科學作為我的興趣愛好持續了幾十年，仍然如剛接觸那般熱愛。科學最讓我痴迷的地方，是那些日常生活中最常見的現象、甚至是看上去毫不相關的現象，背後竟然有相同的科學原理，發現它們的過程，讓我樂此不疲。這裡我就來分享一下隱藏在氣泡中的科學秘密。

氣泡是日常生活中最常見的東西，只要我們稍加留意，就會發現它們無處不在，海邊的浪花、饅頭、麵包、啤酒、洗澡盆、打嗝、放屁、鼻涕泡……

一、紫螺與阿基米德定律

一般人可能不會想到鼻涕泡會影響一種生物的生存方式，這就是在全世界溫暖海域中非常常見的紫螺。與大多數海螺生活在海底不同，紫螺可以在海面上浮游生活。

古希臘數學家阿基米德發現的液體浮力定律是我們今天大部分水面船只能夠漂浮在水面上的原理，這個原理同樣適用於生活在水中的所有生物，也包括任何物體。

阿基米德定律指出，浸沒在液體中的物體所受到的浮力的大小等於其排開的液體的重量，並且浮力通過液體的形心。

對於大多數的海螺來說，它們的比重要大于海水的比重，所以它們所受到的浮力不能把它們送到海面上。但是紫螺則不同，這種色彩鮮艷的小動物可以分泌出黏液，憑藉著它們發達的斧足攪拌黏液，可以將空氣裹入其中形成「孵囊」。

紫螺就是利用自己建造的氣泡筏，來確保自身的總密度始終小于海水的密度。所以紫螺總是倒懸著漂浮在海面上，捕食路過的水母。

二、硬骨魚的進化版「孵囊」：魚鰾

生活在水中的硬骨魚類大多數擁有比紫螺更完善的調節裝置「魚鰾」，這是一種主要由膠原蛋白組成的器官，具有很大的彈性，其形狀有卵圓形、圓錐形、心臟形、馬蹄形等等，主要與魚的種類有關。

魚類通過調節魚鰾中氣體的量來改變魚自身的比重，這樣魚就可以自由地上浮和下沉。魚膘的另外一個作用是可以作為魚類的輔助性呼吸器官，為魚提供氧氣，真是一個一物多用的絕妙設計。

三、巧用浮力判斷雞蛋新鮮度

浮力可以幫我們做很多事情，除了可以用鋼鐵製造能夠漂浮在海面上的船舶，也可以在日常生活中給我們解決一些很麻煩的事情。比如判斷冰箱中的雞蛋哪些是更新鮮的，哪些黃豆或者米是陳的。

雞蛋的例子可能更實用一些。新鮮的雞蛋其密度大於水，所以在冷水中，它平躺著會沉到水底；但是在冰箱中放了幾天之後，雞蛋會慢慢失去水分，空氣會進入雞蛋大頭的氣囊當中。雖然陳雞蛋放入冷水中也會沉底，但是，它們會大頭向上豎直立在水中。如果陳雞蛋已經能夠漂浮在水面上，那麼還是趁早吃了吧，不適宜繼續放置了。

四、科學與工業的結晶：潛水艇

有了前面這些例子，可以很容易就想到，如果我們能夠隨意控制自身攜帶的氣體量和這些氣體占據的空間，那麼我們就能隨心所欲地選擇上浮還是下沉，就像紫螺和魚做到的那樣。

與硬骨魚和紫螺不同，人類製造的潛水艇是一個非常大的固體，這跟雞蛋有些類似，不能隨意改變自身的體積大小。為了調節自身的比重，潛艇依靠改變的自身重量來實現這個目標。

在潛艇中，有多個蓄水艙。當潛艇要下潛時就往蓄水艙中注水，使潛艇重量增加超過它的排開水的重量，潛艇就下潛。上浮時，就會使用潛艇中存儲的壓縮氣體，迫使蓄水艙中的水排出，使潛艇的重量小於它排開水的重量。當水艙中水的體積不發生變化時，潛水艇在水下某一深處處於懸浮狀態。

五、蛟龍號深海潛水器

蛟龍號深海潛水器是我們中國人的驕傲，這不僅僅是因為它是世界上所有的潛水器中，除了美國之外，第二個到達海面7000米以下的潛水器，更是因為，它可以體現出我們國家在材料、控制、海洋學等領域的綜合科技實力。

與潛水艇相比，深海潛水器採用相同的下潛方法，都是向空氣艙中注入海水，但上浮的方法則不同。深海潛水器由於下潛更深、水壓更大，壓縮空氣不足以逼出空氣艙中的海水。水下5000米的壓力相當於500個大氣壓，也就是相當於在1平方米的面積壓上5000噸重量。

深海潛水器採用拋棄壓載鐵的辦法實現上浮。深海潛水器一般是通過電磁鐵控制壓載鐵，所以萬一深海潛水器失去動力，電磁鐵失效，壓載鐵會在重力的作用下自動脫離潛水器，使潛水器上浮。

「蛟龍」號在安全方面的設計不僅包括扔掉所攜帶的壓載鐵，還包括拋棄蓄電池箱和採樣籃等重物，如被海草纏住就可以「壯士斷腕」拋棄機械手，報警系統還可以發射浮標到海面，尋求母船救援。

結束語

今天跟大家聊的關於浮力的問題，可能有些簡單，但是我們在掌握這個科學原理的同時，更需要從這個簡單的浮力定律把握住科學的一個重要特點，即，科學原理並不關心有什麼實用性，它反映的是自然界中普遍存在著的規律，而不論最後應用的方法和角度是怎麼樣的，都要符合這個原理的規定，如果有不符合原理的現象出現，我們才可以說，這個原理要麼是錯了，要麼需要被修正。

如今，我們地球上所有生活在水中的生物，以及我們人類的水中設備，包括在空氣中的物體，都符合阿基米德定律，這無疑證明了，這條來自2000多年前的定律是值得被信任的科學道理。