在咖啡店喝完咖啡,起身走进厕所,谁都希望地面干爽,洗手盆干净。若一进门便看见小便池下方湿漉漉,难免皱起眉头。不过,这些尿渍未必全是使用者没有瞄准。小便池本身的形状,也可能是使尿液溅到身上的罪魁祸首。

2026年9月3日,第36届搞笑诺贝尔奖(Ig Nobel Prize)在瑞士苏黎世颁发。今年的物理学奖就由研究防飞溅小便池的团队获得。这个始于1991年的奖项,旨在让人“先笑,再思考”。拿如厕这件事来研究,听来令人忍俊不禁,细想却与我们的日常生活息息相关。

飞流直下易水花四溅

尿液进入小便池后,会撞上内壁。有时看似已经瞄准,但仍有细小液滴反弹出来,沾湿衣裤、鞋子或地面。要减少这些飞溅,除了使用者须多留神,设计者也可从内壁形状着手,对症下药。

相关研究于2025年发表于“PNAS Nexus”期刊。研究人员运用流体力学(fluid mechanics),也就是研究液体和气体怎样流动的学问,来解开这个难题。读者不妨先想想洗碗时的情景:水柱直冲碗底,水花容易溅起;若让水沿着倾斜的碗壁流下,情形就不同了。

小便池里的道理也相近。液流若垂直迎面撞上内壁,容易向四周散开;若倾斜贴近壁面,则较容易顺势下流。研究人员发现,在模拟排尿的实验条件下,水流与撞击处壁面的夹角约为30度或更小时,飞溅会明显减少。这里量的是液流与碰到的那一小块内壁之间的夹角。

当然,上厕所时,谁也不会随身带着量角器。何况人的身高不同,尿流的强弱和落点也会变。研究人员要做的,是让内壁的弯曲形状来配合这些变化,尽量把液流接好,减少使用时溅湿衣裤。

妙用数学志在滴水不漏

为了让内壁接好液流,研究团队先定下目标:尽量让液流斜着碰到内壁,再用数学方法算出各处该如何弯曲。好比设计一条排水沟,沿途走向都须配合,水才容易顺着沟槽流走。小便池设计的重点,在于液流碰到内壁的那一刻,尽量减少迎面撞击。

团队提出两款新造型,其中一款取名“鹦鹉螺”(Nautilus)。轮廓采用螺旋曲线,其作用是把容易迎面接住液流的地方,改成让液流斜着滑过的曲面。

即使理论上站得住脚,还得以实验证实。研究人员用模仿尿道内部形状的喷嘴,模拟排尿情况。在显示飞溅范围的实验中,他们固定喷嘴高度和水流快慢,喷出加了颜色的水。周围铺上牛皮纸,水滴落在哪里,就会留下痕迹。把新旧款式放在相同条件下比较,飞溅范围便一目了然。

另一组实验则调整喷嘴高度和水流快慢,用纸巾收集溅出的液滴,再称重,算出溅出的水占总用水量的比例。这样可以比较不同使用情况下,各款小便斗的表现。

研究中的四款小便斗造型示意图,最右边为鹦鹉螺款设计,研究人员借助内壁曲线减少液流撞击时的飞溅。( PNAS Nexus(2025)图片)
研究中的四款小便斗造型示意图,最右边为鹦鹉螺款设计,研究人员借助内壁曲线减少液流撞击时的飞溅。( PNAS Nexus(2025)图片)
中等使用者身高及高流量测试条件下,各小便池产生的飞溅情况图像。(PNAS Nexus(2025)图片)
中等使用者身高及高流量测试条件下,各小便池产生的飞溅情况图像。(PNAS Nexus(2025)图片)

新造型整体表现较好,但效果也随测试情况而变。在中等喷嘴高度、中等流量的一组测试中,鹦鹉螺款的飞溅比例比商用对照款低约24%;在原本较容易飞溅的情况下,改善更明显。因此,“防飞溅”应理解为尽量减少飞溅,不能保证任何时候都滴水不漏。

小便池也得方便清洗,并照顾身材较矮的使用者。如果外形好看,清洁工友却难以擦洗,便有点本末倒置。实验室里的巧思,终究要放进厕所,接受日常使用的考验。

厕所干净人人有责

减少尿液溅出,有望让衣物和地面少沾污,也减轻清洁工友的擦洗负担。不过,溅出的液体多少,并不等于感染风险降低多少。这项研究没有直接证明换了小便池,就可以减少疾病传染。门把、冲水按钮和洗手盆等地方,同样需要清洁。

在新加坡邻里,咖啡店和小贩中心的厕所,服务着前来吃饭、喝咖啡的居民。国家环境局已设咖啡店厕所翻新和深层清洁补助,兼顾设备与清洁。业者日后若试用类似的防飞溅设计,不妨看看地面能否较长时间保持干爽,同时听听清洁工友的意见。

业者翻新厕所时,可以请清洁工友参与,检查边角是否容易擦洗、污水能否顺利排走,以及装饰会不会妨碍打扫。清洁工友每天接触这些设施,熟悉容易藏污纳垢的地方。这些细节看似琐碎,却关系到厕所能否长久保持干净。让翻新后的厕所方便使用、容易保养,才算把钱花在刀口上。

使用者也可以从举手之劳做起。健康资讯平台HealthHub提醒,如厕后应使用肥皂或洗手液配合清水洗手,搓洗至少20秒,并仔细清洁指缝、指尖和手背。若发现洗手液用完或冲水设备失灵,也应及时向业者或管理人员反映,以便尽早处理。

小便池登上科学领奖台,让人会心一笑。笑过之后,也让我们想到每天弯腰擦地的清洁工友。下次在咖啡店上完厕所,多留意一下有没有留下污渍,给后来者留一份方便,也让打扫者少一分辛苦。

小知识

搞笑诺贝尔奖的颁奖嘉宾中,有真正的诺贝尔奖得主。这让颁奖礼多了一分趣味,也让获奖者有机会与他们同台交流。主办方把科学与舞台表演放在一起,让平日埋首研究的人走到台前,向大众介绍那些听来古怪的题目。奖项由《不可思议研究年报》(Annals of Improbable Research)组织,首届颁奖礼于1991年在美国麻省理工学院博物馆举行。

还有一点容易混淆:获奖年份未必就是论文发表年份。2026年物理学奖引用的论文,早在2025年已发表,到2026年才获奖。读这类新闻时,可以分别留意研究何时发表、何时获奖。一个令人捧腹的题目背后,也可能有经过严谨设计的实验。奖项引起关注后,读者不妨进一步了解实验如何比较新旧设计,以及研究结果有哪些限制。