学术经纬在吹泡泡史上，这些科学家留有姓名
肥皂泡从吹出到破裂 ， 仅存在寥寥几秒 。 但在历史长河中 ， 却有无数学者沉醉于这转瞬即逝的魅力 ， 试图解答泡泡所带来的迷思 。
表面张力与长寿泡泡
英国实验物理学家波易斯 ， 设计过一个也许是受众最广的肥皂泡实验 。
1889年圣诞节期间 ， 他进行了几次公开演讲 ， 给青少展示肥皂泡实验 。 其中一个实验是这样的：把一个圆环放在肥皂水中一抄 ， 就形成了一层肥皂膜；如果在环中系上一根线（并且其中一段是双线） ， 就会形成三个膜 ， 把双线中的膜捅破 ， 双线包裹的面积就自然地形成了一个圆形 。
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两根线被拉成圆形蕴含了深刻的数学和物理 | 《肥皂泡和形成它们的力》
这一实验直观地演示了表面张力使液体表面积达到最小的过程 ， 这也是空中肥皂泡成为球形的原因 。
但表面张力对于肥皂泡的意义 ， 远不止于此——它可是肥皂泡的救命稻草 。 当肥皂泡的液膜受到扰动而局部变薄时 ， 这部分区域表面张力会变大 ， 并对周围液体产生更大拉力 。 于是 ， 液体会被自然拉向变薄处 ， 完成自我修复 。 这种现象名为马拉高尼效应（Marangoni Effect） 。
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看似脆弱的肥皂泡 ， 每时每刻都在拼命对自己修修补补 ， 想想有些悲壮…… | pixabay
低温气体的研究先驱詹姆斯·杜瓦 ， 以发明了保存液态空气的杜瓦瓶闻名于世 。 在人生的最后20年 ， 他沉浸于肥皂泡表面张力的研究 。
他创造了一个惊人的记录 。 通过把泡泡精心保存于特制瓶中 ， 减少与空气杂质的接触 ， 杜瓦将一个泡泡保存了三年 。
想必 ， 瓶中的泡泡也在感受着马拉高尼效应的力量 。
哪里都有牛顿
不过肥皂泡最让人着迷的 ， 还是那变幻不定的色彩 。
阳光下的泡沫 ， 为啥是彩色的？这个问题的答案来自于牛顿 。
牛顿一生 ， 光辉灿烂 ， 数学、力学、光学、天文 ， 全面开花 。 而在其光学成就中 ， 有一项名为“牛顿环”的研究成果 ， 可以解释泡泡为什么五彩斑斓 。
肥皂膜本身是无色的 。 阳光在肥皂膜的上下两个表面分别反射 ， 并发生干涉 。 阳光是由不同波长的可见光组成 。 在膜的某一处 ， 恰好两束反射光中红光相互抵消 ， 这处就呈现蓝绿色；在另一处 ， 红光又可能得到加强 。 再有 ， 肥皂膜的厚度并不均匀 ， 并随着气流、重力的扰动 ， 膜厚度也一直变化 。 于是 ， 整个肥皂泡就呈现出了不断变换的五彩斑斓 。 水面上漂浮的油膜 ， 镜片或珍珠的表面都会出现这种现象 。
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镜片上发生的牛顿环现象 | wiki
老勋爵的问题
当然 ， 牛顿并不是靠吹泡泡发现牛顿环的 。 不过 ， 倒是有不少学者在吹肥皂泡中发现了新天地 。
热力学奠基人 ， 英国物理学家开尔文勋爵 ， 就是其中一位 。
开尔文曾说：“如果你吹一个肥皂泡并进行观察 ， 你可以对它进行一生的研究 ， 并从中获得一个又一个物理定律 。 ” 1887年 ， 开尔文的侄女特意到乡下去看望这位老爵士 。 打开大门 ， 眼前的画面是这位大学者在开心地吹着泡泡 。
沉迷于肥皂泡的开尔文勋爵 ， 曾提出过一个问题：如果将空间划分成很多个部分 ， 保证接触面积最小 ， 这些部分应该是什么形状？
这个问题被后世称为“开尔文问题” 。
在二维平面中 ， 开尔文问题已经被蜜蜂解答了 。 六角形的蜂巢结构 ， 就是平面上效率最高的堆积方式 。 当然 ， 蜜蜂们没有什么数学基础 ， 它们这么筑巢 ， 只是为了省点蜂蜡——这就是大自然的智慧！
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