梅国际大学理工学院）、Jozsef Gal（匈牙利罗兰大学）
主演（研究对象）：位于南极的帽带企鹅和阿德利企鹅
本集获奖情况：2005年搞笑诺贝尔奖* 2005 Ig Nobel Prize
* “搞笑诺贝尔奖”这个名字听上去很山寨，却是大腕云集的科学狂欢，很多正牌诺奖得主都甘愿来此做个配角。不多赘述，感兴趣的可以自行查阅，懒得查的知道“它很nb”就可以了。
上集 剧照 论文配图 图：参考文献[1]
上集剧情简介：
科学家通过非牛顿流体的流体力学方法，基于一系列参数如企鹅菊花孔径、勤奋 禽粪密度和黏度、喷溅速度等的观测值（如拿尺子量照片），计算出成年帽带企鹅和阿德利企鹅在陆地排便时可产生10-60kPa的压力（约合0.1-0.6个大气压，或者相当于你着背40kg-240kg的背包对你的双脚产生的额外压力）。
本集正片[2]
播出时间（发表时间）：2020年7月
播出电视台（发表平台）：理科论文预印本网站arXiv.org
分集标题（论文标题）：再论企鹅屎的抛射弹道与直肠压力
导演（作者）：Hiroyuki Tajima（日本高知大学数学物理系）、Fumiya Fujisawa（日本高知县桂滨水族馆）
主演（研究对象）：这一集换主演了，是桂滨水族馆的洪堡企鹅
直到这一集，才看出本片是烧脑悬疑剧——上一集的推理过程在这一集被发现了蛛丝马迹的破绽，从而需要修正结论。
本集 剧照 论文配图，对比上图可以看出弹道仰角
图：参考文献[2]
本集指出了上一集的第一个bug：企鹅投“弹”的弹道倾角。说人话就是：你推铅球想要推得远，不能平平地推出去，得往斜上方推；企鹅也不傻，也知道biu屎的时候得往上扬一点。
实景图，你看哪个更接近实际？图：赤道企鹅
通过忽略空气阻力的牛顿公式（“大威天龙”之类的大招，名字越长招式越nb）计算表明，如果企鹅站在水族馆1.1米高的台子上，以21.6°的仰角能biu得最远，达到1.03米（和我们经验中的22°弹道接近）；而站在2米高的台子上时，16.9°仰角时的1.34米最远。请放心，在南极基本见不到企鹅筑这么高的石堆，离企鹅5米的规定也远远大于企鹅的射程，你是安全的。
根据忽略了空气阻力但考虑了粘性阻力的牛顿动力学公式（名字更长了），企鹅的发射距离会根据biu出禽粪的黏度适当缩短，但黏度对biu得最远时的仰角基本没有影响。
站在1.1米台上“发射”距离和弹道仰角的关系
图：参考文献[2]
然后根据伯努利定理（这定理是“字数越少事越大”的代表），计算得出某给定情况下企鹅的静态腹压约为2.3kPa，而上集在这一步给出的数字是4.6kPa。很直观，有仰角时，用同样的力可以biu得更远；那biu的距离已经量好的情况下，考虑仰角计算的用的力气自然比没考虑仰角时计算得小。但这个压力只是把货存在肚子里的压力，你蹲坑也得嗯嗯嗯地用力才能搞定吧，这个把禽粪挤出去用的额外的力也得算进去～
最后用的招式是哈根-泊肃叶公式（据说是圆柱管内黏性流体运动方程，本俗鹅听都没听说过…）。此时又发现了上一集的另外一个bug，只考虑把禽粪从肠子里挤出去用的力，没考虑把胃中水位很高的禽粪从胃里挤出去用的力。总之花里胡哨的招式结束后，把所有项都加起来，得到喷射压力比上一集计算的更大，随着胃的直径的估计值不同，甚至能达到1.4倍左右。敌人搞定了，深呼吸，收招～
帽带和阿德利大家挺熟悉，洪堡长这样
图：赤道企鹅
有个花絮不知道大家注意到了没有，上集的选角还是南极的帽带和阿德利企鹅，这集就悄悄地变成了洪堡企鹅；就连示意图中企鹅站的也从石子堆变成了人工台子。因为上集的灵感起源于论文的第一作者为了别的研究去南极带回来的照片（所以孔径测量方法是用尺子量照片？）；而剧组大概是没有足够经费再去趟南极了，这集就直接去布景棚桂滨水族馆了。不过变的只是观察对象，得到启发发现还有“弹道仰角”这么一个关键变量；而出口孔径、流体黏度等关键参数还是用的之前的数据。毕竟不能真去爆菊量孔径，太不鹅道了！
下集预告 [1] [2]
依照电视剧惯例（？），本集结尾提出了下集可能的反转方向：这集的推理过程忽略了禽粪在空气和胃里的流体动力学过程，尤其是其中还涉及了复杂的湍流。
本集导演还提出，他们还需要更深入地了解企鹅（不知道是不是用来要科研经费去南极的？），还说要把这个案例放在课堂上教他们的学生用物理理论解决生活中身边的（？）问题。
鹅屎结界 图：Minden
除此之外，第一集结尾时也有过一个后续剧情预告：企鹅在画“鹅屎结界”的时候，会选择方向吗，选择的依据是风向还是什么因素？
作为推理悬疑剧，本剧真的是吊足了胃口让人大呼刺激。科学就是这样一个修正再修正、补丁摞补丁的过程吧，就连金光闪闪的引力天尊牛顿都有相对真君爱因斯坦打补丁呢。只是更一集用了17年，堪比富坚老贼，希望有生之年能看到后续啊！
参考文献
[1] Victor Benno Meyer-Rochow, Jozsef Gal. Pressures produced when penguins pooh—calculations on avian defaecation. Polar Biology. 27, 566 (2003).
[2] Hiroyuki Tajima, Fumiya Fujisawa. Projectile trajectory of penguin’s faeces and rectal pressure revisited. arXiv.org (2020)
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