大便Emoji为何长这样？最新研究揭开经典螺旋造型谜团
你曾想过为什么便便表情符号长这样子呢？这是自然界中常见的粪便外表，外型呈螺旋状，底部较宽、顶部较窄，看起来有点像一圈圈挤出的霜淇淋，但你有想过为何是呈现这个样子吗？
根据物理学界的说法，由于大多数动物都是向下排便，每一圈新排出的粪便落下的距离都比前一圈更短，因此自然形成底部较宽、顶部较窄的锥状螺旋外型。
最新研究发现，当这个过程反过来进行时，相同的物理定律却形成完全不同的形状，这也证明即使是大便表情符号，其外观也受重力与材料科学影响。
大多数动物都是向下排便，随著粪便越堆越高，新排出的粪便落下的高度逐渐缩短，因此每一圈形成的半径也会越来越小，最终堆叠出典型的锥状外观。
不过像沙蚕（lugworm）这类的蠕虫则是向上排便，其粪便便形成另一种截然不同的外型，如同一座塔状结构，每一圈螺旋的半径几乎维持固定，不像一般动物那样逐渐收窄形成圆锥状。
论文通讯作者、阿姆斯特丹大学（UniversityofAmsterdam）物理研究所教授DanielBonn表示，沙蚕展现一种特殊的力学机制。它们将柔软的物质向上挤出、对抗重力，其粪堆反映出柔软固体在反重力条件下的弯曲现象，而非大多数动物向下排便时所呈现的重力螺旋结构；在一般情况下，螺旋半径会受到粪便堆积高度影响。
至于为什么会出现这种差异？这个问题甚至曾困扰过英国生物学家达尔文。
事实上，答案在于“弹性绳索盘绕”（elasticrope-coiling）理论，这套数学模型描述了绳索及其他柔软材料如何自然盘绕成螺旋。
Bonn与荷兰瓦赫宁恩大学暨研究中心MehdiHabibi，以及法国国家科学研究中心（CNRS）的NeilM.Ribe，利用这项理论分析两种不同粪便外型形成的原因。研究发现，影响粪便形状的关键因素是材料本身的刚性，以及重力方向相对排出方向的位置关系。换言之，决定粪便最终外型的主要因素是物理条件，而非动物本身的物种或演化差异。
Bonn解释，从理论与实验显示，螺旋半径主要取决于粪便直径（因物种而异）、粪便的弹性以及密度。其中，弹性与密度可能因饮食而略有变化、但差异不大。达尔文研究的蚯蚓因粪便直径很小，所以形成非常细小的螺旋；沙蚕体型更大，因此形成较大的螺旋。
研究团队指出，螺旋形成的物理原理并不限于粪便，而是适用于各种通过挤压成型的材料，包括豌豆面团、意大利面等食品，都会遵循相同的物理规律。
Bonn表示，许多食品都是通过挤压制程生产，例如各式意大利面、面条，以及各种糖果，因此这项研究的结果也可能应用于食品加工，甚至工程与材料科学领域。
他举例，在工程方面，这或许能成为制造简单弹簧的新思路。当材料盘绕的同时移动承载基板，就能制作出各式各样的结构，形成既美观、有时也相当实用的图案与形状。这项研究成果已发表于《NatureCommunications》期刊。
同时，Bonn与研究团队还计划设计第二款便便表情符号，并正式向Unicode联盟（UnicodeConsortium）提出申请，未来手机上可能出现不同的便便表情符号。