难以理解，物理学家在地球上制造了“反重力”，一个颠倒的世界

• 小船在漂浮的液体层上和下面漂浮

在地球上，一切都受地心引力的影响，它使物体落到地上，河流从高地流向大海。但我们能设计出一种反重力机器吗？它能让物体向上“下落”，让船只倒挂起来吗？

有几个虚构的世界可以描述这个概念，比如在《加勒比海盗3》中，杰克·斯派洛船长让他的船漂浮在“上即下”的海洋底部。在漫画《One Piece》中，冒险家们在云层之上探索大海。这在现实世界中会发生吗？

倒摆

20世纪初，人们进行了一项惊人的实验。使用了一个钟摆，类似于一根末端有重量的硬棒，当钟摆垂直倒立，重量在顶部时。你可以预期，只要有最小的扰动，它就会回落下来。但是如果我们让钟摆垂直地振动，它就会保持倒置的位置（钟摆保持倒立，无视重力）。任何人都可以在家里做这个实验，用一个简单的扬声器或电锯来震动钟摆。一个相互连接的钟摆链也可以倒过来并且稳定。有了足够的振动，在理论上甚至可以让一根绳子像魔术一样悬在空中。然而，在实际操作中，很难获得足够快的振动速度来进行这个实验。

诺贝尔物理学奖得主彼得·卡皮扎在20世纪50年代发现了这一现象的解释。这是一种动态效应，振动对钟摆的重量起稳定作用，使其保持平衡。这个力可以从连接电机和钟摆的悬挂点的振动与钟摆位置之间的关系数学上找到。

• 小型船漂浮在一层悬浮液体的上面和下面。

颠倒的液体

日常经验告诉我们，液体不会保持倒立状态。当蒸汽在锅盖上凝结时，或者当你在天花板上作画时，液滴就会形成并最终下落。

但当天花板垂直振动时，我们观察到这些悬挂的水滴被重新吸收到这层液体中，这层液体变得扁平，就好像重力倒置了一样。这和钟摆的原理是一样的。悬浮的液滴振动产生向上的力，与它们的质量相反。当振动足够大时，整个液体层保持稳定。

把一个物体放在悬浮的液体中会发生什么？

当一个物体浸入液体中时，它的行为取决于它的密度。比液体密度小的物体会浮到表面，而密度大的物体会下沉。例如，在一桶水的底部的一个气泡会浮到表面（因为在大气压下，空气的密度比水小）。然而，在太空竞赛初期，人们观察到一个奇怪的现象。在飞行过程中，由于震动的影响，火箭燃料中的气泡会下沉，而不是浮到表面，这可能会造成严重后果。对这一奇怪现象所做的广泛研究表明，由火箭振动引起的气泡振动导致了力的下降，与阿基米德的原理相反。

• 当垂直振动时，一个加重的钟摆将在一个倒置的位置保持平衡。

这个实验可以很容易地用一个装满振动液体的容器来复制。你可以用注射器在液体中制造气泡，并通过改变浴液的振动频率来控制气泡的运动。

如果你注入更多的空气，甚至有可能填满整个容器底部，从而使液体悬浮在气垫上。这看起来似乎有些自相矛盾，但就像钟摆或液体层一样，振动使液体稳定下来，阻止它移动。因为它不能让空气逸出，所以它保持悬浮状态。液体层越大，需要的高能振动就越多。我们的振动器能让我们举起半升液体。虽然离海洋还有很长的一段路，但已经足够创建一个微型世界来玩了！

颠倒的世界

现在装饰已经到位，是时候想象一下在这样一个世界里生活会是什么样子了。我们能在海洋下面游泳或漂浮吗？答案还很不明确，但似乎我们可以做到，就像我们可以浮在上面一样！当漂浮的时候，在液体的上面和下面是没有区别的。这种“反重力”的来源是相同的振动。振动对液体的原始影响在很大程度上仍未被探索，并有许多潜在的应用。振动可以以一种不同的、局部的方式为液体提供能量，而不需要直接接触。在未来，这可以用来改变海水淡化的平衡，例如，或分离液体的混合物，以及混合到液体中的元素，用于废水处理和油污清理等。

这样的实验会让你梦见船只穿过小路却看不到彼此，或者满天都是帆船。这足以让阿基米德从浴缸里跳出来，或者把浴缸完全打翻。