Q．如果一杯满是水的杯子突然之间变成半空的杯子会怎么样？
——维托里奥·亚科韦拉
A．相比起乐观主义者，悲观主义者大概更接近事实真相吧。
当人们说到“半空的杯子”时，他们通常指的是水和空气各占一半的体积。
传统说法是，乐观主义者看到的是半满的杯子，而悲观主义者看到的则是半空的杯子。这个故事衍生出了数不清的笑话，比如工程师看到的是所需大小两倍的杯子，而超现实主义者看到的则是一只在吃领带的长颈鹿，等等。
但如果杯子空的那一半真的是空无一物——变成真空——又会怎么样呢？1我知道这种真空不会持续很长时间，但之后会发生的事情取决于一个一般人不会在意的关键问题：杯子的哪一半是空的？
在这里我们将讨论3种不同的半空杯子的情形，然后在毫秒尺度上观察那一瞬间之后会发生什么。
中间的那个杯子里是正常的一半水加上一半空气，右边那个杯子上面空的那一半变成了真空，而左边那个杯子则是下面一半是真空。
我们假设在t＝0时瞬间出现了真空。
在起初的几微秒内什么事情都不会发生。在这一时间尺度下，甚至连空气分子都几乎是静止的。
大部分时间，空气分子以每秒几百米的速度动来动去。但在任意给定的时刻，一些空气分子会比其他空气分子运动得更快。运动得最快的少数空气分子的速度可能会突破每秒1千米，这些分子将是最先进入右边杯子真空部分的空气分子。
左边那个杯子里的真空四周都被包围着，因而空气分子没法轻易进入。水是液体，不会像气体那样膨胀开来填满真空。然而，暴露在杯子围成的真空中的水确实会沸腾，慢慢地水蒸气就会进入到真空的那一部分里。
虽然左右两个杯子里的水都会沸腾，但涌入右边杯子的空气会在沸腾愈演愈烈之前就把它遏制住，而左边的杯子则会继续产生稀薄的水蒸气。
几百微秒后，涌入右边杯子的空气彻底填满了原先真空的部分，并撞上水面，产生一道压力波。杯子的侧边轻微突出来了一点，但还是能够经受住压力不至于破碎。反弹回来的冲击波穿过杯子中的水又回到了空气中，和空气中已经存在的波动汇合起来。
真空消失产生的冲击波会在约1毫秒的时间内传播到另两个杯子所在的地方，当冲击波穿过杯子和水时，它们都会轻微地发生形变。又过了几毫秒，人耳将听到一声巨响。
在这个时刻前后，肉眼已经可以明显地看出左边的杯子飞了起来。
空气压力试图把杯子和水挤在一起，这就是我们平时所说的“吸力”。右边杯子里的真空持续时间不足以产生能够抬升杯子的吸力，而由于空气无法进入左边杯子里的真空区域，因而杯子和水开始相向滑动。
沸腾的水只向真空区域输入了很少量的水蒸气。随着水与杯子之间的空间减小，积聚起来的水蒸气慢慢开始在水表面产生压强。随着压强的升高，沸腾的速度会减慢下来。
此时水与杯子之间的相对运动速度太高，这点水蒸气产生的压强已经不足以产生什么效果了。在开始不到10毫秒的时候，水会与杯子以每秒数米的速度撞到一起，隔在它们之间的没有气垫缓冲，只剩下那少得可怜的一点水蒸气，水就像一把大锤子一样砸在杯子的底部。
水几乎是不可压缩的，因而冲击不会随时间被消散掉，而是像给杯子结结实实来了一锤，瞬时间会对杯子产生巨大的作用力，然后杯子就碎了。
你在聚会上看到的猛击玻璃瓶子顶部会把瓶底打碎的现象就是由这种“水锤”效应产生的。如果你关闭连着老式管道的水龙头，有时也会听到由此产生的沉闷的咚咚声。
当瓶子被猛击时，它会被突然往下推。瓶中的液体没法即时对吸力（气压）产生响应——就像我们这里一样——于是瓶底会短暂地出现一个空隙。当这个1厘米厚的真空区域最终闭合后，冲击波就会击碎瓶底。
而在我们假设的情形下，产生的冲击力足以击碎最厚实的杯底。
碎掉的瓶底被水流推着砸到桌上，发出梆梆声。杯子里的水也会在周围溅开来，水珠和碎玻璃飞得到处都是。
与此同时，和杯子下半部分分离的上半部分会继续向上飞。
0.5秒后，两个旁观者在听到一声巨响后吓得往后退了一点。他们的头也不由自主地跟随着飞到天上的杯子向上抬起。
杯子的速度恰好够一头撞到天花板上，然后裂成碎片……
……随着动量的消散，它们最终又回到了桌面上。
这个故事告诉我们：如果乐观主义者说杯子是半满的，而悲观主义者说杯子是半空的，那么物理学家就该跑路了。
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1． 其实就算是真空，你也可以说它不是真的是空无一物，不过这已经牵扯到量子语义学了。
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