往酒杯中倒啤酒，为什么只有杯底中部会冒气泡？而且持续不断。

香槟泡泡的金色魔力

到底香槟泡泡是如何形成？

它如何在上浮、迸裂的过程中带动香气？

撰文╱李杰–贝拉（Gerard Liger-Belair），法国蓝斯香槟阿丹尼大学副教授，研究碳酸饮料的物理化学，也担任酩悦香槟酒厂研究部门的顾问。

翻译／陈义裕，美国加州理工学院物理博士，台湾大学物理系教授

气泡品质兹事体大

开瓶香槟，为自己倒上一杯，然后啜饮一口吧！那翻腾的气泡上浮、迸裂，在液面发出优雅的嘶嘶声，把上千个金色泡泡抛入空中，同时也释放出酒中那撩人鼻息、鼓动味蕾的香醇。伴随那满口芳香、清凉沁透脾胃却又暖人心窝的酒气，微小金色泡泡谱出了节奏轻快的交响曲。而这，正是法国东北香槟区典型气泡酒的迷人之处，也是世界各地庆典中不可或缺的一员。

沿着玻璃杯壁一列列缓缓上升的气泡，就像是许多迷你的热气球一样，这是一瓶好香槟的众多特质之一。在满盈香槟的笛形杯里，气泡升至酒液平面之后，就会形成一个项圈般的环（collerette）。虽然没有任何科学证据显示香槟的质量和气泡的大小有什么连带关系，人们还是把两者联想在一起。由于确保香槟能有气泡翻腾的传统特色是一件攸关生意的大事，因此对于香槟酿酒厂来说，制造出极致完美的小泡泡就至为重要了。有鉴于此，数年前我和法国蓝斯香槟阿丹尼大学以及「酩悦香槟」（Moet & Chandon）酒厂的几位研究伙伴，便决定来研究碳酸饮料中气泡的行为。整个气泡生命史里包含许多因素，我们的目标是要决定、描述并进一步了解这些因素各自扮演的角色。在玻璃杯中斟满了气泡酒、啤酒或汽水，然后进行这种简单却仔细的观察，竟在视觉上展现出它从未被发掘的迷人现象。我们最初的研究结果专注在气泡生命史中的三个主要阶段∶气泡的生成、上浮，以及迸裂。

气泡的生成

在香槟、气泡酒以及啤酒中的气泡，主要是由二氧化碳所形成，这是由于糖在经过酵母菌发酵后，会转换成酒精及二氧化碳分子。但是汽水之类的饮料之所以会发出嘶嘶声，则是工厂将之碳酸化的结果。在装瓶或装罐后，溶解在液体中的二氧化碳会依循亨利定律（Henry's law），与软木塞、瓶盖或拉环下的气体达到平衡；这个定律说明，在平衡时，气体溶解于液体中的数量，会和气体的压力成正比。

打开一个瓶罐，液面上二氧化碳气体的压力就会急遽下降，破坏了原先已达到的热力学平衡；如此一来，液体中的二氧化碳分子便呈现过饱和状态（supersaturation）。为了要与大气压力重新取得平衡，二氧化碳分子就必须从这个呈过饱和状态的液体逃逸。而当我们把饮料倒入杯中时，有两个机制会让溶解的二氧化碳逃离：从液体的表面扩散出去，或是形成气泡。

但是，若要群聚这些溶解的二氧化碳，使气泡诞生，这些气体分子就必须挤开周围那些受到凡得瓦力（van der Waals force，一种偶极吸引力）强力牵系在一起的液态分子，因此气泡的形成会受到这个能量障碍的牵制。然而，要克服能量障碍所需达到的过饱和比例，根本就超过气体溶解于碳酸饮料中的量。

这样一来，要在只稍稍过饱和的液体中（包括香槟、气泡酒、啤酒及汽水皆是如此）形成气泡，就必需要有事先存在的气体空腔，而且空腔的曲率半径必须大到足以克服这个成核作用（nucleation）的能量障碍，气泡才可以自由地成长。之所以会如此，完全是因为气泡表面的曲率会影响到它内部气体的压力，而根据拉普拉斯定律（Laplace's law），气泡内外的压力差会和气泡半径成反比，也就是说，气泡越小，里面的压力就越大。若低于某个临界半径，空腔内部的气体压力过大，便会阻止液体中溶解的二氧化碳扩散到空腔里。对新开瓶的香槟来说，这个临界半径约略是02微米。

为了要仔细观测气泡产生的位置（或称为「气泡温床」），我们把装有显微镜头的高速摄影机对准数百串气泡的底部。和一般想法相反的是，这些成核点（nucleation site）并非坐落于玻璃杯表面不规则的坑洞里，因为它们的宽度远低于气泡形成所需要的临界曲率半径。其实啊，这些气泡温床根本就是附着在玻璃壁上的杂质，大部份是中空且呈圆柱状的纤维，它们是从空气中掉落，或者是在擦拭玻璃杯的过程中遗留下来的。由于这些外来粒子的几何形状无法被饮料完全沾湿，所以在杯子斟满时就可以包住一些气袋（见右图）。

在气泡的形成过程中，溶解的二氧化碳分子会跑进这些微小的气袋中，最后就长成一个肉眼可见的气泡。气泡受到毛细力的拉扯，起初一直停留在成核点，随后这个气泡所受的浮力会不断增大，最后从成核点分离出来，而这也提供了让另一个新泡泡形成的契机。同样的过程会不断重复，直到溶解的二氧化碳都用尽，气泡也就不会再继续产生了。

在每个成核点上产生气泡的循环过程，其特性就由「发泡频率」（也就是每秒钟能产生几个气泡）来界定，这个频率可以利用频闪仪（stroboscope）来观测。当频闪仪的闪光频率与气泡的产生频率相等时，这一串气泡看起来就像冻结住一样。

由于气泡生成的动力学特性也取决于二氧化碳的溶解浓度，因此，不同的碳酸饮料就有不同的气泡生成频率。例如香槟，它的二氧化碳气体含量大约是啤酒的三倍，所以在最活跃的成核点，每秒钟冒出来的气泡可以高达30个。相对的，在啤酒的气泡温床处，每秒钟顶多只产生10个气泡。

气泡慢慢上浮

当一个气泡从成核点释放出来后，它会一边奔向表面，一边不断成长（见中图）。在气泡上升的过程中，溶解的二氧化碳会不断自气泡表面扩散到气泡里头去，因此气泡会不断变大。一旦气泡扩大，浮力也跟着增加，使得它们在上升过程中不断加速，气泡彼此之间的间距也就越来越大了 。

啤酒与气泡酒并不是纯液体。除了酒精与溶解的二氧化碳之外，还包含了其它许多的有机化合物，会和肥皂分子一样展现出表面活性。这些表面活性剂（surfactant）泰半是由蛋白质与醣蛋白所组成，同时具有水溶性与非水溶性的部份。因此，表面活性剂不会乖乖溶解在液体中，反而是喜欢群聚在气泡表面，让疏水端对准气体，而亲水端则一头栽入液体中。

一旦浮力不断增强，便会导致气袋与气泡温床分离，驱使气泡在液体分子间破浪前行，此时，周围的表面活性剂对于气泡会展现何种行为就非常重要了。附着在气泡上的表面活性分子会在表面形成一个防护罩，强化气泡的结构。根据流体力学理论，在流体中上升的球形刚体，其所遭受的阻力会比表面不含表面活性剂的弹性球体要大，而且在上升过程中所碰到的表面活性分子，还会逐渐在气泡表面累积，这使它不易变形的面积更加扩大。因此，一个半径固定的气泡，在上升时所受到的流体力学阻力会逐渐增加，当这个液–气态界面完全被表面活性分子覆盖而「污染」后，气泡的速度也将降到最低。严格来说，在气泡表面完全被「污染」之前，气泡的边界就已经完全硬化了，这个现象最近才由法国斯特拉斯堡市路易巴斯德大学的团队所证实。

可是，一边上升、一边扩大的气泡，其行为远比半径固定的气泡还来得复杂。对于前者而言，气泡在过饱和溶液中上升时，体积膨胀会导致表面积增加，这就使表面活性剂有更大的空间可以附着其上，所以膨胀中的气泡会被互相抗衡的效应所影响。如果气泡膨胀的速率超过表面活性剂使气泡表面硬化的速度，气泡就会不断「清洁」它的界面，这是因为表面活性剂所覆盖的表面积与不含活性剂的表面积之比值一路下降。如果这个比值增加，气泡的表面就会遭受表面活性剂单层分子膜的无情污染，并开始硬化。

测量香槟与啤酒气泡一路上升到表面的阻力系数，然后再和气泡动力学科学文献中的数据相比较之后，我们获致的结论是：啤酒气泡的表现就像是个球形刚体。相形之下，香槟、气泡酒与汽水中的气泡在上升过程中，界面就比较容易变形。这结果当然不会让人太意外，因为啤酒所含的表面活性剂巨分子数量（每公升约有数百毫克）比香槟多了许多（每公升只有数毫克），而且由于啤酒的气体含量比较低，啤酒气泡的成长速率也会比香槟气泡来得慢。正因如此，啤酒气泡因膨胀所导致的清洁效应或许太弱，以致无法避免气–液体界面的硬化。而在香槟、气泡酒与汽水中，气泡因为长得太快，界面活性剂分子的数量还不足以使它们变硬。

给我泡泡，其余免谈

根据酒类专家的说法，喝香槟最好是使用杯身较长的「笛形香槟杯」（champagne flute，其形状有如郁金香或圆锥体，如右图，容量多达180 cc左右），如左页图所示。这种狭长形的设计可以延伸并凸显气泡浮升至顶端的流畅性，而向内收敛的杯口则会汇聚气泡所携带的香气，并使它们迸裂时释放出来的芳香得以集中。它狭窄的杯身则会延长饮品的冰凉，使它持续冒泡。

笛形香槟杯比所谓的「碟形香槟杯」（champagne coupe，过去相当流行的一种杯身短、开口如碟状的玻璃杯，如左图）更适合用来喝气泡酒。传说中，这种碟形杯是根据18世纪末法国玛丽皇后（Marie Antoinette）那对出名的胸部塑造而成的。时至今日它虽然仍很流行，但是根据品酒专家的说法，这种碟形杯的设计从来都不是用来喝香槟的，所以也无法让品尝的人得以充份享受香槟的特质。由于碟形杯的杯身浅、杯缘宽，会比较站不稳、容易泼洒出来，也不能像笛形杯一样，能够长时间保持酒的冰凉。更何况，碟形杯也无法以最佳的方式呈现出一串串气泡的优雅姿态。

要打开一瓶香槟，你应该让瓶口以45度倾斜向上，不要让软木塞对准自己或任何人。手握软木塞，并朝同一个方向轻轻旋转瓶身。你应该让软木塞轻喟一声跳出来，而不是砰一声让它弹射出去。砰一大声只会徒然浪费泡沫；正如俗话所说的：「爽了耳朵，亏了舌头。」

气泡在砰声中遽逝

一个香槟气泡几乎在它从饮料表面探头而出的那一瞬间，就开始迸裂了（见右图连续图）。第二张图中，构成一个气泡突出部份的液体薄膜刚刚破裂。在这个极为短暂的事件中，将近一公厘大小的气泡，形状仍然保持不变。空腔的迸裂会形成一股高速的液体喷束迸飞出表面（第三图），由于它本身速度的关系，喷束并不稳定，还会形成表面张力波，把喷流裂解成许多小水滴。自你倒酒进去后，每秒钟都会有数百个泡沫迸裂，所以液体表面会充斥着许多圆锥状结构，只可惜它们持续的时间太短，所以肉眼看不到。

泡沫花丛：由于表面泡沫的迸裂非常迅速（少于100微秒），很少有照片能够捕捉到这个过程。当邻近的一个泡沫迸裂时，它所造成的吸力会使群聚在一起的泡沫变形，形成赏心悦目的花朵状结构（见左图）。中心没有泡沫的区域，会把它近邻的泡盖（气泡露出液面的部份）拉扯至新形成的空腔处。意犹未尽吗？欲阅读完整全文，请参阅2003年2月号「金色泡泡的无边魔力」一文。

延伸阅读

• 你可知道，就只有产自法国香槟区（位于法国北部，距巴黎约一个多小时车程）的气泡酒可以称为「香槟」，其它地方出产的只能称为气泡酒？想了解关于香槟酒的更多秘密吗？你可以造访香槟酒的官方网站，感受那股清新芬芳的法国浪漫气息！

• 本文作者为法国酩悦香槟（Moet & Chandon）酒厂的顾问。这是一家拥有260年酿酒传统的法国知名酒厂，曾因拿破仑的喜爱而赢得「Imperial，皇室香槟」的美誉，为法国最具国际知名度的香槟酒商之一。酩悦香槟成立于1743年，到今年适逢260周年，来看看他们的网站吧！

• Through a Beer Glass Darkly Neil Shafer and Richard Zare in Physics Today, Vol 44, pages 48-52; 1991

• Beauty of Another Order: Photography in Science Ann Thomas Yale University Press, 1997

• The Secrets of Fizz in Champagne Wines: A Phenomenological Study Gérard Liger-Belair et al in American Journal of Enology and Viticulture, Vol 52, pages 88-92; 2001

• Kinetics of Gas Discharging in a Glass of Champagne: The Role of Nucleation Sites Gérard Liger-Belair et al in Langmuir, Vol 18, pages 1294-1301; 2002

• Physicochemical Approach to the Effervescence in Champagne Wines Gérard Liger-Belair in Annales de Physique, Vol 27, No 4, pages 1-106; 2002

开香槟的由来

香槟“CHAMPAGNE”一词，与快乐、欢笑和高兴同义。因为香槟是一种庆祝佳节用的酒，它不仅具有奢侈，诱惑，和浪漫的色彩，也是葡萄酒中之王。在历史上没有任何酒，可比美香槟的神秘性，它总给人一种纵酒高歌的豪放气氛。

据说法国著名的路易十六国王的妻子玛丽，安托瓦内特早年是香槟区埃佩尔纳的一个葡萄酒农的女儿，1770年才18岁的玛丽被路易十六选为王后，埃佩尔纳的酒农为玛丽王后建了一座凯旋门，玛丽王后离家那天，全镇的人出动欢送玛丽王后。带着香槟赴巴黎的玛丽激动的砰的一声打开一瓶香槟洒向欢乐的人群。然而，玛丽王后好景不长，1789年法国大革命爆发，玛丽王后仓皇出逃，当她逃到家乡的凯旋门时，被革命党人抓住了。感时花溅泪，面对凯旋门，玛丽王后触景生情，再次打开香槟，人们听到的却是玛丽王后的一声叹息。

后来，为了纪念玛丽王后，从1789年至今的两百多年里，香槟区的酒农们除了盛大的庆典活动外，平时在开启香槟时，是不弄出声响的。当酒农们拧开瓶盖酒体串出“咝”的气声时，他们便会说这就是玛丽王后那个女人的叹息声。

香槟的起源：

很久以前，法国奥特维雷修道院中一个叫佩里农的传教士突发奇想的结晶。他喝腻了口感浓郁的葡萄酒，便做起了化学实验，将各种葡萄酒随意勾兑后，用软木塞密封。待第二年春天取出酒瓶时，发现瓶内酒色清澈透明，摇动酒瓶，只听“砰”地一声，瓶塞飞出，酒液喷出，芳香四溢。香槟这个浪漫天使诞生了。更有传奇意味的是，有个男爵夫人红杏出墙，到修道院做忏悔，因而有幸尝到了香槟，随后便把这种酒介绍给了她的情人——当时路易十四的大元帅Créqui。这个大元帅将香槟带进凡尔赛宫，国王和贵族们很快被这清新脱俗、气宇不凡，能产生怪异而讨喜气泡的酒所吸引。从此，香槟的身价大涨，众多的人争相效仿酿造气泡酒。

顺便提一句，香槟开始的名字叫气泡酒（Bubble Wine）。后来，为了给香槟正名，香槟原产地的酒农向农会申请专利，只有在香槟区所出产的气泡酒才可以称之为香槟酒，其他地方生产的都只能叫气泡酒。香槟从此闻名天下。

香槟的品尝：

香槟大约在7-10℃左右饮用最佳，放入冰箱两小时或放入一半冰一半水的冰桶三十分钟即可。但切记不要将冰块直接放入香槟中，如果让法国人知道了，他们会向法官控诉你谋杀。哈！这就是浪漫的法国人，不允许你如此对待高雅尊贵的香槟。

开启香槟时，不要过分晃动酒瓶，以确保香槟品质的完整。做法是，用刀割开瓶口的锡箔，卸掉用于密封的铁丝圈；一手紧握瓶身，另一只手以拇指压在软木塞上方，食指在木塞边缘，其他手指围住瓶颈，慢慢转动瓶身，边转边开，让酒瓶内的压力把瓶塞慢慢推出；将香槟稍稍倾斜，以免泡沫溢出。通过观察瓶塞可以猜测香槟新鲜的程度。倒入一点香槟在酒杯里，闻一闻散发的香气；然后加至酒杯的三分之二处，丰富的气泡，伴随着香槟酒体特有的晶莹与色泽从杯底缓缓上升；香槟入口，不要急着吞下，用舌头四周轻轻撩动，细心感受酒的味道。

好香槟的标准：香气持久；气泡幼细如细砂，密度多持久；口感均衡复杂，层次感强，幼滑不酸涩。香槟品味清爽而质纯，应搭配简单的食物，避免太多调味料，如偏酸、辣、甜或是太冷太烫之类的食物。保持饮用时的最佳口感，方可慢慢体会香槟给味蕾带来的清爽。

香槟的开法:

除非你是特意要制造喷射而出的泡沫，通常开香槟时还是需要谨慎小心，如果不想让瓶塞发射出去打碎吊灯，你必须掌握正确的方法：

1 左手握住瓶颈下方，瓶口向外倾斜十五度，右手将瓶口之包装纸揭去，并将铁丝网套锁口处之扭缠部分松开。

2 在右手除去网套之同时，左手姆指须适时按住即将冲出之瓶塞；然后右手以餐巾布替换左姆指，并用手掌捏住瓶塞。

3 当瓶塞冲出之瞬间，右手迅速将瓶塞向右侧揭开。

4 如瓶内气压不够，瓶塞无力冲出时，可用右手捏紧瓶塞不动，再以握瓶之左手将酒瓶左右旋转，直到瓶塞冲出为止。

香槟小故事:

大家总以为香槟用来欢聚以及用来荣耀，也就是近几年的事情，实际上在1904年的法国国庆的时候，法国人组织的探险队成功的抵达南极大陆的时候，就都是用香槟来庆祝的。巧的是他们与F1赛车手们庆功的香槟都是一个牌子－MUMM。看到这些红色的商标以及**的商标，都是代表了一种对于成就或者荣耀的鼓励和嘉勉！

著名的嘻哈歌手吹牛老爹，曾经带一帮姑娘痛饮整晚，结果是香槟花了40万欧元，基本上折合人民币是400万元，这都可以开一间酒吧了，而且吹牛老爹只喝一个牌子路易王妃水晶香槟。

香槟是浪漫的产物，女人是浪漫的拥有者。把捏着手中的郁金香型香槟杯，轻啜浅尝，游离于都市的五光十色中，脸上慢慢泛起的一抹飞霞，眼睛随着曼妙的音乐搜寻着浪漫的迹象。香槟冉冉升起的气泡，好似每个故事的高潮部分，似曾相识，却不拘泥形式。狂欢时，尽情挥洒热力；独处时，享受那份寂寞。香槟最适合深圳这个城市里的女人，坚定、热情、内敛、自信。恪守着一份真实的浪漫，成就着那份美丽，不会错过任何风景。

女人是香槟的追随者，那么男人就是维护者；女人喝香槟增添增添魅力，那么男人喝香槟就是被魅力所迷惑。男人，女人，上帝将他们制造出来时，就带着对立的矛盾和包容的合谐。喝香槟的男人，俊朗的脸上带着有点坏的笑，陶醉在自己的世界，挑剔的眼神永远关注着细节中微妙的变化。香槟更像是一个30岁的男人，锐气、淡定、从容、感性。

香槟的保存与搬运

香槟酒不需要特别照顾，平放在凉爽的地方就可以。在饮用之前，冷度应在7-9摄氏度之间，或放在冰箱四十五分钟就够了。但不要放在冷冻室里，如果结了冰，就永远不会回复原状；如果时间急迫，放入冷冻室只十五分钟就够了。杯子要先冰凉，除非你嫌酒烈，切不可加冰块。冰凉的香槟，有两种好处：一是味道改善，二是斟入杯子时容易控制气泡外溢。温的香槟，开瓶后会喷出来，弄脏了场地，也浪费了酒。

香槟开后最好一次喝完，如想留起来，要用特制瓶塞，并放在冷凉的地方。打开过的香槟如气泡已消失，第二天仍可喝，或用作烹调也好。