この画期的な概念は、いかにして誕生したのか。時計の針を1883年に巻き戻すと、マンチェスター大学（当時のオーウェンズ・カレッジ）の実験室に辿り着きます。英国の物理学者オーズボーン・レイノルズの実験経緯は、現代の流体力学の教科書に必ず刻まれる伝説的な検証でした。
レイノルズは、巨大なガラス製水槽の中に水平なガラス管を通し、管の入り口から細い着色インクを注入して水の動きを可視化しました。当時のロイヤル・ソサエティ（英国王立協会）に提出された論文『An Experimental Investigation of the Circumstances Which Determine Whether the Motion of Water Shall Be Direct or Sinuous』には、生々しいスケッチとともに当時の興奮が記録されています。
流速が遅い間、インクは一本の美しい真っ直ぐな糸のようにガラス管の中を滑らかに通り抜けていました。しかし、バルブを回して流速を徐々に上げていった瞬間、ある臨界点に達したところで糸が波打ち始め、突如として管全体に渦を巻きながら爆発的に拡散したのです。レイノルズはこの記録の中で「直進する運動（Direct motion）」と「蛇行・混濁する運動（Sinuous motion）」の決定的な分岐を目撃したと述べています。これが現代で言う層流と乱流の違いと見分け方の原点です。
では、なぜ平穏だった流れが突如として破綻するのか。乱流遷移が起こる仕組みと理由は、流体中に不可避に含まれる「微小な揺らぎ（外乱）」の自己増殖にあります。どのような滑らかな配管であっても、壁面のナノレベルの粗さや外部のわずかな振動によって微小な渦の芽が生まれます。レイノルズ数が低い状態では、この渦の芽は周囲の粘性摩擦によって熱エネルギーへと変換され、瞬時に握りつぶされます。
しかし、レイノルズ数が一定の閾値を超えると、粘性の減衰能力を上回る勢いで慣性がその乱れを押し広げます。一つの小さな渦が周囲の主流からエネルギーを吸い上げて回転を速め、引きちぎられて無数の大小さまざまな渦へと分裂していく「エネルギーカスケード」と呼ばれる連鎖反応が引き起こされます。静寂が破れ、混沌とした三次元的渦運動へと雪崩を打つ現象こそが乱流遷移の本質です。
