指節為何咔咔作響？

我們是中科院主管、科學出版社主辦，與日本知名科普雜誌Newton版權合作的一本綜合性科普月刊。

很多人都有手指一掰「咔咔」作響的體驗。甚至還有人十分迷戀這種感覺，覺得能把手指掰響是一種很man的行為。可是，響聲究竟是從哪裡發出的呢？

一篇早在2015年發表的論文似乎已經解決了這個問題，答案的關鍵在於氣泡！

我們的手指里有氣泡？沒錯，準確地說，是指節間的空腔里有滑液，當拉動手指關節時，空腔的壓力突然改變，滑液中就會產生氣泡並發出聲響。

實驗裝置：核磁共振掃描儀+手部牽引儀……

不信？來自加拿大的研究團隊動用了核磁共振掃描儀，對手部進行了掃描（如上圖），找到了直接的證據。實驗發現，在指節被拉開的瞬間，滑液中的氣體就會形成氣泡，就好像我們打開碳酸飲料時衝出瓶口的氣泡一樣。

黃色箭頭的部分出現了氣泡

但僅時隔三年，一項於2018年3月29日發表在Scientific Reports上的論文又給出了相左的結論。首先，該研究也確認了指節間壓力改變時氣泡的出現，但認為氣泡的破裂才是響聲的直接來源。

可惜的是，氣泡形成、破裂的過程都太短暫了，現有的技術還沒辦法捕捉到氣泡破裂瞬間的慢動作影像。為了驗證自己的觀點，論文的作者、流體力學專家Abdul Barakat教授通過數學建模，模擬了關節移動時液體所受的壓力、氣泡形成和破裂的過程以及氣泡在不同壓力下產生的聲響，最終發現氣泡破裂時產生的聲波與現實生活中聽到的「咔咔」聲最為相近。

1.掌骨和鄰近的指骨間充滿滑液；

2.當兩塊骨頭被分開時，滑液的壓力瞬間減小，產生氣泡；

3.急速膨脹的大氣泡會破裂成數個小氣泡。

當然，對於這個結論也有人提出質疑：比如氣泡產生後要經過一段時間才能破裂，但一般在此之前我們就能聽見「咔咔」聲了。對此，Barakat教授的解釋是：「無須等到氣泡完全破裂，只要大氣泡破裂成小氣泡就會發出類似的聲響，這也解釋了為何扳完手指發出聲響後，滑液中還能觀察到細小的泡泡。」

至於為什麼有的人指節發不出響聲（比如我），Barakat教授也給出了答案：「因為這些人指節間的空腔較大，沒有辦法形成氣泡，自然就怎麼掰都不會響了。」

但由於該實驗終究只是數學模擬實驗，沒有像2015年的實驗那樣拿出實實在在的觀測結果，所以…………2015年論文的作者十分open地表示並不完全接受2018年論文的結論，關於這個話題的討論還沒完！~

其實，在對於指節發出響聲這一現象的討論中，最著名的還不是上面兩位。論認（較）真程度，恐怕無人能及2009年搞笑諾貝爾獎的獲得者Donald Unger博士。從青春期開始，他就一直堅持掰自己的左手指節，而不掰右手指節，並將這一習慣保持到自己83歲高齡，終於用長達超過60年的實驗向曾嚴厲訓斥自己「不要扳手指，會得關節炎」的母親證明：看！我哪只手也沒得關節炎！

懂得堅持的人，都會有大發現！~

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