第六章液體和氣體的性質 6.3船沉下去沉到哪兒？

第六章液體和氣體的性質 6.3船沉下去沉到哪兒？

　　有一種流行的說法，甚至在海員當中也這樣流傳著，說是沉沒在海洋里的船不會沉到海底，而是不動地浮懸在深海的某些地方，在那里，海水“已經因為上面各層水的壓力的關系而變得密度相當大了”。

　　這種說法，看來甚至連《海底兩萬里》的著者儒勒·凡爾納也表示同意。在這本小說的一章里，他描寫了一只沉沒了的船不動地浮懸在水里；在另一章里，他又提到一些“破船浮懸在水里”。

　　這一類見解是不是正確呢？

　　這類見解似乎有些根據，因為水的壓力在深海里的確可以達到極大的程度。沉在10米深處的物體，每平方厘米所受到的水的壓力只有1公斤。而在20米深處，這個壓力已經是2公斤，在100米深處是10公斤，在1000米深處是100公斤。海洋里有許多地方，深度有達到好幾公里的；大洋的最深部分（太平洋中馬里亞納群島附近的深海），有達到11公里以上的。很容易計算出，在這些極深的海洋里，水和沉在水里的物體所受到的壓力有多大。

　　如果把一個緊塞著瓶塞的空瓶投在相當深的水里，然后再把它拿上來，你就會發現瓶塞已經被水壓進了瓶子，而瓶子也完全裝滿了水。海洋學家約翰·牟萊在所著的《海洋》那本書里說他做過這樣的一個試驗：拿三根不同粗細的玻璃管，管的兩頭都是燒熔封閉的，把它們卷在帆布里，然后放在一個上面有孔可以讓水自由進出的銅制的圓筒里。把圓筒沉在5公里的深處。等到把它拿上來的時候，帆布里已經滿是雪一樣的東西：那是碎玻璃。如果把一塊木頭沉在同樣深處，拿上來以后，它就會象磚頭一樣沉到水桶的底里，水已經把它們壓緊到這樣的地步。

　　看來，我們自然會這樣想，這樣大的壓力一定會把深海里的水壓得非常密實，使重的物體到了那里也不能再往下沉，象鐵秤錘在水銀里不能下沉一樣。

　　可是這一類見解其實是一點根據都沒有的。實驗告訴我們，水同一切普通液體一樣，也是不容易壓縮的。1平方厘米的水受到1公斤壓力的時候，它的體積只能縮小1／22,000，以后每增加1公斤的壓力，大致也只能再縮小這么些。假如我們想把水壓得這樣密實，使鐵到了里面也不會沉下去，那就得把水的密度增大到原來的8倍。可是要把水的密度增大一倍，也就是說把水的體積縮小一半，就得對每1平方厘米的水加上11,000公斤的壓力（假定水在這樣大的壓力下壓縮率也是這么大的話）。這樣的壓力只有在海面下110公里的地方才有！

　　從這里可以明白，要說深海里的水會顯著地變得密實，那是完全不可能的。在海洋的最深處，水的密度也只是增大了1100／22，000，也就是說，比正常的水的密度大1／20或5％①。這對各種物體在那里的浮沉條件，幾乎沒有什么影響，何況浸在這里的固體物體也要受到這種壓力，因而也會變得密實些。

　　所以沉沒的船只會一直沉到海底，是一點疑問也沒有的。約翰·牟萊說：“凡是在一杯水里能夠沉的一切東西，到了最深的海洋里，也應當能一直沉到底。”

　　我曾經聽到過有人對這一點提出的反對意見。如果你小心地把玻璃杯底朝天浸在水里，它就能懸浮在水里，因為它所排開的那一部分體積的水的重量，正同玻璃杯的重量相等。如果所用的是比較重的金屬杯子，那它也會懸浮在水里，不過位置稍低一些，但不會沉到底下去。當巡洋艦或別種船只傾覆了往下沉的時候，大概也同樣會停留在半路上。如果船上某些地方關住了空氣而泄不出來，那末船也會沉到一定深度以后，停留在那里。

　　要知道有不少船是在底朝天的狀態下沉到海里去的，所以里面一定有一些船沒有沉到海底，而只是浮懸在幽暗的深海里。固然這種船的平衡狀態只要輕輕一推動就會失去，失去平衡以后，它就會翻過身來裝滿水，一直沉到水底下去。可是我們知道，海洋的深處永遠是十分平靜的，連暴風雨的回聲都侵透不進去，那末又往哪里去找這種推動力呢？

　　所有這些論證，在物理學上的根據都是錯誤的。底朝天的玻璃杯并不能自己沉到水里去。它同木塊或塞緊了瓶塞的空瓶一樣，必須在外力的作用下才能沉到水里去。同樣，倒覆的船也不會往下沉，而要留在水面上。要叫它停留在從海面到海底的半路上，那無論如何是不可能的。

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