穿上冰刀鞋，我們可以在冰面上自由地滑行，那么冰刀為什么能夠在冰面上滑行呢？

有一種常見(jiàn)的說(shuō)法認(rèn)為冰刀之所以能夠在冰面上滑行，是因?yàn)楸兑驑O小的接觸面積而產(chǎn)生了較大的壓力，所以導(dǎo)致冰面融化產(chǎn)生了水膜，這種說(shuō)法被稱之為“壓力溶解說(shuō)”，但實(shí)際上壓力溶解說(shuō)是錯(cuò)誤的?，F(xiàn)在我們先來(lái)思考一個(gè)問(wèn)題，冰到底滑不滑？冰是什么呢？冰就是水的固體形態(tài)，反過(guò)來(lái)水就是冰的液體形態(tài)，所謂固態(tài)和液態(tài)在物理學(xué)上都被稱之為“物態(tài)”，同一物質(zhì)的不同物態(tài)是可以相互轉(zhuǎn)化的，而物態(tài)的本質(zhì)實(shí)際上就是分子的熱運(yùn)動(dòng)。任何物質(zhì)都是由無(wú)數(shù)的分子或原子所組成的，而分子或原子的運(yùn)動(dòng)速度就決定了物質(zhì)的物態(tài)。

溫度的本質(zhì)即是運(yùn)動(dòng)的快慢，物體內(nèi)部的分子運(yùn)動(dòng)速度越快，其表現(xiàn)出來(lái)的溫度就越高，當(dāng)溫度達(dá)到一定的高度，固態(tài)物質(zhì)就會(huì)轉(zhuǎn)化為液態(tài)物質(zhì)，由此可知同一物質(zhì)的內(nèi)部分子運(yùn)動(dòng)，液態(tài)比固態(tài)更快。

物質(zhì)內(nèi)部分子的運(yùn)動(dòng)速度越快，分子之間的間距就越大，所占空間也就越大，這就是熱脹冷縮的基本原理，所以大多數(shù)物質(zhì)的固態(tài)形式密度都要高于液態(tài)形式的密度，比如將鐵塊放在鐵水中，它會(huì)沉下去。但冰與水是一個(gè)例外，我們都知道水在結(jié)冰之后，體積非但不會(huì)縮小，反而還會(huì)增大，這又是為什么呢？

水結(jié)冰之后體積之所以會(huì)增大，是因?yàn)楸且环N由四面體晶體結(jié)構(gòu)所組成的物質(zhì)，這種四面體的晶體結(jié)構(gòu)是一種敞開(kāi)式的開(kāi)放式結(jié)構(gòu)。

水結(jié)冰之后，水分子會(huì)聚合在一起形成一個(gè)巨大的締合分子，這種締合分子雖然排列有序，但空間利用率很低，所以冰的密度反而比水更小。舉個(gè)例子，比如一個(gè)小桶里能放100個(gè)玻璃球，但如果你把玻璃球以5個(gè)為一組粘合起來(lái)，這個(gè)桶就放不下100個(gè)了。我們?yōu)槭裁匆忉尡姆肿咏Y(jié)構(gòu)呢？因?yàn)檫@樣我們就可以看出來(lái)，冰與其它的固態(tài)物質(zhì)相比，并沒(méi)有明顯的低摩擦力傾向，事實(shí)上冰的摩擦力還要顯著大于玻璃，但我們就是感覺(jué)冰比玻璃滑多了。

穿上冰刀鞋，無(wú)論是在水泥地上、瓷磚上、還是玻璃上，都是無(wú)法滑行的，但在冰面上就可以，這到底是為什么呢？

顯然不是因?yàn)楸哪Σ亮Ω?，而是因?yàn)樵诒谋砻孢€有著一層物質(zhì)，一層“水膜”，就是它起到了潤(rùn)滑的作用。那么這層水膜是如何產(chǎn)生的呢？很長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)，科學(xué)家們都試圖解開(kāi)這一謎題，而最早出現(xiàn)的解釋就是“壓力溶解說(shuō)”了。不同的物質(zhì)擁有不同的融點(diǎn)，而物質(zhì)的融點(diǎn)也并非一成不變的，它與壓力有著密切的關(guān)系，壓力越大，融點(diǎn)就越低。冰刀與冰面的接觸面積是很小的，而一般人的體重在100-200斤左右，這么高的體重全部施加在這一點(diǎn)點(diǎn)的面積上，所產(chǎn)生的壓力是比較大的，于是冰刀下面的冰就融化了，進(jìn)而產(chǎn)生水膜起到了潤(rùn)滑的作用。

壓力溶解說(shuō)聽(tīng)起來(lái)很是合理，但遺憾的是這并不正確。

雖然冰刀與冰面接觸的部分壓力很大，但在如此短的時(shí)間里想要使得冰面融化至少需要350斤的體重，一般人顯然是無(wú)法達(dá)到的。在壓力溶解說(shuō)被否定之后，一種新的說(shuō)法又被提了出來(lái)，那就是冰刀在冰面上滑行的時(shí)候會(huì)與冰面產(chǎn)生摩擦，而摩擦?xí)a(chǎn)生熱量，就是這一點(diǎn)點(diǎn)熱量使得冰面融化產(chǎn)生了水膜。這聽(tīng)起來(lái)也很有道理，但后來(lái)科學(xué)家們通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，這也是錯(cuò)誤的。如果這兩種說(shuō)法都是錯(cuò)誤的，水膜到底是如何產(chǎn)生的呢？

一種新的想法出現(xiàn)了，也許水膜并不是后來(lái)產(chǎn)生的，而是本就存在的。

著名的物理學(xué)家法拉第為了驗(yàn)證這種想法，進(jìn)行了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，就是將兩個(gè)冰塊一起放入冰箱冷凍，過(guò)一段時(shí)間，兩個(gè)冰塊就凍在了一起，這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明冰塊的表面一直都有水?，F(xiàn)在謎題解開(kāi)了，冰面之所以滑，就是因?yàn)楸媸冀K有著一層水膜。然而一個(gè)新的謎題又出現(xiàn)了，為什么冰面會(huì)始終有著一層水膜呢？這才是真正難解的謎題，至今科學(xué)家們也未能得出確切的結(jié)論。雖然沒(méi)有確切的結(jié)論，但我們也可以從分子結(jié)構(gòu)上作出一些猜想，在冰層的表面，分子結(jié)構(gòu)的束縛力會(huì)不會(huì)更?。糠肿拥倪\(yùn)動(dòng)速度會(huì)不會(huì)更快？當(dāng)然，猜想不能成為結(jié)論，最終還是需要實(shí)驗(yàn)證據(jù)的支持。