首先声明,这个题目可不是用来骂人的。

科普文章,只讲道理;即使搞笑,我们也是认真的。

今天话题的重点,就是关于“有屁就放”的生物力学问题。

一、关于”的传说

有句歇后语,叫“脱裤放屁——多此一举”。此话通常用来讥讽别人说话做事画蛇添足、多此一举,用以对说多余的话、干多余的事进行讽刺。

还有句歇后语,叫“飞机上放屁——响(想)得倒不低” 或者“飞机上放屁——响彻云霄”。意思不言而喻。

我也自创了一个歇后语,叫“飞机上放屁——臭气熏天”。意思不言而喻,而且这个也是有故事的。据传说(新闻事件有之),在飞机上放一个臭屁,会被误认为是不明臭气;为保安全,飞机有时会迫降。

老家农村里有句俗话,“听人说话,吃屁长大”,指的是有些人偏听偏信、人云亦云、缺乏主见、迷信他人,用现代网络热词来说就是“跪族”。

一个屁引发的悲剧。赵南星《笑赞》:“邵篪上殿泄气,降为知州。邵胡须上卷,时人称为‘泄气狮子’”。用大白话解释上述传说:邵篪因为在上朝的时候放了个屁,引起了皇帝的不满,将他贬为知州,又因为邵篪有着卷曲的胡须,所以当时的人就嘲笑地称他为“泄气狮子”。

一个屁引发的又一个悲剧。李昉《太平御览》:“巴郡宋迁母名静,往阿奴家饮酒,迁母坐上失气。奴谓迁曰:‘汝母在坐上,何无仪适?’迁曰:‘肠痛误耳。人各有气,岂止我?’迁骂奴,奴乃持木枕击迁,遂死。”用大白话解释上述传说:宋迁和母亲一起去阿奴家喝酒,宋迁的母亲不小心放了一个屁。阿奴听到了以为是宋迁放的,就跟宋迁说:“你的母亲还坐在上面,你怎么可以这么没有礼貌?”宋迁回答:“我肚子痛所以忍不住放个屁怎么了?人都会放屁,何况是我。”然后痛骂阿奴,阿奴气急败坏之下抄起了木枕竟把宋迁给打死了。

俗话说“管天管地,管不了拉屎放屁”,其本意是拉屎放屁的事,都是自然而然的事,有时候很难人为控制;引申的意思是指不论权力多大,职位多高,也管不得人们的生活细事。记得在2008年美国大选时,竞选人希拉里(前总统克林顿的夫人)在电视辩论直播现场,就错误估计了自己的控制能力,在快忍不住或者以为自己能忍住的情况下,很不自在地扭动身体;然后,掷地有声地,放了一个响屁,引得场面十分尴尬,造成了10秒钟的冷场,就连时任美国总统奥巴马都愣了半晌不知道怎么应对。

女网红靠卖屁,月收入上百万:屁真价实,童叟无欺。Stephanie Matto是美国的一名女网红(图1),因在社交平台上卖自己的屁而轰动一时!她将自己的屁装进罐子里,然后以1000美元一瓶的天价卖给钟爱她的粉丝。她偶尔也会良心回馈粉丝,以跳楼价半价大拍卖。

图1 卖屁致富的网红

2014年,据路透社报道,德国一家奶牛场因静电引发了一场火灾,原因是90头奶牛放的屁在牛棚里积聚,使里面的气体浓度达到了可燃的程度。

关于屁,不仅有传说,还有现实中的正经研究。学过英文的人都知道,-ology是一个特别科学的词根,简单说就是“…...学”的意思,比如musicology就是研究音乐的“音乐学”,“biology”就是研究生物的“生物学”。在英文里,fart是屁、放屁的意思(英文发音近似于“放它”——都说到这个份儿上了,那放的一定就是屁了)。自然地,fartology,故名思议就是研究“屁”的科学——屁学。不是开玩笑,有本畅销书《Fartology》,就是一本研究屁的科学的书。

华中师范大学社会学硕士研究生高建伟写于2007年的硕士学位论文《关于屁的社会学研究》(图2),通过了硕士论文答辩,还被评为“优秀”。有网友“讥讽”:寒窗苦读那么多年,还真是研究了个“屁”。也有网友评论称,看似无意义的、被嗤之以鼻的事物,“深究起来,是严肃的事”。

图2 《关于屁的社会学研究》硕士学位论文封面和目录

“屁”不仅是一种生理现象,更是一种社会现象,具有社会性意义。

放屁行为是原始人类最频繁而最普通不过的生理现象。随着生产力的发展,社会关系发生变化,富人的饮食种类和饮食习惯发生了变化,不再频繁放屁。经由这种变化,放屁行为获得了部分社会性意义,反映了社会上下层并存、对立的事实。在规训权力下,“屁”从一种上层社会所界定的否定性社会行为转变为一种社会忌讳的存在形态,并获得全体社会成员的认可和遵从。放屁、特别是当众放屁,被认为是一种很不礼貌、很丢脸面的事情。

为什么是这样子?我们该怎么办?

听完了上面社会学家伙的分析,接下来听听生物力学家伙的科学说法。

二、屁,为什么不招人待见?

屁,之所以不招人待见,主要原因是“闻其声”和“闻其味”会引起心理不适。用大白话解释就是说:屁,之所以不招人待见,主要原因是屁的“响”声和“臭”味讨人厌烦。放屁的响声和令人掩鼻的臭味无论如何都是件令人尴尬的事。

在解释这两条之前,首先认识一下“屁是什么”。

1. 屁是什么?

小时候学过一段顺口溜:屁是一股自然空气,躲在肚里翻来覆去,一不小心溜了出去,放屁的人洋洋得意,闻屁的人强烈抗议!

确实,屁是一种自然空气,但它可不是一种纯洁的气体,而是混合了多种气体。有人检测过里面的成分,其中包括59%氮气、21%氢气、9%二氧化碳、7%甲烷、4%氧气,还有不足1%的其他微量化合物(其中包括“臭名远扬”的硫化氢气体)。无论是甲烷、氢气,还是氧气、硫化氢等其他肠道气体,都有一个共同点,它们都是可燃气体。没错,实际上屁中确实含有易燃易爆成分。就像前面提到的传说,点燃了屁就会引发火灾。不过,小伙伴儿们不用担心,个别人的些许屁量还达不到可燃和引发火灾的程度。

那么,构成屁的这些气体都是从何而来的呢?

屁,可以说是吃进来的!绝大数的屁是从鼻子、嘴巴通过呼吸、吃东西、讲话等进入体内的空气。其次,食物在消化道里被细菌发酵分解而产生的气体,尤其是一些难消化的食物产生的气体会更多。吃进肚子里的食物在消化系统中,经由胃部进入小肠;再经过吸收,剩下的就会进入大肠和直肠,由肠道进行分解(图3)。

图3 消化系统

在此消化过程中产生的“废气”积累到一定的量,就会通过胃肠蠕动被“驱逐出境”,由肛门(“菊花”)排出,最后以“屁”的形式重获自由。按照屁的量来说,肠道微生物产生的气体占的比例并不高,屁中的主要气体其实是我们吃饭、说话时吞入的空气,这个可以占到屁的70%以上。还有小部分的屁,是我们在睡觉或其他时候无意识吞入的空气。这些气体在肚子里翻来覆去、成功完成“密室逃脱”后,会以放屁的形式再次回到人间。

即使肠道微生物不参与产气,肠道微生物产生的种类众多的化学物质相互反应也会产生气体。在酸碱中和反应过程中会产生二氧化碳气体。消化不良时,肠道内细菌发酵很快,容易产生气体。胃肠道蠕动增加时,也会导致排出的屁更多。每天通过消化道的动态气体总量有时候会达到3000-4000 mL,但不是所有这些气体都要经过“菊花”释放。它们去哪儿了呢?暂时按下不表。

接下来说说放屁会“响”和“臭”的问题。

2. 放屁为什么会”?

放屁会“响”是物理问题。

用物理学的知识来解释放屁会有较大响声,就是由于压力较大的气体在通过狭窄通道时,会与空气摩擦发出响声。

古人把“放屁”叫做“撒屁”,文雅点的称为“泄气”、“出虚恭”、“排矢气”或者“排气”。放屁大多会发出响声,其原因是身体中的气体集中到肛门时,高压会使之扩张,屁就从紧绷的肛门喷出,发出响声;放屁过程中肛门括约肌会紧缩性回弹,造成响声中断,从而产生断续性响屁(图4)。

图 4 括约肌开闭动作

拉长声音的屁声,是气体较多、同时鱼贯传出肛门而导致肛门没有完全闭合,从而形成持续性放屁声;而长响屁声往往伴随弧形音调,是因为过程中气体泄漏出人体时,肛门伴随气体压力的强弱,有张开和闭合作用,类似于吹奏乐器或吹口哨时伴随上下嘴唇开闭的效果。

吹口哨能控制口型、发出动听的乐曲。放屁扰民,让人难堪。那么,放屁能控制肛门的开闭吗?能控制屁的响声吗?这个可是个大问题。其中蕴含了丰富的生物力学机理。放在后面专门详解。

3. 放屁为什么会“臭”?

放屁会“臭”是化学问题。

闻其声,长短高低各不同;闻气味,此处无声胜有声。“臭”,虽然不发出“响”声,但其危害胜过了响声!响声不一定如五雷轰顶,但臭味一定会令人窒息、头晕恶心。于是,屁因此而“臭名昭著”啦!

从屁的化学成分可以看出,其中99%的物质都是无味的,而屁的臭味来自剩下的1%,里面可能含有氨、硫化氢、吲哚和粪臭素等。负责“气够足”的成分是屁中超过99%无色无味的物质,主要是氮气、氢气、氧气、二氧化碳、甲烷等;负责“味够臭”的成分是屁中不到1%的有臭味的物质,主要是硫化氢、吲哚、粪臭素、氨气、挥发胺和挥发脂肪酸等。仅这不足1%的气体就足以让你成为整条街“最臭的崽”。

一般而言,闻起来恶臭的气味大多是有毒的,这是人天生的自我保护机制在发挥作用。著名的臭鼬、臭虫就是巧妙地利用了这一点,通过喷出臭气(低级硫醇、醛和氰化物等)来降低对手的抵抗力。

每个人都有独特的“屁味”。有的人,屁的臭味很小,甚至还有点香味。你没看错,屁中确实可以检测到能发出香味的化学物质,比如α-蒎烯、β-蒎烯、柠檬烯等。还有一些物质,比如二甲基硫醚,本身就是一种常见的食用香料,主要用于配制玉米、番茄、土豆、奶制品、菠萝和橘子类果香及清香型。在浓度比较高的时候,比如超过30 mg/L,它闻起来像烂海带的腥臭味,但浓度比较低的时候就是香味了。粪臭素(化学成分为3-甲基吲哚)也是一样,吲哚浓度高时具有强烈的粪臭味,而浓度低时有香味,可以作为香料使用。可见,只谈毒性、不谈剂量,就是耍流氓。

屁味的差异跟肠道微生物的组成更密切。根据每天菜谱的不同,屁味也会受到影响。例如,喜欢吃红薯、土豆、玉米、面包等高淀粉或喝可乐、啤酒等高碳酸含量的,可能一整天都“屁”个不停。如果吃大豆、黄豆、豌豆、栗子等含低聚糖较多的食物,那么就会产生较多的屁,但是一般不臭。喜欢吃洋葱、大蒜、韭菜等刺激性物质,则容易放出洋葱味屁、大蒜味屁、韭菜味屁。还有喜欢吃肉、喝牛奶、喝豆制品等高蛋白的食物,屁会更臭。由此可见,人们大致能够根据饮食情况初步预测屁味的“臭”度,但是想要准确控制屁的“臭”味还是非常困难的。

正如世界上没有一模一样的人,世界上也没有一模一样味道的屁。仿照基因组学、蛋白组学、代谢组学等学科的概念,研究屁组成成分的学科也被科学家自己戏称为屁组学!

俗话说,“臭屁不响,响屁不臭”。那么,屁的味道和响声可以反映身体健康状况吗?据说还是有一定的科学道理的。健康人放出来的屁气味比较清新,并且量也比较大,声音也大;屁里的成分基本保持99%的无臭气体加上1%的臭气。而如果出现消化不良、消化道出血、长期便秘、溃疡性结肠炎等肠道问题,这时候放出来的屁成分就不同了,臭气的成分就不止1%了。臭气成分含量高,“加量又加价”的臭屁那就真是奇臭无比,迎风臭十里,能熏死人了。

已经有研究人员开发了可以分析屁里成分的“电子鼻”,希望以此作为疾病早期预警与胃肠道癌症筛查的工具。也许在不久的将来,只需要在家里马桶上或者内裤上安装一个传感器,通过探测屁里的成分就可以快速地对身体健康做一个评估,然后计算机通过数据库检索和计算就能得出罹患某些疾病的风险,并给出相应的预防措施。

4. 能憋住不放屁吗?

放出来的屁,有的响,有的臭,有的兼而有之。为了避免尴尬,能憋住不放屁吗?

东北那嘎达有句童谣、顺口溜:有屁不放,憋坏五脏;没屁硬挤,锻炼身体。可以想象憋屁肯定于身体健康不利。

左右为难。屁,放还是不放呢?这是个问题。

(1)憋住、不放屁的问题

如果你经常憋屁的话,很容易使机体形成慢性中毒。因为,肠道的体积有限,如果肠道内气体过多,则会使肚子发胀,影响肠道收缩功能;从而出现精神不振、消化不良、头晕目眩、脸色发黄等症状;严重的话还可能出现腹胀、便秘、腹痛等状况。那些被肠道吸收的气体是人体在消化后产生的废气毒气,长时间憋屁不放可能会导致脸上出现粉刺、雀斑,致使皮肤干燥、粗糙,人会变丑(图5)。

图5 人丑的不良后果

考虑到放屁的“面子”和礼节性问题,大多数人选择了把屁憋回去。那么,强忍着憋回去的屁去哪儿了呢?

没能放走的屁, 回到大肠内后再历经“肠路十八弯”的辗转反侧,大部分的屁等待下一次“密室逃脱”,小部分的屁会直接通过肠壁吸收进入血液里,经循环系统流窜到全身和心脏(既伤身又伤心),之后到达肝脏(伤肝),再被转运到肺部(伤肺)。这些废气毒气成了“催花辣手”,一路扫荡,最后随着呼吸,被呼出体外。

你没看错,憋回去的屁从口鼻通道逃逸了。悄悄告诉你,其实打嗝跟放屁是一样道理:气体由肛门排出的就是屁,由嘴里打嗝排出的其实就是迷路的屁。那些“口味重”的人很有可能就是因为很少放屁造成的呢。

前文提到,每天通过消化道的动态气体总量有时候会达到3000-4000 mL,但不是所有这些气体都要经过放屁来释放。实际上,没有经过放屁排出的气体不是平白无故没有了,而是从其他部位排放走了。

如果几乎没有屁产生,那可比屁多、屁臭要危险得多。被憋回去的屁,最终还是会以其他方式会被排出来。经常憋屁,可能真的会憋出内伤。有屁不放,憋坏五脏,这句话还是有点道理的。

放屁传闻:一名妇女由于过分矜持,忍了12年没放过一个屁,最后一命呜呼……。虽然,缺乏随机、双盲、对照实验的个别案例并不具有说服力;但是,长期憋屁,确实会损伤容颜、摧毁内脏,导致“面子”“里子”均不保,甚至可能丢了性命。

有屁就放!屁,还是放出来的好。莫要因为“面子”而伤了“里子”。

(2)不憋住、放屁的问题

放屁是肠道正常运行的表现,放屁有利于身体健康。屁在人类进化过程中被保留了下来,那就表明放屁有其存在的价值。屁在肠道内运动,对促进肠道扩张与回弹、刺激肠道受力和变形、保证消化系统的正常消化和排泄功能,都具有重要的生物力学意义。放屁,其实可以缓解肠道的压力;放屁和拉翔、排尿一样,给人一种卸掉负担的酣畅淋漓快感!

接受过手术的人应该都知道“一声响屁报平安”的道理。手术后的患者常被医护人员问到是不是放屁了或者排便了;只要放屁了就说明胃肠道正常,医生和护士也就放心了。这是由于手术过程中需要麻醉,而麻醉剂有可能造成肠麻痹或肠坏死,导致肠道蠕动出现问题。能放屁了就代表胃肠功能没有问题,不会要命。

所以说,放屁,不仅是缓解压力的正常生理需求,而且是通报身体健康的“信号弹”。朋友们,我要对你说,有屁就放,这可不是骂人。

既然要放屁,那么能不能让放出来的屁不那么臭气熏天呢?

已经在肚子里成熟的屁,放出来的时候肯定是不能再改变什么化学成分了,能做的就是怎么在物理上让臭味快速消散。日本一个电视节目里曾经做过模拟实验。当一团气体(实验用的是有颜色的气体)从身体向后方射出之后,向前移动身体的结果是,气(屁)会一直跟着你。所以,正确的操作是向侧面移动,这样气体会在最短时间内扩散开来;如果同时在身后挥舞手臂效果会更好。从物理上来说,其中的机理就是增大对流、扩散速度,削弱臭味对自身的影响——放屁的人洋洋得意,闻屁的人强烈抗议!

冬吃萝卜夏吃姜,

有屁就放有益肠;

放屁并非可耻事,

提神醒脑保健康。

三、放屁的生物力学问题

有屁就放,道理上说得通,但“噗噗噗”的声音总是不怎么悦耳动听。放屁的臭味不好控制,那放屁的响声能否控制呢?敲黑板,划重点,怎样才能默默无闻地放出一个不为人知的屁呢?

有人尝试了各种办法来减小屁声。比如试着减慢放屁的速度,即最好保持站立的姿势,稍稍夹紧屁屁,控制屁的“排放速度”,要领就是尽量要慢。还有就是,把一半屁股从椅子上抬起来、放松臀部,或者调整姿势、让屁股成撅起的姿态,这样就会尽量让排气道扩大,减轻括约肌、臀大肌对屁排出造成的阻力,从而让屁静悄悄地飘出来。这些都是大白话,实际上蕴含了深刻的生物力学机理。

声音是振动。人类只能听见的声音的振动频率范围是20 Hz-20 kHz。因此,响屁的振动频率在此范围内。

屁声的振动来源于有两个:其一是屁冲出肛门时引起肛门括约肌的抖动,其二是屁冲出肛门时产生的涡流和湍流。屁的声音大小和屁的量、速度以及肛门括约肌都有关,所以有时惊天动地,有时又悄无声息。

下面就从流体力学的角度来解释这两个因素。

1. 肛门括约肌的抖动

这个现象本质上是一个“流固耦合”问题:即流体和约束它的弹性固体边界之间存在力和变形的相互作用。就像气球内的压力和气球变形大小相互关联一样。类似的典型案例就是,血管和其中的血流具有流固耦合作用。注意,一定是弹性管,刚性管是不具有流固耦合作用的。

一颗屁是否被听见,是由直肠外开口处的肛门内括约肌与肛门外括约肌这两组环形肌肉牢牢控制着。而肛门内括约肌是你无法控制的,只有外括约肌在你掌控之中。当你决定放松肛门外括约肌时,肠腔内受高压作用的气体就能将肛门冲开一个小漏洞、喷涌而出。就在这时,快速流动的气体同时将肛门括约肌吸回来。至此,肛门括约肌完成了一个“扩张-回弹”的舒缩振动循环。为什么会这样?

这就不得不用请出“流体力学之父”丹尼尔•伯努利。

丹尼尔•伯努利(Daniel Bernoulli,1700-1782)是瑞士物理学家兼数学家,以“伯努利定理”闻名后世。

伯努利在1738年发现的“伯努利定理”是流体动力学基本定理之一。其内容是:不可压缩、理想流体沿流管作定常流动时,流动速度增加,流体的静压将减小;反之,流动速度减小,流体的静压将增加;但是流体的静压和动压之和,称为总压始终保持不变。伯努利定理是无粘性、正压流体在有势外力作用下,作定常运动时,表达总能量沿流线守恒的一个定理。简单理解就是:在一个流体系统(比如气流、水流)中,流速越快,流体产生的压力就越小。

伯努利定理的一个典型应用例子就是“文丘里管”,是由意大利物理学家文丘里(Giovanni Battista Venturi,1925-2018)发明的,故名。文丘里管是先收缩而后逐渐扩大的管道,是一种可以测量流体压差的实验装置(图6)。当管道内流量恒定时,缩窄部位的流速大,但压力低。因此,水银柱的液面会被左侧高压区推向右侧低压区,H就表示两端的压差。该装置很好地展示了伯努利定理。

图6 文丘里管示意图

下面简要介绍一下放屁的伯努利定理。

严格地说,伯努利定理适用于封闭系统。麻烦的是,一旦屁流通过肛门内括约肌、到达肛门外括约肌并逸出成为开放状态时,要确定流线就变得复杂了。尽管如此,用伯努利定理来解释放屁发声这个例子也行得通。

如果将图6中缩窄部位看作肛门括约肌、管道中的气流看作屁流,那么当高压的屁作用于括约肌时括约肌就会扩张,肛门洞口扩大;当屁流冲过括约肌时会产生低压,将括约肌吸回关闭位置,肛门洞口缩小、甚至关闭;当然,括约肌打开放出屁后,肠腔内压力暂时减弱也有关系——这就是屁流和括约肌的流固耦合作用。这种相互作用继续进行,括约肌回缩,又会增大肠腔内的气压,从而蓄势待发,酝酿下一次的冲击肛门括约肌。如此循环往复,括约肌形成快速打开又关上的动作,实际上是在眨眼之间完成的。当肛门括约肌这种舒缩抖动的重复动作每秒发生至少20次的时候,那么一颗响亮的屁,就这样新鲜出炉了——祝贺你喜提响屁一枚。

在屁流出时缩紧或松开括约肌也能改变屁声的旋律和音调。将屁眼挤得愈紧,音调就愈高。因为,这样会增加直肠里的气体压力,对屁眼的冲击力就更猛。而“菊花”愈紧,孔洞愈小,振动频率就愈高。这与小洞状态下括约肌更加紧实、具有更高的弹性模量有关。弹性模量高,则振动频率就高,音调就高,声音就细。

这个理论解释,虽然是放响屁的可能机制,但应该不是放响屁的主要原因。大家想想看,有的刚性管也能吹出声音,但其中的流固耦合效应几乎不起作用。

2. 涡流和湍流

当屁从屁眼那狭小的空间冲出来之后,面对的是一个突然扩大了的广阔空间。这个屁流空间的突然变化,会造成流体的“不适应”,由此会产生流体流型的改变,产生剧烈掺混的涡流甚至湍流(日文里叫“乱流”,我觉得更贴切)。而涡流和湍流,将大大消耗屁流动能和压力势能,消耗掉的能量转变为机械动能(摩擦、振动、声音)和热能(屁都是热的!这不仅仅是因为体温)。再者就是,涡流和湍流加剧了屁流中小气泡的产生和破裂,增大了放屁的响声。

首先,从流体力学知识可以知道:局部压力损失主要发生在突扩管或突缩管,其特点是能耗大,能耗集中且主要为旋涡紊流损失;将突扩管改为渐扩管后,压力损失将大大减小(图7)。从图表中可以看出,管径变化越大,即A2/A1的数值越大,则局部阻力系数ζ就越大。局部阻力系数表征了能量损失的多少。能量损失多,则屁声就大,因为消耗的能量转化为气流波动,也就是屁声。

图7 渐扩管的流动阻力

造成局部阻力或者能量损失的流体力学原理是,在管径变化(比如突扩/渐扩管)处,流动特别容易产生流动边界层分离(有机会再解释这个深奥的专业术语),从而导致复杂流动状态,如涡流、湍流等。这些流型就是产生流体-管壁以及流体-流体之间剧烈摩擦和复杂振动的来源,也就是产生屁声的原因。

这个才是放响屁的主要原因。做一个比较简单的计算。屁冲出屁眼那一刻的时速v可达11 km/h,即v=3 m/s。屁的密度和黏度按照空气来算分别是ρ=1.2 kg/m3和η=1.8×10-5Pa•s=1.8×10-6 kg/(m•s)。假设放屁瞬间,屁眼的直径是d=0.005 m。那么,屁流的雷诺数Re=ρvd/η=10000。这个值远大于临界雷诺数2300,因此屁流发生流动分离、呈湍流模式。(补充说明:雷诺数是用来表征流体流动情况的无量纲数,可区分流体的流动是层流或湍流。在管流中雷诺数小于2300的流动是层流,否则是湍流)。

图8展示了利用计算流体力学数值模拟方法模拟放屁气流速度分布的结果。屁冲出屁眼后形成复杂的涡流和湍流形态。因此,诱发了屁声。

图8 计算流体力学数值模拟放屁的结果。

屁流的压力、流量、屁眼开口的大小以及屁股的形状,都直接影响屁流流动情况,进而影响放屁的响声。就好比吹口哨的时候,口型直接影响了声音高低和大小一样。只不过,屁流、屁眼和屁股的形状很难人为控制。不得不感慨:每个会放屁的同学,都是资深生物流体力学专家。

两个“后球”的缝隙类似于一个渐扩管;相比于突扩管而言,便于减小涡流;如果能通过前面所述方法适当调整姿势,那么就能改进肛门外气道形态,减小涡流强度。这都便于消除屁声。然而,肛门外气道的喇叭形轮廓(图9),又具有扩音的效果。这就有点尴尬啦!屁声发出来,还要被放大——囧!

图9 喇叭口具有扩音效果

想要消除放屁的响声,这让我想起了枪口消音器。枪口消音器的基本工作原理就是让子弹火药燃气不要突然喷发膨胀,而是逐级膨胀、逐渐消耗,减小燃气最后冲出的压力和速度,也就减小了枪声(图10)。

图10 狙击步枪及消音器

只可惜,在屁股后面装个消音器并不现实!多穿厚厚的裤子虽然能起到一定的消音效果,但也就是能起点“聊胜于无”的作用。想要默默无闻地放出一个不为人知的屁,从科学的角度来看几乎不可能了。

前文提到过“脱裤放屁”。由上面解析可以看出,脱裤放屁(图11),除了让屁味儿散发得更快(加大了对流和扩散的速度)之外,根本无法改变放屁的响声和屁的味道;除了费事之外,好像对于“消音除臭”都是于事无补的,吃苦不讨好。

图11 脱裤放屁

写到这里,关于“有屁就放”的“面子”“里子”问题,就暂时告一段落吧。

可能要被同学嫌弃了:屁大点儿事,至于这样吗?搞得神乎其神、玄乎其玄的!

嘿,您别见怪,科研就是一帮吃饱了撑得没事干的人干的事。

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“有屁就放”

来源: 微信公众号“医用生物力学”