Q．如果一杯滿是水的杯子突然之間變成半空的杯子會怎麼樣？
——維托裡奧·亞科韋拉
A．相比起樂觀主義者，悲觀主義者大概更接近事實真相吧。
當人們說到「半空的杯子」時，他們通常指的是水和空氣各佔一半的體積。
傳統說法是，樂觀主義者看到的是半滿的杯子，而悲觀主義者看到的則是半空的杯子。這個故事衍生出了數不清的笑話，比如工程師看到的是所需大小兩倍的杯子，而超現實主義者看到的則是一隻在吃領帶的長頸鹿，等等。
但如果杯子空的那一半真的是空無一物——變成真空——又會怎麼樣呢？1我知道這種真空不會持續很長時間，但之後會發生的事情取決於一個一般人不會在意的關鍵問題：杯子的哪一半是空的？
在這裡我們將討論3種不同的半空杯子的情形，然後在毫秒尺度上觀察那一瞬間之後會發生什麼。
中間的那個杯子裡是正常的一半水加上一半空氣，右邊那個杯子上面空的那一半變成了真空，而左邊那個杯子則是下面一半是真空。
我們假設在t＝0時瞬間出現了真空。
在起初的幾微秒內什麼事情都不會發生。在這一時間尺度下，甚至連空氣分子都幾乎是靜止的。
大部分時間，空氣分子以每秒幾百米的速度動來動去。但在任意給定的時刻，一些空氣分子會比其他空氣分子運動得更快。運動得最快的少數空氣分子的速度可能會突破每秒1千米，這些分子將是最先進入右邊杯子真空部分的空氣分子。
左邊那個杯子裡的真空四周都被包圍著，因而空氣分子沒法輕易進入。水是液體，不會像氣體那樣膨脹開來填滿真空。然而，暴露在杯子圍成的真空中的水確實會沸騰，慢慢地水蒸氣就會進入到真空的那一部分裡。
雖然左右兩個杯子裡的水都會沸騰，但湧入右邊杯子的空氣會在沸騰愈演愈烈之前就把它遏制住，而左邊的杯子則會繼續產生稀薄的水蒸氣。
幾百微秒後，湧入右邊杯子的空氣徹底填滿了原先真空的部分，並撞上水面，產生一道壓力波。杯子的側邊輕微突出來了一點，但還是能夠經受住壓力不至於破碎。反彈回來的衝擊波穿過杯子中的水又回到了空氣中，和空氣中已經存在的波動匯合起來。
真空消失產生的衝擊波會在約1毫秒的時間內傳播到另兩個杯子所在的地方，當衝擊波穿過杯子和水時，它們都會輕微地發生形變。又過了幾毫秒，人耳將聽到一聲巨響。
在這個時刻前後，肉眼已經可以明顯地看出左邊的杯子飛了起來。
空氣壓力試圖把杯子和水擠在一起，這就是我們平時所說的「吸力」。右邊杯子裡的真空持續時間不足以產生能夠抬升杯子的吸力，而由於空氣無法進入左邊杯子裡的真空區域，因而杯子和水開始相向滑動。
沸騰的水只向真空區域輸入了很少量的水蒸氣。隨著水與杯子之間的空間減小，積聚起來的水蒸氣慢慢開始在水表面產生壓強。隨著壓強的升高，沸騰的速度會減慢下來。
此時水與杯子之間的相對運動速度太高，這點水蒸氣產生的壓強已經不足以產生什麼效果了。在開始不到10毫秒的時候，水會與杯子以每秒數米的速度撞到一起，隔在它們之間的沒有氣墊緩衝，只剩下那少得可憐的一點水蒸氣，水就像一把大錘子一樣砸在杯子的底部。
水幾乎是不可壓縮的，因而衝擊不會隨時間被消散掉，而是像給杯子結結實實來了一錘，瞬時間會對杯子產生巨大的作用力，然後杯子就碎了。
你在聚會上看到的猛擊玻璃瓶子頂部會把瓶底打碎的現象就是由這種「水錘」效應產生的。如果你關閉連著老式管道的水龍頭，有時也會聽到由此產生的沉悶的咚咚聲。
當瓶子被猛擊時，它會被突然往下推。瓶中的液體沒法即時對吸力（氣壓）產生響應——就像我們這裡一樣——於是瓶底會短暫地出現一個空隙。當這個1厘米厚的真空區域最終閉合後，衝擊波就會擊碎瓶底。
而在我們假設的情形下，產生的衝擊力足以擊碎最厚實的杯底。
碎掉的瓶底被水流推著砸到桌上，發出梆梆聲。杯子裡的水也會在周圍濺開來，水珠和碎玻璃飛得到處都是。
與此同時，和杯子下半部分分離的上半部分會繼續向上飛。
0.5秒後，兩個旁觀者在聽到一聲巨響後嚇得往後退了一點。他們的頭也不由自主地跟隨著飛到天上的杯子向上抬起。
杯子的速度恰好夠一頭撞到天花板上，然後裂成碎片……
……隨著動量的消散，它們最終又回到了桌面上。
這個故事告訴我們：如果樂觀主義者說杯子是半滿的，而悲觀主義者說杯子是半空的，那麼物理學家就該跑路了。
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