氣泡探秘

說起氣泡，人們都很熟悉。在孩童時候，你們自己或許就曾經將空心導管一次次插入肥皂水中，吹起過五彩繽紛的肥皂泡。肥皂泡就是一種氣泡，雖然它和那些天真無邪的歲月一樣轉瞬間成為過去，然而隱藏在氣泡中的種種奧秘，將隨著人類認識領域的拓寬，變得越來越有吸引力!

你還記得嗎?數學家用嚴密的微積分方程證明了：當容納的空氣質量一定時，球形的肥皂泡表面積最小。一點不起眼的肥皂泡能自覺體現這一數學和自然原理，正是出于盡可能少地儲存能量之需要。像自然界的流水自發向低處流，直到最低處才停止；像彈簧沒有受到外力作用時，總能自發收縮到最低限度一樣，它們都趨向儲能最少狀態。建筑師受肥皂泡的啟發，設計出堅固而造價低廉的穹頂結構；生物學家一直把肥皂泡的外層薄膜作為研究細胞膜的簡單模式……

在啤酒氣泡的啟示下，美國物理學家格拉塞爾于1952年發明了觀察帶電粒子徑跡的“氣泡室”。那一年的一天下午，格拉塞爾在酒吧間要了一杯啤酒，他沒馬上去品嘗，只是靜靜等待杯中小氣泡冒完。接著他將一粒沙子放人杯中，沙子下沉的路徑上，周圍不斷有小氣泡冒出。在這些氣泡觸發下，正在苦苦思索如何捕捉看不見的高能粒子的格拉塞爾突然頓悟。他用透明的液態氫代替啤酒，裝人耐高壓的密封容器，制作成有名的“氣泡室”。當宇宙中高能帶電粒子穿過氣泡室時，它經過的路途中液氫像“沸騰”一樣，產生了許多可觀察的小氣泡，使帶電粒子的飛行軌跡清楚可辨，和沙子進入啤酒中產生的氣泡軌跡類似。1960年，格拉塞爾因此項重大發明榮獲諾貝爾物理學獎。

在6500萬年以前，統治地球數百萬年之久的恐龍突然神秘消失，引起了科學家極大興趣，也提出過種種假說。1996年，英美科學家對蒙大拿州出土的一塊包裹在琥珀內的小氣泡分析時，驚奇地發現在7000萬年前，地球大氣中氧氣含量是33％，遠高于現在的21％，并由此提出，地球大氣中氧氣含量一直在減少。而體形巨大的恐龍在氧氣含量低于32％時就無法生存。所以他們認為很可能是大氣中氧氣含量不斷降低，恐龍才從衰亡走向滅絕。

其實石頭與琥珀的狀況相似。科學家將石頭切成薄片，放在顯微鏡下觀察時，發現里面也有許多小氣泡、水珠，有些氣泡甚至還在運動著。這些氣泡中有豐富的古氣象等方面資料。美國科學家對從月球帶回的381公斤巖石研究，沒有發現一例巖石中有氣泡、水珠，說明月球上沒有空氣，月球演化過程中沒有水的參與。最近幾年，不斷有科學家報道說，火星歷史上涌現過濤濤洪水，火星上可能有原始生命……因為科學家在南極洲和非洲大陸，找到了幾塊被證明為是來自南極的隕石。證據在隕石內部小氣泡中，里面包裹的氣體成份、化學特征與火星大氣相同。

不久以前，荷蘭科學家德夫勒曾用高速照相機，揭示了小蝦發聲的奧秘。原來大海中小蝦快速合攏大鉗時，產生了速度為112公里／小時的細水流，導致水壓急劇下降，并形成一個直徑約4毫米的小氣泡。當水壓迅速恢復時，小氣泡被壓破，同時發出清脆響聲。怪不得人們對大海中小蝦發出的鼓噪聲刮目相看。在二戰中，狡猾的日本人偷襲珍珠港時，也念念不忘利用小蝦的鼓噪聲掩護，使其潛艇能避開美軍的聲納探測系統。

近年，俄羅斯和美國的科學家在一份聯合研究的實驗報告中稱，丙酮溶液中小氣泡內爆時，可以引發一場核聚變反應!語出驚人，小氣泡果真能創造如此驚天動地的能量嗎?我們還是先觀看他們的做法吧。在實驗中，俄美兩國的科學家首先用氫的同位素氘替換了丙酮溶液中的氫原子，制造出一種特殊的丙酮溶液。他們將該溶液冷卻到冰點后，用聲波脈沖迫使它產生波動。這時，只有句號一般大小的氣泡出現，令人眩目的是小氣泡不穩定，產生后隨即內爆，發出閃光，同時釋放高能中子，這一過程竟使小氣泡內溫度高達1000萬攝氏度，與太陽上發生核聚變時溫度一樣。科學家認為，如果該實驗可以重復，可能意味著一種產生核聚變能的簡單方法誕生。

上面列舉的事例只是人類研究小氣泡時所獲得的部分收獲。在小氣泡中，一定還有很多奧秘等待著我們去探索!