水の流れを遅くしているように見える白濁現象や乱流現象が、実は水の流れを促進していることを研究者らが発見（Researchers find that cataracts and turbulence that seem to slow water’s flow actually facilitate it)

◆1996年以来、デューク大学工学部教授のエイドリアン・ベジャンは、彼の構築的理論を実際に検証する数々の自然現象を実証してきた。つまり、生物・無生物を問わず、すべての流れのシステムは、流れるものへのアクセスをより良くするように進化しているという理論である。
◆しかし、ここ2、3年の間に、少なくとも表面的にはこの理論と矛盾するような2つの論文がベジャンの目にとまり、好奇心をそそられるようになった。
◆1つは、カリフォルニア工科大学の論文で、浸食されやすい傾斜面を水が流れるとき、水は一様な水路を形成するのではなく、流れが妨げられるような滝のような水たまりを何本も作る。
◆もう1つの論文では、ケンブリッジ大学の研究者たちが、「水力ジャンプ」の性質を調査しています。水流が比較的大きな平らな面に当たると、滑らかな円盤状に広がった後、突然、太く乱れた流水が発生する。ケンブリッジ大学の研究チームは、表面張力と粘性力が液膜の運動量と釣り合うことによって完全に生み出されることを明らかにしたのである。
◆この2つの論文から、ベージャンは3つ目の矛盾を考えさせられた。傾斜した硬い表面を流れる薄い水シートである。車道や歩道を流れる雨を見ればわかるように、水は流れの方向を横切る一連の尾根を形成している。これは、水の波動が厚く積み重なったもので、流れを阻害しているように見える。
◆この3つの矛盾を念頭に置き、ベジャンは一連の単純な物理モデルを探求することによって、構成則を検証してみた。ASME Open Journal of Engineeringに掲載された結果が示すように、見た目に反して、これらの現象は構成則が予測するように流れを改善するのである。
◆水は、表面上をスムーズに流れるよりも、乱流の自由落下でより多くの運動量を得て移動します。水は滑らかな円盤状に広がる方が効率的と思われるかもしれませんが、厚い乱流層があると、流体層全体の運動量が増加するのです」。水力ジャンプは、乱流への移行を視覚的に表現したもので、ベジャンによれば、その乱流は予測可能であり、もはや神秘的なものではない。
◆そしてBejanは、構成則によって予測される乱流の特徴を、長いリストとしてまとめた。
◆硬い傾斜面の場合、Bejanは図を描き、水が流れるときに反対側に働く摩擦など、働いている力を探ります。その結果、ロール波は自ら作り出した「崖」であり、水が転がって短い距離を自由に落下することで、水の勢いが増し、全体の流速が増すことを突き止めた。
◆水が傾斜を滑り落ちるときよりも、ダムの上を落ちるほうが効率的であるため、一連の滝つぼも同じような作用の方法によるものである。侵食されやすい地表を流れる水は、いくつものダムを作ってその上に落ちる。このシステムでは、水は傾斜ではなく垂直方向に流れるため、より大きな流量を生み出すことができる。
◆「最高の物理学は、単純な物理学で証明できるのです」とベジャンは言う。”一見すると、これらのシステムはシステムの流れを妨げているように見えるでしょう。しかし、重要なのは速度ではなく、運動量の伝達なのです。これらの例は、研究者が観測やコンセンサスに疑問を持つことがいかに重要かを示すことになるのです。”