一个简单的 科学实验 ,进行了快100年,熬死了两位科学家, 这是历史上最著名的长期实验之一, 沥青滴漏实验。 沥青滴漏实验 这项实验为何会有如此长的周期? 主要还是在于这之中发生了各种小意外, 而沥青本身在流体运动中非常缓慢 。 整个实验在设计上并不复杂,而且在家就能做, 但为什么 科学家们 还是如此热衷该实验的进行? 沥青实验 究竟能在科学界做出怎样的贡献? 沥青滴漏实验 科学家是为了证明什么? 沥青实验在未来还会继续吗? 文章将会从这几个问题上着手解答,一起来看看这个实验究竟有怎样的魔力 让科学家们持之以恒地专注进行 。 "无聊"的沥青滴落实验 关于沥青 ,人类在历史上很早就开始利用沥青进行工程建设了。 沥青 这种奇妙的物质可以在合适的温度下进行 液相和固相的相态转变 ,出色的粘度和流体静力让它很容易混合其他物质形成结实的沥青混凝土。 沥青 在抗腐蚀、防水方面有着优越的性能。 从早期的人类利用一直到今天都是优良的 建筑骨料。 建筑骨料 对于科学家而言,沥青这种神奇的状态可能更让它们痴迷,尽管人类在这之前就明白了 物质的三相转换,但还是耐不住科学实践的探索精神。 与其给学生们讲干巴巴的教学教材,不如让它们亲身经历这种变化。 而 澳大利亚昆士兰大学 中的 托马斯·帕内尔教授 就是这样一个充满科学探索精神的人。 沥青滴漏实验 为了向学生展示这种物质的流体变化和相态改变,同时也希望学生们明白一些 看似固体的物质实际上是一种高粘性的流体。 另外, 沥青在日常生活中也表现得非常粘稠 ,除了加工处理,没人真正地观察到沥青在自然状态中是如何滴落的。 就此,帕内尔教授展开了这项实验。 沥青块 1927年,实验开始进入准备阶段,帕内尔教授在实验室里 选取了一小块 沥青 进行高温加热,然后放置在一个封闭的漏斗状的容器中静止。 经过三年的静置,融化后的沥青基本稳定, 呈现出一种高粘度超低流动性的状态,漏斗颈部的密封才被切断 ,这才让沥青开始自行流动。 滴落的沥青 教学实验虽然简单,但是帕内尔还是要求学生和自己对沥青进行细致的记录和观察,而从另一个角度来看, 光是静置沥青就花了三年, 那学生的记录肯定也不会是来自同一批。 关键的记录点和证据大部分肯定还是在帕内尔的手里。 沥青实验的第一次记录是在1938年12月 ,这时一切看似顺利进行, 记录也在正常进行中。 结果好景不长, 到了1947年 ,第二滴沥青下落后不久,帕内尔教授就因病去世。 随着帕内尔教授的去世,这项实验逐渐被人忘却搁置,因为它实在是很不起眼,而且这之间的长期观察 也不可能完全由人24小时监视记录。 此后这个装有沥青的实验装置便被储放在了学校的收藏室里,此后的几年间一直没人公开展示, 直到约翰·梅因斯通教授的出现。 约翰·梅因斯通与装有沥青的玻璃漏斗 来到学校的梅因斯通本身并不是实验的继承人,但它在偶然中听闻到了学校 此前关于沥青实验的传闻 。 同样身为教授的他对此也表现出极强的兴趣,最后在同事的帮助下 重新打开了这个封闭已久的实验。 到这时, 已经是沥青滴落实验的第四次滴落 ,中间的记录交由摄像机完成。 沥青滴落时间表 不过该项实验似乎就像是一场猫鼠游戏,两位教授一直想 亲自抓捕到 沥青 的滴落,很显然帕内尔教授由于年龄问题没能追赶上,那更年轻的梅因斯通教授呢? 很不幸的是,即便是梅因斯通教授也没能亲眼见证沥青的滴落, 先前的两次滴落梅因斯通教授都因为个人原因而错失 ,接下来的几次更是有种命运捉弄人的感觉。 1979年 ,在第六次下降发生在一个周末,恰好梅因斯通教授并没有在学校; 到了1988年,沥青实验装置被带到了布里斯班世博会上进行展示, 结果就当第七次沥青滴落时,梅因斯通教授这时正在接饮料,刚好错过沥青的滴落。 值得一提的是,沥青滴落实验在滴落七次之后, 实验室就被安装上了空调 ,房间的平均温度变得更低了,这意味着沥青的流动变得更加缓慢, 等待将会是一个更漫长的过程。 为了更好地记录沥青滴落的过程,实验室在2000年购置了一台摄像机来捕捉 即将到来的第八次沥青滴落。 结果让人很意外的是,摄像机居然在关键时刻出了问题, 第八次滴落并没有被摄像机记录下来。 史上最无聊的沥青滴漏实验 年事已高的梅因斯通教授开始走向和帕内尔教授一样的道路, 就在2013年8月时,梅因斯通教授去世了, 他追溯的过程比帕内尔教授长的多。 也许是造化弄人,即便是他也没能亲眼见证这种历史时刻。 而在8个月后, 2014年时沥青低落装置掉下了第9滴沥青。 这次滴落其实还有点意外,因为实验装置的看护人员看见了即将盛满的烧杯, 因此想要换一个新的。 结果就在更换装置的时候不小心碰撞到了滴落装置的支架, 第九滴沥青很意外地在这次人为事故中滴落 。 关于整个沥青滴落实验的记录基本就到这儿,人们对它的兴趣也在逐渐降低, 因为实验装置并不只有一个,而且数据结果在后来得到了展示。 沥青滴漏实验沥青实验的结局 当年就在 昆士兰大学 开展沥青滴落实验后的不久, 1944年在爱尔兰都柏林的三一学院也在进行自己的 沥青滴落实验 ,而且实验的整个过程非常相似。 该实验的目的不是为了教学,而是为了研究和证明 沥青的高粘度 。 也许是由专门的科学团队在一直支持这项实验的进行,整个实验进展很顺利,并且没有什么丢失的数据。 在2013年4月 ,距离都柏林沥青滴落实验上一次的滴落已经过去了十年 ,学院的物理学家注意到装置中水滴样的沥青已经快要完成。 于是他们将整个实验装置移动到一张桌子上, 并用网络摄像机进行记录。 到了7月11日下午5点左右,人类在历史上第一次记录了沥青自然滴落的过程。 沥青粘度大约是蜂蜜的200万倍。 根据过去的观察记录和统计数据, 都柏林三一学院的物理学家估算出了沥青的粘度 。 自然流体状态下的 沥青粘度大约是蜂蜜的200万倍 ,以水为对比大约是200亿倍。 这次的发现也终于让整个实验宣告一段落,同时国际组织也宣告了 昆士兰大学实验的失败。 昆士兰大学 要说这个实验证明了什么,从科学意义上来看向人们展示了沥青流体在正常压力下的变化, 这在压强梯度力中是一种很好的证明, 但可能更多的是一种科学实践的精神吧。 如果没有教授们持之以恒的科探精神,恐怕整个实验很难正常进行下去。 要说实验成就的话,其实还是有的。早在沥青滴落实验"结束"之前, 第十五届搞笑 诺贝尔奖 的颁奖典礼上就给沥青滴落实验颁发了一项大奖。 "搞笑诺贝尔奖" 虽然不是什么特别正经的奖项,但还是有一定的意义, 这项实验给人们带来了有趣的思考。 如果一项实验需要长期的记录观察, 甚至跨越了人类的年龄限度 ,那它还有存在的意义吗? 沥青实验未来还将继续进行,也许它成为了一种象征,在向人们宣告这种 科学精神 有多重要。 总而言之,这种实践付出的精神才是当下科学界所需要的东西。