纵是破灭也精美

冯卫东

气泡的破裂似乎是一个简单的、平淡无奇的事件，然而，气泡破裂的背后却隐藏着一个精美而复杂的物理学过程。

气泡不是简简单单地就化为乌有了，一个大气泡会消散于一串小气泡中。这一发现可称得上是“爆破”科学领域所取得的一个进步。

· 灵感来自偶然 ·

哈佛大学工程与应用科学系的毕业生詹姆斯·伯德及其同事在偶然的情况下发现了这一普遍规律。他们说，洗碗池中的泡沫和海洋中的泡沫破裂的方式其实是完全一样的。

一次实验室会议激发了伯德和他的伙伴研究气泡如何破裂的灵感。当时他们正在研究在不同的表面传播气泡的方法，他们注意到了生成的这些小气泡串，于是决定一探究竟。

“自此之后，只要是下雨天，无论任何时候，我都要跑到水坑周围去观察气泡的破灭。”伯德说，“当我在大海中游泳时，我也要对着海水表面的气泡盯一会儿，看看能否观察到同样的效果。我很快意识到，这种现象无处不在。”

· 气泡破灭两部曲 ·

为了使表面积最小化，一个泡沫在接触到固体或液体界面时会接近于半球形。当这些半球形气泡爆裂时，通过两个步骤创建出一串小气泡。由此产生的小气泡虽早已司空见惯，但这些小气泡串到底是怎样产生的却从未有文献报道过。

伯德认为，气泡的曲面特性在此过程中起着关键的作用，因为这种形状会导致气泡内部压力高于外部。一旦气泡打破平衡（如爆裂），表面张力就会产生一个向内的合力。……