这个你每天刷牙时看见的现象，物理学家花了500年也找不到解释(2)

用现代的语言来说，达·芬奇所描述的水跃就像一道冲击波。在物理学家看来，这一现象源于流体扩散速度和重力波之间的竞争。重力波是在流体表面扩散的波纹，重力和流体的高度决定了波长和扩散速度。
在水跃的内部区域（靠近水流处），重力波扩散的速度小于流体扩散的速度，因此被水流带着向前传播；而在外部区域，水的高度增加，流速减缓，重力波扩散的速度大于流体的速度。受到外部扰动或反射，例如水流遇到水槽边沿的时候，重力波的影响变得可以忽略不计。因此，水跃被视为这样一个区域：从边缘地带（水槽边或水膜的终点）释放的重力波，即抬高流体的力量，再也无法回到峰值，因为重力波“遇到”了一股流速过高的流体，无法继续传播下去。

图片展示了水槽里的环形水跃
在500年后的今天，我们能不能断言水跃问题得到了解答？如今，仍然没有一个得到一致认可的模型，能够基于系统参数（流量、流体性质、液柱直径等）预测一些基本性质，例如水跃的半径。但是在这段时期，科学家们取得了一些重要的进展。我们对这种现象的发生机制和重要性有了更深刻的理解，水跃现象甚至成为了模拟其他一些现象的建模工具。
巨浪：环形水跃的“大哥”
在达·芬奇之后的300多年间，学者们似乎对环形水跃现象的机制不太感兴趣。我们没有发现相关的记载，直到19世纪，法国医师、物理学家菲利克斯·萨瓦尔（Felix Savart）才观察并描绘了这一现象，但他没有尝试进行深入的研究。学界对水跃重新产生兴趣，要归功于18世纪之后的大量关于巨浪的研究，这一现象算得上环形水跃的“大哥”。
这种类型的水跃现象广泛出现在江河中，其特征是水流中掀起一股或高或低的浪。这种浪潮将水流分成两个区域，一个是位于高处，水流湍急的区域，水的流速大于重力波传播的速度；另一个是低处的水流平静的区域，重力波传播的速度大于水流的速度，因此更容易将水流抬升到高处。