保罗叔叔讲了这个故事之后,约尔说:“要是这个狗窟洞离得不远,我一定要去参观一下,不过我可不想让狗遭受那种可怕的刑罚,我只好用烛火来实验一下了,看看它靠近地面时会不会熄灭。”
保罗叔叔回答道:“如果你仅仅想要做这样的实验,那就不必特意到朴查利去,因为我们可以模仿狗窟洞的主要情形布置一下。我们可以用广口瓶来代替狗窟洞,使用制取二氧化碳的装置产生气体来代替从地面上升的二氧化碳。我在制取二氧化碳的装置中添加了一些盐酸,使它重新生产二氧化碳,然后将弯曲的玻璃管插入用来代替狗窟洞的广口瓶瓶底。二氧化碳从弯曲的玻璃管释放出来。由于二氧化碳本身的重量,它会滞留在瓶底,同时将等容积的空气赶走,渐渐地,积累成一层厚厚的气层。瓶子中的气层在某个时刻究竟有多厚,原本我们是无法知晓的,因为二氧化碳和空气都是不可见的物质。但是,从装置产生气泡的速度大致可以猜到二氧化碳什么时候能将瓶子一半充满。到那时,我就取出广口瓶中弯曲的玻璃管,停止气体输入。
“现在,该取出弯曲的玻璃管了。取出了弯曲的玻璃管,广口瓶就可以当作人造狗窟洞——在瓶子下半部充满了二氧化碳,瓶子上半部分充满空气。你们看,瓶子中两种气体的外观是一样的,因为它们同为无色透明的气体,所以我们不能借助眼睛看出二氧化碳的位置,或是空气的位置。不过,我们虽然不能借助眼睛分辨出这两种气体的明显界限,却知道这两种气体是真实存在的。
“我将烛火慢慢伸探入瓶中。开始的时候,它还在继续燃烧,但随着往下伸入,直到到达某个界限,火焰开始变得暗淡。这就是上下两层气体的分界线,我将烛火伸到界线以下,使其完全淹没在二氧化碳里,烛火就会立即熄灭。这就是约尔想看的实验——烛火在狗窟洞中的变化,烛火将随着所处位置的高低,而或燃烧或熄灭。
“现在,请想象一下瓶子里放着一高一矮两种动物,矮的动物完全淹没在下面的气层里,高的动物抬高脑袋能伸到上面的气层里。矮的动物在短时间内会死亡,因为它所吸入的气体是不能维持生命的;而高的动物却没有不适的感觉,因为它有大量的空气可呼吸。人和狗在狗窟洞中的情形就是这样的。”