水面上的祕密線條！丟兩顆石頭發現的波動魔法陣 （波的干涉圖樣觀察）
我是科學教練桑子研。對我來說，每天都是一場實驗。
閃閃發光的河面，或是雨後的積水，在這些平時不經意路過的景色中，其實隱藏著獨特的「幾何圖形」，這會不會讓您感到驚訝呢？我們的世界，其實正依照著看不見的「數學規則」被精巧地設計著。這一次，我想向大家介紹一個令人驚嘆的實驗，帶您一起解開隱藏在日常生活中的「波動惡作劇」。
觀察大自然的畫布
讓我們先來觀察一下波浪實際的樣子吧。一般海邊的浪潮，會因為越靠近岸邊水深越淺的影響，導致後方的波浪追上前方而變形，其實狀態是非常複雜的。
因此，我們先透過國立科學博物館裡的「造波裝置」，來觀察最純粹的波動。您可以清楚看到，以固定節奏產生的波浪，是如何規律地向外擴散。
可以看到波浪平順地移動，並在邊緣反射回來的樣子。這就是「一維」波動的樣貌。
大自然繪製的幾何圖形「波的干涉」
接著，讓我們看看在水面上擴散的波浪，也就是「二維」的樣貌。當兩個波浪重疊時，會產生一種叫做「干涉圖樣」的現象。請看這段影片，雖然可能有點難以辨識，但請盯著螢幕仔細看，水面上是不是出現了一些像是「紋路」一樣，波浪互相抵消而顯得平靜的地方呢？
這在物理學上，其實就是被稱為「破壞性干涉的雙曲線」。當兩個波浪相遇，若一個波的波峰剛好與另一個波的波谷重疊，波動就會互相抵消，使水面靜止。而這些靜止的點連在一起，就描繪出了美麗的曲線。
用 39 元商店小物換上一雙「科學之眼」
「好想把這個不可思議的圖樣看得更清楚喔！」抱著這樣的想法，我決定利用身邊的小東西來DIY一組實驗裝置。
我用的居然是這個——頭皮按摩器！
這是一款叫做 Head wave bar 的產品（在 300 元日幣商店買的）
打開開關後，馬達的振動會帶動五根爪子細微地發抖。「如果用這個的話，不就能同時製造出好幾個波浪了嗎？」靈光一閃的我立刻回到家，用斜口鉗剪掉了其中三根，改造到只剩下兩個波源。
接著，我試著將震動的指尖輕輕觸碰水面……
「這、這太厲害了！！」
請看這段影片，改造後的按摩器製造出了簡直完美的干涉圖樣，清晰可見！
一聽到「物理」，大家可能會聯想到課本上滿滿的困難公式而感到退縮。但其實原理非常簡單：「當兩個波相撞，可能會互相增強變大，也可能互相抵消消失。」就只是這樣而已。
以前我曾和學生在河邊拍攝波浪。當原本以為只存在於課本裡的現象，突然在眼前的自然美景中現身時，我看到學生們的眼神瞬間亮了起來。
各位下次去河邊或池塘時，也請一定要挑戰看看。方法很簡單，只要對著水面同時丟入兩顆小石頭就好。當兩處擴散開來的圓形波浪相遇時，水面一定會浮現出神祕的條紋。其實，發現這種「隱藏在日常中的數理奧祕」，孩子們往往比大人更拿手呢。或許在沒有先入為主的純真眼眸中，世界運作的規則本來就是如此清晰可見。
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如果您對這個現象感到興奮，想探索更多不可思議的事物，我非常推薦這本《日常にひそむ数理曲線 DVD-Book》（潛藏於日常的數理曲線）。
裡面充滿了像是向日葵種子的排列方式、噴泉描繪出的曲線等，許多隱藏在身邊自然界裡的科學秘密。您一定會感嘆：「原來世界是經過如此美麗的計算而成的！」感興趣的朋友請務必找來看看喔。
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