千年“热水快冻”谜团获新突破 科学家在玻璃材料中观测到姆潘巴效应

2026-08-06 08:38:35来源：互联网

2026年5月28日，一则来自科研领域的消息引发关注：研究人员在玻璃材料中观测到了姆潘巴效应——这个以“热水比冷水更快结冰”为核心的反直觉现象，终于在非液态体系中找到了新的实证，为跨越两千多年的科学谜团提供了全新的研究视角。

姆潘巴效应的渊源可以追溯到公元前4世纪，古希腊学者亚里士多德曾在《气象学》中记载了一个有趣的生活现象：古人会利用热水更快结冰的特性，将桅杆固定在合适的位置。这一违背常规热传递逻辑的观察，在漫长的历史中仅被当作经验技巧，并未得到系统的科学探究。直到1960年，坦桑尼亚的中学生Mpemba在制作冰淇淋时偶然发现，热牛奶反而比冷牛奶更快冷冻成型，这一发现经后续科学验证后，这个反直觉现象被正式命名为“姆潘巴效应”，从此成为困扰物理学界的经典未解之谜。

长期以来，姆潘巴效应的研究多集中在液态水或水溶液体系中，但由于这类体系存在蒸发、对流、溶解杂质等诸多干扰变量，不同研究得出的结论往往存在分歧，始终无法形成统一的解释框架。而此次科研人员将目光转向了玻璃材料——一种典型的非晶态固体，其结构从非稳定态向稳定态转变的过程，与液体结冰的物理逻辑具有相似性。

实验过程中，研究人员通过精确控制玻璃的初始温度，观测其结构弛豫的速率变化。结果发现，处于较高温度状态的玻璃，其结构趋向稳定的速度反而明显快于低温状态的玻璃，最终更早达到类似“冻结”的稳定结构。这一现象与姆潘巴效应中“热水更快结冰”的核心特征完全吻合，且由于玻璃体系的变量更易被精准控制，实验结果的重复性和可信度得到了大幅提升。

此次在玻璃材料中观测到姆潘巴效应，不仅为这一经典谜团提供了新的实证支撑，更重要的是为其机制研究开辟了新的路径。相较于液态水体系的复杂性，玻璃的结构变化过程更易被量化观测，科研人员可以通过调整玻璃成分、温度条件等参数，深入剖析姆潘巴效应背后的物理本质。此外，这一发现也有望为玻璃材料的实际应用带来启发，比如在玻璃制备过程中，通过调控初始温度优化成型效率，或是利用这一特性提升玻璃在长期使用中的稳定性。

从两千多年前古人的经验观察，到现代实验室的精确验证，姆潘巴效应的研究历程跨越了漫长的时光。此次新发现再次提醒人们，那些看似违背常识的现象，往往隐藏着未被完全揭示的科学规律。随着研究的不断深入，姆潘巴效应的神秘面纱将逐步被揭开，其背后的物理机制或许还能为更多领域的创新提供思路，推动基础科学与应用技术的协同发展。