这看起来可能像是一个魔术，或某种程度上的视觉错觉。但不是，你的眼睛没有欺骗你——你看到的上面那艘小船确实是倒置漂浮的。
一位好的魔术师不会透露他们的把戏。然而，科学家们则恰恰相反。法国的一个研究小组在今天发表于《自然》(Nature) 杂志的一项新研究中详细介绍了这一现象，展示了如何通过剧烈摇晃装有硅油或甘油的容器来创造一个悬浮的液体口袋，使这些微型船倒置漂浮。
“这些现象非常违反直觉，”该研究的合著者 Emmanuel Fort 说。“来实验室观看实验的人们认为这是个把戏，或者认为是科幻小说，”就像电影《明日世界》(Tomorrowland) 中悬浮的泳池一样。研究人员自己也对这一切的怪异感到震惊。Fort 是巴黎 ESPCI 的教授，也是朗之万研究所的研究员，他形容这项研究是“一系列的惊喜和惊叹。”
悬浮游戏
实际上，这并不是科学家第一次能让液体悬浮。事实上，过去已有几项研究探讨过这个问题，使用了不同的液体类型和悬浮技术。
通常情况下，密度较大的介质会沉在密度较小的介质下方；例如，当锅里的水沸腾时，气泡会上升而不是下沉，因为气体比液体密度小。或者，想象一下油倒入水中时会沉下去，因为油的粘度较高。即使是简单地往麦片碗里倒牛奶，也是这个普遍规律的体现——液体会下落，因为它周围的空气密度较小。
因此，在正常情况下，研究人员使用的油或甘油会下落，因为容器中的空气密度较小。但是，当对容器施加剧烈振动时，液体会做出一些奇怪的行为——它停止下落，并违抗重力。振动通过压缩液体下方的空气来达到这一目的，从而使液体无法下落。
类似地，热量和磁场也能使液体表现出意想不到的行为。但 Fort 说，振动方法更容易实现，也更通用，并且有效地实现了让液体在容器中悬浮的引人注目的把戏。
尽管如此，“文献中非常少的实验观察，”他指出。在这项研究中，该小组成功地悬浮了半升（约四杯）液体。“我们只是受限于 the shaker 的功率，”他说。
奇特但坚固
振动也能稳定固体物体。其中一个最引人注目的例子是倒置的摆，称为 Kapitza 摆。当受到剧烈摇晃时，它可以指向天空，而不是摆回下方。
正是 Kapitza 摆在 Fort 参加了一次研讨会后引起了他的注意。“我想我们也可以对液体做同样的事情，”他说。然后，他与研究合著者 Benjamin Apffel、Filip Novkoski 和 Antonin Eddi 一起，着手验证这一理论。
Fort 说，让液体悬浮，然而，是一项需要一段时间才能掌握的挑战。一旦团队掌握了正确的配置，他们就尝试将物体放入液体中，例如珠子，后来又放了微型船。果然，通过摇晃，他们能够使物体既正着漂浮，又倒着漂浮。
船在水下
通常情况下，一艘翻过来的船是件坏事。但这些 3D 打印的船并没有沉下去。恰恰相反。
这些研究团队选择的船由轻质塑料制成，带有小磁铁，用于在水箱中移动它们。（磁铁并没有干扰漂浮——它们只是用于将船放置在正确的位置）。
由于液体在摇晃下变得稳定，船能够像在池塘上一样轻快地漂浮。这些船轻到足以漂浮在液体表面，但 Fort 说，理论上，任何物体只要比油或甘油密度小，都可以漂浮在悬浮层中。
启航远航
Fort 和他的同事们还有一些对这些奇特现象的元素想要进一步探索。例如，他说，他们想尝试在同一个容器中悬浮两种不同类型的液体。或者，也许只是在一个更大的容器中使用更多的液体。
“根据模型，尺寸没有限制，只要你摇晃得足够，”Fort 说。“唯一的限制是粘度。”理论上，这意味着该团队可以制作一个巨大的、游泳池大小的模型来检验他们的发现。只不过那个游泳池不会装满水或油，因为它们不够粘稠，无法在大型容器中悬浮。相反，Fort 说，像糖浆这样浓稠的东西可能会奏效。一个棘手的可能性，但感谢物理学，这是可能的。
