北京时间5月8日消息，据国外媒体报道，古代人会通过粪便的形状、大小和质地诊断人体的健康状况。即使是今天，医生也会不厌其烦地询问你上次“肠道运动”的时间和细节。
这当然是个难于启齿的话题。但我们必须按科学行事，因为我们避而不谈的事物照样会造成伤害。美国人每年因为肠易激综合征、炎症性肠病、肠胃炎和其它与粪便相关的疾病的医疗支出达数十亿美元之多。
但我们研究粪便性状的主要动机并非阻止上述疾病的发生，而是出于某种更邪恶的目的。
为人父母往往令人手足无措，需要我们学会一整套全新技能，其中之一就是分析粪便。
多年来换尿布和训练如厕的经验使家长们从新手逐步成长为粪便“鉴赏家”。每位父母脑海中都会浮现出这些画面：坚硬的豌豆状粪便、光滑的长条状粪便、一滩褐色的水样粪便。
和古人不同，我们不信通过儿童的粪便预测未来的那一套。但我们认为需要弄清为什么粪便具有不同的形状。在实验室中解答这些日常问题，大概是科学家的专有乐趣之一。
几名流体力学专家与结直肠外科医生丹尼尔·朱（Daniel Chu）组建了一支研究团队。加入该团队的还有两名忠实的本科生坎迪斯·卡敏斯基（Candice Kaminski）和摩根·拉玛卡（Morgan LaMarca），她们负责给粪便拍照，并亲手从亚特兰大动物园的34种哺乳动物排泄物中挑选样本，测量这些粪便的密度和粘稠度。
研究发现，大多数大象和其它食草类动物的粪便会漂浮在水面上，大多数老虎和其它食肉类动物的粪便则会沉入水底。我们还将粪便按臭味浓度排序，臭味最浓的是老虎和犀牛粪便，最淡的是熊猫粪便。亚特兰大动物园动物种类众多，它们的粪便形状不同、大小各异，这些都可以作为证据，检验我们提出的排便时长模型。
研究人员还将动物粪便放在一种名叫“流变仪”的设备中，这是一种精密混合仪器，可测量巧克力、洗发水等半液态半固态的物质特性。
他们还发现了什么？体型较大的动物往往粪便更长，但排便的速度更快。例如，一头大象每秒可排出6厘米粪便，约为狗的6倍。人类排便的速度则介于两者之间，每秒约2厘米。
这样一来，虽然动物的排便量可能天差地别，但许多动物的排便时长其实都差不多，约为12秒（存在正负7秒误差）。考虑到大象粪便体积约20升，接近狗的1000倍，这一时间范围可以说相当有限。那么，为何体型较大的动物排便速度如此之快呢？
研究人员发现，这是由于动物大肠内壁覆有一层极薄的黏液，厚度仅与人类发丝直径相当，因此研究人员只能通过测量黏液蒸发后、粪便重量的变化判断其厚度。虽然黏液层很薄，但无比润滑，黏度仅为粪便的100分之一。
排便时，粪便就像一根硬邦邦的塞子般在肠道中蠕动。在理想情况下，粪便的长度与直径完全由动物的直肠和大肠形状决定。此次研究的重要发现之一便是，粪便会在从结肠到直肠的半路上伸长。
将粪便长度与黏液的性质相结合，研究人员终于弄清了完整的动物排便过程。大型动物的粪便更长，但大肠内壁的黏液层也更厚，因此在同等压力下、能够更快地排便。若没有这层黏液，动物也许根本无法排便。黏液异常会引发多种疾病，如慢性便秘、甚至细菌感染等。
除了满足好奇心之外，此次对粪便的研究或许还具有实际应用价值。研究数据可帮助我们研发宇航员使用的成人纸尿裤。宇航员希望能连续七天身着宇航服，但目前的纸尿裤不容他们这么做。受到粪便的黏性启发，研究人员设计了一款新型纸尿裤，可避免粪便与皮肤直接接触。这款发明在NASA于今年初举办的“太空便便挑战赛”（NASA Space Poop Challenge）中赢得了半决赛。
这说明生活中处处离不开物理和数学知识，即使马桶也不例外。
