Volar como un pájaro en el vasto cielo ha sido un sueño de la humanidad desde la antigüedad. El globo aerostático fue uno de los primeros vehículos voladores. El 21 de noviembre de 1783 por la tarde, los hermanos Montgolfier de Francia, tras repetidas pruebas, lograron realizar con éxito el primer vuelo tripulado en globo aerostático del mundo en el Fuerte de Muette en París. El vuelo duró 25 minutos y cubrió la mitad de París. Hoy en día, el globo aerostático es un deporte muy popular, y en todo el mundo se celebran grandes festivales de globos aerostáticos. Cuando la gente aplaude y se emociona al ver despegar enormes globos aerostáticos de colores, quizás alguien se pregunte: ¿por qué los globos aerostáticos pueden elevarse?
Los globos aerostáticos se elevan gracias a la flotabilidad del aire. La fuerza de flotabilidad del aire sobre el globo aerostático es igual al peso del aire desplazado por el globo. Siempre que el globo aerostático (junto con la carga que transporta) tenga una densidad media inferior a la del aire, podrá flotar. Antes de despegar, el globo aerostático se calienta y el aire dentro del globo se expande, lo que reduce su densidad y aumenta la diferencia de densidad, lo que permite transportar más carga. Si no utilizamos aire caliente, sino helio o hidrógeno de menor densidad para llenar el globo o el dirigible, también podemos obtener suficiente sustentación y volar en el aire.
El uso de la flotabilidad tiene una larga historia. El científico griego Arquímedes descubrió la causa de la flotabilidad al ayudar al rey de Siracusa, Hieron II, a resolver el problema de la pureza del oro en las coronas. Más tarde, esta ley se conoció como el «Principio de Arquímedes», que establece que la flotabilidad de un objeto en un líquido o gas es igual al peso del líquido o gas desplazado por ese objeto. El Principio de Arquímedes tiene muchas aplicaciones, como calcular la densidad de un objeto y la carga máxima de un barco. Los chalecos salvavidas, llenos de aire, pueden ayudar a las personas que se caen al agua a flotar y esperar a ser rescatadas, ya que el aire es mucho menos denso que el agua. En China, las linternas de Kongming, utilizadas con fines de entretenimiento o de oración, también aprovechan la flotabilidad del aire caliente. Según la leyenda, Zhuge Liang, acosado por Sima Yi, fabricó linternas de papel con bolsas de algodón empapadas en aceite y, al prenderlas, las linternas de papel subieron al cielo para transmitir una señal de socorro, lo que finalmente le permitió escapar. La historia de «Cao Cong pesando el elefante» también es un excelente ejemplo del uso ingenioso de la ley de flotabilidad.