出品：科普中国
制作：苏澄宇
监制：中国科学院计算机网络信息中心
你是否想过，一个喷嚏能"打"多远？
虽然我们都知道，呼吸道疾病患者很可能通过咳嗽或打喷嚏传染他人，但具体到底能传多远，多大的范围？而每次在呼吸道流行病高发时期，专家呼吁戴口罩、勤洗手、勤通风，也都有人不以为然。
根本原因是我们对病毒的传播细节知之甚少，之前关于病毒的感染控制指南大多是基于模型研究和专家推测，而不是实测数据。
2014年，终于有数学家做了这样的实验。
数学家 Lydia Bourouiba利用高速视频解析了喷嚏和咳嗽时的产生的流场，并用数学模型计算出了两者的传播距离。结果可能让你大吃一惊！
科学家用的高速摄影机 图源：nature video
喷嚏和咳嗽的时候喷出来的是什么？
摄影机下喷嚏时喷射出的唾液 图源：nature video
喷嚏和咳嗽的产生开始于深呼吸，然后肺部的空气被压缩，最后被吸入的空气在几分之一秒内被肺压出来。
咳嗽喷出的东西不止有气体，还伴随着液滴（气溶胶），液滴的大小在100微米以下，相当于人类头发丝的宽度。这些液滴产生于气体喷射的过程中，将肺部、支气管、气管黏附的体液一并带出，喷涌出数万个小液滴。
在重力的作用下，一些较大的液滴很快落到地板上，较小的液滴（直径小于或等于5微米的颗粒）就飞得比较远，而且会随着气流扩散开来。而这时候，大量的病毒和细菌就乘着这些小液滴一起传播了出来。
如何观察咳嗽、喷嚏的气体流动？前面说了，气溶胶是很小东西，人的肉眼是很难看清的。所以科学家用了什么方法来进行观察呢？具体来说，科学家用2个摄影机和多个光源，在高帧率下拍摄喷嚏下的大量细节，最后用慢动作播放观察，建立数学模型计算。
实验中，科学家招募来10名健康志愿者，站在摄影机前方，然后刺激他们的呼吸道，让志愿者忍不住打喷嚏、咳嗽，通过捕捉到喷嚏、咳嗽时的瞬间。
实验方式 图源：文献1
通过这个可以每秒捕捉几千帧的高速摄影机，科学家可以观察到人们咳嗽或打喷嚏时产生的液滴。
