对于大多数人来说，踏上一块一英寸半厚的湖冰——更不用说在上面滑冰了——是不可能的。但对于经验丰富的瑞典滑冰运动员亨里克·特里格 (Henrik Trygg) 和马滕·阿伊内 (Mårten Ajne) 来说，很少有事情比在薄冰上滑冰更令人兴奋的了。
12 月，静物摄影师特里格拍摄了阿伊内在斯德哥尔摩郊外湖面上 1.8 英寸厚的冰面上滑冰的场景。由此产生的迷你纪录片——充满了冰弯曲时发出的怪异、激光般的声音——在二月份迅速走红。
其中一个镜头显示，通常被称为“黑冰”的冰面在滑冰者的重量下明显弯曲。这就提出了一个问题：为什么这种薄薄的冰冻表面不会破裂？
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为了找到答案，我们求助于阿伊内，他是一位拥有 35 年北欧滑冰经验的老将，他的日常工作是计算风险。他是一家咨询公司的数学家和精算师。
阿伊内解释说，虽然滑冰者称该表面为黑冰，但它实际上是凝结冰，也称为柱状冰或瑞典语中的“Kärnis”。
黑冰一词不同于美国道路和桥梁上具有相同名称的危险冰面。
在这两种情况下，黑冰都是一个用词不当，因为表面实际上是透明的。道路上的黑冰呈现出下方路面的颜色，当降水在撞击时冻结或融化的径流再次冻结时形成。
另一方面，凝结冰在温度足够低时，从平静的湖面向下生长。晶体以垂直、柱状的方式缓慢发育，具有水平互锁的晶粒。与当融化的雪在现有冰面上再次冻结时形成的“雪冰”不同，凝结冰含有极少的气泡。结果是一块坚固但几乎透明的冰层。
“当下面的水吸收所有光线时，它看起来是黑色的，”阿伊内说。“在浅水区，可以看到底部，产生一种 [令人眩晕的] 感觉。”
凝结冰虽然是水的固态形式，但会略微弯曲，并且像一个由下方水支撑的弹性板。对阿伊内来说，这是阿基米德浮力原理在起作用。
他说：“部分浸入水中的物体会受到一个与物体所排开水的重量相等的力的浮力作用。”
在凝结冰上滑冰仍然会产生裂缝。但阿伊内说，令人惊讶的是，冰不会散开。
“三维应力分布可以防止冰面破裂。[它]与拱门或圆顶的原理相同，”阿伊内说。滑冰者的体重会导致冰像拱门一样弯曲。即使形成裂缝，周围冰的压缩力也会横向地将分离处推到一起。
但是，当黑冰薄于 1.25 英寸时，拱门中央部分的裂缝将不再能够垂直或水平支撑。出于实际目的，阿伊内——他曾掉进冰里近一百次——认为业余滑冰者可以认为两英寸的黑冰是安全的。“这为冰和人为失误都留出了安全余量，”他说。
即使凝结冰看起来足够厚，阿伊内也建议滑冰者使用良好的判断力，并且在冒险外出时至少要有一位伙伴。他强调，任何尝试此举的人都应携带漂浮装置、冰爪、冰杆和带有登山扣的救援绳。万一掉进冰里，装在防水袋里的备用衣物也很重要。
阿伊内评估了数千起滑冰者掉进冰里的事件，并确定大多数都是微不足道的。“它更像是滑冰时的一次潮湿中断……[他们]掉进去，爬出来，换衣服然后继续。滑冰者根本不认为它们是事故。这是北欧滑冰的自然组成部分，”他说。
阿伊内说，大多数滑冰事故死亡发生在没有遵守安全措施时。在一个滑冰几乎成为全国消遣的国家，过去一个世纪只有三起在所有安全预防措施都遵循的情况下发生的死亡事件。
本文经PBS NewsHour许可转载。它于2018年3月9日首次发表。