声波托起整个世界

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鱼类可以悬浮在空中吗？一看到这个问题，很多人立刻会想到著名的“飞鱼”，这种胸鳍特别发达的鱼类能够凭借自己流线型的优美体型，跃出水面之后以10米每秒的速度高速滑翔，空中停留时间最长可达到40秒。但我们并不是特指这种鱼类，而是普通的鱼类，甚至蚂蚁、蝌蚪等不具备飞行能力的动物。又有人会想到太空舱中宇航员在失重状态下的表现，同样，我们也不是模拟太空失重环境。那么，是在魔术表演的现场吗？魔术师通过细细的钢丝把鱼类悬挂到天花板上，当然更不是。实际上，这是一项最新的声悬浮研究。

普通的物体包括动物，由于自身重力的影响，不借助外力的作用不可能自由悬浮到空中，这也就是我们不能像火箭一样一跺脚就跑到外太空去的根本原因。而月球由于质量比地球小得多，形成的万有引力也就弱得多，所以一个普通人在月球上就很容易打破世界跳高纪录。而宇航员在太空中的失重现象是因为航天器的运动轨迹恰好处在两个天体的引力平衡点上，比如地球和月球之间的某个地方，地球和月球的引力相互抵消，使得宇航员处在失重环境中重力为零，所以他们就可以自由地“漂浮”起来。

根据这种现象的原理，只要我们给一个物体提供一个作用力，抵消它所受重力的影响，那么它同样可以悬浮在空中。现在，中国的研究人员已经成功地运用声波作用，让鱼类、蚂蚁等不借助钢丝而悬浮在空中。在实验中，实验体上方和下方各设置了一个声波发射装置和一个声波反射装置，声波从上面的发射装置发射出来，抵达下方的反射装置被反射回来，反射回来的声波与继续向反射端传播的声波重叠，就形成了驻波，驻波不会继续向前传播，而只是在原地上下振动，振幅最大处称为波腹，振幅最小处即看起来静止不动的地方称为波节。如果我们把鱼类、蚂蚁等小动物放置到波节处，它们就会待在原地静止不动——悬浮在空中也就可以实现了。

在实验过程中，只要预先调节好发射端和反射端之间的距离，波节的位置就是固定的，这时只要将小动物们用镊子放置到这个位置就可以了。在漂浮的过程中，小动物们都显得比较紧张，蚂蚁手舞足蹈地试图抓住某处固定的地方，瓢虫则扇动着翅膀想飞走，但是它们的身体并没有受到什么伤害。只有小鱼因为离开了水而显得有些精神不振，研究人员只得从一旁不停地往它们身上洒水。

那么，声波强到一定程度，可以让人类或者一些更大的机械装置悬浮起来吗？

早在2002年，研究人员就利用声波把固态金属铱和液态金属汞悬浮了起来。之后，他们开始研究如何使有生命物体实现悬浮。实验证明，声悬浮理论上可以实现体积在一定范围内的任何固体或液体的悬浮，但是直径不能超过1厘米，这是因为，声悬浮的原理决定了悬浮物体的体积范围。以常见超声波悬浮为例，波节的位置决定了悬浮物体的直径范围不能超过1厘米。

声波悬浮似乎已经遇到瓶颈，我们尚不能将其转化成工业应用的范围。但依据这个原理，我们完全可以开辟新的研究领域。传统的气垫船的原理就是向下喷气使船身悬浮在空中，从而减少了水面的阻力而大大提高了船运行的速度，使得气垫船在特种作业、两栖作战、快速登陆等领域大显身手。

1997年，荷兰和英国的科学家在一块超导磁石的帮助下，将一只青蛙悬浮到了空中。青蛙本身没有磁性，但通过超导磁体的磁场作用而具备了一定的磁性，通过磁场作用抵消了重力的影响。

超导体因为对磁场的强排斥作用会自动浮起。日本科学家在磁场悬浮实验中，利用一个金属超导体把一名体重达到142千克的相扑运动员浮到了空中。利用类似的原理，人们研制成功了磁悬浮列车。

磁悬浮列车是一种利用磁极吸引力和排斥力的高科技交通工具。简单地说，排斥力使列车悬起来、吸引力让列车开动。磁悬浮列车上装有超导磁铁，铁路底部则安装线圈。通电后，地面线圈产生的磁场极性与列车上的电磁体极性总保持相同，两者“同性相斥”，排斥力使列车悬浮起来。铁轨两侧也装有线圈，交流电使线圈变为电磁体。它与列车上的磁铁相互作用，使列车前进。磁悬浮列车运行时与轨道保持一定的间隙，一般为1～10厘米，因为没有摩擦力的影响，所以运行安全，平稳舒适，无噪声，时速可达惊人的550千米，被誉为“地面飞行器”“超低空飞机”。

或许有一天，更为先进的悬浮技术将让我们的旅程更为便捷而迅速，或许一辆更加环保的自行车就能拥有媲美现在汽车的速度，我们可以在超越自我的过程中尽情享受科技带来的便利。科技，总是乐于给我们带来惊喜。