但是，如果洒水喷头被淹没并被吸入水中，它会发生什么？如果水流反向，由涌入的水的力驱动，它会以与普通洒水喷头相同的方式旋转吗？或者，当吸力向前推动旋转时，它会朝相反的方向旋转吗？它会奇怪地静止不动吗？

　　这是一个有几十年历史的问题，由20世纪中叶著名的物理学家理查德·费曼（Richard Feynman）提出，后来被称为“费曼洒水器问题”。

　　20世纪40年代初，费曼还是普林斯顿大学的一名研究生，他做了一个临时实验，据他的同事说，这个实验表明，在几次微小的摆动后，洒水器保持静止。恩斯特·马赫（Ernst Mach）在1883年第一次提到这个问题时也有类似的想法。

　　此后的实验产生了相互矛盾的结果：一些实验显示喷头的旋转方向相反；其他人观察到它不规则地改变方向或只移动了很短的时间。

　　纽约大学物理学博士生王凯哲（音译）及其同事将这些差异归因于过去实验设置的几何形状以及转轴和内部轴承之间的摩擦，这可能抵消了其他力。

　　因此，他们制造了一种新的超低摩擦旋转轴承，使他们定制的反向洒水喷头能够自由旋转。洒水器有两个由弯曲管组成的臂，圆柱形管的顶部有一个虹吸管，当洒水器浸入装满水的水箱中时，虹吸管可以吸水。

　　该装置还被设计成可以无限期运行，水泵从虹吸水流入的水库中抽水。这使得研究人员可以进行几个小时的实验，比以前的实验要长。

　　该团队还使用了彩色染料、激光散射微粒和高速摄像机来可视化和记录洒水器的旋转和水流，这样他们就可以将实验结果与模型输出进行比较。

　　纽约大学数学家、该研究的资深作者雷夫·里斯特罗夫（Leif Ristroph）解释说：“我们发现，反向喷头在吸水和喷水时的旋转方向是‘反向’或相反的，其原因是微妙而令人惊讶的。”

　　王凯哲和他的同事们发现，在他们的反向洒水器中，进入的水柱在洒水器的内部室中相互撞击，但并没有完全正面相遇，这就产生了旋转轮毂的扭矩。

　　麦吉尔大学的机械工程师迈克尔·帕杜西斯（Michael Païdoussis）表示：“实验和模型结果之间的一致性非常显著。”

　　其他物理学家认为，这些实验有助于确定流体问题的力学原理，这可能会有一些实际应用。这些发现可以应用于工程技术，通过产生运动或力量，从流动的空气或水中收集能量。

　　科罗拉多矿业学院的数学家、该论文的合著者之一布伦南·斯普林塞（Brennan Sprinkle）补充说：“我们现在对流体流过结构引起运动的情况，有了更好的了解。”