鱼会打嗝吗？

气泡的可爱之处正在于它们无处不在。我觉得气泡是物理世界的无名英雄，它默默出现在水壶、蛋糕、生物反应堆和浴缸里，低调地完成各种任务，又在大功告成后悄然消失。气泡是我们再熟悉不过的东西，所以我们常常意识不到它的存在。几年前我曾问几组5~8岁的孩子：“你们觉得哪些地方可能有气泡出现？”快乐的孩子们给出的答案包括汽水、浴缸和水族箱。可是当我问到最后一组的时候，也许是因为孩子们累了，无论我怎么和颜悦色地鼓励，他们还是不肯说话，只是茫然地瞪着我。休息了很长时间，反复地启发多次以后，终于有个普普通通的6岁孩子举起了手。“那么，”我赶紧换上轻快的语气，“你能在哪里找到气泡呢？”男孩用一种“这还用说吗”的目光瞥了我一眼，然后大声宣布：“芝士……还有鼻涕。”我无法反驳他，虽然我以前从没想到过这两样东西。显而易见，这孩子吹鼻涕泡泡的次数应该比我多得多。不过至少对某种动物来说，冒泡的鼻涕决定了它特殊的生活方式——现在，来认识一下紫螺（janthina janthina）吧。

这种紫色的海螺通常生活在海床和海底的岩石上。如果你把紫螺从它栖息的岩石上抠下来，再把它托到稍微高一点的水中并松开手，它就会下沉。古希腊数学家阿基米德（就是那位以“我知道了！”闻名于世的数学家）首次总结出了物体在什么情况下会上浮，在什么情况下会下沉。或许阿基米德只想研究船只，但实际上，浮力定律同样适用于海螺、鲸，以及浸在液体中的任何物体。

阿基米德指出，浸没在液体中的物体与被它排开的液体之间存在明显的竞争关系。海螺和周围的水都受到向下的地心引力，水是一种液体，所以物体可以在水中轻松地运动。作用于某件物体的重力与物体质量成正比。如果海螺的质量增加1倍，那么它受到的重力也会增加1倍。物体周围的水也受向下的重力作用，那么，如果水受到的力相对较大，海螺就只能上浮，好让更多的水流动到海螺下方。根据阿基米德定律，这只倒霉的软体动物受到的向上的推力（浮力）等于被它排开的水受到的向下的重力。实际上，这意味着如果海螺质量大于被它排开的水的质量，那么它将赢得这场重力之战，并且沉入水底；而要是海螺的质量更小（它的密度小于水），那么胜利者就变成了水，水向下流动，螺壳向上浮起。大部分海螺的密度大于海水，所以它们总会沉下去。

大部分海螺都无法逃脱下沉的命运，但在历史上的某一天，某只“普通”海螺遇到了一件倒霉事：一个气泡钻进了它的卵鞘。浮力的特殊之处在于，从本质上说，对特定液体而言，唯一影响浮力的因素是物体的整体密度。要改变物体的浮力，你不必改变它的质量，只要改变它占据的空间就行——气泡就可以占据很多空间。某一天，一个比较大的气泡钻进了海螺的卵鞘，已有的平衡被打破，这只海螺破天荒地在水中晃晃悠悠地浮了起来，漂向头顶的阳光。通往海面的大门轰然打开，那里的食物更加丰富……但海螺必须漂到海面上才能享受这些资源，演化之路就此开启。

今天，这些“漂浮螺”的后裔紫螺已经成了全世界温暖海域中的常见生物。这些颜色鲜艳的海螺会分泌黏液（和花园石板上常见的黏液是同一种东西），再用肌肉发达的斧足搅拌黏液，裹入大气中的空气。它们会建造出比自己的身体还大的气泡筏，以此确保自身的总密度始终小于海水密度。所以紫螺总是倒悬着浮在海面上（泡泡筏在上，螺壳在下），捕食过往的水母。如果你在海滩上看到了紫螺壳，那很可能就是它们的遗物。

浮力可以帮助我们快速分辨某个封闭物体内部有什么东西。如果两罐汽水外表看起来完全相同，但其中一罐是无糖的，另一罐加了很多糖，那么你会看到，无糖汽水在淡水中能浮起来，另一罐则会沉下去。两个汽水罐的体积一模一样，不一样的是罐子里的东西。要知道，糖的密度很大。一罐330毫升的汽水通常含有35~50克糖，额外的质量拉高了汽水罐的平均密度，让它在重力之战中击败了淡水，所以罐子才会沉下去。无糖汽水添加的甜味剂质量极小，罐子里几乎全都是水和空气，所以它会浮起来。

生鸡蛋的例子可能更实用一点。鲜鸡蛋的密度大于水，所以在冷水中，它会平躺着沉到水底；但是在冰箱里放了几天以后，鸡蛋会慢慢失水，蛋壳里的水分悄悄流失，空气分子渗入鸡蛋大头内的气囊。放了一周左右的鸡蛋在水中也会沉底，但会立起来，蛋壳较小的那头朝下，大头内多余的空气离水面更近。如果鸡蛋整个浮了起来，那说明它实在放得太久——早餐还是换些别的吃吧！

当然，要是能控制随身携带的气体量和这些气体占据的空间，那么你就能随心所欲地选择是上浮还是下沉。

刚开始研究气泡的时候，我曾读过一篇1962年的论文，作者一本正经地宣称：“气泡不仅仅来自破碎的波浪，还有腐败的物质、鱼打的嗝和海床里的甲烷。”鱼打的嗝？显而易见，作者屁股下面的皮革大扶手椅应该相当舒适，所以他才会说出这种昏话；这把椅子大概位于伦敦某家俱乐部深处，相比大海，这里离醒酒器更近。当时的我觉得这种说法荒谬得可笑，直到三年后，我在库拉索岛的水下与一条巨大的海鲢（长约1.5米）擦肩而过，就在那个瞬间，我清晰地感觉到了它从鳃里喷出的气体。事实上，很多硬骨鱼体内都有辅助控制浮力的气囊（鱼鳔）。如果你能让自己的密度正好等于周围液体的密度，那么你就可以悬浮在原地。海鲢的鳔固然有些特殊（能像海鲢这样直接呼吸空气的鱼类十分罕见，它可以利用自己的鳃过滤氧气），但我不得不承认，鱼的确会打嗝。尽管如此，我依然认为，鱼打嗝对海洋中气泡的形成没有显著影响。

重力作用在不同的物体上会造成不同的结果。塔桥是固体，所以重力只能改变桥的位置，却无法影响它的形状。海螺也是固体，它在海水中运动，周围的海水会随之流动，重新调整达到平衡。气体也会流动，所以液体和气体都被称为流体。在重力的作用下，固体也会在气体中运动：充满氦气的派对气球会飘起来，齐柏林飞艇能浮上天空。其实它们和粘在气泡筏上的紫螺一样。如果要与周围的流体比赛谁的重力大，它们全都会输。

不变的重力可能带来不稳定因素，这通常意味着各种力和物体需要重新调整，直至恢复平衡。不稳定的固体会滑落或者跌落，它周围的液体或气体也会发生相应的流动，为固体的运动腾出空间。但是，如果变得不稳定的不是气球这样的独立固体，而是流体本身，那又会怎样？ LGSKtuVdif0505jbljvIVXrzirQddu8IqpEY7AHgVtH2NZh6meDkd4hmnvVt0Cmh