懸浮在空中

魚類可以懸浮在空中嗎?一看到這個問題，很多人立刻會想到著名的“飛魚”，這種胸鰭特別發達的魚類能夠憑借自己流線型的優美體型，躍出水面之后以10米每秒的速度高速滑翔，空中停留時間最長達到40秒。但我們并不是特指這種魚類，而是普通的魚類甚至螞蟻、蝌蚪等不具備飛行能力的動物。又有人會想到太空艙中宇航員在失重狀態下，的表現，同樣，我們也不是模擬太空失重環境。那么，是在魔術表演的現場嗎?魔術師通過細細的鋼絲把魚類懸掛到天花板上，當然更不是。實際上，這是一項最新的聲懸浮研究。

普通的物體包括動物，由于自身重力的影響，不借助外力的作用不可能自由懸浮到空中，這也就是我們不能像火箭一樣一跺腳就跑到外太空去的根本原因。而月球由于質量比地球小得多，形成的萬有引力也就弱得多，所以一個普通人在月球上就很容易打破世界跳高紀錄。而宇航員在太空中的失重現象是因為航天器的運動軌跡恰好處在兩個天體的引力平衡點上，比如地球和月球之間的某個地方，地球和月球的引力相互抵消，使得宇航員處在失重環境中重力為零，所以他們就可以自由地“漂浮”起來。

根據這種現象的原理，只要我們給一個物體提供一個作用力，抵消它所受重力的影響，那么它同樣可以懸浮在空中。現在，中國的研究人員已經成功地運用聲波作用，讓魚類、螞蟻等不借助鋼絲而懸浮在空中。在實驗中，實驗體上方和下方各設置了一個聲波發射裝置和一個聲波反射裝置，聲波從上面的發射裝置發射出來，抵達下方的反射裝置被反射回來，反射回來的聲波與繼續向反射端傳播的聲波重疊，就形成了駐波，駐波不會繼續向前傳播，而只是在原地上下振動，振幅最大處稱為波腹，振幅最小處即看起來靜止不動的地方稱為波節。如果我們把魚類、螞蟻等小動物放置到波節處，它們就會待在原地靜止不動——懸浮在空中也就可以實現了。

在實驗過程中，只要預先調節好發射端和反射端之間的距離，波節的位置就是固定的，這時只要將小動物們用鑷子放置到這個位置就可以了。在漂浮的過程中，小動物們都顯得比較緊張，螞蟻手舞足蹈地試圖抓住某處固定的地方，瓢蟲則扇動著翅膀想飛走，但是它們的身體并沒有受到什么傷害。只有小魚因為離開了水而顯得有些精神不振，研究人員只得從一旁不停地往它們身上灑水。

那么，聲波強到一定程度，可以讓人類或者一些更大的機械裝置懸浮起來嗎?

早在2002年，研究人員就利用聲波把固態金屬銥和液態金屬汞懸浮了起來。之后，他們開始研究如何將有生命物體實現懸浮。實驗證明，聲懸浮理論上可以實現體積在一定范圍內的任何固體或液體的懸浮，但是直徑不能超過1厘米，這是因為，聲懸浮的原理決定了懸浮物體的體積范圍。以常見超聲波懸浮為例，波節的位置決定了懸浮物體的直徑范圍不能超過1厘米。

聲波懸浮似乎已經遇到瓶頸，我們尚不能將其轉化成工業應用的范圍。但依據這個原理，我們完全可以開辟新的研究領域。傳統的氣墊船的原理就是向下噴氣使船身懸浮在空中，從而減少了水面的阻力而大大提高了船運行的速度，使得氣墊船在特種作業、兩棲作戰、快速登陸等領域大顯身手。

1997年，荷蘭和英國的科學家在一塊超導磁石的幫助下，將一只青蛙懸浮到了空中。青蛙本身沒有磁性，但通過超導磁體的磁場作用而具備了一定的磁性，通過磁場作用抵消了重力的影響。

超導體因為對磁場的強排斥作用會“自動浮起”。日本科學家在磁場懸浮實驗中，利用一個金屬超導體把一名體重達到142千克的相撲運動員浮到了空中。利用類似的原理，人們研制成功了磁懸浮列車。

磁懸浮列車是一種利用磁極吸引力和排斥力的高科技交通工具。簡單地說，排斥力使列車懸起來、吸引力讓列車開動。磁懸浮列車上裝有超導磁鐵，鐵路底部則安裝線圈。通電后，地面線圈產生的磁場極性與列車上的電磁體極性總保持相同，兩者“同性相斥”，排斥力使列車懸浮起來。鐵軌兩側也裝有線圈，交流電使線圈變為電磁體。它與列車上的磁鐵相互作用，使列車前進。磁懸浮列車運行時與軌道保持一定的間隙，一般為1厘米至10厘米，因為沒有摩擦力的影響，所以運行安全、平穩舒適、無噪聲，時速可達驚人的550千米，被譽為“地面飛行器”、“超低空飛機”。

或許有一天，更為先進的懸浮技術將讓我們的旅程更為便捷而迅速，或許一輛更加環保的自行車就能擁有媲美現在汽車的速度，我們可以在超越自我的過程中盡情享受科技帶來的便利。科技，總是樂于給我們帶來驚喜。

編輯／梁宇清