将一杯冷水和热水同时放入冰箱。为什么热水会先结冰？！

这就是mpemba效应。

科学原理源于实验世界和观察领域。观察是第一步。没有观察，就不会有后续的进步。

-门捷列夫(俄罗斯)

第一，中学生Mpamba的细心观察，挑战权威的牛顿冷却定律。

我(Mpamba)在坦桑尼亚马坎巴中学读三年级的时候，学校的孩子们总是先把牛奶煮开，然后冷却，再倒进冰盘中，放进冰箱。为了拿下冰箱的最后一个冰盘，我决定冒着损坏冰箱的风险把热牛奶放进去。一个多小时后，我们打开冰箱，出现了一个惊人的奇迹:我冰盘中的热牛奶已经结成了坚硬的冰，而他们的冰还是粘稠的液体。我赶紧跑去问物理老师，他淡淡地回答:“这样的事肯定不会发生。”

进入高中后，在研究牛顿冷却定律的时候，我又问了物理老师，他也轻率地否定了我的观察。我继续讲我的理由，老师不想听。一旁的同学也帮着老师问我“你相信牛顿冷却定律吗？”我不得不为自己辩护:“但是法律和我观察到的事实不符！”"在同学们的笑声中，老师一脸无奈的说:"你说的在Mpamba里叫物理！”从此，“姆班巴的物理学”成了我的绰号。只要我说错了，同学们马上说:“这是什么Mpamba...“尽管如此，我仍然坚信我的观察是正确的，其中可能包含更深刻的真理。

这一年，坦桑尼亚最高学府达累斯萨拉姆大学物理系主任奥斯本博士来我校访问。我决定去找医生，告诉他我的冒险经历。他先是笑了笑，然后认真听我复述。当医生回到学校，他自己做了一次，观察到同样的事实。他高度赞扬了我的观察。他说:“姆潘巴的观察实际上提出了权威物理学家可能遇到的危险，也给物理老师提出了一个有趣的问题。”

博士邀请我联合发表了一篇发表在《英国教育》上的论文，介绍并解释了热牛奶在冰箱里先结冰的现象。其主要内容是:

1.把牛奶换成水后，我们观察到冰箱里的热水还是比冷水先冻成冰。

2.当将热水放入冰箱冷却时，水的上表面(S)和底部(B)之间存在明显的温差。缓慢冷却过程中的温差几乎是不可观察到的。图1-1分别是初始温度为70℃(实线)和47℃(虚线)的水的S-B温差观测记录。从图中可以看出，刚开始的时候上表面和底部是没有温差的，但是一旦急速冷却，温差马上就出现了。初始温度为70℃的水中最高温差接近14℃，而初始温度为47℃的水中最高温差只有10℃左右，这是我们在冷热水快速冷却时观察到的。

该主题的相关图片如下:

在上述定量观察的基础上，我们对热牛奶(或热水)先结冰的现象解释如下:

1.冷却速度不是由液体的平均温度决定的，而是由液体的上表面和底部的温差决定的。当热牛奶急剧冷却时，这种温差较大，而且在冷冻前的整个冷却过程中，热牛奶的温差始终大于冷牛奶的温差。

2.上表面温度越高，上表面散发的热量越多，因此温度下降越快。

基于以上两个原因，热牛奶冷却速度更快，这就是热牛奶先冻住的秘密。

除了热牛奶先结冰的解释，我们大胆推导一个有趣的“猜想”:在冰冻严重的日子里，热水管应该比冷水管先结冰吧？因为我们生活在赤道附近的坦桑尼亚，这里的气候常年炎热，所以很难观察到这种非常有趣的现象。欢迎能观察到这种现象的中学朋友给我们提供信息，和我们一起讨论。

自我们的文章发表以来，世界上许多科学杂志都发表了这一自然现象，被认为是对牛顿冷却定律的严峻挑战。而且还以我的名字给这种自然现象命名为“Mpamba效应”。