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那个电路板显然是整个饮料机的“大脑”，根据面板上的选择决定马达们哪个先转、哪个后转，不过我完全看不懂那个电路板和那堆红红绿绿的线。虽然做研究好奇心很重要，但是不被累死的关键是看不懂的东西就不去折腾。于是我直接无视了饮料机的“大脑”而着眼于细节——我只需要关心那个搅拌器就行了。
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那个搅拌器也比较简单，就是一个小马达带动一个搅拌桨，搅拌桨外面是一个不大的塑料壳。热水和粉末一起进到搅拌器里，被搅和之后再从搅拌器下面的口出来，就成了气体和液体的混合物。接到杯子里，很快就变成了下面是液体上面是泡沫的“卡布奇诺”。
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我剪掉电线，取了一个搅拌器下来，开始了搭建装置的努力。过程实在是烦琐，一言难尽，大致就是把整个实验室都翻了个遍，寻找各种东西为我所用。这个过程中还发现原来这个实验室的犄角旮旯里藏着许多我都没见过的东西，有很多估计老板都忘了它们的存在。最后，终于在实验台上搭出了一堆东西，可以搅出泡沫来，也可以检测其中的几个物理量。
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前面说过为了显示这个项目的技术含量，要用核磁成像来检测不同位置的泡沫含水量的变化曲线。虽然老板气定神闲地说过我们已经成功地应用这个技术很久了，其实他并不清楚这个泡沫做核磁成像不是一定能成的。简单来说，泡沫的核磁成像，就是把一管子泡沫放到仪器里，连续检测它产生的核磁信号，在各个位置检测到的信号由那个地方的氢原子数、溶液的核磁特性参数以及操作参数决定。对于泡沫来说，泡沫中的水在不停地从上往下流，而这个过程伴随着溶液的核磁特性参数的变化。应用这个技术来检测含水量的变化，关键就是把操作参数调节到除了含水量之外的其他参数总的影响接近常数。此外，仪器接收到的信号除了泡沫产生的，还有一些背景信号——就像我们听别人说话的同时也能听到噪音。如果噪音太大，就可能淹没真正的信号，检测到的东西就没有意义了。在分析技术上，把想要检测的信号和背景噪音的比值称为“信噪比”。信噪比越高，检测结果就越容易分析。对于一个具体的检测来说，如果我们做两次检测，然后把检测结果相加，那么信号就会成倍加强，但是由于“噪音信号”是杂乱无章的，相加之后强度增加要少一些。这样，信噪比增加了，检测结果就更加清晰。
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我以前做的检测是为了研究泡沫的稳定机理，泡沫故意做得很稳定。那台仪器扫描一次要两秒钟左右，因为泡沫很稳定，我可以把60多次扫描的信号相加当做一个时间点，这样信噪比很高，曲线很平滑。但是这个卡布奇诺的泡泡太不稳定了，含水量的分布变化很快，没法把那么多次的信号相加。减少扫描次数，得到的曲线信噪比不是那么高，就不那么赏心悦目了。我再一次跟老板探讨做这个的必要性，老板说能做成啥样就做成啥样了，反正对公司来说都是新鲜玩意儿。
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吃的真相2 [:1700855772]
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吃的真相2 卡布奇诺的泡泡诞生记（三）
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比较明显的因素有溶液进入搅拌器的速度和马达的转速：当进入速度慢的时候，产生的泡沫更加丰富；而马达的转速增加也会增加产生的泡沫量。
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虽然说科学研究的结果有时候很有趣，不过收集数据的过程多数都很枯燥无味，这个研究泡沫的项目把这种枯燥发挥到了极致。在实验装置搭好以后，需要干的事情就是把各个操作参数取不同的数值，再互相组合形成很多组操作条件，然后配溶液、开马达、收集泡沫、测量各个泡沫的指标。
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周而复始，日复一日，过不了几日人类喜新厌旧的种子就开始滋生。还在会议室跟公司的人讨论的时候我就想过如何把这活儿推销出去——想来应该比赵大叔卖拐还是要容易一些。于是跟老板说，你看这实验挺容易的，干脆你找个爱好科研的本科生来，我带着他做得了，这样我还可以去干别的。老板也觉得这实验没有什么技术含量，还是希望我去给他写程序解方程——虽然那也基本上是体力活，不过老板自己不会，也找不到人手，于是大喜。估计也用不着什么忽悠，就有爱好科研的孩子争先恐后了——即使对实验没兴趣，作为打工的机会赚点生活费，还能在以后的简历上写“参与过某某研究项目”，吸引力还是巨大的。两天以后，老板那门课的课代表就得到了这个机会——近水楼台的优势，凡是有人的地方都是存在的。
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于是每当师妹没课，就来到实验室。我给她几组那天要做的条件，她做完之后再给我数据。我隐隐体会了一下做“老板”的感觉，原来真的不错，难怪每个人都想做老板。
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测试了许多因素之后，比较明显的因素有溶液进入搅拌器的速度和马达的转速：当进入速度慢的时候，产生的泡沫更加丰富；而马达的转速增加也会增加产生的泡沫量。讨论结果的时候，老板说这两个因素影响明显，我们得有一个合理的解释。虽然提出了几个可能，但是没有证据支持的可能只能是“猜想”而不能作为解释。科学与工程的一个区别在于：工程上知道是怎么回事也就够了，而科学上还需要进一步知道为什么是这样。虽然在理学院面前，我们是以工程的面目存在的，但是在工业界面前，我们还得摆出科学的姿态来。
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我说，如果这个搅拌器是玻璃做的就好了，可以看看溶液在里边是怎么搅的。老板一听，说：要透明的容易啊，你们去车间里找那个技工，让他用透明塑料做一个搅拌容器，你把马达拆下来装进去就成了嘛。
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不能不说大学的优势就在于此。系里有一个车间，里边有各种车床和工具。当教授们需要什么买不到的装置，就可以让技工给加工出来。那个技工说起话来很蔫，一口地道的方言英语，我跟他交流实在是有点障碍，就打发师妹去了。
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师妹找他回来，说是没有问题，但是需要加工图纸。话说当年，我也是练过画图纸的。刚上大学的那一年，每周都要在那栋比我奶奶年纪还大的楼里，趴在专用的绘图桌上修炼几个小时。在被称为蓝旗营技术学院的校园里，故老相传绘图是近百年的传统。我们当然不是一个人，两千来人的一届学生中，据说只有中文这样风雅的专业不用绘图。而我们，则光是削铅笔就要学上大半节课。
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不过我们并没有画过实际的东西，而那个容器也不是很规则，拿着卡尺仔细端详，发现需要的尺寸还挺多。看起来要按照当年的训练画出这么个小玩意儿，也还是需要些功夫的。那天中午做饭的时候我突然明白：如果我的目的是搞清楚饭为什么会熟，就不用执著于锅的细微差别。同理，为了搞明白进水的速度和马达转速跟泡沫的关系，也并不需要做出一个完全一样的搅拌器来。
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于是，下午，我把整个搅拌器交给师妹，说只需要做出来的搅拌容器跟现成的这个差不多，并且能把搅拌桨装上就行了。抓住了关键，去掉了细枝末节，那个蔫蔫的技工干起活来还真不含糊，很快就完成了。
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后来的一切就变得简单了。在水溶液里放了一点儿染料，于是溶液在搅拌器内的运动变得一目了然。俗话说“有图有真相”，何况师妹还拍了视频。在后来项目总结的时候，那几段视频也成了公司的技术人员最感兴趣的部分。
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几十秒的视频，胜过了大段的推测和描述。在搅拌容器内，溶液被搅拌桨搅成气体和液体的混合物，同时搅拌桨像离心泵一样把这些气液混合物打到出口排出去。气液混合物被接到杯子里之后，气泡上升，就在液面形成了一层泡沫。气液混合物排出的速度主要由搅拌桨的转速决定，如果溶液进入搅拌器的速度快到一定程度，进入的速度就会比出去的速度要快。这样，溶液就会在搅拌器中积累，很快淹没了搅拌桨。于是搅拌桨完全在水中搅拌，产生的泡沫就比较少。如果进入的速度慢，进和出的速度差不多，搅拌容器中的液面在搅拌桨的位置上，正好把空气搅入液体中。马达转速的影响也与此相似：马达转得慢的时候，溶液来不及流出，很快就淹没了搅拌桨，因而产生的泡沫就少。
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吃的真相2 [:1700855773]
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吃的真相2 卡布奇诺的泡泡诞生记（四）
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教育背景上的蝙蝠还是有用武之地的——面对生物专业人士，我从来都自称“学工程的，说错了请大家多包涵”；而在面对工程师们的时候，又可以说“在生物科学里怎样怎样”。
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