目录

    序言

    01?易燃易爆的——航空煤油、橄榄油、柴油、****

    航空煤油是什么？

    橄榄油为波斯人送去光明

    神奇的“芯吸效应”

    最完美的灯油

    和炸药一起飞行

    飞机就是现代版的阿拉丁神灯

    02?令人迷醉的——葡萄酒、香水

    醉，是“中毒”的表现

    香水里的致命毒素

    吃饭时为什么要喝酒？

    你的眼睛也在品酒

    03?无坚不摧的——波浪、液态核燃料

    我们怎么漂浮起来？

    冬泳的乐趣在“四十英尺”的惊险遭遇

    巨浪是怎么形成的？

    能救命的“浅水效应”

    当核电站遇上海啸

    04?黏结万物的——树胶、动物明胶、橡胶、强力胶

    彩色的胶水

    黏糊糊的树脂

    黏性升级的动物明胶

    又弹又黏的橡胶

    撕胶带让你抓狂过吗？

    复合板与黏合剂的完美结合

    能黏住飞机的环氧树胶

    万能的502胶水

    05?如梦如幻的——液晶

    油画因层次感而美

    如何让画面动起来？

    彩色液晶更奇妙

    液晶显示器VS有机发光二极管

    06?人体分泌的——唾液、汗液、眼泪大有用处的唾液

    黏液为什么让人恶心？

    体液也可以很性感

    07?提神醒脑的——茶、咖啡

    风靡全球的饮料

    如何泡出一杯好茶？

    先加奶还是先倒茶？

    亲手试试烘焙咖啡豆吧

    摩卡咖啡壶与浓缩咖啡壶

    08?清洁杀菌的——肥皂、洗衣液、洗发水、洗手液

    用脂肪去油的香皂

    肥皂的清洁剂角色

    洗衣液会刺激皮肤吗？

    洗发水与沐浴露里的神秘成分

    洗手液走进千家万户

    09?对抗高温的——氟氯烃、全氟化合物、丁烷

    让爱因斯坦受挫的空调

    看似无害的氟氯烃

    被氟氯烃破坏的臭氧层神奇的“液下呼吸”

    10?永不褪色的——墨水、油墨

    容易被蹭脏的碳素墨水

    非常持久的铁胆墨水

    难以控制的墨水

    非牛顿流体是什么？

    圆珠笔诞生了

    11?呼云唤雨的——积雨云、雾

    水是怎么变成云的？

    备受质疑的人工降雨

    可怕的水污染

    云团其实是液体

    小心闪电

    危险的浓雾

    12?流动却坚实的——地幔、冰川、熔岩

    流动的地幔

    海平面上升，后果很严重

    冰川和山脉也会蠕动

    探秘活火山摧毁一切的火山爆发

    13?可持续性的——焦油

    让道路自我修复的焦油

    3D打印焦油

    “水足迹”

    从玻璃到塑料

    后记

    延伸阅读

    致谢

    图片版权

    迷人的液体

    Liquid：The Delightful and Dangerous Substances That Flow

    Through Our Lives

    作者：[英] 马克·米奥多尼克(Mark Miodownik)

    译者：孙亚飞

    出品方：未读·探索家

    出版社：Liquid：The Delightful and Dangerous Substances That

    Flow Through Our Lives, by Mark Miodownik Copyright Mark

    Miodownik, 2018

    First published 2018

    First published in Great Britain in the English

    Language by Penguin Books Ltd.

    Published under licence from Penguin Books Ltd. Penguin

    (in English and Chinese) and the Penguin logo are

    trademarks of Penguin Books Ltd

    Simplified Chinese edition copyright 2019 United Sky

    (Beijing) New Media Co., Ltd.谨以此书怀念我亲爱的爸爸妈妈!序言

    我曾在机场安检处有过一次遭遇，花生酱、蜂蜜、香蒜酱、牙膏，一股脑儿都

    被没收了，最让我心疼的是，还有一瓶单一麦芽威士忌。在当时的处境下，我无可

    奈何，只能说着“我要见你们领导”或是“花生酱不算液体”之类的话，尽管我心

    里明白，它就是液体。因为花生酱可以流动，呈现出外包装的形状，这是液体的特

    性，所以花生酱是一种液体。然而，这件事还是让我愤愤不平。因为即便是在充

    满“智能”技术的机场安检处，工作人员也依然不能区分液体面包酱和液体炸药。

    从2006年起，机场不允许乘客携带超过100毫升的液体通过安检，但我们的检

    测技术在那之后并没有取得明显进步。由于X射线检测仪可以透视你的行李箱，因此

    被用于提醒安检人员注意那些形状可疑的物体，比如，从吹风机中识别手枪，或是

    从钢笔中发现刀具。可是液体没有固定的形状，检测仪只能辨识各类液体包装物的

    形状。机场扫描技术可以检测出液体的黏度以及一系列试剂的化学元素，但也遇到

    了一些麻烦。比如，易爆品****的分子构成和花生酱的分子很相似，它们都含

    有碳、氢、氮、氧等元素，尽管前者是一种液体炸药，后者只是一种美食。毒素、毒药、漂白剂和病原体的种类多得吓人，要想从更多“无辜”的液体中迅速而又准

    确地分辨出它们，简直比登天还难。不仅如此，我还从很多安检员(包括他们的领

    导)那里听来了一个观点：不管是我的花生酱，还是那些我似乎常会忘记从行李箱

    中取出来的液体物品，从某种意义上说都是隐患。他们总是说服我去相信这个很勉

    强的说法。

    对于性能稳定的固态物体来说，液态就是它的“第二自我”。固体材料是我们

    人类忠实的伙伴，衣物、鞋子、手机、汽车以及机场都拥有固定的形态。可液体不

    过是流体罢了，它们可以呈现出任何形状，除非被装在容器中。当它们没有被盛放

    的时候，总是四处漫开、渗透、侵蚀、滴落，摆脱我们的控制。当你将一块固体物

    放好后，它就待在那里不动了，除非有人强行把它搬走。一般情况下，它可以胜任

    很多有价值的工作，比如，支撑一座大楼，或者为一整个社区提供电力。然而，液

    体可谓是无法无天，破坏物品时得心应手。举个例子吧，在浴室，水流总是容易漏入缝隙，蓄积在地板下面干坏事，腐蚀并破坏木质的地板托梁，要想阻止这一切，就要打一场持久战了。在光滑的瓷砖地面上，积水成了让人滑倒的“绝佳”隐患，无数人因此受伤。当水在浴室的角落蓄积时，角落又成了藏污纳垢之所，黑漆漆、黏糊糊的真菌和细菌生长出来，随时都有可能侵入我们的身体并致病。然而，撇开

    所有这些威胁不提，我们还是很钟爱这玩意儿的。我们喜欢在水中泡澡，或是在水

    下冲凉，让全身都湿透。更何况，一间浴室里如果没有各式各样瓶装的沐浴露、洗

    发露、护发素、洗面奶以及管装的牙膏，它又怎么称得上是完整的呢？因为这些神

    奇的液体，我们感到快乐，却又对它们充满担忧：它们对我们有害吗？它们是否致

    癌？它们会破坏环境吗？因为液体，欢欣与猜忌交织在一起。它们天生就是两面

    派，既不是气体也不是固体，而是居于两者之间，是一类令人难以捉摸的神秘物

    质。

    水银，数千年来人类为之欣喜不已，却也深受它的毒害。当我还是个孩子的时

    候，经常把玩液态的水银，围着桌面轻轻弹打水银球，着迷于它的与众不同，直到

    我知道了它有毒。不过，在很多古老的文明中，人们都认为水银可以益寿延年、愈

    合骨折，维持身体的健康状态。如今，我们已不清楚为何它会被赋予这些特性，也

    许是源于它的特殊性：唯一一种在室温条件下保持液态的纯金属。中国的第一位皇

    帝秦始皇，为了长生不老而服用含有汞元素的丹药，可他在49岁就驾崩了，或许是

    因为中毒。古希腊人将水银制成软膏来使用，而炼金术士们相信，水银与硫黄的组

    合是形成所有金属的基础，当水银和硫黄之间的配比达到完美平衡时，便可以得到

    黄金。迷信由此产生了，人们认为，不同的金属只要以恰当的配比混合就能制出黄

    金。尽管我们现在知道，这完全是天方夜谭，但是黄金可以在水银中溶解是千真万

    确的。如果这种液体在“吸收”了黄金后再被加热，便会挥发，留下固态的金块。

    对于很多古代人来说，这个过程就像变魔术。

    水银并不是唯一一种能吞噬其他物质并纳入其中的液体。将食盐加入水中，食

    盐会很快消失。但食盐肯定还存在于某处，可究竟在哪儿呢？但若是把水换成油，食盐就会纹丝不动，这是为什么呢？液态的水银可以吸收固态的黄金，但它对水十

    分排斥，这又是为什么呢？水可以吸收包括氧气在内的一些气体，如果不是这样，我们就将生活在一个完全不同的世界中。正因为氧气会在水中溶解，鱼类才能在水

    中呼吸。虽说水不能携带足够的氧气来供人类呼吸，一些其他的液体却可以。比

    如，全氟碳液体(全氟化合物)是一种化学反应性与导电性都极低的物质。如果你

    将手机丢入盛有全氟化合物液体的烧杯中，这种液体的惰性会让手机正常运转。全氟化合物液体也可以吸收氧气，浓度高到足以供人类呼吸。呼吸液体由此代替了呼

    吸空气。这种可供呼吸的液体具有很多可能性用途，最重要的是用于治疗患有呼吸

    窘迫综合征的早产婴儿。

    当然，液态水具有维持生命的终极特征。这是因为它不仅可以溶解氧气，还含

    有很多其他的化学物质，包括一些碳基分子，所以能为生命的出现、新生物的诞生

    提供必要的水环境。或者，至少在理论上说是这样。这也正是科学家们在其他行星

    上探测生命时，会先去寻找液态水的原因所在。不过，宇宙中的液态水十分罕见，木星的卫星木卫二的冰盖下倒是有可能存在液态水海洋。此外，土星的卫星土卫二

    上也可能存在液态水。但不管怎么说，地球是太阳系中唯一一颗在表面上就存在大

    量液态水并且可以直接使用的星球。

    一系列特殊的环境条件，使地球表面的气温与气压可以使水维持液态。特别

    是，如果没有地球中心那个由熔融金属形成的液态地核，便不会形成让我们免遭太

    阳风袭击的磁场，地表的水很可能早在数十亿年前就消散殆尽了。总而言之，在我

    们的地球上，液体产生了液体，又孕育出了生命。

    然而，液体也具有破坏性。泡沫之所以触感柔软，是因为它很容易被压缩。如

    果你跳上一块泡沫垫，就会感到它在你的脚下收缩。液体不仅不会这样，还会流动

    ——一个分子移动到另一个分子所释放的空穴中。你可以在河流中看到此景，或是

    当你打开水龙头的时候，当你用小匙搅动咖啡的时候。当你从跳板上跳下，身体栽

    入水中时，水就会从你的身边向外流开。然而，水的流动需要时间，如果你冲进去

    的速度比水流的速度还快，它便会对你施加反向的推力。当你以腹部入水的姿势跳

    进泳池时，皮肤上的刺痛感便是源于这股推力。因此，从很高的位置落水与落在水

    泥地面上没什么两样。水的不可压缩性也解释了为什么浪涛具有致命的威力，以及

    它为什么能在海啸中摧毁建筑物和城市，像卷起一根浮木般卷起一辆汽车。2004

    年，印度洋发生地震并引发一系列海啸，周边14个国家23万人遇难，这在有记录以

    来的最严重自然灾害榜上位居第八。

    液体还有个危险的特征：爆炸性。在牛津大学攻读博士学位的时候，我准备一

    些小样品来测试电子显微镜，其中的一个步骤是将一种叫作“电解抛光液”的液体

    冷冻，使其温度降至-20℃，而这种液体是乙二醇单丁醚、乙酸和高氯酸的混合物。

    实验室里的学长安迪·戈弗雷为我演示了操作方法，我觉得自己已经掌握了。然而，几个月后，安迪注意到我在进行电解抛光的时候，经常任由溶液的温度上升。有一

    天，他从我身后瞥见这一幕，大吃一惊：“我可不会这么做!”我问他原因，他指

    了指危险化学品的实验室操作守则。

    高氯酸是一种腐蚀性强酸，对人体组织有破坏性，如果吸入、吞入高氯酸，或

    是将其溅到皮肤、眼睛等处，都会有损健康。一旦加热到室温，或是在浓度达到72%

    以上(任何温度)时使用，高氯酸就会变成一种强氧化性酸。有机物如果与高氯酸

    混合或接触，特别容易受其影响而自燃。在通风系统的管道中，高氯酸蒸气有可能

    形成对冲击力敏感的高氯酸盐。

    换句话说，它可以爆炸。

    在检查过实验室后，我发现了很多相似的无色透明液体，大多数都无法和其他

    物质区分开来。比如，我们使用了氢氟酸，这玩意儿不仅是一种能钻透水泥、金属

    与鲜肉的酸，还是一种会干扰神经系统的接触性毒剂。这是一个潜在的风险，当这

    种酸腐蚀你身体的时候，你却察觉不到。意外地暴露于氢氟酸环境中，很容易被人

    忽视，它却能透过你的皮肤一直向体内渗入。

    乙醇(也就是酒精)也被列入了有毒物质的名单。或许只是在高剂量使用时，乙醇才有毒，但被它杀死的人远远多于被氢氟酸杀死的人。在全球各地的社会与文

    化中，乙醇还扮演着各种各样的角色，它在历史上一直被当作杀菌剂、止咳药、解

    毒药、镇静剂和燃料使用。乙醇的独特魅力在于，它是一种精神药物，可以抑制神

    经系统。很多人要是每天不喝上一杯酒，就什么事都做不了，而大部分社交活动也

    是在提供酒精的场所里进行的。我们也许不会信任这种液体(这是对的)，但不管

    怎么说，我们还是爱它。

    当乙醇被血液吸收的时候，我们便可以感受到它引发的生理作用。每一次强有

    力的心跳都在提醒着我们，身体中的血液扮演着多么重要的角色，以及它需要不断

    地循环。我们要对心脏这台“泵”说上一句“谢谢”，当它停下来的时候，我们也

    就死了。在世界上所有的液体中，血液毫无疑问是最重要的液体之一。幸运的是，如今心脏也可以被替换、搭桥，或是在我们身体的里里外外被研究。血液本身也可

    以被输入或输出，进行储存、共享、冷冻或复活。事实上，如果没有血液库，每年

    就将有数百万人死于手术、战伤或交通事故。然而，血液也会被一些传染病源感染，如HIV病毒或肝炎病毒，所以它在保护人

    体健康的同时也能带来伤害。由此看来，我们还得考虑到血液的两面性，所有液体

    都是如此。对于某种特定的液体来说，它是否可以被信任，是好是坏，是健康的还

    是有毒的，是可口的还是让人恶心的，这些都不太重要。真正重要的是，我们是否

    对它足够了解，是否能够驾驭它。

    要想揭示我们从管控液体中获得的力量与快感，最好的方法莫过于乘坐航班时

    瞥一眼那些被禁止携带的液体。这也是本书要讲的，在一趟跨越大西洋的航班上，提到了各种奇怪而又迷人的液体。我还能乘坐这趟航班，多亏当年读博的时候没把

    自己炸上天，反而继续从事材料学的研究，最终成为伦敦大学学院材料研究所的主

    任，而我的科研工作也包括探寻液体如何“伪装”成固体。比如，修路时用的焦

    油、沥青和花生酱、黄油都是液体，而人们往往以为它们是固体。因为这项研究，我们受邀飞往全球各地参加会议，而这本书的内容就是这一趟从伦敦飞往旧金山的

    旅行报告。

    这趟航班是用分子、心跳和海浪的语言来讲述的。我的目的是揭开液体的神秘

    面纱，并解释我们为何会变得如此依赖液体。飞机带着我们飞过冰岛的火山、格陵

    兰岛广阔的冰冻地带、哈得孙湾附近星罗棋布的湖泊，最终向南飞到太平洋的海

    岸。这是一张足够大的画布，我们可以探讨海洋、云中的水滴等不同尺寸的液体，还可以通过机上娱乐系统看看有趣的液晶，观察乘务员送来的饮料，当然，还有让

    飞机在平流层一直飞行的航空煤油。

    在这本书的每一章里，我都介绍了一种液体的特性，也多亏了液体本身具有这

    么多特性，如可燃性、溶解性以及可酿造性。我也将告诉你，液体的芯吸效应[1]、液滴形成过程、黏度、溶解度、压力、表面张力以及其他不常见的特性是如何让我

    们绕着地球飞行的。与此同时，我还将揭示，水为什么会向树梢流动，却又顺着山

    坡下泄，油为什么是黏糊糊的，波浪如何涌向远方，物品为什么会干燥，液体怎么

    变成晶体，自己酿酒的时候如何避免酒精中毒，当然，还有如何泡出一杯好茶。所

    以，请跟着我一起飞，我向你保证，这将是一段奇异而又非凡的旅程!01

    易燃易爆的

    航空煤油、橄榄油、柴油、****

    随着机舱门关闭，我们的飞机从希思罗机场的停机口推离，有一个声音宣

    布：“现在开始广播起飞前安全须知。

    “女士们，先生们，下午好，欢迎搭乘本次大英航空飞往旧金山的航班。起飞

    之前，请注意一下，现在由机组人员向您指出飞机上的安全设施。”

    我一直认为这是一种令人不安的起飞方式，因为我很确信这是个谎言，安全手

    册根本不是真的与安全有关。首先，他们压根儿忘了提飞机上的数万升液体。这些

    液体中蕴含的巨大能量足以让我们飞完全程，正是它的易燃性使喷气式引擎充满动

    力。对我们来说，引擎将跑道上这架载有400名乘客、重达250吨的飞行器从静态推

    至每小时500英里[2]的巡航速度以及4万英尺[3]的飞行高度，只需要花费几分钟。这

    种液体蕴含着令人敬畏的力量，点燃我们最狂野的梦想。它让我们在云端遨游，可

    以抵达世界上的任何一个地方。将第一位宇航员尤里·加加林送往太空的火箭中，装

    的也是这种液体，它还是最新一代Space X[4]火箭所用的燃料，可以将卫星发射到

    太空中。它就是航空煤油。

    航空煤油是什么？

    航空煤油是一种无色、透明的液体，令人困惑的是，它看上去几乎与水一模一

    样。那么，它那巨大的能量贮藏在何处？能量又是从何而来的？为什么液体内部储

    存着这么多原始能量却没有使它变得更像糖浆或者更危险呢？还有，为什么它没有

    在起飞前的安全须知中被提及？

    如果你能将“镜头”放大到原子层面，就会看到航空煤油的结构很像意大利面。每一根“面条”的骨架都由很多碳原子构成，它们依次键合在一起。每个碳原

    子都与两个氢原子相连，除了分子末端的那两个碳原子，它们是和三个氢原子相连

    的。在这个观察层面下，你就可以很轻松地说出航空煤油与水的差别了。水没有面

    条状的结构，只有一堆杂乱无章的“V”形小分子(一个氧原子与两个氢原子相连，H2O)。你肯定不会混淆，航空煤油看起来更像是橄榄油，而橄榄油也是由碳原子骨

    架的分子胡乱堆砌而成的。不过，航空煤油中的原子串更像意大利面，橄榄油中的

    原子串却生出很多枝节并缠绕在一起。

    煤油中一种烃类分子的结构[5]

    因为橄榄油的分子形态比航空煤油的分子更复杂，对它们来说，摇摆着越过其

    他分子的难度也就更大，因此不那么容易流动。换句话说，橄榄油比航空煤油更黏

    稠。它们都是油类物质，在原子层面来看也比较相似，但是因为结构上的差异，橄

    榄油就是黏糊糊的，航空煤油却能像水一样倾倒而出。这一差异不仅决定了这些油

    的黏度，也决定了易燃程度。

    波斯的医生、炼金术士拉齐(Rhazes)将一些关于煤油的发现记录在了他于9

    世纪完成的著作《秘典》中。拉齐对他所在地自然产生的喷泉非常感兴趣，这些喷

    泉喷出的不是水，而是一种黏稠且含硫的黑色液体。当时，这种像焦油一样的材料

    被提取出来，人们用它铺路，它本质上就是古代版的沥青。拉齐发明了特殊的化学

    工艺来研究这种黑色的油，如今我们将这种工艺称为蒸馏。他将液体加热，并收集

    了其中排出的各种气体。然后，他将这些气体再次冷却成液体。他最初提取的液体

    是黄色的油状物，但经过再次蒸馏之后，它们就变成了清澈透明、可以自由流动的

    物质。拉齐发现了煤油。

    这种液体将为世界做出的贡献，当时的拉齐不可能都想得到，但他知道它是易

    燃的，还会形成没有烟雾的火焰。如今看来，这一发现似乎是微不足道的，但对于任何一个古代文明而言，室内照明都是个大问题。当时，油灯采用的是最先进的制

    灯技术，在很长一段时间里，油灯在点燃的时候总是会产生很多油烟。无烟油的灯

    可以说是革命性的发明，以至于其重要性在阿拉丁的故事中广为流传。这个故事出

    自《一千零一夜》，阿拉丁发现了一盏油灯，那是一盏有魔力的灯。当他擦拭灯的

    时候，一只强大的妖怪被他释放出来。这个妖怪注定要服从这盏灯的主人，这可了

    不得。当时的神话故事中经常会出现妖怪，据说它们是由无烟火焰炼出的超自然物

    种。这种新液体的重要性以及它制造出无烟火焰的能力，炼金术士拉齐肯定会记录

    下来。那么，为什么当时的波斯人没有开始使用这种新“魔法”呢？一部分原因在

    于橄榄树在他们的经济与文化中所占据的重要地位。

    橄榄油为波斯人送去光明

    9世纪时，橄榄油是作为波斯油灯燃料的不二选择。在这一地区，橄榄树生长得

    十分茂盛，不仅耐干旱，还出产大量橄榄果，橄榄果被压榨后便可得到橄榄油。大

    约20颗橄榄果就可以榨出一汤勺的橄榄油，这足以供一盏油灯照明1个小时。如果一

    个家庭每晚需要照明5个小时，那么一天就要用掉100颗橄榄果，一年就要用掉3.6

    万颗橄榄果，这还只是供一盏灯。波斯人为了让他们的帝国出产足够多的油用于照

    明，就需要大量的土地和时间，因为橄榄树通常在种下的前20年里不会产果。波斯

    人还要保护他们的土地，以防被那些觊觎这一宝贵资源的人夺走，所以他们要管理

    城镇，而这就意味着需要更多的橄榄树，以便所有人都能烹饪和照明。为了供给一

    支军队，他们需要为之缴税，而在波斯，缴税就是向政府上缴一部分橄榄果。因此

    你会发现，橄榄油是波斯的社会与文化核心，所有中东文明都是如此，直到他们发

    现新能源和税收替代物。拉齐的实验证明，这种新能源就在他们的脚下，但它还要

    继续待上1000年。

    与此同时，油灯也在进化。9世纪的油灯设计看起来很简单，却出人意料地精

    巧。如果这是一碗橄榄油呢？如果你想将它点燃，就会发现这十分困难。之所以不

    易，是因为橄榄油具有非常高的闪点。闪点，是指可燃液体与空气中的氧气自发反

    应并形成火焰的最低温度。橄榄油的闪点是315℃，所以使用橄榄油烹饪非常安全。

    如果你将它溅到了厨房里，它不会立即被点燃。而且，煎炸大多数食物时，你只需

    要将温度加热到200℃左右，这仍然比橄榄油的闪点低了100多摄氏度。因此，用橄

    榄油烹饪菜肴很轻松，不会出现油滴爆燃的情况。拉齐时期，人们使用的古代油灯(复制品)

    不过，被加热到315℃时，你的橄榄油锅会突然变成火焰，并发出大量的光。这

    个过程不仅异常危险，火焰也昙花一现，飞快地消耗掉所有燃料。你一定在想，是

    否还有比点燃橄榄油更好的照明方法，当然有。如果你将一根棉线浸入油中，只露

    出一截线头儿，然后将其点燃，棉线的顶端就会产生一抹明亮的火焰，这样就不需

    要点燃整个锅里的油了。生成火焰的不是棉线，而是从棉线中渗出的油。这个办法

    十分巧妙，但还能进一步改进。如果你想让它继续燃烧，火焰不会向下烧到油中，油反而会顺着棉线向上爬，只有在它到达顶部时才会被点燃。这可以让火焰燃烧数

    小时之久，实际上，只要碗里有油，火就不会灭。油能无视重力的存在而自由移

    动，这一过程叫作芯吸效应。看起来似乎有些不可思议，但这是液体的基本性质，因为它拥有一种叫作表面张力的特性。

    液体具有流动特性，因为它的结构处于混沌的气态与“监狱般”的固态(对分

    子而言)之间，是一种过渡状态。在气体中，分子具有足够多的热能，可以互相挣

    脱并自主运动。这就使气体具有动态性，它们可以膨胀，直到填满所有可用的空

    间，但它们几乎没有结构。在固体中，原子和分子间的吸引力比它们拥有的热能更

    强，这使它们紧密地结合在一起。因此，固体具有很多结构，却几乎没有自主性。

    当你拿起一只碗的时候，碗上的所有原子都一起运动，形成一个整体。液体是两者的中间状态，原子具有的热能足以打破它们与相邻原子的一部分结合力，却又不足

    以打破与所有原子的联系而变为气体。因此，它们只能被困于液体中，却又能在其

    中四处移动。这便是液体的本质——一种物质形态，分子可以自由徜徉，与其他分

    子不断地建立或切断联系。

    液体表面的分子所处的环境与液体内部的那些分子不同。它们并没有完全被其

    他分子包围，所受到的平均作用力要低于液体内部的分子。表面分子与内部分子受

    力不平衡，形成了一股张力，我把它称为“表面张力”。这股力非常小，却又大到

    足以抵抗施加在小型物体上的重力，这也是一些昆虫能在池塘水面上行走的原因。

    水黾在水面上行走

    仔细看一下水黾在水面上行走的过程，你会发现它的腿是被水抵开的。之所以

    会这样，是因为水和虫腿之间的表面张力产生了排斥力，并抵消了重力。而一些固

    液界面的作用力正好相反，形成的是分子间的引力，水和玻璃就是如此。观察玻璃

    杯中的水，你会发现水接触玻璃杯的边缘部分像是被拽了上去，我们称之为“弯月

    面”，这也是一种表面张力效应。

    神奇的“芯吸效应”植物精通于同样的戏法。它们可以无视重力，利用一种贯穿于根、茎、叶的微

    型导管系统，将水从地面吸到植物内部。由于这些导管极其细微，因此导管的内表

    面积与液体体积的比值也急剧上升，所以表面张力效应也变得显著。因此，商家会

    售卖“微纤维”布料用于擦洗玻璃，这种布料含有类似于植物的毛细管道，能够快

    速吸收水分，帮人们更高效地完成清洁工作。厨房用纸能擦掉溅出的液体，运用的

    也是这一原理。这些都是芯吸效应的例子，表面张力同样会让油沿着棉线往上爬，更准确地说，是沿着灯芯往上爬。

    如果没有芯吸效应，蜡烛就无法被点亮。当你点燃烛芯时，热量会将蜡熔化，并形成一个充满蜡液的小池子。液态的蜡顺着微管向烛芯上方移动，直抵火焰，向

    火焰输送一些新的蜡液供其燃烧。如果你选择了合适的烛芯材料，火焰燃烧时的热

    量足以形成一个蜡液小池，从而确保燃料稳定地流动。这种看似复杂的系统具有自

    主调节能力，不需要我们投入太多。虽然如今已不再将蜡烛当作一种神秘物质，但

    它们确实如此精妙。

    数千年来，芯吸效应都是全球各地室内照明应用的基本原理，不管是蜡烛还是

    油灯。如果没有这两种照明工具，这世上的夜晚便会永远堕入黑暗。正如你猜到

    的，油灯在油料作物充足的地区比较受欢迎，蜡烛则主要是在石蜡或动物脂肪更容

    易获取的地区被使用。然而，尽管设计巧妙，蜡烛和油灯还是有一些缺点。除了显

    而易见的火灾风险，它们还会产生油烟，火焰的亮度不高，异味和经济成本高也是

    大问题。这便意味着，总有人会去寻找更优质、更便宜且更安全的照明方式。拉齐

    在9世纪时发现的煤油，如果有人注意到的话，或许就能成为解决方案。

    飞机上的“起飞前安全须知”正在卖力地播报着，乘务员们忽视了航空煤油的

    重要性，直到现在都没有提及一句，尽管这种革命性的液体此时此刻正在被喷射到

    机翼下方的喷气式引擎中，为飞机在跑道上的滑行提供动力。而他们正在播报着

    当“机舱失压”时应该怎么做。作为一名英国人，我很感激这个词的保守性，因为

    听上去这好像不是什么大事。然而，“机舱失压”意味着当飞机在很高的海拔巡航

    时，如果机舱突然出现了一个洞或一条裂痕，所有的空气，连同那些没有系上安全

    带的人，都会被吸出舱外。这时，通常不会有足够的氧气来供人们呼吸，所以氧气

    面罩就被设计成从座位顶部落下。飞机会立即开始陡降，回落到氧气较多的低海拔

    区域。直到这时，存活下来的人才算是真正安全了。缺少氧气，对于古代的油灯来说同样是个问题。这种油灯设计没有让燃料接触

    足够多的氧气并完全燃烧，这也是火焰的光会比较暗淡的原因。在18世纪，这仍然

    是个问题，直到一位名叫艾梅·阿尔冈(Ami Argand)的瑞士科学家发明出一种新型

    油灯，使用套筒状的灯芯，并用透明的玻璃灯罩予以保护。这样设计，空气就可以

    从火焰中间穿过，从根本上增加了氧气的输送量，油灯的燃烧效率和亮度也相当于

    六七根蜡烛。这一革新还最终证实了，橄榄油和其他植物油并不是理想的燃料。要

    想获得更高的亮度，就需要更高的温度、更快的芯吸效应，而芯吸的速度则取决于

    液体的表面张力与黏度。为了寻找更便宜、黏度更低的燃油，人们开展了更多的实

    验。悲催的是，很多鲸因此而死亡。

    《猎捕抹香鲸》，约翰·威廉·希尔(John William Hill)于1835年创作

    通过熬煮鲸脂条可以获得鲸油。鲸脂释放出来的油，呈清澈的蜂蜜色。它并不

    是很好的烹饪或食用油，但230℃的闪点与较低的黏度让它非常适用于油灯。

    阿尔冈油灯的鲸油用量，在18世纪末期出现突飞猛进的增长，特别是在欧洲和

    北美地区。在1770到1775年间，马萨诸塞州的捕鲸人每年生产4.5万桶鲸油以满足

    市场需求，捕鲸业因室内照明而蓬勃发展，成为一个大产业，部分种类的鲸因此而

    濒临灭绝。据估计，到19世纪时，人们为了获取鲸油，已经屠杀了超过25万只鲸。最完美的灯油

    这种情况不能再继续下去，况且室内照明的需求还在不断增长。随着人口数量

    越来越多、人们越来越富裕，教育问题也越来越受到重视，在夜晚读书与娱乐的文

    化开始流行起来，对燃油的需求随之增长，发明家和科学家的压力也越来越大。其

    中，有位名叫詹姆斯·扬(James Young)的苏格兰化学家在1848年发现了一种从煤

    炭中提取液体的方法，并将这种液体放在油灯中燃烧，效果非常好。加拿大发明家

    亚伯拉罕·格斯纳(Abraham Gesner)也发现了这一产品，并称之为煤油。这本来

    也不算什么大事，令人始料未及的是，它恰好发生在美国南北战争爆发之前，捕鲸

    船成为军事目标，向其他灯油征税为新发现的煤油创造了立足之地。不过，煤油产

    业一直未能真正地发展起来。没过多久，发明家们就不再围着煤炭打转，转而研究

    一种在煤矿附近经常可以发现的黑色油体。这种必须用泵从地下抽取的原油，是散

    发刺鼻气味的黑色黏稠物质。不过，在使用这种原料前，他们还得先学会蒸馏，也

    就是最初由拉齐使用的古老工艺。这门生意非常赚钱，这一次，妖怪真的从灯里冒

    了出来。

    与此同时，在我乘坐的飞机上，仍然没有人提及航空煤油。安全须知里有很多

    关于紧急出口的内容，在我前方的乘务员挥舞着双臂，伸出手指，指明了出口的位

    置。我被告知，在我身后有两个出口，机舱前方也有两个，还有两个位于机翼的上

    方。我很想再加上一句：“在我们脚下的油箱中，有5万升煤油，而在飞机的两片机

    翼下，还各存有5万升。”我可能是嘟囔了几句，因为我引起了邻座乘客的注意，暂

    且叫她苏珊吧。自打上了飞机之后，这是她第一次抬起头并将视线从书上挪开。她

    戴着红框眼镜，视线越过镜框上缘打量了我一下，便又继续读书。她那一瞥肯定还

    不足一秒钟，却像是有一个声音在说：“放松点儿。飞机是最安全的长途交通工

    具，难道你不知道每天都有100多万人在平流层上飞行吗？发生空难的概率微乎其

    微。不，比微乎其微的概率还要低。坐下吧，别担心，看看书……”我知道这对于一

    个眼神来说，传达的信息有些太多了，但是请相信我，她真的用眼神说了这些。精炼油厂(高柱是蒸馏釜)

    话说回来，不管情况是好是坏，我思考的无非就是煤油，以及19世纪中叶那些

    发明家用来提炼原油的卓越技艺——蒸馏。为了蒸馏出油，拉齐使用过一种叫

    作“蒸馏器”的装置，现在我们称之为蒸馏釜，就是你在原油精炼厂看到的那些高

    耸的塔。

    原油是由很多形态各异的烃类分子构成的混合物，有一些分子很长，就像意大

    利面，有的则更小一些，形态也更为紧凑，还有一些分子是以环的形式结合的。每

    个分子的骨架都是由碳原子构成的，顺次靠化学键[6]结合在一起。每个碳原子上还

    有两个氢原子与之相连，但是它们的外形和尺寸都相差很大：分子的大小从仅有5个

    碳原子到几百个不等。不过，碳原子数目不足5个的烃类分子极少，因为太小的分子

    一般会以气态的形式存在，它们被称为甲烷、乙烷、丙烷和丁烷。分子越长，沸点

    就会越高，越有可能在常温时以液态形式存在。大到含有40个碳原子的分子，肯定

    也是存在的，但是如果变得再大一些，便会很难流动，就像沥青。

    蒸馏原油的时候，小分子会先被提取出来。含有5至8个碳原子的烃类分子会成

    为极易燃烧的清澈透明液体。它的闪点为-45℃，也就是说，即便气温低至零下，它

    也很容易被点燃。实际上，因为太容易被点燃，将这种液体加入油灯也会变得格外

    危险。所以，在石油工业发展早期，它都被当成废料丢弃。后来，当我们更了解它的优点时，它就成了香饽饽，特别是将它和空气混合后再点燃，能产生足以推动活

    塞的热气体。再后来，它被命名为汽油，而我们现在将它作为汽油发动机的燃料。

    含有9至21个碳原子的分子大一点，可以形成比汽油沸点更高的清澈透明液体。

    它蒸发的速度比较慢，也没那么容易被点燃。不过，因为每个分子都很大，所以当

    它和氧气发生反应的时候，可以释放出更多的能量，还是以热气体的形式。它不容

    易被点燃，除非将它喷入空气中。它在突然变成火焰之前，还可以被压缩至较高的

    密度。这是由鲁道夫·狄塞尔(Rudolf Diesel)在1897年发现的，最终这一液体以

    他的名字命名，并成就了他的伟大发明——柴油机，那是20世纪最成功的发动机。

    原油中包含的烃类分子混合物(图中只显示了碳原子)

    不过，在石油工业早期，也就是19世纪中叶，柴油发动机还没有被发明出来，人们反倒迫切需要用作灯油的可燃物。在寻找这种油的时候，生产商制造出了一种

    液体，其分子中的碳原子数量在6至16之间。这种液体介于汽油和柴油之间，具有柴

    油的优点，不会快速挥发，也不会形成易爆的混合物。但它仍然是黏度很低的流

    体，就像水一样，因此芯吸效应十分显著，这使得被点燃后的火焰异常明亮。这种

    液体可以说是物美价廉，也不用依赖橄榄树或鲸。它就是煤油，最完美的灯油。和炸药一起飞行

    但它安全吗？我的意识有一些神游。我试着按照苏珊暗示的那样放松一些，但

    注意力又被转移到乘务员身上。他们开始讲解安全须知中有关救生衣的部分。现

    在，他们都穿上了救生衣，并做出吹气的样子。此时我很想知道，紧急迫降在海

    上，生还后漂浮在水面上是什么感觉，或许还是在晚上。我也很想知道，当这样的

    事故发生时，飞机油箱中的航空煤油会怎么样。会爆炸吗？

    我知道，有一种液体肯定会爆炸，那就是****。和煤油一样，****也

    是无色透明的油状液体，它最早是由意大利化学家阿斯卡尼奥·索布雷洛(Ascanio

    Sobrero)在1847年合成的。****没有杀死他，简直就是个奇迹，因为这是一

    种异常危险的不稳定化学品，很容易发生意外爆炸。阿斯卡尼奥被****的潜在

    用途吓坏了，对此守口如瓶整整一年，甚至还试图阻止其他人制造它。然而，他的

    学生阿尔弗雷德·诺贝尔(Alfred Nobel)也发现了这种液体的潜力，并认为它可

    以替代黑火药。最终，他成功地将****由液体变为固体，使它更易于掌控，不

    会突然爆炸(尽管如此，他的弟弟埃米尔还是因此丧生)，炸药诞生了。炸药重塑

    了采矿业，也让他成了富豪。在炸药出现以前，采矿企业只能派工人去挖掘隧道、矿井和矿洞。阿尔弗雷德·诺贝尔用自己的财富(或者说是一部分财富)创立了世界

    上最著名的奖项——诺贝尔奖。

    与汽油、柴油和煤油一样，****也是由碳和氢构成的，不同的是，它还含

    有氧原子和氮原子。由于这些原子的存在以及它们在分子中所处的位置，****

    变得极不稳定。如果分子因为冲击或振动而受到压力，就很容易裂开。出现这种情

    况时，氮原子会结合在一起形成气体(氮气)，分子中的氧原子会和碳原子发生反

    应后形成二氧化碳，氧原子还会和氢原子反应形成水蒸气，最后剩下一点氧气。当

    分子分解时，会在****内部产生冲击波，这就让邻近的分子也开始散架，并产

    生更多气体，进而持续产生冲击波。最终，所有的****分子都在这个链式反应

    中分解了，这一过程的发生速度是声速的30倍，液体几乎是在一瞬间变成了很热的

    气体。气体的体积是液体的上千倍，因此膨胀得非常迅速，从而形成惊人而又剧烈

    的热爆炸。第二次世界大战期间的大多数破坏，都是由****型炸药被广泛使用

    造成的。****的分子结构式

    只允许乘客携带低于100毫升的液体登机，是为了防止有人将大量类似****

    的液体爆炸物带上飞机，这足以炸毁整架飞机。当然在这一限量以下，****还

    是会爆炸，但是不足以让飞机坠毁。不过，一想到每升航空煤油中蕴含的能量是硝

    化甘油的10倍，而飞机油箱中有几万升的煤油，还是会让人不寒而栗。

    不过，航空煤油并不是爆炸物，它不会自发爆炸。与****不同，它的分子

    结构中不含有任何氧原子或氮原子，因此相当稳定，不会无缘无故爆炸。你可以猛

    砸它、挤压它，甚至用它冲凉，都不会发生爆炸。航空煤油与它那个威力小一些

    的“兄弟”****不同，如果你想驾驭它，还得让它和氧气发生反应。煤油与氧

    气进行反应时，会产生二氧化碳和水蒸气，但是因为该反应会受到接触氧气的限

    制，所以燃烧是可控的。

    煤油蕴含着超强的能量，而我们能用可控的技术手段燃烧它，这让它成为一种

    重要的液体。目前，全球每天大约会消耗10亿升煤油，主要是用在喷气式飞机的发

    动机和火箭上，但在很多国家，它仍被用于照明或取暖。在印度，还有3亿多人在他们家里使用煤油灯照明。

    不过，尽管我们总以为自己已经控制了煤油，但它还有危险的一面。2001年9月

    11日的恐怖袭击，就是一个典型的例子。那一天我在家里，难以置信地盯着电视。

    说实话，我记不清我看到的是第二架飞机撞入双子大厦其中一座的现场直播，还是

    一段新闻的回放剪辑，但它实在令我震惊。我目瞪口呆地站在电视机前，试图去消

    化这段画面。两座大厦起火了，有报道称，还有别的飞机撞向了其他地方。情况似

    乎已经不能再糟了，不过很快传来了更坏的消息：第一座大厦轰然倒塌，像是巨兽

    的慢动作，紧接着，第二座大厦也倒塌了。我们本应为此做好准备，至今却依然麻

    木。

    是飞机上的燃料引起了大厦的倒塌。那不是一场爆炸，因为煤油是稳定的。

    FBI(美国联邦调查局)通报称，大厦的楼板被破坏，风便由此处吹进来，煤油与随

    风潜入的氧气发生反应，将楼板加热到800℃以上。这个温度足以将大厦的钢结构熔

    化，虽然钢材的熔点在1500℃以上，但是在800℃时，钢的强度会下降到正常强度

    的一半，于是钢结构开始变形。一旦有一层楼板变形，整座大厦就会坍塌到下一层

    并造成新的变形，如此一层接一层地坍塌，就像纸牌屋一样。共有2700多人在双子

    大厦的坍塌中死亡，其中包括343名纽约的消防员。这一系列的恐怖袭击在世界史上

    极具象征意义，不仅因为它们引发了战争，恐惧也随之而来，还因为这些大厦的倒

    塌有力地象征着民主文明的脆弱。而参与这场大毁灭的破坏分子，就是飞机上的航

    空煤油。

    所以你可以看出，为什么我认为航空煤油应该在安全须知中被提及。但我们的

    安全须知刚刚播报完毕，他们还是没有提一句飞机上有15万升航空煤油的事，更没

    有评价这种液体的两面性。怎么说呢？一方面，它是一种十分普通、透明的油，非

    常稳定，你甚至可以朝油箱里扔一根点着的火柴，它也不会被点燃；另一方面，当

    它与适量的氧气混合后，威力就会变得比易爆品****还要大10倍。我的邻座苏

    珊看起来并没有因此感到困扰，她依旧深深地沉浸在书中。

    尽管并没有在安全须知中被提及，可不管怎么说，我还是知道航空煤油就藏在

    飞机里。如果你仔细想想便会发现，安全须知播报不过是一种我们所有人都会举行

    的全球化仪式罢了，无论我们是何种种族、国籍、性别或是信仰何种宗教。在煤油

    被点燃并推动飞机起飞之前，我们都会参与其中。乘务员通过安全须知告诉我们飞行中的风险，如水面迫降，但那其实是非常罕见的，哪怕你每天都在坐飞机，一辈

    子可能都不会遇上一次。所以，这些并不是真正的安全须知。就像所有的仪式一

    样，语言经过重新编码，并包含了一系列特殊的动作和使用道具。在宗教仪式中，这些道具通常是蜡烛、香炉和圣餐杯；而在起飞前的安全仪式中，它们是氧气面

    罩、救生衣和安全带。这项仪式传达的信息是：你即将做的事情是极度危险的，但

    是工程师们为你提供了几乎安全的保障。“几乎”一词，通过殷勤的动作和前面提

    到的道具得以强调。这项仪式在你的日常生活与当下的命运之间画出一条界线。平

    时，你可以保护自己的人身安全；现在，你却将控制权出让给一群人以及他们的工

    程系统，因为他们掌控着这个星球上威力最大的液体之一，它可以将你射入高空，飞抵你要去的地方。换句话说，你必须绝对信任他们，你的小命就捏在他们手中。

    所以，每趟航班起飞前的安全须知播报，本质上是一场获取信任的典礼。

    飞机就是现代版的阿拉丁神灯

    乘务员开始沿着过道走过来，检查乘客的安全带是否已经正确系好，行李是否

    已经装好。我知道这场安全仪式已经接近尾声了，正在进行最后的祈祷。我庄严地

    向乘务员点头示意，而飞机已经来到了跑道上，准备起飞。而这一千多年来积累的

    知识，被用于将液态的煤油转化为飞行动力。

    如果你也曾吹起一只气球又将它放开，任由它“嗡嗡”作响，一边排出气体一

    边在房间里乱飞，你也会获得喷气式发动机的创造灵感。将压缩气体朝着某个方向

    排出，气球就会被推向反方向，这当中蕴含着牛顿第三运动定律，即任何作用力都

    会产生大小相同、方向相反的反作用力。不过，在飞机中储存足够的压缩气体，是

    很不经济的做法。幸运的是，英国工程师弗兰克·惠特尔(Frank Whittle)找出了

    解决这一问题的方法。他认为，既然天空中已经充满了气体，飞机就没有必要自己

    携带气体，只需要在飞行的时候将天空中已有的气体压缩，再将其向后喷射。唯一

    需要的，是一台可以压缩空气的机器。你在登机时会看到这种压缩机挂在机翼下

    方，它就像一台巨大的风扇。它的确是风扇，但在你看不到的机械内部，还有10台

    甚至更多的风扇，每一台都比前一台小一些。它们的功能是吸入空气并将其压缩。

    在那里，压缩气体会进入位于发动机中心的燃烧室，与航空煤油混合并被点燃，形

    成一股热气流，从发动机的后部喷出。这种设计的精巧之处在于，热气体从发动机

    中喷射出去时，其中一部分气体的能量被用于旋转涡轮组，正是这组涡轮推动着发动机前部的压缩机旋转。换句话说，在空中飞行的时候，发动机从热气体中获取动

    力，进而收集并压缩更多的空气。

    从发动机后部喷射出的气体，为我们这架重达250吨的飞机加速。当你坐在一架

    飞驰的飞机上望着窗外时，总是很难感受到它究竟有多快。经过跑道上的每一处隆

    起时，机翼都会笨拙地振动或摆动，完全看不出它即将在空中展现出工程学的优雅

    美感。速度达到每小时80英里时，机舱中“嗒嗒嗒”和“呜噜噜”的声音会让人有

    些惊慌。如果我没坐过飞机，这个时候我很可能会怀疑自己是不是永远也不会着陆

    了。

    煤油中蕴含的全部能量推着我们向前，越来越快，一种比****威力更大的

    燃料正以每秒4升的速度被消耗着。直到此时，我们的飞机才靠近2英里长的跑道的

    尽头，速度达到了每小时160英里。按理来说，这是本次航班最危险的时刻，前方已

    经没有多余的跑道了，如果我们不能尽快升入空中，就将冲出跑道尽头，带着油箱

    中成千上万升液态煤油，一头扎进附近的大楼之中。还好，我们就像湖面上起飞的

    天鹅一般，矜持地爬升到了空中，仅仅用了几秒钟，就把地面上所有的建筑、汽车

    和人群抛在了身后。这是飞行中我最喜欢的时刻，特别是穿过伦敦的低云层，拥抱

    明媚阳光的那一刹那。那一天也是如此，这种感觉，就像是来到了另一个王国，我

    乐此不疲。

    从某种程度上来说，飞机就是现代版的阿拉丁神灯，煤油便是藏在里面的“妖

    怪”，满足你飞往世界任何地方的愿望。带着你飞翔的不是魔毯，而是一种更棒

    的“法宝”——机舱。它保护你不受严寒和劲风的侵扰，让你在旅途中更舒服地休

    息，甚至是好好睡上一觉。

    当然，和所有妖怪一样，它也有黑暗的一面。我们迷恋于煤油蕴含的强劲动

    力，但是飞行以及各种依赖原油的产品为全球气候带来了一场浩劫，地球正在快速

    升温，因为人类燃烧的煤油等燃料排放出了大量二氧化碳。目前，全球每天会消耗

    160亿升油品。能否找到一种将妖怪重新送回瓶中的办法，无疑是21世纪最重要的课

    题之一。

    不过，坦白讲，当我飞上云端时，并没有在思考这个问题，只是不住地对云景

    啧啧称奇，等待着小推车到来并喝上一杯饮料，而它此时还在过道中缓缓前行。02

    令人迷醉的

    葡萄酒、香水

    在我们到达4万英尺的巡航高度前，我一直非常享受，坐在靠窗的座位，向下看

    着一片片云彩，阳光掠过它们照进了机舱。我把头转到另一侧，正好撞见了邻座的

    凝望，她刚好也在盯着窗外欣赏。

    “这个时候要是能跳出去一定很爽，落进那些松软又温暖的大‘棉花糖’里，对吧？”我说。

    “可它们并不暖和啊。”她反驳道。

    “呃，你说得对，确实不暖和。”我说，“抱歉。”

    我的天，我真那么说了？我心想。那是一杯酒吗？它是不是已经钻进我的脑子

    里了？我看了看面前绿色小塑料瓶的标签，刚才喝的液体确实是用霞多丽葡萄酿

    制、产于澳大利亚的葡萄酒，它的介绍是“香味浓烈，有香草奶油般的余味”。我

    呷了一口，试着品尝这酒的味道。然而，香草味我没有尝到，倒是有点儿酸味，还

    夹杂着一股花香。我再次查看了标签，上面写着酒精含量为13%。

    醉，是“中毒”的表现

    乙醇的化学性质与煤油很相似。首先，它们都可以燃烧，如果你曾试过火焰甜

    点，应该已经见识过这一点了。通常，人们会用白兰地加工这类奇妙的美食，因为

    这种酒的乙醇含量很高，一般是40%。正是它在你的甜点上方，燃出浅蓝色的火焰。

    纯乙醇也是非常易燃的，还被用作汽车燃料。巴西是采用甘蔗生产乙醇的主要

    基地，并将乙醇产品用于交通工具。巴西也是使用可持续生物燃料最多的国家之一，国内约有94%的客车都使用了不同比例的乙醇。乙醇的制造过程是这样的：先将

    甘蔗榨成汁，再用酵母发酵甘蔗汁。葡萄酒和啤酒也采用了同样的工艺。酵母消耗

    了甘蔗中的糖分，并产出乙醇。若是用作生物燃料，乙醇还会被精炼，得到纯乙

    醇。生物燃料的使用在其他国家并没有像在巴西那样普遍，一方面是因为化石燃料

    生产起来要便宜得多，另一方面则是因为生产乙醇需要足够多的土地，以满足整个

    国家交通系统运转的需求。因此，绝大多数国家种植乙醇作物，主要是为了生产饮

    品。

    在葡萄酒、啤酒、烈酒这些风靡全球的饮料中，乙醇是重要成分。但乙醇是有

    毒的，也正是它的毒性让人迷醉。醉，本来就是“中毒”的一种表现。乙醇的毒素

    会抑制神经系统，并导致认知功能与运动功能丧失，还会让人失去控制。奇怪的

    是，抛开这些严重的生理影响，轻微中毒的感觉竟如此让人陶醉。对我来说，它让

    我变得不那么紧张，忧愁少了，脸上也露出了笑容，要是喝得再多一些，便会毫无

    顾忌地手舞足蹈了。实际上，在结束了一周的辛苦工作后，没有什么能比醉人的饮

    料更让我感到愉快了。“喝掉我吧!”一瓶葡萄酒说，“只要一点点，世界就会变

    得大不一样。”

    “醇”是对一系列分子的通称，就像汽油和柴油那样，它们含有碳和氢。不同

    的是，还有氢原子与氧原子与之相连，这些额外连接的原子被称为“羟基”[7]。不

    同醇类的分子尺寸差异很大，我们平常喝的乙醇有两个碳原子，“乙”在化学上通

    常代表“二”。它是一种极性分子，也就是说，分子中的电荷出现了分离。对于醇

    类而言，出现这一情况是因为羟基。水分子也含有羟基，也是极性分子。这一相似

    性使乙醇溶于水。酒瓶标签上的“酒精含量”其实是在告诉你，你准备喝的饮料中

    溶解了多少乙醇。而我正在品味的霞多丽葡萄酒，含有13%的酒精。

    虽说乙醇分子的一侧与水相似，但在另一侧，也就是烃基结构那一部分与油类

    以及脂肪分子很相似，而这些正是你身体中细胞的保护层。这样的相似性使乙醇越

    过细胞膜的防御，而且它很小，可以偷偷穿过胃壁细胞，直接进入你的血液中。饮

    酒的时候，摄入的乙醇大约会有20%穿过你的胃壁直接进入血液，所以你在喝下它之

    后，几乎可以瞬间产生生理反应。甲醇与乙醇的化学结构对比，两者均为醇类。甲醇有一个碳原子，而乙醇有两个，两

    者都是极性分子，并含有一个羟基，也就是末端的-OH。水也是极性的，这一相似性使甲

    醇和乙醇均能在水中很好地溶解

    这也可以解释我对苏珊说的荒唐言辞，想到这里，我迅速瞟了一眼她的方向，看她是不是被叨扰了。她依旧沉醉在她的小说之中。她有一头灰色的短发，戴着红

    框眼镜，身穿黑色T恤，至于年龄，我猜大约55岁。她的T恤上有一小撮掉落的毛

    发，看起来明显比她自己的更长。是她爱人的头发吗？我想知道，是不是他们在机

    场拥抱告别时，不小心蹭到了衣服上，或者，那是从她的宠物狗身上脱落的毛？

    狗喝下乙醇后也会迷醉，所以专供宠物在节日享用的无醇酒在市场上越来越受

    欢迎。人也可以喝无醇酒，尽管根据我的体验，它们喝起来一点儿也不像酒。不

    过，这说明了普通葡萄酒在多大程度上依赖酒精来平衡葡萄汁里的甜味与果味。正

    因为如此，葡萄酒才有了成熟与专业的气息。乙醇让葡萄汁变成了一种成人饮品，它的确是一种毒药，但它的魅力让我们心甘情愿地为之臣服。

    我已经感觉有些醉了。但是因为我已经有一段时间没吃东西了，所以还会醉得

    更厉害。没有食物拖慢乙醇通过胃的脚步，于是它现在已经到了我的小肠中，在那

    里进入我的血液，然后光临我的肝脏。肝负责处理这种毒素，但它只能以一定的速

    度代谢乙醇，大约是每小时一杯酒(这取决于你的身材)。如果你喝的速度更快，乙醇进入血液的速度也更快，直到超过肝脏处理它的速度，这样它就会渗透到其他

    器官，在你身体的各个部位施展威力。比如，乙醇对大脑的影响是因人而异的，取

    决于你喝了多少、你的精神状态，以及其他生理状况。不过通常来说，乙醇会抑制

    你的神经系统，让你不再感到压抑，心情变得好起来。

    乙醇也会影响其他器官。它会暂时削弱心肌，让心脏的跳动不再那么有力，从

    而降低你的血压。当血液循环到你的肺部时，会从你吸入的空气中带走氧气，一部

    分乙醇分子就会越过细胞膜，随着二氧化碳一起从你的血液中排出。当你呼气的时候，乙醇蒸气也在其中，所以你能闻出来某个人刚喝过酒。测试某人的呼吸中是否

    含有乙醇，其实就是酒精检测仪运用的原理，交警用它来测试疑似酒驾的司机是不

    是真的醉了。

    香水里的致命毒素

    虽说呼吸时的酒味并不好闻，但乙醇的另一面，也就是更接近油而非水的那一

    面，为我们提供了一种相当芬芳的液体——香水。从佛手柑与橙子等植物中提取的

    精油，从没药中提取的树脂，以及麝香这样的动物源物质，都可以溶解在乙醇中制

    成香水。当你将香水擦拭在温暖的皮肤上，乙醇就会挥发，精油却留在了你的身

    上，缓缓地向空中飘散，将你笼罩在自己喜爱的香味中。机场候机厅中堆积如山的

    各种香水，全都充满了乙醇。如果你实在想要买醉一场，也可以去喝香水，而它们

    对你造成的影响也会和伏特加一样。不过，你还是小心一点儿比较好，有些廉价香

    水中的乙醇会含有甲醇。

    甲醇是最小的醇类分子，只有一个碳原子，不像乙醇那样有两个。这一点小小

    的差别，显著地改变了它的药理活性，也使甲醇的毒性远远大于乙醇。一小盅纯甲

    醇就可以造成一个人永久性失明，三盅便可以置人于死地。之所以会这样，是因为

    甲醇一旦进入身体中，你的消化系统就会将它代谢为甲酸和甲醛。甲酸会攻击神经

    细胞，特别是视神经细胞。如果你喝了太多，视神经细胞会被严重破坏进而导致失

    明，这也是英语中管“烂醉”叫“瞎醉”的原因。甲酸也会冲向你的肾脏和肝脏，并造成永久性的伤害，也许会致命。

    甲醇是在酒精饮料发酵期间产生的，特别是伏特加和威士忌等烈性酒。不过，通过一些酿造工艺可以将它去除，所以你一般不会在市面上出售的烈酒中看到它。

    但如果你要制作诸如摩闪[8]、胡齐[9]、炮厅[10]或者其他私酿酒时，就得非常小心

    了。这些饮品通常是由玉米、小麦或土豆的淀粉发酵而成，由此得到的低浓度乙醇

    混合物被称为“原浆”，随后连接到蒸馏器的管道系统，加热后得到含有高浓度乙

    醇的酒。最开始从蒸馏器中蒸出的液体是浓缩的甲醇，你必须将它丢掉。有经验的

    私酿师知道这一点，但每年还是会有一些人因为第一次酿造“摩闪”没有经验而死

    亡。

    有些想喝便宜酒的人，偶尔也会饮用那些容易买到的含乙醇的液体，比如防冻液、清洁剂和香水。这可不太行，不仅是因为这些液体尝起来很恶心，更是因为，既然它们不是饮品，那么厂商就不一定会去除其中的甲醇，所以很可能酿成悲剧。

    比如，在2016年12月，俄罗斯有58人因为饮用一种有香味的沐浴露而丧命。害死他

    们的不是那些香精，而是甲醇。

    此刻在飞机上，饮料推车再一次经过，我很确定上面的酒精饮料几乎不会含有

    甲醇。当乘务员靠近我们的时候，她问我们是否需要一些饮料佐餐，于是苏珊点了

    白葡萄酒，而我选择了红葡萄酒。“我没法接受白葡萄酒里的香草味，”我对她

    说，“看看你是不是能交上好运。”苏珊笑了，然后把她的酒一饮而尽，还举起空

    杯子朝我示意。但她什么也没说，又去读她的书了。看到我开始冷静下来，她似乎

    很开心，我也如此。很显然，乙醇是一种让人放松的药剂，也是一种社会润滑剂，还是一种毒品，不过是被法律允许的。它为社会带来的好处大于它造成的问题，至

    少我们是这么认为的。微醺的时候，人们更放松，但也可能变得更有对抗性。不管

    是哪种情况，他们做出理性决定的能力都会下降。这不禁让你去思考，为什么喝醉

    的风险没有在起飞前的安全须知中提及？很显然，在紧急事故中，醉汉的处境更危

    险，他们不容易做出正确的决定，从而影响他人。但是，人们真的相信安全须知是

    关乎安全的。正如此前说过的，我可不信。

    吃饭时为什么要喝酒？

    虽说喝酒可能不会提高你的安全系数，但它还有别的用途，其中一个用途就是

    乘务员刚刚提示的：它是一种传统的佐餐饮品，除了自身的美味，它还能充当一种

    高效的味觉净化剂，让食物变得更可口。葡萄酒很重要的一大风味是它的涩味，那

    干涩的感觉让人唇干舌燥。石榴、泡菜以及未成熟的水果都是带有涩味的食物。葡

    萄酒中的涩味是由单宁造成的，单宁是一种来自葡萄皮的分子，可以将唾液中那些

    滑腻的蛋白分解掉，你的口腔便会因此变得干涩。不过，饮料中轻微的干涩口感还

    是令人愉悦的，特别是搭配高脂肪食物一起喝的时候。脂肪会让口腔变得更滑腻，除了能让菜肴显得更昂贵、更奢侈以外，它们还会掩盖你的味觉，让你的嘴角黏糊

    糊的。涩味正好抵消了这种油腻感，清洁了口腔，将食物的余味去除，从而让你的

    味觉重新回到中性状态。

    研究表明，一边吃高脂肪食物，一边呷着涩味饮料，味觉净化效果最好，这样

    可以避免干涩的口感不断加重，因为高浓度单宁在化解着脂肪的油腻。也就是说，一边喝红葡萄酒，一边吃牛排或三文鱼这类脂肪含量较高的鱼，是很棒的搭配，别

    管其他人怎么说。人们认为红葡萄酒会压制鱼的美味，所以总是建议喝白葡萄酒。

    但事实上，白葡萄酒在红葡萄酒的基础上叠加了其他的风味(如果味、香草味

    等)，因此，这条通用法则就不再适用了。更重要的是，当你选择一种佐餐酒的时

    候，应当考虑一下酒的酸度和甜度。人们用酸度来衡量一种酒的酸性，而甜度则用

    于评价它在嘴里的干涩感。比如，有些人更喜欢能够中和食物苦味的葡萄酒，那就

    应该用一杯干而酸的酒佐餐。再比如，浓郁的白葡萄酒里奥哈与油光闪闪的火腿是

    绝配，而红葡萄酒黑比诺则与地中海炖鱼很搭。

    在很多文化中，食物并不与葡萄酒搭配，而是佐以伏特加这样的烈酒。烈酒是

    一种十分高效的味觉净化剂，因为它们含有高比例的乙醇，一般可达40%，而这也是

    涩味的来源。乙醇也能溶解口腔中的油脂，并清除它们的味道。进食时饮用纯烈酒

    的好处是，它们的味道很淡，这样就不会和腌鲱鱼这样气味浓烈的菜肴产生冲突。

    纯伏特加之所以没什么味道，主要是因为它们的气味很淡。尽管酸、甜、苦、咸、鲜这些基本味道是由你的味蕾探测出来的，但食物和饮料中复杂的风味却是由

    你鼻子里数以千计的嗅觉受体探测到的，这便是酒香的重要性，难怪葡萄酒爱好者

    总是在喝之前还要闻一闻。你尝出来的大多数风味，其实来自酒的气味。这也可以

    解释为什么葡萄酒杯会被设计成大碗的形状，这样可以留住酒的香气，供你品味，令你愉悦。

    当你吃东西的时候，口腔的味道会在很大程度上掩盖食物本身的风味。感冒的

    时候，你吃任何菜都感觉无味，就是因为黏液覆盖了你的嗅觉受体。这还能解释为

    什么酒的味道在不同的温度条件下会有所不同。喝冰镇酒时，只有一些极易挥发的

    物质会在你的嘴里挥发，那是你仅能品尝到的风味。但当你把酒加热了之后，味道

    就不一样了。热量会让酒中更多的气味物质挥发，葡萄酒的香味因此而改变，味道

    也随之变化。人们觉得红葡萄酒与白葡萄酒的味道大不一样，其中一个主要原因就

    是，它们是在不同的温度下被饮用的。同时将这两种葡萄酒降温，然后闭上眼睛品

    尝，你就会明白我的意思。在更低的温度下，很多果香分子会待在液体中，而不是

    散发香味。温度会改变风味的平衡，因此酸度和干度更突出了，很多人会觉得酒的

    味道更加清爽、分明。味觉与冰镇效应结合，会让人感到非常愉悦，这是一种品味

    白葡萄酒的经典体验。在室温条件下品尝同样的酒，味道会完全不同，酸度会被果

    味削弱，两种味道热情地拥抱在一起，这让酒的口感不再清爽，反而变得更温和。这根本没有什么对与错，完全取决于你的个人偏好。

    我在飞机上饮用的小瓶包装红酒大约有22℃，而我刚刚将它倒进玻璃杯中，它

    的温度会慢慢调节至机舱的温度。

    我让葡萄酒在杯中打转，由此估测其中的酒精含量。我寻求的是马拉戈尼效

    应，即当酒从杯壁流回的时候，会形成“酒之泪”。比起玻璃杯，葡萄酒中的乙醇

    有降低玻璃杯表面张力的作用，当酒液流过杯壁时，会形成一层薄膜。薄膜中的乙

    醇很快便挥发，留下一片乙醇浓度较低的区域，其表面张力也会高于邻近区域。不

    平衡的张力会拽着液体分道扬镳，从而形成“泪点”。葡萄酒中的乙醇浓度越高，这种效应就越明显，因此你可以通过马拉戈尼效应看出葡萄酒的度数。我的红酒出

    现了明显的“泪点”，估计它酒劲儿不小，乙醇浓度可能高达14%。

    玻璃杯中的红酒出现马拉戈尼效应

    我闭上眼睛，没有看标签就喝了一大口。你猜我能尝出什么？我发现它有强烈

    的果味，还有点儿像红酒的风味。它并不苦，但也不甜，用“均衡”形容它的味道

    似乎比较合适。我想说它是光滑的，但我指的是什么意思呢？很显然，它是一种液

    体，本来就是光滑的。我想我的意思是，它并没有让我的舌头感到干涩与刺痛，所

    以不是涩味的饮料。我还挺喜欢它的，便去找标签，看看它应该是什么味道。“紫红色，黑加仑与樱桃风味，略有树皮的味道。年轻单宁丰富，但并不艰

    涩，总体还算均衡，酒体轻盈，果味浓郁。”

    “啊哈!”我感到一阵兴奋，迅速地瞅了一眼苏珊，看她是不是在读书。她刚

    刚还正读着，此刻却疑惑地抬起头来，我意识到自己刚刚念出声来了。看来我确实

    是有些醉了，但还没有醉到连喝醉都不自知的程度，刚刚好。

    你的眼睛也在品酒

    葡萄酒的味道更多地归功于它的外观(尤其是标签)以及它在文化上带来的联

    想，很多葡萄酒专家都不愿意承认这一点。研究表明，味觉是在大脑中形成的，除

    了口中的味蕾和鼻子里的传感器，味觉也会从大脑对食物味道的期望中获取信息。

    举个例子，如果有一个草莓冰激凌，用一些没有味道的色素改变了它的颜色，让它

    变成绿色的、黄色的或橙色的，那么人们再吃到这个冰激凌的时候，就会很难感受

    到草莓的味道。很可能出现的情况是，他们会品尝出与颜色有关的味道。如果冰激

    凌是橙色的，他们可能会尝出“橙子”味；如果是黄色的，便是“香草”味；而绿

    色通常是“青柠”味。当我自己这么尝试的时候，即便知道眼前这橙色的冰激凌是

    草莓味的，可还是觉得像桃子味。显然，味觉是一种多感官体验，当大脑输入多个

    来源的感官信息来构建食物的味道时，视觉占据了主导地位。

    有许多理论可以解释为什么味道会深受视觉的影响。其中一个基本理论是从大

    脑理解香味的过程出发的。味道是由气味构成的，我们探测气味的速度大约要比视

    觉探测慢10倍，因此很难去辨别特定分子的气味。这可能是因为单一气味是由鼻子

    中多个受体识别的。把某一物质与四五种其他味道的物质混合后，即便是受过训

    练、能通过气味检测出一些特殊分子物质的专家也会犯难。当你知道葡萄酒中有数

    千种特殊的风味分子时，就能想到品尝葡萄酒会面临多大的挑战了。味觉并不能提

    供足够多的信息让你准确地区分出不同气味的混合物，玩一个简单的游戏会让你理

    解这一点。某天吃晚饭的时候，为一同进餐的客人们蒙上眼睛，请他们分辨你递去

    的一系列液体(如橙汁、牛奶、冷咖啡等)。游戏规则是，他们只能闻味道，但不

    能品尝或目测。有一些饮料很容易识别，但是对于你的感官而言，其中的大多数都

    很难准确地判断。在此之后，不要揭晓答案，而是让你的客人摘掉他们的眼罩，再

    用嗅觉和视觉识别这些饮品。当你可以用自己的视觉及嗅觉经验进行判断时，找到

    正确答案就容易多了。这个游戏说明了我们到底在多大程度上依赖视觉来识别气味，并进一步影响着味觉。

    视觉在葡萄酒鉴赏过程中的重要性，在2001年于法国进行的一场科学实验中得

    到了完美的证明。由54名品酒师组成的小组分别对两种酒的香味进行鉴定，并做出

    评价。两种酒都是波尔多葡萄酒，一种是由赛美蓉葡萄与索维农葡萄酿造的白葡萄

    酒，而另一种是由赤霞珠葡萄与梅洛葡萄酿造的红葡萄酒。不过，品酒师们并不知

    道白葡萄酒中已经添加了红色素，于是他们认为刚刚闻到的两杯都是红葡萄酒。由

    此可见，颜色在他们对葡萄酒的鉴赏中占据了主导地位。对两种酒进行描述时，品

    酒师们所用的词汇都是“辛辣的”“浓烈的”“黑醋栗味”之类的，尽管其中一杯

    酒是白葡萄酒，根本不会是这样的风味。

    不过，无论我们怎么控制饮料的颜色，当它的味道与外观一致，符合我们的期

    望时，往往会更受欢迎。同样地，它从什么样的瓶子中倒出，我们所处空间的洁净

    程度与氛围，以及提供服务者的个人魅力，等等。这些精致与高品质的结合都会改

    变我们的饮酒体验，特别是在喝葡萄酒的时候。实验证明，我们都会或多或少因为

    标签上的“精心酿造”而喜欢某种酒，或者是因为在品酒之前听到了一些溢美之

    词，便会对它偏爱，比如，它曾经得过什么奖。顺便说一句，获奖的葡萄酒非常

    多，在很多比赛中，厂商选送的绝大多数酒都会获奖。

    如果你是那种对酒一无所知的人，当你在饭店手持酒单不知所措时，就把那些

    葡萄的名字、产地和生产日期想象成汽车参数吧。你的汽车用的是汽油还是柴油，它的发动机是1.4升排量还是2.0升排量，你对此在不在意都可以，因为这些细节未

    必是你要了解的。一辆车，能让你从甲地行驶到乙地，这才是最重要的。大多数中

    等价位的葡萄酒都可以完美达到你的饮用要求，“从甲地到乙地”的标准对一瓶葡

    萄酒来说，就是能作为一种令人愉悦的佐餐饮品，一种改变心情的媒介，或是过生

    日时的一种庆祝方式。但是，也许你不只是希望自己的车能带着你从甲地到乙地，也许你喜欢的是驾驶感，比如，从街角呼啸而过，来一次顺畅的漂移。有一些酒，会比其他酒的味道更刺鼻，而“天然”葡萄酒这类酒，则是真正打破了你对葡萄酒

    口味的预期。没有所谓的“更好”的葡萄酒，它们只是有区别而已，因为所有的味

    道都是主观的，就像汽车(还有大多数生活用品)的价格一样，并不具备可靠的参

    考价值。当你品酒的时候，就像是在驾车，享受的是一种多感官体验。同样，如果

    你买了一辆很贵的名牌车，其实是在为它的品牌价值埋单，而不是体验价值。很多

    人想拥有一辆价格十分昂贵的车，他们感到高兴，是因为汽车彰显了自己的地位。葡萄酒也是同理。高昂的价格并不意味着它是好酒或者好车，更不能证明它的主人

    有多懂行。所以，如果喝最贵的酒也不能让你兴奋，那就相当于你把这50英镑白白

    浪费了。大多数中等价位以及很多廉价的葡萄酒，其风味与高档葡萄酒一样复杂，前面提到的盲测已经证实了这一点。

    与此同时，我在飞机上又喝下了一杯酒，还感到有些头痛。我不会已经喝醉了

    吧？或者我只是脱水了？乙醇在身体中引发的生理作用之一是抑制一种激素的分

    泌，而这种激素会告诉你的肾脏该保存水分了。如果你不喝点水补充一下，就会因

    此而脱水。机组人员都不见了，我只好找出在候机厅买的那瓶很贵的水。瓶子被缓

    缓打开，发出“咝咝”的声音，我贪婪地喝了一大口，感觉真好。我向窗外望去，看到了飞机下方更大的液态水体，那是美丽的蓝色海洋，一直延伸到了地平线。03

    无坚不摧的

    波浪、液态核燃料

    我手中塑料瓶里装着的水，与我透过机舱卵形窗看到的海洋之水相比，有很大

    的区别。这些区别并不只是体现在成分上，比如它们各自所含的盐分，也体现在行

    为上。地球上的海洋流动不息，既能兴风作浪，又能随风起浪；它们形成了云团与

    我们的天气系统，又反过来受其驱使；它们可以加热大气，但也能储存热量。海洋

    内部形成了巨大的全球洋流，并对我们的气候造成影响。所以，虽然是由相同的分

    子构成的，但是覆盖我们这颗星球表面70%的海洋，并不只是瓶装水的放大版。海洋

    完全就是巨兽。

    巨兽，也许是形容它们最贴切的词。不管你是个多么优秀的游泳者，海洋都是

    危险的，要想一口气在公海上漂几个小时，可太难了。我的建议是，如果你发现自

    己被困在了海上，不要竭尽全力地与洋流搏斗。相反，你应该仰面漂浮，等待救

    援。尽管在我看来，用“漂浮”这个词来形容人在水中上下颠簸并不是很合

    适。“漂浮”是用来描述船的。船很宏伟，可以只将船体的一小部分浸入水中并四

    处航行。不管我如何尝试漂浮，大部分身体依然会被淹没。幸运的话，我可以勉强

    保持鼻子露出水面，像鲸那样喷气，同时吸入空气，不让水呛到我的鼻子，可就算

    是这样，也通常会失败。在我看来，真正的漂浮，不仅是躺在水面上休息，还要很

    轻松地做到这一点。但这不是标准定义，当然也不是2000多年前阿基米德在他的浴

    缸里发现浮力原理并喊出那句著名的“尤里卡”(“我发现了”)时所表达的意

    思。

    阿基米德是一位古希腊数学家、工程师。他发现，当人进入浴缸的时候，水面

    会上升。原因十分明显：你占据了一部分水原来占据的空间。它不像泡沫垫那样，会在你的身下被压缩，而正因为它是液体，所以能在你身边流动，钻到其他地方。

    在空间有限的浴缸里，它唯一可以去的地方，就是初始水位以上的位置。如果浴缸在你进入前就已经满了，那么水就会从浴缸的边缘溢出，流到地板上。这就是阿基

    米德那个著名实验的灵感来源。通过收集那些流入另一个容器中的水，可以发现一

    些很有趣的事实：水的重量与作用在你身上的“浮力”相等。如果这一作用力比你

    的体重小，你就会沉下去；反之，你就会浮起来。这一条原理适用于任何物体。尤

    里卡!

    有些物体会漂浮，有些物体会下沉，这取决于它们的重量是否大于同等体积的水

    阿基米德发现的原理，能够让你通过计算物体排开的水有多重，来预测它会漂

    浮还是沉没。对于实心的物体来说，你只需要比较物体材料与水的密度即可。比

    如，木头单位体积内的重量比水小，也就是说它的密度更小，所以它会漂在水上。

    钢铁的密度比水更大，所以会沉没。想让钢铁漂起来，也不是没有办法。当你把钢

    铁做成空心的，就可以用它来造船，这时它的平均密度就会比水小了，道理就是这

    么简单。阿基米德的伟大发现已经过去了两千多年，如今钢铁的价格对我们而言已

    经很低了，低到可以采用上述方案造出真正的船。目前，我们的海洋船队几乎都是

    由钢铁建造的，它们运送着世界上90%的贸易货物。

    我们怎么漂浮起来？

    人体由不同密度的材料构成，既有高密度的骨骼，又有低密度的组织，还有一

    些地方是空心的。整体来说，我们比水的密度要小一些，所以可以漂在水上。但

    是，如果你带了一些重物，调整了自己的密度，如一条金属质地的腰带，让自己的

    密度刚好与水相等，就会处于一种既不会漂浮也不会下沉的状态。浮力平衡，是水

    肺潜水时的理想状态。当你在水下达到平衡浮力时，既没有让你上浮到表面的净力，也没有让你下沉到海底的力。借助潜水设备，你实际上处于失重状态，可以自

    由地探索海洋深处的珊瑚礁和沉船残骸。这感觉和你知道的太空失重十分相近，所

    以宇航员都会在游泳池中进行训练。

    没有潜水设备的帮助，人的身体便会漂起来。但是我们的身体只是比水的密度

    略小，所以90%以上的身体还是浸没在水中，以排出足够多的水来支撑我们的重量。

    胖子的浮力比瘦子更大，因为他们的脂肪相对于骨骼来说比例更大，所以身体密度

    更小。潜水服也会让你的浮力增大，它们在你的身上套了厚厚一层密度小于水的材

    料。在海水中游泳，比在游泳池里容易一些，因为其中溶解了诸如氯化钠或其他含

    盐矿物质。钠离子和氯离子分离后进入液体，并插进水分子之间。由于含有这些离

    子，水的密度也变得更大，因此，比起纯水，你就不必排出那么多水来抵消自重。

    事实上，中东地区的死海含有的盐分特别高(是大西洋的10倍)，在那里，你可以

    像鸭子一样在水面上下晃动。

    一名女子漂浮在死海海面上

    一旦你能漂浮起来，你便学会了游泳，这是人生最大的乐趣之一。在水中，你

    不只是会失重，还可以像舞者一样滑翔。在水面下，还有一个隐藏的世界。忘掉登

    陆火星的巨额费用以及在外星球寻找生命的兴奋吧，从某种程度上来说，海洋对我

    们而言就是外星世界。戴上护目镜，钻入水中，快速蹬腿，我们就可以去造访它。游到蓝绿色珊瑚礁的深处，将会是你能做的最美妙的事情之一。鱼儿用厌烦的眼神

    观察着你，然后熟练地甩动尾巴，从你潜行的路线上躲开。游泳的时候，你向前方

    伸出一条手臂再用力拉回，会使你周围的水快速流动，快到这些水分子不能互相穿

    越，于是它们挤在一起，并对你施加作用力，正是这个作用力推着你向相反的方向

    前行。这就是游泳的本质，你的手臂和腿持续推动你身后的水，便出现了你被推向

    前的效果。这不仅仅会让人兴奋，本质上说，你已经变成一个不同的你。在陆地

    上，你可能会有些笨拙臃肿、步履蹒跚，可是到了水里，你可以像海豚一样旋转滑

    行。你自由了!

    冬泳的乐趣

    我曾经住在都柏林的敦劳费尔，步行就能来到当地的“四十英尺”游泳场。它

    位于都柏林湾的一个岩石海岬，那里因詹姆斯·乔伊斯的《尤利西斯》而闻名，一家

    游泳俱乐部已经在此经营了好几个世纪。1999年的一个冬日，我驻足此处，看到了

    各个年龄段的人跳进海里冬泳，不过大多数都是老年人。气温大约有12℃，而海水

    温度大约是10℃。当时我穿了一件大外套，然而当爱尔兰海的海风拂面而过时，我

    还是觉得有些冷。海浪撞到混凝土码头后高高蹿起，但这里还是有很多老年人跳入

    冰冷的海水中，医生或许还建议他们穿得暖和一些。等他们上岸擦干了身体，我便

    和其中一些人聊了聊。他们开心地微笑着，虽然冻得牙齿直打战，可还是掩饰不住

    内心的兴奋。他们告诉我，他们每天都在这里游泳，无论冷暖。不过，我在那里工

    作时发现，爱尔兰很少会有真正暖和的时候。在冰冷的海水里游泳

    我决定加入他们，于是当天就买了一顶泳帽。在那之后，我每周都会在“四十

    英尺”游泳，一年四季都是如此。回过头看，这是我在都柏林居住期间最怀念的事

    情之一。但是，为什么我会如此喜爱游泳呢？

    潜入10℃海水里的感觉并不舒服，很像是在脸上被打了一记耳光。这样的水温

    算不上极度寒冷，但当你将自己的皮肤置于比它低大约25℃的水中时，水分子会带

    走热量。既然液体的密度比气体大，那么比起你仅仅暴露于空气中，在水里的每一

    秒钟都会有更多的水分子与皮肤接触，于是你温暖的皮肤因为热传导而造成的热量

    损耗也要严重得多。

    让你感觉更糟的是水的另一个特性——比热容[11]。当水分子与热物体接触

    时，它们便会跳动得更加活跃，而这些振动便是我们所说的“温度”。所以，分子

    振动越快，水的温度也会越高。氢键将水分子紧紧地束缚在一起，以抵抗这种振

    动，因此，哪怕是让1升水的水分子平均温度提高1℃，仍然需要巨大的热量。从这

    个角度来看，比起加热同样重量的铜，加热水需要10倍的能量。水的超常热容可以

    解释为什么需要消耗更多的热量来泡上一杯茶，也可以解释为什么电热水壶通常是

    厨房里最耗能的设备。水的高热容超过除液氨外的任何液体，但这只是它影响我们

    的其中一方面。这一特性使海洋可以储存大量热能，所以海水的温度变化总是会比空气的温度变化滞后。因此，当都柏林迎来阳光明媚的一天时，气温可以升至

    22℃，而10℃的海水温度却很难有所上升。这就意味着，在冬季到来并再次降温之

    前，夏日的阳光并没有真正地让这片海域变得温暖，这对爱尔兰人来说有些可悲。

    不过，对于人类而言，这倒是件好事，因为海洋的高热容可以让它们吸收因气候变

    化带来的过剩热量。换句话说，海洋对气候变化有稳定作用，让冬天变得温暖、夏

    天变得凉爽。

    但是，这些原因都不能真正解释为什么我会喜欢在寒冷的海水中游泳。我不是

    那种喜欢寒冷、潮湿环境的资深户外玩家，只是一名科学家和工程师，大部分时间

    都是在实验室或车间里度过的。或许这就是原因。大海是如此狂野不羁、不可捉

    摸，也许就是在无意识的驱使下，我想置身于一个与我日常生活截然不同的环境

    中。当你潜入冰冷的海水后就必须游泳，从而保持活力与警觉。那种感觉很不舒

    服，它迫使你从清醒的理性思维中脱离。当你屏住呼吸时，也就不可能再去担心失

    败的实验和没有依据的结论，更不可能沉浸在你失败的人际关系中。你的呼吸像是

    从你的身体中被剥离了，只因你选择潜入令人生畏而又不受控制的海水中。

    当你在冷水中游泳时，对“体温过低”的担忧总是会在脑海中挥之不去。当你

    的核心体温降到35℃以下时，便会出现体温过低的问题。你开始不由自主地打冷

    战，皮肤表面的血管收缩，将血液转送到主要的器官，于是你的皮肤开始变色。最

    开始是灰白色，然后你的四肢开始发青。在非常寒冷的水中，突如其来的冲击可能

    会导致你无法控制地快速呼吸、喘气，心率加快，由此引起心悸、恐慌、意识不

    清，甚至是溺水。即便你能够保持平静，在0℃的水中游上15分钟也是致命的，随着

    体温过低的情况出现，你的肌肉也会因此罢工。

    从根本上说，我认为1月所有那些寒冷阴沉的早晨，是死神冰冷的手将我拽到

    了“四十英尺”，当时的平均水温只有10℃。如此近距离地靠近死神并戏弄它，然

    后毫发无损地从水中爬出来，这让我感到精力更加充沛。

    在“四十英尺”的惊险遭遇

    没错，几乎就是毫发无损，除了有一天，对我来说并不是太顺利。2月的一个星

    期六，我来到“四十英尺”，却发现那里异常冷清，那些常来的老年人也不在。潮

    水涨得很高，波涛汹涌，时不时还有一个大浪冲过来，砸在码头上，而我就在那里换上了泳裤。我不住地颤抖，皮肤被寒风吹得起了鸡皮疙瘩。我已经准备好要跳入

    水中了，可还是看着水面犹豫起来。此前，我从没有独自在这里游过泳，而海面比

    我曾经体验过的更为汹涌。我想，这也许就是今天其他人没来游泳的原因。几秒钟

    的迟疑稍纵即逝，我记得我又给自己打气：我真的如此害怕吗？大费周折地换完泳

    裤后，我居然不敢去游泳了？于是，我潜入了水中。

    一如往常，我感到耳光打在了脸上，感到自己的身体正在承受打击，感到海洋

    正在吸走我的生命力。我总是用奋力游泳的方式来解决这些问题，于是我从海岬向

    外游，与迎面而来的海浪搏斗，试图无视那透彻肌骨的寒冷。我硬生生地杀出一条

    航路，然后停下来休息，不料一个海浪打在了我的脸上。我呛了一大口水，不断地

    咳嗽，发出急促而刺耳的声音，然后深呼吸。结果，又一个浪头拍到了我脸上。这

    一次，我窒息了。水顺着气管向下流，于是我开始扑腾，尽可能从水中往上爬，以

    便自己能够正常呼吸，哪怕只有几秒钟的时间。可是我做不到，风浪实在是太大

    了，始终把我按在水中。我惊慌失措，换气也变得急促，只好拼命地蹬着双腿以防

    溺水。紧接着，又一个巨浪袭击了我，而我的惊慌也变成了疲惫不堪。我赢不了

    了，我又冷又累。

    就在这个时候，我撞到了岩石上。我已经窒息了，窒息了多久我也不知道。海

    浪和潮水将我推向了岩石，它们本来是用于加固“四十英尺”的，使其免遭暴风雪

    的袭击。这些岩石的每一块都有小汽车那么大，被吊车放置在合适的位置，从而形

    成了一座海岸堡垒。像我那样被冲到岩石上，本应竭力避免。当你即将撞上去的时

    候，要想控制速度几乎是不可能的，这几乎只取决于卷起你的海浪的大小、高度和

    速度，所以极度危险。然而，我总算得救了。因为撞到岩石，我身上留下了不少伤

    疤和瘀青，但也赢得了一个逃生的机会。但这并不容易，将我撞到岩石上的海浪退

    去，又把我拖离了海岸。我经历了三四次海浪的冲击，付出身体多处被刮擦、挫伤

    并流血的代价，才得以抓紧岩石爬上去，最终从大海中逃离。

    我已经多次重温了人生中的这段经历，多半是在我凝望着美妙绝伦的大海时。

    但是，此时此刻坐在相对于海面有4万英尺高度的飞机上，我的无助感又被放大了。

    我知道，如果那天再多遭遇一个海浪，或是潮水将我带入海中而非撞到岩石上，很

    可能我就溺水了，很多人都是在类似的状况下溺死的。我知道，自己当时犯傻了。

    当你从平流层向窗外望去，狂暴的大海似乎无边无垠，它有着将你淹没得无影无踪

    的能力，并在此刻暴露无遗。我转头看着苏珊，看看她是否有意抬起头来，聊聊有关大海、波涛或意外溺亡的话题，但她此刻正裹着毯子，膝盖抬起并贴到胸口，看

    着一部科幻电影，屏幕上，一艘宇宙飞船驶入某个巨大行星的轨道上。

    巨浪是怎么形成的？

    水体的大小，对波浪的大小影响非常大。当风从一个小池塘刮过时，会产生一

    股阻力，使风速变慢，同时反向作用于水体，由此在水面形成凹陷。水的表面张力

    会抵抗这种变化，就像橡皮筋会抵抗形变一样。一旦这阵风停了下来，就像橡皮筋

    的张力得到释放，再加上重力作用，水面很快就会恢复成原来的样子。水位下降

    时，会形成向外辐射的波纹，每一个水分子都会取代下一个分子的位置，下一个分

    子又会取代再下一个，以此类推。本质上，水波是能量的脉冲。能量本是来自风，此刻却被“封印”在池塘的表面。它让池塘表面的水变得更皱，于是流经池塘表面

    的风所受的阻力也就更大。接下来，波纹互相叠加，被推得越来越高。波纹越高，将它们再次拽回的形变恢复力也就越大，池塘表面就越皱。但是，这些波纹的高度

    也是有限的，最终它们会撞到池塘的边缘，于是大部分能量被陆地吸收。不过，它

    们扩散的距离越长，达到的高度就越高，所以小池塘的波纹永远都不会很大，但在

    湖泊中，它们可以在风的作用下，从小波纹变成波浪。

    波浪的最高点叫作波峰，最低点叫作波谷。它们之间的距离便是我们常说的波

    高。只要波的大小不及湖泊的深度，波浪就会毫无限制地一直扩散下去。不过，当

    波浪靠近岸边较浅的水域时，波谷就将与湖底发生相互作用，产生一种摩擦力，从

    而使波浪减速并迫使它分崩离析，任其拍打在岸上。

    在数千千米宽的海面上，最初形成的波纹有足够的时间与空间成长为数米高的

    巨浪。从海面吹过的风，以每小时20千米的速度吹上两个小时，便可以形成30厘米

    高的海浪；若是以每小时50千米的速度吹一整天，就会形成4米高的海浪；如果是暴

    风，以每小时75千米的速度吹上三四天，就可以形成8米高的海浪。2007年，在中

    国台湾海域发生了一场台风，出现了有记载以来的最大浪，它有32米之高。

    暴风期间形成的巨浪，在风暴减弱时并不会停止。就像池塘中的波纹一样，巨

    浪穿过整个海洋，波长就变得很重要了。波浪的波长是指相邻两个波峰之间的距

    离。在暴风发生的海域，因为所有波浪都相互堆叠在一起，所以波长也很难测定。

    暴风骤雨下的海面波涛汹涌，看起来就像是一个狂暴之水形成的移动沼泽。当暴风雨停歇后，波浪还是会继续前行，因为它们的波长不尽相同，扩散的速度也会有所

    差异。于是，当这些波浪穿越数百千米的海面时，它们便会基于相似的移动速度而

    被分为不同的小组。在同一组中，波浪平行前进。最终，每一组都将有序而规则地

    抵达海岸。所以，海滩上波浪粉碎的声音，其实是遥远海域上的暴风雨余音。这种

    美妙而又催眠的节奏，完全归功于海洋动力学的复杂性。

    既然暴风引起的海浪可以在海洋中的任何地方产生，那么它们登陆时的方向通

    常都与海滩垂直，还是挺让人吃惊的。你肯定会想，它们应该以一定的角度登陆，这取决于海滩与海洋风暴发生地之间的连线。然而，事实并非如此，海浪太奇妙

    了。当波浪在深水区行进的时候，它的速度会保持恒定，因为几乎没有什么因素会

    让它减速。但是当它接近陆地的时候，海水变浅，波谷就开始和海床相互作用，使

    波浪的速度下降。与此同时，还没有接触浅水区的部分依然保持原有的速度。速度

    的差异，使波浪像爆了一只轮胎的车一样，改变了行进的方向。最终结果就是，随

    着波浪与陆地接近，它们会发生转向，最终与海床的轮廓平行，近似与海滩垂直，因此，大多数海浪都是从同一个方向靠近海岸的。

    能救命的“浅水效应”

    冲浪者深谙此道。他们也知道浅水效应，这就是冲浪这种运动令人兴奋的原

    因。想象一下，你此刻正坐在冲浪板上观察海面，你真正需要做的，是探知波浪会

    在何时何地开始断裂。当波浪接近岸边时，因为遇到了浅水而开始减速，但这也会

    提升它们的高度，这便是浅水效应。海水越浅，浪头越高，直到波浪的陡度达到不

    稳定的临界点。因为它实在是太陡了，你便可以借助冲浪板滑下来，就像顺着山坡

    向下滑雪一样。

    冲浪需要掌控平衡，把握时机，还要了解一些波浪的特点。如果你想沿着波浪

    去冲浪，就需要波浪的一部分在其余部分之前先破碎。这就意味着，海床的轮廓要

    沿着海滩逐渐倾斜，因为波浪破碎的时间点取决于它行进途中的水深。你还需要了

    解潮汐，它会根据月亮以及太阳产生的引力，让海水的深度在同一天内发生变化。

    总而言之，要想抓住海浪，需要海上掀起一场风暴，形成足以穿越海洋的大

    浪。大浪在一天中最合适的时间抵达一片海床形状合适的海滩，与潮汐一致。然

    后，如果你恰好是在那一刻，穿好潜水服，手持冲浪板，一切准确就绪，就可能在岸边捕捉到一连串适合冲浪的海浪。这一系列因素组合在一起，也让冲浪成为极为

    特殊的体育运动，它要求冲浪者与海上的风暴、太阳、月亮完美匹配，当然还有他

    们正在驾驭的波浪。

    即便你不是一名波浪“鉴赏家”，了解浅水效应也是很有用的，它也许能救你

    的命。2004年12月26日的早晨，泰国普吉岛的观光客们在海滩上行走时，注意到一

    些奇怪的事情。海水迅速退去，露出了平时淹没在水中的岩石，海湾里有些船因此

    而搁浅。孩子们看到这一切感到奇怪，他们的父母也是如此，而在此时，突然出现

    了一股巨浪，一股他们此前从未见过的海浪。不过，这一次他们开眼了。这也是由

    波浪形成的浅水效应，只不过这股波浪大得惊人。它是一场海啸。

    在这场海啸发生前的几个小时，位于印度洋中间的地壳发生破裂，引发了一场

    里氏9.0级的地震。无论从哪个角度看，这都是一场大地震。据估计，地震释放的能

    量是广岛原子弹的一万倍。然而，因为发生地离海岸很远，并没有造成明显的直接

    损失或人员伤亡。但是地震不仅切断了地壳的板块构造，还使海床升高了好几米。

    于是，大约30立方千米的水被挤了出来。这水量大得惊人，相当于1000万个奥林匹

    克游泳池里的水。就像人在浴池中突然移动会造成水来回流动，地震也让巨量的水

    开始流动。

    波浪就是波浪，它们开始向四面八方运动，横穿海洋。当海啸发生时，如果你

    从飞机上向下看，也许不会感到过于担心。波浪在这么深的海水中扩散了如此远的

    距离之后，只有一个小“鼓包”可以被辨别出来。但是，你也许还是会对它们行进

    的速度感到警觉。由于这场地震强度大并在短时间内释放的能量巨大，这些波的传

    播速度与喷气式飞机差不多，达到了每小时300至600英里。靠近安达曼海的海岸以

    及岸边的浅水时，波浪的速度变慢，却变得更高了，离海岸越近，浅水效应就越强

    烈。因为海浪有数百米长，所以海滩上的人们首先注意到的是海水被吸出了海面。

    如果他们了解这种现象，那就还有大约1分钟的时间跑到更高的地方去。然而，悲催

    的是，大部分人并不知道发生了什么，这与很多生活在海滩附近的动物不同，它们

    似乎可以感知到灾难的发生并逃之夭夭。那些还待在原处的人被第一股巨浪袭击，那可是抵达海岸时有10米高的巨浪。海啸到来时的景象

    最终，这场海啸造成沿岸15个国家的227 898人死亡。海啸之所以如此危险，不仅是因为它倾倒在海岸上的大量海水，还有水对它触碰到的一切事物所施加的作

    用力。1立方米的水约有1吨重，而海啸总共排出了300亿立方米的水。它把小屋、树

    木和汽车撕得粉碎并将其摧毁，从而形成一条碎片之河，横冲直撞。它卷起油罐和

    房屋，将它们摔到桥梁和高压电塔上，这些建筑物倒塌后引发致命的火灾。被拖入

    海浪中的人们，被这些快速流动的碎片裹挟、撞击、旋转或挤压。很多人因此失去

    意识，或是受伤，很难保持漂浮的状态。与风暴引起的波浪一样，海啸也是一组接

    一组出现的，当第一股波浪(此时已经抵达内陆2千米的地方)被第二股靠岸的波浪

    拉回时，水流逆转，又将它们在行进途中捕获的人和碎片卷入了新一轮的袭击。

    不幸的是，那些在这场灾难中的幸存者还要面对灾后的诸多挑战，水污染是最

    严重的问题之一。受海啸袭击的地区，淡水供应系统因下水道毁坏及海水侵入而产

    生毒性；受海浪袭击而死亡的数十万人必须尽快掩埋，以防疾病和害虫蔓延；由于

    海水长期侵入这一地区的耕地，庄稼也无法继续生长。

    当核电站遇上海啸

    不过，比起灾难性的2004年海啸，2011年发生在日本沿海地区的海啸更加强烈。这次海啸是由一场惊人的地震引发的，那是有记录以来的第四大地震，震中位

    于海里，距离日本最大的岛屿本州岛海岸70千米。陆地上有6分钟的震感，但最严重

    的危害是在这之后才发生的。地震引发的海啸袭击了海岸，摧毁了整个城镇，并撞

    上了福岛第一核电站。

    福岛第一核电站建于1971年，共有6台核裂变反应堆。核反应堆由氧化铀棒制

    成，它们被捆扎在一起后置于堆芯中，反应堆以高能粒子的形式发出辐射。在核电

    站中，大部分能量都被用于加热水以产生蒸汽，从而驱动涡轮机来产生电力。核能

    的威力巨大，一组小汽车大小的氧化铀棒产生的电力，足以维持一座百万人口的城

    市运转两年。在2011年海啸发生之前，福岛核电站的6台反应堆一年365天、每天24

    小时为大约500万人口提供电力。

    日本拥有悠久的地震史，因为这个国家位于两个主要构造板块的交界处。福岛

    核电站建造时已经考虑了对地震的防御，事实上它也确实做到了。日本其余54台核

    反应堆也是如此。当2011年3月11日的地震发生时，核电站根本没有受损。然而，由于法律规定的安全预警措施，其中3台反应堆(1、2、3号反应堆)都自行关闭了

    (4、5、6号反应堆已经因为更换核燃料而关闭了)。可是将核燃料“关闭”是做不

    到的，当核反应堆停运后，它们依旧释放热量与辐射。它们需要有效的降温措施以

    防氧化铀熔化。在关闭反应堆期间，备用的柴油发电机所发的电，为循环冷却水泵

    提供动力。

    最终，1.3万人在地震中死去，但是在地震停止后，反应堆关闭了，90%的人依

    然活着。50分钟后，13米高的海啸以每小时500千米的速度袭击了核电站。大水冲

    倒了核电站的防波墙，淹没了那些放置柴油发电机的建筑物，而它们此时正在给核

    燃料棒降温。发电机停机后，第二备用方案启动，一组蓄电池被用于提供动力。蓄

    电池的电量可以供反应堆的冷却系统工作24小时。通常情况下，这么长的时间已经

    足够重启柴油发电机或是增添更多蓄电池了。然而，这是日本进入现代社会后遭遇

    的最大海啸，它摧毁了所到之处的一切。水的巨大威力毁掉了4.5万栋建筑以及近25

    万辆汽车，让整个地区的道路和桥梁都变成一片狼藉。海啸袭击的地区陷入了停

    滞，向幸存者提供医疗救助变得极其困难，人们也无法及时将备用的蓄电池送到福

    岛核电站，以替换那些正用于冷却系统的电池。在海啸袭击24小时后，原有的蓄电

    池耗光电量，反应堆内部的温度开始上升。当核燃料棒熔化时，看上去就像熔岩，不过是更热的液体。熔岩从炙热的火山

    口喷发，通常高达1000℃。而液态的氧化铀核燃料更可怕，它是超过3000℃的白热

    状态液体，几乎可以熔化并溶解它接触到的所有物质。在福岛核电站，它将盛放它

    的10英寸[12]厚的钢板熔穿，又穿透了至少一台核反应堆的混凝土楼板，继续前进。

    然而，这只是个开始。

    反应堆中的核燃料被包裹在一种锆合金中。它具有惊人的抗腐蚀性，除了在高

    温状态下。在3000℃的时候，锆合金会与水发生强烈的化学反应，并产生氢气。据

    估计，随着锆合金彻底熔化，每一台核反应堆会产生1000千克的氢气。3月12日，氢气与核反应堆所在建筑内的空气发生反应，引发了一场爆炸并摧毁了整个建筑

    群。

    液体实在是太难控制了。最终，因核反应堆熔融而形成的大量放射性污染物，进入该地区的水体系统中，并排到了大海里。在那里，它们可以流淌到世界各地。

    因此，所有核废料工程师最关心的都是防止水进入反应堆的任何储存设备。尽管大

    多数核电站都建在大型水体附近，但不是因为这样更安全，而是因为更便宜。他们

    需要利用水进行冷却，水体拥有大量可以直接获取的水资源，这能让核电站产生更

    多的能源，节约经济成本。但是，正如我们在福岛看到的那样，当灾难发生时，水

    资源很容易受到大量放射性废弃物的影响。

    这不仅是核电的问题。世界上几乎所有的大城市都坐落在海边，从历史上看，这是因为国家之间的贸易需要港口。但是随着全球气候变化导致海平面上升，海

    啸、飓风和风暴将会使这些城市及其密集的人口变得更加脆弱。避免我们受此威胁

    的唯一方式就是前往更高的陆地，或是飞入空中。这个吸引人的想法，是我坐上飞

    机的那一刻想到的，当时我正喝着水，悠然自得地俯视着辽阔的大西洋。

    但是，飞机很快出现了颠簸。在恢复平稳之前，整架飞机的下降似乎持续了一

    秒钟。紧接着，又颠簸了一次，这次十分强烈，我手中的水从瓶口喷了出来，浸湿

    了我膝盖部位的裤子。

    机长通过广播宣布：“我们的飞机正在穿越一段气流。安全带标志已打开，请

    各位乘客回到座位上。待飞机平稳后我们将恢复客舱服务。”

    飞机再次颠了一下，让人有些眩晕，我的胃感到不太舒服。于是，我从窗户向外看，恰好瞥见机翼正在剧烈地振动着。04

    黏结万物的

    树胶、动物明胶、橡胶、强力胶

    不管我在飞机上经历了多少次颠簸，我似乎永远无法阻止在脑海中埋下恐慌的

    种子。理性地想，我知道机翼并不会因此而折断，我们乘坐的是有史以来技术最先

    进的客机之一，我甚至参观过机翼的黏合组装工厂，看到它们正在接受机械测试。

    尽管如此，我大脑中的理性思维还是被惊慌失措的神经元忽视了。我知道，出现这

    种情况的不止我一个人。这些年来，我已经不会告诉其他乘客，飞机是黏合在一起

    的事实，他们一般不会因此获得安全感。

    很多液体都具有黏性，也就是说，当你把手指放进去的时候，它们便会粘到你

    的指头上。油会粘上我们，水会粘上我们，汤会粘上我们，蜂蜜也会粘上我们。幸

    亏它们更容易粘上别的东西，所以毛巾才能发挥作用。当你冲澡的时候，水会顺着

    你的身体流下来，它没有弹开，而是粘在你的皮肤上，不顾重力的作用，迎合着你

    的胸部、腹部和臀部的曲线。这种黏性是由水与皮肤之间的低表面张力造成的。当

    水与毛巾的纤维接触时，就像碰到了细小的灯芯，正如烛芯会吸走液态的蜡，毛巾

    上微小的“灯芯”也吸走了你皮肤上的水，然后你的皮肤变干了，毛巾却湿了。所

    以，液体的黏性并不是某种液体固有的属性，而是取决于它们与不同材料之间产生

    的相互作用。

    不过，液体具有黏性，并不意味着我们就可以用胶水将飞机粘在一起。当你浸

    湿手指，沾一沾灰尘，灰尘就会粘在你的手上，直到水分蒸发完。水蒸发后便失去

    了黏性，这也就是为什么它虽然也有黏性，却不是一种胶水。胶水一开始是液态

    的，但它一般会慢慢转化为固体，从而将两个物体长久地黏合在一起。

    彩色的胶水这是一种人类已经玩了很久的材料加工过程。我们的史前祖先制作出了色素，比如，碾成粉末的木炭或是像红色赭石这样的天然彩色岩石，并用它们在洞穴的墙

    壁上作画。为了让它们粘在墙上，人们把色素与脂肪、蜡、鸡蛋之类的黏性物质混

    合在一起，于是颜料诞生了。颜料本质上就是彩色的胶水，人类最早发明出的这些

    胶水具有很强的持久力，足以维持数千年而不脱落。在法国的拉斯科洞穴中，依然

    还有早期洞窟壁画的痕迹，据估计，它们已有大约2万年的历史。

    法国拉斯科洞穴中，一幅由木炭与赭石绘制而成的大角鹿古代壁画

    在很长一段时间里，部落文化曾将这些有色的黏性物质作为面部彩绘的涂料，这是神圣仪式与战争的核心部分。这一传统延续至今，成为现代的化妆品产业。比

    如，口红就是由色素与油脂混合而成的，为你的嘴唇涂上色彩，口红也由此得名。

    让胶水能够粘在嘴唇上几个小时，还要在晚上回家后很容易被擦去，这一直是个难

    题。同样的问题还出现在眼线以及其他各类化妆品中。这体现出胶水产品设计中的一个主题，即解除黏性通常和黏结一样重要。不过，这还是后话，眼下，如何有效

    黏结就已经够难了。如果你想黏结那些需要机械强度的物品，比如，斧头、船舶以

    及飞机的零件，那么你就需要比颜料或口红更强力的胶水了。

    黏糊糊的树脂

    1991年夏天，两名德国游客在意大利阿尔卑斯山徒步时发现了一具尸体骨架。

    这个已经变成木乃伊的男性大约已有5000年历史，后来被称为“冰人奥茨”。他的

    遗体被保存得十分完好，因为死后他就被冰包裹着，衣物和工具也是如此。他身着

    一件用草编成的斗篷，以及皮质的外套、腰带、绑腿、缠腰布和鞋。他所有的工具

    都是精心设计出来的，但是就黏结而言，奥茨的斧子最引人注意。这把斧子由紫衫

    木制成，一片铜刃被涂有桦木树脂的皮带绑在手把上。桦木树脂这种如口香糖一般

    的物质，是将桦木树皮放在罐子中加热而得到的棕黑色黏性物质，在旧石器时代晚

    期及中石器时代被广泛用作黏合剂。它适用于像斧头这样的重型工具，因为当它固

    化时，可以形成坚硬的固体。我们的祖先用它黏结箭镞和标枪、制作火镰、修理他

    们的陶器，甚至造船。这种液体主要是由酚类分子构成的。

    你对它的化学名称或许并不熟悉，但我敢肯定，你能辨别出它的味道。桦木树

    皮中主要的酚类胶水是2-甲氧基-4-甲基苯酚，它有点像烟熏木馏油的味道。羟基苯

    甲醛闻起来像香草，乙基苯酚闻起来则像烟熏培根。事实上，当你熏肉或者熏鱼的

    时候，正是酚类赋予了肉类独特的风味。2-甲氧基-4-甲基苯酚的结构式，它是桦木树皮胶水中的成分之一。由碳原子和氢原

    子共同构成的六边形，再加上一个羟基，便是酚类物质的标志

    当你加热桦木树皮时，便会萃取出酚类物质，这时产生的浓厚树脂，基本上就

    是松节油溶剂与酚类物质的混合物，松节油是其保持液态的基础，但是几个星期过

    后，松节油就会挥发。这时剩下的就是酚类混合物，它会从液体变成一种硬质焦

    油，其黏性足以将木头与皮革或其他材料黏结在一起。

    事实证明，树木是黏性物质的优质“供应商”。松树渗出的瘤状树脂也可以做

    成高品质的胶水，作为黏合剂流行了一千多年的阿拉伯树胶则是来自相思树。乳香

    树的树脂是一种气味沁人心脾的胶水，因此得名“乳香”。没药则是另一种芳香树

    脂，来自多刺的没药树。树脂常用于药物和香水中，这也许是因为其中含有像酚类

    这样的活性化学物质，具有很强的抗菌性。乳香和没药在古代十分珍贵，因此常常

    被当作贡品进献给女王、国王或是皇帝，所以它们在耶稣诞生的故事中如此重要。蚂蚁被困在了琥珀中，树脂成了化石

    树脂有黏性并不令人意外。它们进化出黏性，以便诱捕昆虫，从而为树木提供

    一种很有用的防御形式。琥珀实际上就是树脂的化石，里面通常会有被困住的昆

    虫，并且保存完好。

    如果没有树脂，对我们早期的祖先而言，制造工具和设备就会变得异常艰难，也很难让我们的文明发展摆脱陆地的束缚。不过，你大概不会想用它把飞机黏结起

    来，因为飞机肯定会在飞行中裂开。酚类分子与其他物质之间的结合力不是很强，这些分子过于“独立”，更乐于自我黏结。黏性升级的动物明胶

    不过，一旦你在树上，就不需要去太远的地方寻找更结实的胶水。想一想鸟

    类，它们的翅膀不是拴在一起的，也不是拧在一起的。它们的肌肉、韧带和皮肤是

    通过蛋白质分子结合在一起的，我们的身体也是如此。其中最重要的一种蛋白质，叫作胶原蛋白。胶原蛋白在所有动物的体内都很常见，而且相对容易提取。早期人

    类会将鱼皮和兽皮除去脂肪后放入水中煮沸，通过这种方法从动物中提取胶原蛋

    白，并得到一种黏稠而透明的液体，当它冷却后便会变成一种坚硬的固体材料——

    明胶。

    明胶中的胶原蛋白是以碳和氮为骨架的长链分子。在动物体内，胶原蛋白分子

    结合在一起，形成强有力的纤维，由此构建你的韧带、皮肤、肌肉和软骨。然而，胶原蛋白一旦在胶水制造过程中与热水发生反应，便会解离。现在，它们有了所需

    要的化学键。也就是说，它们想要黏结在其他物质上，于是变成了动物明胶。

    胶原蛋白的纤维状结构变为动物明胶的过程

    正是动物胶取代了木材树脂，成为早期人类技术的支柱。比如，埃及人用动物

    胶制作家具和装饰性镶嵌物。事实上，在木材的加工过程中，木头的纹理是一个主

    要的操作问题，而埃及人似乎是最早使用胶水来解决的。

    木材中由纤维素构成的纤维，密度与排列方式形成了木材的纹理，这不仅取决

    于树木的生物学特征，也和它们的生长环境有关。因此，不同树种或是不同生长条

    件下的树，其纹理都是不同的。结果，木材在垂直于纹理的方向上强度很高，但在

    沿着纹理的方向上却有开裂的趋势。当你劈柴时，这一特点当然很有用，但是当你

    盖房子，制作椅子、小提琴、飞机，或是其他木制品的时候，就有可能在设计上遇

    到麻烦。木板越薄，开裂的情况越严重。解决这个问题，你可能会认为应该加厚木

    板，恰恰相反，正确的做法是将木头切成更薄的木片，也就是木皮。最早是埃及人制作出了木片。他们将木片叠起来，每一层纹理都与相邻木片的

    纹理垂直，这样就构造出一块各个方向的强度都很高的人造木材，如今我们称之为

    复合板。他们用动物胶将复合板黏结在一起，使用效果非常好。但是如果你也曾在

    烹饪时用过明胶[13]，就会知道动物胶能在热水中溶解。除非保持绝对干燥，否则由

    动物胶黏结而成的家具很容易散架。这似乎是一个很大的缺陷，但埃及是个非常干

    燥的地方，所以他们成功了。

    正如前面所提到的，使用能够解离的胶水也会有明显的好处。安东尼奥·斯特拉

    迪瓦里(Antonio Stradivari)是一位古典乐器设计者，被誉为史上最伟大的小

    提琴制作师，而他就是使用动物胶制作乐器的。这就使斯特拉迪瓦里可以拆开加工

    过程中任何出现故障的接头，从而制作出近乎完美的乐器。至今，为了修好木质的

    乐器，工匠们还是会用蒸汽将接头拆开。蒸汽会降低胶水与木头之间的黏合力，然

    后将其溶解。因此，木质零件可以被完好无损地运走，延长乐器的使用寿命，并增

    加其价值。事实上，大多数从事家具修复工作的人会细心地使用动物胶，正是因为

    加热便能很容易地将它溶解。

    但是要说制作“翅膀”，加热就成了一个大问题，至少传说是这么告诉我们

    的。只要看看米诺斯国王的遭遇就知道了，他统治着地中海的克里特岛，海神波塞

    冬送给他一头非常漂亮的雪白色公牛，并要求他用这头公牛作为祭品纪念自己，他

    却用了另一头公牛献祭，只因他不想杀死原本那头更漂亮的。为了惩罚他，波塞冬

    让米诺斯国王的王后爱上了公牛，并生出一个半人半牛的生物——牛头怪米诺斯陶

    尔。米诺斯陶尔长大后，成了一头会吃人的恐怖野兽，米诺斯国王便让他的大师级

    工匠代达罗斯建造了一座复杂的迷宫，也就是举世闻名的克里特岛迷宫

    (Labyrinth)[14]，以此作为困住米诺斯陶尔的监狱。为了防止代达罗斯泄露秘

    密，米诺斯国王把他和他的儿子伊卡诺斯一同关在了一座塔里。不过，代达罗斯可

    不是那么容易被控制的，他用蜡把羽毛粘在一起做成了翅膀，一对给自己，另一对

    给儿子伊卡诺斯。在他们逃跑的当天，代达罗斯警告儿子不要飞得离太阳太近。可

    在飞行时，伊卡诺斯太兴奋了，以至于越飞越高，于是蜡熔化了，羽毛也脱落了，伊卡诺斯摔死了。因为粘住羽毛的蜡熔化了，伊卡诺斯便坠落了。这个神话流传于世

    如果你想知道一架现代飞机是否会在飞得越来越高时发生脱胶的情况，那我必

    须指出，伊卡诺斯的神话不符合逻辑。如果飞得更高，伊卡诺斯应当遭遇更冷的空

    气，而不是高温。每爬升1000英尺的高度，气温便会下降1℃，因为热量都被辐射到

    太空中了，空气便冷却了。我乘坐的飞机飞行在4万英尺的高空，因此窗外的温度大

    约是-50℃，所有的蜡在这一温度下都会保持固态。

    又弹又黏的橡胶

    我还得说一点，现代飞机并不是用蜡粘在一起的，我们现在有了更好的胶水。

    发现它们的智慧之旅从橡胶开始，当然，橡胶是树木的另一种黏性产品，是通过削割橡胶树皮来提取的，而这种橡胶树原产于中南美洲。中美洲文化中有很多创造，包括他们在庆典中玩的一种弹球游戏。16世纪，当欧洲探险家登上美洲大陆时，他

    们对橡胶感到十分好奇，因为此前从没见过这样的东西。橡胶柔软似皮革，但是弹

    性要大得多，而且完全防水。不过，除了它显而易见的价值外，当时还没有欧洲人

    发现它的直接经济用途，直到英国科学家约瑟夫·普利斯特里(Joseph

    Priestley)发现这种物质能很好地从纸上擦去铅笔的笔迹，于是用它制成了橡皮

    擦，这也是“橡胶”一词的由来[15]。

    天然橡胶由数千个很小的异戊二烯分子组成，它们相互键合成一条长链。这是

    自然界常见的一种分子魔术，即将同一种物质单元连接起来，组成一条完全不同的

    大分子。这种类型的分子被称为聚合物，其中的“聚合”代表“多”的意思，而“物”指的就是物质单元。异戊二烯就是天然橡胶中的那个“物”。橡胶中的聚

    异戊二烯长链全都像意大利面那样杂乱无章，每条链之间的结合力都很弱，所以你

    在拉开橡胶的时候并没有太大阻力，毕竟只是分子链条被解开了。这也就是橡胶弹

    性如此强的原因。

    天然橡胶的结构，由混乱的聚异戊二烯长链构成

    正是橡胶的弹性造就了它的黏性。它可以很容易地自我塑造，从而楔入任何空

    间，包括你指尖的缝隙，所以它在人们手中的阻力会这么大。这种阻力使橡胶非常适合安装在自行车的车把上，或是作为汽车轮胎的材料。它将汽车牢牢地抓在地

    上，足以产生车轮向前滚动所需的摩擦力，却又不会粘在路面上。同样地，它让你

    的手紧紧握住车把，不会意外滑脱，但你也不必担心自己的手会被永远粘在自行车

    把上。

    橡胶另一个不为人知却又十分巧妙的用途体现在便利贴上。便利贴有一层由橡

    胶制成的黏合剂，当你从便笺本上撕下便利贴时，它依然粘在上面，这样你就可以

    将便利贴贴到墙壁、桌子、计算机显示器、书籍等物品上，但又不会损坏它们或留

    下印记。橡胶中的微球构成了便利贴上的胶层，它们与便利贴强力地结合在一起，但是被按压到其他物品的表面时，只会产生一股很小的黏合力。所以不管它粘在什

    么地方，当你取下来的时候，橡胶都会留在纸上，所以便利贴可以被粘贴在不同的

    地方，多次利用。这种设计很巧妙吧？的确如此，只不过，这种不太黏的胶水其实

    源于一个偶然的发明。1968年，3M公司的化学家斯宾塞·席佛(Spencer Silver)

    博士在尝试制作出一种强力黏合剂时，阴错阳差地发明了便利贴。

    撕胶带让你抓狂过吗？

    20世纪出现了很多改变文化的黏合剂产品，其中最重要的一种当数胶带，这是

    由3M公司另一位发明家理查德·鲁(Richard Drew)在1925年发明出来的。鲁发明

    的胶带中有关键的三层，中间一层是玻璃纸，这是一种由木浆制成的塑料，可以让

    胶带拥有机械般的强度和透明度。胶带的底层是黏合剂层，顶层则至关重要，它是

    一层不会粘的材料，就像特氟龙一样，大多数物质在与它接触时都有很低的表面张

    力，无法将其轻松地润湿(所以我们会用它制作不粘锅)。将它应用在胶带中真是

    绝妙的做法，这意味着胶带可以贴在自己上面，却不会永久地粘住彼此，这样便可

    以制作成胶带卷使用。说起来，谁家会没有一卷胶带？而我需要用上10卷。

    你可以通过观察一个人如何对付一卷胶带来了解他。我必须坦率地承认，我习

    惯用手撕胶带，而不是剪断。要是你找我要胶带，我肯定会抓起一卷，然后热情地

    帮你撕下一段。但我可能不会一下子就撕好，最可能发生的情况是，我先撕出一点

    碎片，要么是撕开的角度很奇怪，要么是干脆撕断一截，而且难免会让有黏性的一

    面互相粘在一起。对此，我不会得意，它是真的惹怒了我。我对着胶带生气，它却

    似乎变本加厉地刺激我，自己重新粘了回去，并且贴合得没有一丝痕迹，让我不知

    该从哪儿撕起。这个时候，我就不得不动用自己的大拇指，不断地绕着胶带卷搓动，试图找出胶带的头，并感到十分无助。这种情况有时候会持续很长时间，气得

    我忍不住对胶带大吼大叫，甚至会把它扔到房间的另一头，心想我为什么连个胶带

    切割器都没有。

    电工胶带更适合我，不用剪刀就可以撕开它。其中的织物纤维贯穿了整卷胶带

    以便于加固，这使它更容易被撕断。胶带的强度来自织物纤维，黏性与柔韧性则是

    来自塑料和黏合层。我非常喜欢电工胶带，我承认我羡慕在腰带上随时别着电工胶

    带的人，那是他们的工作必需品。想到这里，我偷偷地瞥了一眼仍在看电影的苏

    珊，想知道她喜欢哪一种胶带。她此前看的书是奥斯卡·王尔德的《道连·格雷的画

    像》，正摆在她面前的小桌板上。我注意到书脊像是已经用某种红色电工胶带修补

    过了，而胶带的末端被剪刀剪得十分利索。看来她是那种喜欢剪断胶带的人。

    复合板与黏合剂的完美结合

    由理查德·鲁首创的胶带，虽说是一种很有用的发明，但不是引领现代飞机工艺

    的技术创新，而这一点是由另一位美国化学家利奥·贝克兰(Leo Baekeland)实现

    的，他成功地研制出了第一种塑料。他将两种液体混合后得到了塑料：一种是酚

    类，也就是桦木树脂中的主要成分；另一种则是甲醛，一种防腐液。这两种液体一

    起反应，得到一种新的分子，而这种分子还有个多余的化学键，可以连接更多的酚

    类分子，这样就产生了更多可以与酚类反应的化学键。最后，液体(如果比例合适

    的话)会被化学键牢牢地锁在一起，形成一个固体。换句话来说，这个反应会形成

    一个巨大的分子，所有将它固定起来的化学键都是永久性的，所以无论你创造出一

    个什么物体，它都会变得异常坚硬而强韧。苯酚和甲醛形成了一种强力黏合剂

    贝克兰用这种塑料制作出了很多物件，包括当时刚刚被发明出来的新电话。当

    然，这是相当有用的，也让贝克兰发了大财。不过，它还带来了另一个影响。化学

    家们意识到，苯酚和甲醛，可以在混合后应用于两个物体之间的界面，混合物变硬

    的时候就可以将物体黏合在一起。这催生出了一大类新型黏合剂，也就是双组分黏

    合剂，强度超过了以往的任何胶水。

    人们使用双组分黏合剂越多，就越了解它们的用途。首先，不同的组分——苯

    酚与甲醛可以单独存储在不同的容器中，因此在使用前它们都可以保持液态。除此

    之外，你可以通过添加剂改变它们的化学成分，使其润湿性变得更好或更差，这样

    就可以粘在不同的材料上，如金属或木材。这种新型的黏合剂对工程师产生了很大影响，他们又开始重新考虑最先在古埃

    及被发明出来的复合板。如果你用双组分黏合剂制作复合板，它就能完美地与木材

    键合，最终得到的复合板既没有依靠动物胶的弱化学键结合，也不会对水敏感。但

    是，这种新型的复合材料要想获得成功，还需要旺盛的市场需求，与此同时发展起

    来的飞机工业正好需要它。20世纪初，多数飞机都是由木头制造，但是因为木头有

    纹理，飞机很容易开裂。复合板是一个完美的解决方案，它可以被加工成符合空气

    动力学的形状，有了新型的双组分黏合剂之后，它变得既可靠又有弹性。

    有史以来，最著名的复合板飞机是德·哈维兰公司研制的蚊式轰炸机。当它在第

    二次世界大战中投入应用时，是飞行速度最快的飞机。因为飞得比其他飞机都快，所以它甚至没有配备防御机枪。直到今天，它恐怕都是有史以来最漂亮的复合板制

    品。它的优雅与知性，源于复合板可以在黏合剂的作用下被制成各种复杂的形状，这一特性让它几十年来深受设计师们的青睐。

    战后，复合板继续改变着我们的世界，这一次轮到了家具。当时最具创意的两

    位设计师分别是查尔斯·伊姆斯(Charles Eames)和雷·伊姆斯(Ray Eames)，用

    复合板重新定义了木制家具。他们的设计成为经典，特别是现在为人们所熟知的伊

    姆斯椅子。直到今天，这些椅子还在被制造或仿制，随便走进一家咖啡厅或一间教

    室，你都有可能看见它们。家具界的时尚潮流不断变化，但复合板的吸引力经久不

    衰。

    蚊式轰炸机不过，尽管复合板家具经受住了时间的考验，航空工程却在继续发展。战后，铝合金成为制造飞机的首选材料，这不是因为它的强度在同等重量下比复合板更

    高，甚至也不是因为其硬度比复合板高。铝之所以能够胜出，是因为它可以被更好

    地制造、加压，也更加可靠、安全，尤其是当飞机变得越来越大，飞得越来越高的

    时候。要想让复合板停止吸水或失水，是很难的。如果在干旱的国家停留得太久，复合板飞机就会变得干燥，由此引起材料收缩，并对胶接处产生应力。而当飞机停

    在非常潮湿的地方时，复合板便会膨胀甚至腐烂，这同样会危及飞机的安全。

    铝不会出现以上问题，事实上，它具有不可思议的抗腐蚀性，因此，它成为之

    后50年里飞机结构的基础。但它绝不是完美的，它在一定重量下的硬度或强度，都

    不足以制造出真正轻量、节能的飞机。所以，尽管铝制飞机的生产正处于鼎盛时

    期，当时的工程师们也还在为寻找更理想的飞机外壳材料而绞尽脑汁。他们很想知

    道，那会是一种金属，还是某种完全不同的材料？碳纤维看起来很有前途，因为在

    同等重量条件下，它的硬度是钢、铝或复合板的10倍。但碳纤维是一种纺织品，而

    在当时，没有人用它制造机翼。

    能黏住飞机的环氧树胶

    工程师们最终选择的是环氧树脂胶。环氧树脂是另一类双组分黏合剂配方，但

    它的核心是一种被称为环氧化物的单分子。

    环氧化物分子的内部，有一个由两个碳原子及一个氧原子构成的环。打破这些

    化学键时，环也会因此而打开，环氧化物便可以与其他分子反应，形成一种高强度

    固体。硬化反应一开始并不会发生，直到分子中的环因碳氧键的断裂而被打开，而

    这一般是通过添加固化剂来实现的。

    环氧树脂的一个主要优点是，它的反应过程与温度相关，你可以先将不同组分

    混合起来，直到你需要时它们才开始键合。这对于生产机翼所需的零件来说至关重

    要，而这些零件具有复杂的形状，并采用纤维增强材料，每一件都很庞大，需要几

    周的时间才能被制造出来。当你准备将黏合剂变成结实的固体时，只需要将它放入

    一台高压烤箱，把机翼加热到合适的温度，然后就是见证奇迹的时刻了。这些烤箱

    被称为高压釜，而它们有飞机那么大。所有的空气在加热前都需要从飞机模具中排

    出，这也解决了黏合剂的另一个问题——它们经常将空气困于其中并形成气泡，硬化后就会成为缺陷。环氧化物的另一大优点是在化学上应用广泛。化学家们可以将

    不同的组分与环氧化物的环相连，使其与不同的材料相结合，如金属、陶瓷以及碳

    纤维。

    五金店出售的环氧树脂可以用于修补破碎的陶器，或是将旋钮重新装回榨汁机

    的盖子上。你可能想知道，为什么它们在使用前不需要在高压釜中进行加热。这是

    因为它们所用的固化剂的化学成分与制造飞机的化学成分不相同，它们可以在室温

    下与环氧化物的分子发生反应。这种黏合剂被分为两个包装进行销售，所以你需要

    将它们混合。其中一管装的是环氧树脂，另一管中则是固化剂与各种用于加快反应

    的催化剂，让黏合剂可以更快地变为固体。这些家用型环氧树脂的强度不如飞机所

    用的，但也不容小觑。

    环氧化物分子中的环被固化剂打开，由此可以形成一种聚合物黏合剂

    或许这一切听上去都很简单，但认识复合材料结构并研发相关技术足足用了几

    十年的时间，人们这才对这些飞行的碳纤维飞机表示信任。最初，这些碳纤维复合

    材料是在地面上的赛车中得到了检验，结果非常成功。如今，赛车的引擎中甚至还

    有这些含碳的零件，你肯定猜到了，我们设计出了可以用于高温环境的环氧树脂。

    在赛车之后，碳纤维复合材料被应用在假肢中，这是一项伟大的发明，因为它们比

    很多金属更硬、更坚固，还要轻得多。一些残疾跑步运动员所用的“刀锋”[16]，其

    实就是由碳纤维复合材料制成的。这种材料也被用于制造自行车。迄今为止，世界

    上性能最好的自行车都由碳纤维复合材料打造，而这些材料便是用环氧树脂黏合在

    一起的。当然，波音公司和空中客车公司最新型的商用客机也是用碳纤维复合材料

    制造的，包括此刻载着我完成横跨大西洋之旅的这架飞机。万能的502胶水

    正如假肢和飞机中的螺栓与铆钉已经被胶水或黏合剂取代，医院中的缝线与螺

    钉很可能也将会被替换成胶水。前些天踢球的时候，我不小心在头上划了一道口

    子，于是用手帕捂住伤口去了医院，血淋淋地在候诊室等了两个小时。终于叫到了

    我的号，医生问诊后，清洗了我头上的伤口，随后制作了一管氰基丙烯酸酯黏合

    剂[17]。他把这种胶喷到我伤口的两端，然后紧紧推到一起保持10秒钟，就让我回家

    了。他不是想节省时间的奇葩医生，而是在采用医院的标准做法。

    氰基丙烯酸酯黏合剂是出了名的强力胶，也是一种奇怪的液体。就其本身而

    言，它是一种油，性状也很像油。但是，如果将它暴露在水中，水分子就会和氰基

    丙烯酸酯发生反应，并打开其中连接原子的双键，使它得以与另一个氰基丙烯酸酯

    分子发生反应，这样就形成了一个有富余化学键的双分子，可以与其他物质发生反

    应。而它也确实这么做了，继续和另一个氰基丙烯酸酯反应，生成一个具有富余化

    学键的三分子，然后接着反应，以此类推。随着这一连锁反应的不断进行，一个越

    来越长且内部相互紧扣的分子形成了。这已经很智能化了，但还有更精妙的地方。

    只需要空气中有一点儿水蒸气，薄薄一层氰基丙烯酸酯液体就能转化为固体。虽说

    很多黏合剂都不能在潮湿的环境下黏结物体，因为所有的水分都会使它们很难附着

    在物体表面，但强力胶可以在任何地方起作用。试过的人都知道，它也可以很容易

    地让你的手指粘在一起。所以，化学家们还在寻找一种快速而又舒适的方法来让强

    力胶脱落。水分子打开氰基丙烯酸酯分子，形成聚合物黏合剂

    撇开手指不谈，如今黏合剂已经将世界上的很多东西粘在了一起，未来可能还

    会有更多，因为此刻我所坐的飞机正在以每小时500英里的速度穿过湍流，这是一个

    有力的证据。我们对很多黏性物质的研究也许还不够深入，特别是当你还在研究其

    他生物正在使用的强黏性物质究竟有多少种，几乎每天都有科学家发现植物、贝类

    或蜘蛛使用的某种新型胶水。

    我在翻看机上娱乐系统中可供观看的电影时，便思考了这个问题，并在看到

    《蜘蛛侠》的时候犹豫了一下。没错，黏性的确是一种超能力。想到这里，我按下

    了“播放”键。05

    如梦如幻的

    液晶

    我拉下窗户上的遮光板，挡住了明亮的阳光。这看起来是一件自相矛盾的事，在我的日常生活中，几乎没有哪一天不会梦到这样的场景：跳上白色的云端，躺在

    上面沐浴着阳光直到永远。然而，当我真的在空中待了一段时间之后，却想看一部

    电影。为了能看清屏幕，我需要更暗一些的环境。在我合上遮光板的时候，邻座的

    苏珊突然抬起头来，我的这个动作影响了她。于是我将遮光板又向上抬了一点点，好让一丝光线重新透进来，并做了一个竖起大拇指的手势，问她这样行不行。她点

    头表示可以，将头顶的机舱阅读灯打开，然后再次沉浸在她的书中。我好像惹她生

    气了。

    我想，若是屏幕可以变成一幅画，一幅由颜料绘制而成的油画，画布上的人物

    可以像他们在电影中那样移动，我就不必降下遮光板了。当我想到这里时，很快就

    意识到苏珊正在读的那本《道连·格雷的画像》，正是与那样的油画有关。这有点离

    奇，却也符合这本书的诡异情节。奥斯卡·王尔德在1890年写了这部小说，正好是液

    晶刚刚被发现的时候，他不可能知道液晶会发展成平面屏幕技术，而我此刻正用它

    来观看《蜘蛛侠》。在那部小说的核心部分中，他创作的神奇而又险恶的画像恰恰

    可以运用液晶技术。

    在这本书中，主人公道连·格雷是个英俊、富有的年轻人，他找人为自己画了一

    幅肖像。当道连看到最终完成的作品时，突然想到自己会变老而肖像不会，这让他

    备受刺激，不禁抱怨道：

    它永远不会比六月的这一天更老……如果能反过来的话就好了!如果永葆青春的

    是我，变老的只是这幅肖像就好了!要是能这样，要是能这样，我情愿付出一切!

    没错，这世上没有什么是我舍不得的!我情愿为此献出自己的灵魂!道连的愿望神秘地实现了。他开始声色犬马，沉迷于自己的青春帅气，以及由

    此带给他的感官愉悦，却也在这么做的时候毁掉了其他人的生活。实际上，这幅画

    给了他超能力，但这种超能力又和我面前屏幕上飞跃的蜘蛛侠不同。蜘蛛侠有着巨

    大的威力，能像蜘蛛一般紧贴着建筑物，从而探知危险正在靠近。道连·格雷的超能

    力是他永远不会衰老，英俊的外表永远不会变得丑陋，只是它的肖像会变老。我的

    目光扫过苏珊，她正处于一片昏暗之中，借助一盏顶灯读着《道连·格雷的画像》。

    这让我想到，要想画出一幅动态肖像多么难啊!道连·格雷第一次看到自己年轻的肖像

    油画因层次感而美

    当你在画布上涂拭颜料时，液体就会附着在画布上，当然也会附着在你已经画上去的每一层颜料上。就像我们的早期祖先在创作洞穴壁画时发现的那样，颜料实

    际上是一种有颜色的胶水。因此，颜料的任务就是从液体转化为固体，然后永恒地

    留在那里。不同的颜料会用不同的方式达到这一目的。水彩颜料通过干燥变为固

    体，其中的水分会因为蒸发而被释放到空气中，最终只在纸上留下颜料。油画颜料

    的主要成分是油，通常是罂粟油、坚果油或亚麻籽油。它不会干燥，但有另一项技

    能：与空气中的氧气发生反应。通常情况下，应当避免这种类型的反应，因为氧化

    会使黄油和食用油变质，比如变成酸味或苦味。但是运用在油画颜料中时，这倒成

    了一个优点。油类分子中含有长长的烃基链，氧原子抓住某根链条上的一个碳原

    子，并在反应中将它与另一个链相连，这个过程持续进行，分子也会发生更多的反

    应。换句话说，氧原子扮演着固化剂的角色(就像水在强力胶中起到固化剂的作用

    一样)。没错，这其实是另一种聚合反应。

    这一反应十分有用，因为它在画布上形成了一层坚硬而又防水的塑性涂饰(油

    画可以更精确地被称为塑料画)，它具有惊人的弹性，并能长期保持。不过，聚合

    反应需要时间，因为氧气必须渗入表面坚硬的颜料涂层，这样才能接触内部那些没

    有发生反应的油。这也是油画颜料的缺点，它需要很长的时间才会变硬。不过，伟

    大的油画大师能将此转化为自己的优势，如范·艾克、维米尔、提香等。他们覆盖了

    很多层薄薄的颜料，于是颜料就一层接着一层地与氧气发生化学反应并固化，形成

    了多层半透明的塑料，层层相叠，成为许多不同颜色组合而成的复合体。油毡版画《偷偷喝柠檬水的人》，由鲁比·赖特(Ruby Wright)创作

    这样具有渐进层次的油画，可以让画家创造出的作品具有奇妙的细微差别，因

    为当光线照在画布上时，不仅会从表层反射，还有一部分光线会穿透到更里层，与

    油画深层的颜料相互作用，成为彩色光后进行反射。或者，光线会被不同的颜料层

    完全吸收，从而变成深黑色。这是一种控制色彩、亮度和纹理的复杂方法，也正是文艺复兴时期艺术家们选择油画的原因。对提香的油画《基督复活》进行分析后，人们发现画上一共有9层颜料，它们共同创造出复杂的视觉效果。正是油画错综复杂

    的表现力，使得文艺复兴时期的艺术如此感性而又充满激情。分层的效果如此出

    彩，以至于这一手法不再局限于油画中，如今已经融入所有专业的数字绘图工具

    中。如果你使用Photoshop、Illustrator或其他计算机图形工具，你就会用图层

    来制作图像。

    作为涂层，亚麻籽油也可用在除油画颜料以外的很多地方。比如，处理木材

    时，亚麻籽油会在木材表面形成透明的保护性塑料屏障，就像油画一样，只是没有

    颜色。板球拍是使用亚麻籽油涂抹其外层的众多木制品之一。你也可以一不做二不

    休，完全用亚麻籽油做出一种叫作油毡的固体材料，借助的依然是聚合反应。油毡

    是一种塑料，曾被设计师与室内装修师用作防水地板。艺术家也会使用油毡进行创

    作，他们在上面雕刻，就像雕琢木头一样，再将图案印刷出来。在这些作品中，分

    层依然是构建复杂性的基本方法。

    如何让画面动起来？

    虽说视觉上很动人，可无论是版画还是油画，都不会呈现出一幅运动的画面。

    但是，如果你用一个碳基分子，这就有可能实现了。碳基分子与亚麻籽油中的那些

    分子没有太大区别，如4-氰基-4'-戊基联苯。

    4-氰基-4'-戊基联苯的分子结构式，这种分子常被用于液晶中

    4-氰基-4'-戊基联苯分子的主体由两个六元环构成，这使它具有刚性结构

    [18]，但与之结合的电子分布很不均匀，所以它是一种极性分子。有些区域富集了负

    电荷，有些区域则富集了正电荷。一个分子上的正电荷与另一个分子上的负电荷相

    互吸引，增强了分子间整齐排列的趋势。但是，4-氰基-4'-戊基联苯的尾部还有一

    个甲基(-CH3)，这个基团富有弹性并会蠕动，在晶体构建的过程中起到了相反的

    作用。因此，4-氰基-4'-戊基联苯的结构一部分是规整的，另一部分却是流动的，因而被称为液晶。

    在35℃以上，尾端甲基受到的影响更为强烈，于是4-氰基-4'-戊基联苯呈现出

    普通的透明油状物状态。然而，将它冷却到室温后，这种液体便会在外观上变得和

    牛奶相仿。在这个温度下，它不是固体，却产生了不寻常的现象。这些分子开始依

    次排列，就像鱼群中的鱼，而这样的结构在液体中并不常见。液体的决定性特质之

    一便是液体中原子及分子的能量太高，所以不会在特定位置待上一段时间，而是不

    断地旋转、振动并迁移。但是液晶与之不同，它的分子依然是动态的，也可以流

    动，但方向会保持一致，就像晶体中排列规则的原子一样，这也是“液晶”这个名

    字的由来。

    晶体、液晶与液体在结构上的差异

    然而，这种排列并不完美。因为分子处于液态，它们可以到处移动，相互交换

    位置，或是加入其他的小群体中。不过，极性分子赋予了液晶另一个有价值的特点

    ——它们可以对外加电场做出反应。通过改变排列的方向，它们可以实现这一点。

    因此，通过施加电压，你便可以让整个液晶分子群朝着特定方向移动。事实证明，这是液晶在技术上获得成功的关键，也使它们可以被集成到电子设备中去。

    当光线穿过液晶时，会发生十分细微的变化：偏振角度会改变。要想理解这一

    点，不妨把光想象成一道波，一道由振荡电场和磁场构成的波。它振荡的方向是什

    么呢？上下、左右，还是对角线？标准的太阳光会在所有方向上振荡，但是如果它

    被光滑的表面反射，那么这个表面就会促使振荡朝着某个特定的方向进行，并抑制

    其他方向的振荡，这取决于它与哪个方向吻合。因此，反射光中带有特定方向的振

    荡，被称为“偏振光”。

    不只是物体表面可以造成这一现象，有些透明材料也可以改变光的偏振，如偏

    光太阳眼镜。偏光太阳镜的镜片只允许一个方向振荡的光通过，这会明显降低进入你眼中的光线强度，所以你看到的世界会更暗一些。这种眼镜在海滩上特别有用，不只是因为它遮住了你的眼睛，还因为平滑海面反射而来的眩光也是偏振光，而镜

    片可以将它们挡住。渔民在偏光太阳镜的帮助下可以更轻松地看到水下世界，而摄

    影师也是出于同样的理由选择了偏光镜片来挡住眩光。

    有些蜘蛛可以探测到偏振光，我想知道这是否就是蜘蛛侠对危险具有快速反应

    能力的一部分原因，即所谓的“蜘蛛感应”。在电影中，他非常善于随机应变，惊

    险地逃脱了章鱼博士的抓捕，得以避开片中反派的触角。电影特效做得太棒了!我

    下意识地对着苏珊笑了笑，完全忘了尽管自己对她的书很感兴趣，但她对《蜘蛛

    侠》根本不感冒。

    液晶改变了光的偏振，这就是蜘蛛侠的形象在我面前的屏幕里不断闪烁的原

    因。如果你把偏光太阳镜放在液晶的表面，当液晶光的偏振方向与镜片一致时，便

    会显得很亮，否则就会很暗。但是有一个小窍门，如果你用电场改变液晶的结构，液晶的极化也会发生变化。因此，只要按下开关，你就可以决定光线是否透过。突

    然间你就拥有了一台装置，它可以发出白光，然后消失，然后再次产生白光，变化

    的速度与你用电场调节液晶结构的速度一样快。黑白屏幕由此诞生了。

    彩色液晶更奇妙

    这听上去似乎很简单，却花了几十年的时间才得以实现。1888年，一位名叫弗

    里德里希·莱尼泽(Friedrich Reinitzer)的奥地利植物学家首次将液晶的奇怪特

    性进行归类，那正是奥斯卡·王尔德写下《道连·格雷的画像》的前两年。尽管很多科

    学家都在接下来的80年里对它进行了研究，但是没有人能够找到它的真正用途。直

    到1972年，汉密尔顿手表公司推出了第一款名为“脉冲星时间计算机”的电子手

    表，液晶才大显身手。这款手表看起来很不错，不同于以往的任何一款，价格也比

    一般的汽车高，购买它的人认为他们买到的是未来。他们是对的，数字技术即将到

    来。而在这个万亿美元产业中，手表是一大畅销品。

    “脉冲星时间计算机”的构件中有很多LED，这是发光二极管的英文缩写，它本

    身是由半导体晶体构成的，可以在电流的作用下发出红光。这只手表看上去很不

    错，特别是在黑色背景下，富豪名流们都为之疯狂，甚至在1973年的电影《你死我

    活》中，詹姆斯·邦德也戴着一只。然而，当时LED的缺点是高耗能，所以最早那些电子表的电池寿命都很短。为了满足大众对电子表的新兴需求，一种更为节能的屏

    幕技术亟待出现。研发人员在实验室里研究了几十年，液晶突然找到了用武之地。

    它很快占据了电子表的主导地位，因为将液晶像素从黑转白所需的电能是微不足道

    的。液晶也很便宜，因为实在是太便宜了，以至于制造商们开始用液晶制作整个显

    示屏，这就是你在电子表上看到的灰色屏幕。手表用电来调节特定区域的灰色液

    晶，使其阻挡偏振光并形成黑色，由此可以显示出不断变化的数字，所以你能查看

    时间、日期或其他可以用这种小数字形式传递的信息。

    我童年中最深刻的记忆之一，就是我的朋友梅鲁·帕特尔在假期后回到学校，戴

    着崭新的卡西欧电子表和计算器，我感到了一股强烈的妒意。他若无其事地按着那

    些小按钮，按钮冲他发出愉悦的蜂鸣声，这一幕居然给我留下了很深的印象。当然

    了，现在回想起来有些愚蠢，谁会真的想要一只小小的计算器？但是在当时，我是

    彻底被迷住了。这也是我沉迷电子产品的开端。

    电子表已经失去了往日的时尚感，被一支连绵不绝的电子设备大军取代。手机

    依然在用着液晶显示器，这似乎让人有些惊讶，但它确实和电子表用的是同一种基

    本技术，并由此发展出了现代智能手机的屏幕，能播放出彩色视频。这就将我们带

    回油画世界，以及小说《道连·格雷的画像》引发的动态图像难题：液晶可能正是我

    们需要的，但它又是如何创造颜色的呢？

    我们都知道，如果你把黄色颜料与蓝色颜料混合在一起，我们就会认为自己看

    到的这种混合物是绿色的。同样，如果你在红色颜料中添加蓝色颜料，就会得到紫

    色。颜色理论表明，你可以通过改变原色的组合而得到一切特定的颜色。在印刷业

    中，人们通常使用青色(C)、洋红(M)、黄色(Y)的液体，再加上黑色(K)的

    液体来调整颜色对比度。这是喷墨打印机的工作原理，所以你会在打印机墨盒外看

    到“CMYK”这一缩写。这些色彩由打印机一点一点地打印到页面上，而我们的眼睛

    和视觉系统将它们整合成清晰的颜色。很早以前我们就知道，眼睛会由此出现错

    觉。这种操作方法在17世纪被牛顿记录下来，在19世纪被点彩派画家用作绘画技

    巧。这么做的主要优点在于，色素团肯定不会发生物理混合，它们的亮度与光泽都

    是可控的，能呈现出你想要的效果。正如色彩理论预测的那样，只要这些色素团足

    够细小并且紧密排列，就可以通过这种方式混合颜料并呈现出任何色彩。但是一旦

    你改变颜色，那就另当别论了。你必须在画布上对颜料的比例做出物理性的改变，也就是说，你必须移除一些色点，再换上其他色点。除非你能找到一种办法，用各种可能的颜色组合绘制色点。

    这就是彩色液晶显示器的工作原理，不管它们是在你手机上还是电视上，或是

    和我现在的情况一样，被包裹在前座的椅背上。在“像素点”中，每个像素都有3个

    彩色的滤光片，可供3个基色光通过。对于显示器而言，它们是红光(R)、绿光

    (G)和蓝光(B)，所以缩写是“RGB”。如果它们均匀发射，像素就会显示为白

    色，尽管它是由3种不同的颜色构成的。如果你在手机上滴上一小滴水，再透过它看

    屏幕，便会发现这一点。水就像一个放大镜，让你得以看到红、绿、蓝这3种不同像

    素的组合。

    液晶显示器VS有机发光二极管

    油画大师们必须弄明白，如何通过混合颜料并提出一种色彩感知理论，将黑暗

    和阴影引入自己的作品中。同样地，如今研发液晶显示器的工程师们与科学家们也

    在用动态图像，推动彩色显示器的性能极限。正如文艺复兴时期，油画与其他诸如

    壁画与蛋彩画之类的绘画技术进行斗争，近年来，液晶显示器(LCD)也在和有机发

    光二极管(OLED)竞争。这场战斗目前正在一代代新型的电视、平板电脑和智能手

    机中上演，拥有一套艰深晦涩的技术语言。你也许会从线上博客中了解到，液晶显

    示器不能显示深黑色，电影中的黑色场景也是通过偏振器来阻挡光线的，它们不是

    100%有效，所以你最终看到的是灰色。同理，液晶显示器中颜色的产生方式，也会

    影响某些色调的绝对亮度。这就带来了机舱遮光板的问题，我不想让阳光在屏幕上

    反射，否则观看效果会更糟。

    然而，多亏了那些与分层油画技术并无太大区别的伟大创新，显示器才变得越

    来越好。例如，添加一个主动式矩阵，可以让一些像素点的切换独立于其他像素。

    因此，图像某些部分的对比度可以高于其他部分，这样就不必为整个图像设置对比

    度了。这对于部分高亮度的电影场景来说很有用。当然，这一切都是通过晶体管技

    术自动完成的，这就是“主动式矩阵”中“主动”的含义。工程师们也学会了根据

    你的视角来改进图像变化的方式。此前在某些角度下，你会看不清屏幕，但是现在

    加入了“漫发射层”，它可以让光线在离开屏幕时向不同的角度散开。相比之下，作为原始电子表脉冲星时间计算机中红色发光二极管的继承产品，OLED技术如今已

    经很节能了。它们有更丰富的色彩以及近乎完美的视角。不过，除了比LCD贵得多，它们的亮度也不及前者。液晶显示器可能并不完美，但它们本质上就是奥斯卡·王尔德梦寐以求的动态画

    布。如今，你可以在客厅(或阁楼)里摆上自己的肖像，每天都换一张新的。几年

    前，当液晶显示屏变得十分便宜的时候，人们就开始互相赠送动态相框，但并没有

    那么受欢迎。事实上，人们挺讨厌它们的，就像道连·格雷厌恶他那幅动态的肖像一

    样。我相信他们讨厌的不是图像的质量(很多人喜欢在他们智能手机的液晶显示屏

    上看着自己)，而是这些显示屏的本质。它们是冒名顶替者，是一种流动、神奇乃

    至梦幻般的东西，却假装是一张真实、可信的照片，将某一刻凝固。

    同样的技术应用在平板电视中已经十分流行。以协同的方式切换像素的颜色可

    以让电视屏幕显示动态图片，所以我们能看到演员们说话、打手势并做出不同的面

    部表情，而在我看的电影中，他们在楼宇之间跳跃，从恶魔手中夺回了整个世界。

    尽管我知道我正在看的并不是真的，它只是一组原色像素伴随着配乐闪烁，但它还

    是刺激着我，无论是在知性层面还是感性层面，让我完全沉浸在故事之中。但我觉

    得，这件事真的很难理解。如果把飞机上看这部电影的经历，与站在画廊中欣赏提

    香的杰作《复活》进行比较，我想知道哪一种更能打动我，恐怕是电影吧。对此，我并不感到自豪。我知道提香的油画是伟大的艺术品，而这台10英寸的显示屏中播

    放的“超级英雄”电影并不是。为什么我会如此浅薄？是因为在4万英尺的高空中，我已经丧失了全部的艺术审美，还是说，这与飞行中亢奋的情绪状态有关？

    静态的图像，如绘画和照片，会让我们反省自身，在一次次的欣赏过程中洞察

    自己的感受有何变化。当我们重温伟大的艺术作品时，无论是提香、梵高，还是弗

    里达·卡罗的作品，都可以让我们追溯自己曾有过的人生体验。这些画作可能会保持

    不变，但对于它们内涵的感受会随着我们自身的改变而改变。飞机上神奇的液体屏

    幕却有着截然不同的形态，它是动态的，像一扇活灵活现的窗户供我们进入另一个

    世界。它让我们从自己的世界逃离出去，在4万英尺高的云层之上，在昏暗的机舱

    中，进入一个梦幻世界。我们可以像神灵一般，在短暂的时间里通过液体的入口，俯视普罗大众的行为，观察他们，嘲笑他们的愚蠢，对他们的疯狂举动摇头。而这

    一系列行为会让我们的情绪更加亢奋。一些学术研究表明，这是由于电影中展现的

    那种亲密而又温暖的感觉，与4万英尺高空中坐在陌生人身边的残酷现实形成了极端

    的对比。对我来说，这个结论是正确的，因为我只有在飞机上看电影的时候才会

    哭，哪怕是最烂的电影，我都会流下眼泪。即使是那些在地面上观看时几乎笑不出

    来的喜剧电影，我也会为之大笑。我们的情绪总是会被液晶屏幕里的图像影响

    电影结束时，蜘蛛侠获得了胜利，但在我面前的这面真实的液晶屏中，没有记

    录下任何我刚刚看过的场景。它此刻一片空白，正在迎接下一场梦，而我不再觉得

    自己是神灵了。我看了一眼苏珊，她正把自己裹在毯子里睡觉，蜷缩在一个看起来

    很舒服的位置，尽管以我的经验判断，那样睡肯定不舒服。我很想再次打开遮光

    板，让我的眼睛再享受一次晴朗蓝天的洗礼，但我不想冒险惊醒苏珊。我不确定自

    己是不是困了，想了想，似乎可以试着打个盹儿。我脱下鞋子，将椅背倾斜，努力

    忘了自己在飞机上入睡是多么困难。06

    人体分泌的

    唾液、汗液、眼泪

    当苏珊将我从她的肩膀上粗暴地推开时，我的头正倚在那里。我突然醒过来，看到一条细细的口水从自己嘴里流了出来，还挂在苏珊的袖子上，这让我更加感到

    尴尬。我的手猛地向上将它一把抹掉，可又不好意思正视苏珊的脸道歉，只好假装

    还在睡觉。我把头耷拉到椅子的另一边，恨不得把头塞进坚硬的聚丙烯机舱壁和亚

    克力座椅罩之间的缝隙里。这很不舒服，还有些尴尬和痛苦，但我觉得这是自己应

    受的惩罚。我现在已经完全清醒了，眼睛却紧闭着。在我们俩都能合情合理地假装

    忘掉刚刚发生的事之前，我究竟还要保持多久这样的姿势？这是我经历过的最尴尬

    的事吗？并不是。细数起来，肯定有这么几件事：在学校把自己淋得浑身湿透；在

    去厕所的途中跑进了一家人头攒动的餐厅，而我当时特别想要呕吐；看着我的祖父

    对着我面前刚刚端上来的汤打喷嚏。每隔一段时间，我都会回忆这些人生中的恐怖

    场景，而它们似乎永不褪色。为什么身体中的体液会引起如此强烈的情感？甚

    至“体液”这个词也让我感到不舒服。我们的很多风俗习惯都与控制身体的排泄物

    有关。但是如果没有它们，我们会遇到很大的麻烦。当体液还在我们体内的时候，对维持健康发挥着重要作用，可是为什么一旦它们离开身体，我们就会对其充满厌

    恶呢？

    “先生，咖喱鸡块和意大利面，您需要哪种？”

    开始供应飞机餐了。我在座位上扭来转去，假装刚刚醒过来，做着夸张的动

    作。

    “啊？不好意思，有什么？”

    “您想要咖喱鸡块还是意大利面？”“呃，咖喱鸡块，多谢。”我匆匆说道，松开了固定小桌板的旋钮。

    一顿典型的飞机餐

    自从将口水流在苏珊身上后，我就一直没和她进行眼神交流，但我预感到，这

    顿饭可能会让这段插曲变得更容易被想起来：现在我们都需要唾液了。

    大有用处的唾液

    我从面前的托盘里拿起面包卷咬了一口。它很松软，但也有些干。幸运的是，咀嚼让它变湿了，这还要归功于我的唾液腺。正在分泌的唾液不只是覆盖面包，避

    免它沾在我的嘴上，还提取了面包的味道。我先尝到了甜味，这是因为我的唾液溶

    解了面包中的糖分，并将它们送到了识别甜味的味蕾中。随后，面包的咸味与香味

    也开始显现出来。

    味蕾需要一种液体介质来传递香味分子，这正是唾液进化的目的。面包本身不

    含汁液，所以你需要靠唾液享受美味，事实上，你还得靠唾液将它吃下去。但是你

    的唾液不只是能溶解味道，还能帮助你的味觉系统判断正在吃的食物是否有营养，如果食物中含有病原体或者毒素，它就会报警。唾液中的一些酶可以预先消化食

    物，所以你的味蕾，当然还有鼻腔中的受体，都可以在你吞咽前分析嘴里的东西。淀粉酶是其中最重要的一种，它将淀粉分解并转化为单糖，所以你咀嚼的时间越

    长，面包的味道越甜。在你吞咽碳水化合物后的很长一段时间里，淀粉酶还会继续

    分解碳水化合物以及你口中或牙缝间的所有残渣。

    唾液还控制着口腔的pH值，主动保持着口腔的中性。pH值的范围衡量的是一种

    液体的酸性或碱性，刻度从0到14，其中0是酸性最强的，而14是碱性最强的[19]。

    纯水是中性的，其pH值为7，而酸性液体通常有酸味，比如，柠檬汁的pH值约为2。

    多数饮料都是酸性的，包括橘子汁、苹果汁甚至牛奶。它们尝起来并不都是酸的，因为里面通常还含有糖分，这有助于平衡饮料的风味特征(可乐的pH值通常约为

    2.5，但其中的糖分会让口感偏甜)。

    口腔中的很多细菌都以糖分为食，并产生酸性物质腐蚀牙齿上的牙釉质，由此

    形成蛀牙，所以牙医总是告诉你要少吃糖。然而，唾液会不断地将细菌冲走，使口

    腔的pH值恢复中性。唾液还含有处于超饱和状态的钙、磷酸盐和氟化物，这些物质

    会沉积在牙釉质上以修复牙齿。它们含有蛋白质，可以覆盖牙釉质并抵御酸；含有

    抗菌物质，可以杀死细菌；含有止痛物质，可以缓解牙疼；还含有其他各类物质，可以帮助清洁并愈合你嚼食时对口腔造成的细小伤口。换言之，你的唾液就是最原

    始的牙齿卫生护理剂，而对大多数其他动物而言，它则是唯一的一种。它不仅能够

    保护你的牙齿与牙龈，还能防止口臭(口中异味)，而口臭是由舌根后部的细菌菌

    落引起的。

    唾液从你的腺体中有规律地流出，不断地清洗并净化你的口腔。要想知道你究

    竟分泌了多少唾液，还得去找牙医，他们有吸取唾液的设备，在治疗的过程中会放

    入你的口中。这样，当他们在治疗你的牙齿时，就可以避免唾液碍事。然而，你的

    唾液腺对这种干扰并不友好，唾液分泌的速度往往几乎和被吸走的速度一样快。每

    个人平均每天会分泌0.75升到1升这种特殊的液体。

    唾液腺是很多物种的共同特征，已经在动物体内演化了数百万年，并有着各种

    不同的用途。蛇的唾液腺分泌毒液，蝇幼虫的唾液腺分泌丝状物，蚊子的唾液腺在

    它们吸血的时候为你注射防止血液凝固的化学物质。一些鸟类会用唾液将它们的巢

    黏合在一起，事实上像黑巢金丝燕这样的燕子，它们的巢完全是由凝固的唾液构成

    的，也是中国名菜炖燕窝汤的主要食材。

    我们这就重新说回吃饭的话题。显然，对于人类来说，唾液的一个主要作用是让食物变得润湿，食物就可以滑动或流动，而你就能吞下它们。没有了这种润滑作

    用，事情肯定会变得十分棘手，这在吃饼干大赛中得到了完美的验证。如果你从未

    参加过这个比赛，可以试着在不喝水的前提下，在1分钟之内吃掉尽可能多的饼干。

    对于大多数人而言，干燥的饼干吸收了太多的唾液，只要1秒钟就能将他们的口腔刮

    伤，这让他们很难咽下这又干又脆的混合物。不过，唾液并不是对付一些干燥食物

    的唯一办法，我们还能在吃东西的时候喝饮料。这也能解释，为什么我们会把诸如

    黄油、蛋黄酱、植物油或人造黄油之类的脂肪涂在干燥的食物上，也是为了充当润

    滑剂。

    大多数人都能分泌足够多的唾液来品味我们想吃的任何食物，但有些人深

    受“口干症”的困扰，这是一种阻碍唾液充分分泌的疾病。口干症可能是由疾病引

    起的，但更多时候其实是因为药物的副作用。它可以让人极度衰弱，有时候甚至让

    病人根本无法食用固态的食物。当你感到压力和焦虑的时候，可能也会出现暂时性

    的口干症。比如，你害怕公开演讲，那么当你演讲的时候就会感到唾液腺延缓分

    泌，喉咙也变得干燥且不停吞咽，甚至连说话都会变得十分困难。当你读到这篇文

    章时，可能会注意到你正在吞咽唾液，这是一种常见的反应，它只是让你的唾液系

    统与神经系统之间的联系变得更突出。

    鉴于牙医从病人口中提取的唾液总是过量的，你也许会认为它可以像血液一样

    被用于治疗，还可以捐赠给那些口干症病人。但是，人们并不想要别人的唾液，这

    是一种我们很反感的黏液，甚至很多人会对与别人分享一瓶饮料感到恶心，因为这

    样有可能吞下对方的一点点唾液。然而，恶心并不只是收集唾液的唯一问题。一旦

    排出体外，唾液就会快速分解，失去很多重要功能。因此，唾液不会被直接转移，制药公司会生产人工唾液，主要由防止蛀牙的矿物质、控制口腔pH值的缓冲剂以及

    帮助润湿食物的润滑剂构成，让你更容易地吞咽食物。人工唾液有凝胶、喷雾和液

    体等形态。一旦你的爱人或是你自己用上了这些产品，你就会真的开始重视自己的

    唾液腺。

    黏液为什么让人恶心？

    我自己的唾液让我吃下了一个略微有些干的小圆面包，这也令我食欲大增，于

    是我将注意力转向托盘上那只小碗里的沙拉。沙拉里的西红柿切片看起来比黄瓜丁

    以及卷心菜丝大了不少，还有点儿干，让我没有胃口。除此以外，还有一小包调味料与沙拉搭配在一起，于是我试着将它撕开，并在这场力量悬殊的战斗中获得胜

    利。而从包装袋中挤出来的米色调料太过黏稠，无法均匀地覆盖在沙拉表面，而是

    像小鼻涕虫似的，瘫在番茄和卷心菜上。这让我有些倒胃口。如果脱离了前后的场

    景，那么很多食物都会像这样看起来很恶心，而这正是我在做的事情。

    如今的我，很少会对食物感到厌恶。但是当我还是个孩子时，经常会厌食，而

    沙拉“鼻涕虫”则把我带回那些岁月。在我小的时候，母亲坚持要我吃掉摆在面前

    的食物，一旦我表示拒绝，她就会引用全球饥饿统计数据，告诉我有多少人会因为

    吃不上这些我不想吃的食物而饿死。可是这没什么用，我就是感到恶心，本能的恶

    心。我经常提醒她，对于恶心而言，研究数据根本没有效果，但我还是得听她的

    话。一般情况下，恶心会战胜合理的论据。我还记得，当我试图或被迫吃下我讨厌

    的食物时，喉咙里总有一种刺痛感。小时候，我发现很多让我恶心的食物都是黏糊

    糊的，跟我面前这碗沙拉酱十分相像，它们嚼起来会发出吱吱、咯咯、窣窣或者咝

    咝的声音。液体的这种性质被称为黏弹性，液体在短时间内变得像固体，但在长时

    间内仍然呈现出液态。这也就是为什么你可以抓起黏液，并将它夹在手指之间，普

    通的液体可不会这样。它具有固体的特性，你可以感觉到，它的弹性正在抵抗你手

    中的压力。不仅如此，大多数液体都会散开，而黏液却聚在一起。但是当你继续握

    住它的时候，黏液就开始流动并滴到你的手上，这种流动性制造了黏弹性中的黏

    性。发胶便是这样的状态，你可以将它抓在手里，但是它也会流动，只是非常慢。 ......