如果你是位冲浪高手或者帆船达人，一定很享受在水面浪尖上起舞的感觉。但如果给你一项挑战，让你在海浪下面来一次颠倒冲浪呢？这听起来好像完全是异想天开。但物理学家告诉你，这种反直觉的挑战并非完全不可能。近期，一组物理学家在实验室中用黏性液体和小船模型展示了这样一种特技。他们成功地让一层黏性液体悬浮在空气层之间，并让小船模型漂浮在黏性液体的下表面上，就好像创造出了一个对称的翻转世界。
这一发现不仅颠倒了小船，同样颠倒了我们对浮力的理解。这项新研究已于近日发表于《自然》杂志。
浮力并不是一件新鲜事。早在公元前两百多年，古希腊先哲阿基米德在公共浴室洗了个非常重要的澡。他走进浴盆后注意到，他的身体浸入水里后，浴盆里的水位上升了一点，还有一部分水从浴盆边溢了出去。同时，他感觉自己的身体变轻了，就像漂了起来一样。传言的其中一个版本是，阿基米德就此灵光一现，大喊着Eureka！
从浴盆中跃起，光着身子就跑回了家。虽然这一举动难免让当时看见他的人感到一丝尴尬，但阿基米德自己却摆脱了一直困扰他的尴尬境地。他借助浮力的原理成功帮助希伦二世称量了皇冠。今天我们也会把浮力定律称为阿基米德定律。
当然阿基米德（以及我们许多人）或许没想到的是，浮力背后还大有文章。20世纪50年代起，科学家发现，振动可以引起一些奇怪的行为，来对抗重力。
1951年，诺贝尔物理学奖得主彼得·卡皮查（Pyotr Kapitsa）发现，快速地上下振动摆锤，可以使这个摆锤保持竖直方向的平衡，而不会向下摆动到它自然稳定的位置。从那时起，科学家就会利用振动来探索反重力的例子，比如让液体悬浮在半空，让气泡下沉而非上升。
20世纪80年代，物理学家V. N. 切洛梅（V. N. Chelomei）展示了切洛梅摆，这种摆上有一个可以自由滑动的垫圈，当摆竖直振动时，这个垫圈就会漂浮在半空中。
在新的实验中，研究人员最初是受到了卡皮查摆的启发，想探究一下液体中是否存在类似的行为。他们在一台振动的机器顶部建了一个树脂玻璃的容器，并在里面装上硅油或者甘油等黏性液体，然后在容器底部注入了一层空气。
他们观察到，振动的液体确实会悬浮在半空。但这其实并非一个新结论。研究的通讯作者Emmanuel Fort介绍，这种现象其实早有记录和报道，但由于他所在的实验室的主要研究方向是光学和成像，因此他之前对此并不清楚。简单理解，振动的容器中黏性流体可以悬浮，这是因为每次液体的一部分将要滴下来时，振动会提供一个相反的力，把它推回原位。这阻止了液体的下表面破裂，并在下方形成了一个气垫。
随后，Fort的团队进一步调整了实验，在悬浮的液体中放上了一些小珠子，结果振动逆转了浮力的规律。这些小珠子可以平稳地漂浮在液体的下表面。为了视觉效果更好，小珠子又被换成了模型小船，结果小船可以同时漂浮在液体的上、下表面，看起来非常反直觉。研究人员建立了模型来解释浮力效果是如何被镜像到液体下表面的。
一般来说，轻微的扰动要么将物体向下推，使其下落，要么让物体上升到液体中，随后浮力会介入，并推动物体上升。但是强振动可以抵消这些扰动。小船在液体的下表面能够保持稳定，因为它的一部分同样沉入水中，在那里，重力向下的拉力和浮力的向上推力是完全平衡的。
振动系统已经广泛应用在工业界中。比如在矿物加工和化学反应中，振动可以控制流体中气泡的运动。
这项奇怪而反直觉的结果说明，振动系统可能还有许多奇异的特性是我们尚未发现的。Fort同样表示，虽然研究中的流体体积很小，但理论公式表明，限制液体体积的主要是振动机器的强度。实验效果在黏性液体里很不错，但对水的效果却不够理想。所以从理论上来说，只要你的振动机器强度跟得上，并且你愿意在一片黏糊糊的矿物油液体中遨游，或许就可以实现那个颠倒冲浪的梦想了。