用倒扣的杯子装半杯水

假如有人向你要杯水喝，你用倒扣的杯子装满一杯水拿过去，他一定会大吃一惊。玻璃杯里倒满水，用一张明信片大小的硬纸片盖住杯口，随后用手指轻轻按着硬纸片，把杯子翻过来，使杯底朝上。只要硬纸片处于完全不平，就不必再用手托住它，也不会掉下来。你可以大胆地把杯子端来端去，水也不会溅出来。是什么东西托住了硬纸片，使它能顶住水的重量而不掉下来呢？是大气的压力。一杯水大约重220克，空气给硬纸片的力量大大超过了它。有人说，做这个实验的时候，杯里的水一定要倒满，一直要倒到杯口。如果杯子里存有少量的空气，这个实验就做不成了。因为杯子里的空气也会对硬纸片产生压力，跟杯子外面空气产生的压力互相抵消，硬纸片就要掉下来。但在做实验的时候，你试一试不把水杯倒满，会惊奇地看到，用水不满的杯子做这个实验和用满杯水做一样，硬纸片也不会掉下来。自然科学中的最高裁判员就是实验。任何一种理论，不论听起来多么合乎情理，都应该用实验来检验。
     如果发现某种理论和实验的结果不符，那就要去研究这种理论错在哪里。刚才那种说法错在哪里呢？通过实验就看出来了。你用硬纸片把没装满水的杯子盖住以后，再用手按住硬纸片把杯子翻过来，你的手暂时不要挪开，用大拇指把硬纸片的一角轻轻地向下折一下，这时候，你会看到水中产生了气泡。这说明杯中的空气比外面的空气稀薄，否则杯外的空气是不会跪到杯里去的。问题就在这里：杯里虽然还有空气，但它比杯外空气密度小，因此压力也比较小，所以杯外的空气仍然能托住硬纸片上的水。那么，杯里的空气密度为什么会比杯外小呢？这是因为，当你把杯子翻转过来的时候，杯里的水向下流动，排出了一小部分空气，剩下的空气在原来的容积内自然就稀薄了，空气的压力就变小了。你看，如果态度认真的话，即使是最简单的物理实验，也能引起你进一步思考。