偷吃奶油的蓝山雀

有的鸟儿最喜欢金色和银色瓶盖的牛奶瓶。要是你起得够早，开门的时候够小心，也许你能抓个现行。眼睛明亮的小鸟趾高气扬地站在牛奶瓶上，一边透过它在瓶口铝箔上啄出的小洞匆匆偷吃奶油，一边警惕地观察周围。一旦发现有人靠近，它就会立即飞走，或许去邻居家的门廊上碰碰运气。50年来，蓝山雀（blue tit）一直是英国偷吃奶油的大师。它们互相通气，都知道那张薄薄的铝箔下面就是富含脂肪的宝藏。其他鸟儿似乎还没发现这个，而蓝山雀每天早上都会守候送奶工的到来。但是突然有一天，这套把戏行不通了，不光是因为塑料牛奶瓶取代了玻璃瓶和铝箔封口，还因为一些更基本的东西发生了变化。以前牛奶瓶里的奶油必然会浮到顶层，但现在，情况不一样了。

饥饿的蓝山雀青睐的牛奶含有多种营养物质。牛奶的主要成分（约占90%）是水，水里漂浮着糖（即某些人无法消化的乳糖），还有蛋白质分子和较大的脂肪球。这些东西都混合在一起，不过静置片刻，牛奶就会分层。牛奶中的脂肪球个头很小，直径为1~10微米，也就是说，尺子上1毫米的刻度里可以填进去100~1000个脂肪球。这些小球的密度小于周围的水，因为同样体积的脂肪球质量更小。因此，尽管牛奶中的各种微粒都在不断运动、碰撞，但脂肪球的运动方向与其他物质有些不同。重力作用于水分子的拉力略大于作用于脂肪球的拉力，所以这些脂肪会被水分子轻轻向上推挤。这意味着尽管脂肪的浮力非常微小，它仍会缓慢地上升到牛奶的顶层。

问题在于：它上升的速度到底有多快？这时候我们就需要考虑水的黏性了。黏性衡量的是两层流体之间的摩擦力。想象一下，如果拿勺子搅动一杯茶，那么随着勺子的运动，勺子周围的液体也会随之旋转，与杯子里的其他液体产生相对运动和摩擦。水的黏性不算大，所以这些不同层的液体可以比较轻松地相对流动。不过，如果把这杯茶换成糖浆，你又会看到什么呢？糖分子彼此更加紧密，要让它们发生相对运动，你必须打破分子之间的羁绊。所以搅动糖浆比搅动茶水困难得多，因此我们会说，糖浆的黏性较大。

因为牛奶中的脂肪球拥有浮力，所以它们会被别的成分向上推挤。不过，要想真的浮到水面上，这些分子必须挤出一条路来。推挤过程中，不同层的液体必然产生相对运动，黏性也因此成为重要的影响因素。黏性越大，脂肪球上升遇到的阻力就越强。

战争在蓝山雀脚下的牛奶瓶里悄然爆发。每个脂肪球都被浮力推着向上移动，但周围的液体又会对它产生阻力。不同大小的脂肪球受到的阻力不同。体积越小，阻力越大。同样的上浮之路对小个子来说更艰苦，需要推开的液体更多，而它的浮力却比大个子小。因此，在同样的液体中，体积较小的脂肪球上升的速度比体积大的那些慢得多。一般来说，微观世界里黏性的影响力大于重力，所有东西移动的速度都很慢，物体的确切体积是非常关键的影响因素。

牛奶中体积较大的脂肪球上升得更快，体积较小、移动较慢的脂肪球会吸附在这些大球上面，形成脂肪球簇。这些球簇的阻力/浮力比相对更小，因为它们的体积比单个脂肪球大，所以上升的速度也更快。蓝山雀只需要蹲在瓶口静静等待，早餐就会自动送到脚下。

然后我们就要谈到均质乳化 了。牛奶生产商发现，如果能让牛奶在极大的压强下从极细的管子里喷出去，就能打破牛奶中的脂肪球，让它们的直径缩减到原来的1/5。也就是说，这些脂肪球的质量会变成原来的1/125。在这种情况下，和重力紧密相关的浮力完全无法与黏性带来的摩擦力抗衡。经过均质乳化处理的脂肪球上升的速度非常缓慢，甚至完全不会上升。 打碎脂肪球彻底改变了这场战争的走向，黏性获得了压倒性的胜利。奶油不再上浮到牛奶瓶顶层，蓝山雀只能去别的地方寻觅早餐了。

所以，相同的力在不同层级上产生的效果大相径庭。 气体和液体都有黏性，虽然气体分子之间的结合远没有液体分子那么紧密，但它们仍在不断碰撞，这场盛大的碰碰车游戏会产生相似的效果。因此，小虫和铁球坠落的速度绝不会完全相同，除非你抽掉所有空气，将它们坠落的环境变成真空。空气黏性会大大拖慢小虫的速度，却不会对铁球造成太大影响。如果你抽掉了空气，那么重力就成了唯一的影响因素，对小虫和铁球来说都一样。小虫在空中飞行时运用的技巧和我们在水里游泳时的一模一样。空气的黏性主宰着小虫周围的环境，一如水的黏性统治着游泳池。那些体形微小的昆虫其实更像是在空气中游泳，而不是飞翔。

牛奶均质乳化背后的原理还能运用到其他很多地方。下次打喷嚏的时候，不妨想一想你喷出的液滴尺寸有多大。如果尺寸太小，那么这些携带病菌的液滴可能会一直飘浮在空气中，很难坠落下去。 +FDyfSBI50TVG73yZGvHWOelSu4qfjnIZ6cZNulShTKsNfMYD/B7Vu0yabM4pBkP