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      人文藝術(shù) > 著名的“滴瀝青”實(shí)驗(yàn),長(zhǎng)達(dá)92年無(wú)人破解,原因?yàn)楹危?/div>

      著名的“滴瀝青”實(shí)驗(yàn),長(zhǎng)達(dá)92年無(wú)人破解,原因?yàn)楹危?/h1> 2020-09-28 08:01閱讀(66)

      著名的“滴瀝青”實(shí)驗(yàn),長(zhǎng)達(dá)92年無(wú)人破解,原因?yàn)楹危?瀝青是各種堅(jiān)硬焦油狀物質(zhì)的混合物,可是天然的或人造的,來(lái)自植物、石油和煤焦油,曾用于防水船。瀝青在

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      瀝青是各種堅(jiān)硬焦油狀物質(zhì)的混合物,可是天然的或人造的,來(lái)自植物、石油和煤焦油,曾用于防水船。瀝青在室溫下堅(jiān)硬易碎,很容易被敲碎。但是,事實(shí)上,瀝青是比水粘性大千億倍的有機(jī)液體。昆士蘭大學(xué)的托馬斯·帕內(nèi)爾(Thomas Parnell)教授確信瀝青堅(jiān)硬的外表是騙人的,于是他做了滴瀝青實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)量瀝青樣品的流量和粘度。

      1927年,帕內(nèi)爾教授創(chuàng)建了這個(gè)實(shí)驗(yàn),以證明瀝青可以展示出相當(dāng)驚人的特性。帕內(nèi)爾教授加熱了瀝青樣品,并將其倒入一個(gè)密封玻璃漏斗中,等待瀝青沉淀下來(lái)。三年后的1930年,帕內(nèi)爾認(rèn)為這種物質(zhì)已經(jīng)冷卻并穩(wěn)定下來(lái),于是切斷了漏斗莖。然后,瀝青開(kāi)始以極慢的速度滴落。

      瀝青就慢慢地從漏斗中滴出,來(lái)速度如此之慢,以至于第一次滴下來(lái)花了8年時(shí)間,在漏斗被切斷87年后,只下降了9滴,上一次下降是在2014年4月,預(yù)計(jì)下一次下降將在本世紀(jì)20年代的某個(gè)時(shí)候。

      這個(gè)實(shí)驗(yàn)是作為一個(gè)演示而建立的,并沒(méi)有保存在特殊的環(huán)境條件下——它被保存在一個(gè)陳列柜里,所以瀝青的流速隨著季節(jié)溫度的變化而變化。隨著大樓里安裝了空調(diào),流速也隨后下降了(見(jiàn)下圖)。

      已故教授約翰·梅因斯通(John Mainstone)于1961年成為該實(shí)驗(yàn)的第二負(fù)責(zé)人。他負(fù)責(zé)這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)長(zhǎng)達(dá)52年,但和帕內(nèi)爾教授一樣,他沒(méi)有親眼看到一滴瀝青掉落就于2013年去世了。2000年,設(shè)置了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)攝像頭來(lái)協(xié)助監(jiān)控實(shí)驗(yàn),但不幸的是,由于技術(shù)問(wèn)題,它錯(cuò)過(guò)了第八滴。在92年的時(shí)間里,各種各樣的小故障使任何人都沒(méi)有看到一滴瀝青掉下來(lái)的瞬間。在梅因斯通去世后,監(jiān)護(hù)權(quán)移交給了Andrew White教授,他是第三位滴瀝青實(shí)驗(yàn)的監(jiān)護(hù)者。

      盡管滴瀝青實(shí)驗(yàn)看起來(lái)微不足道,但它仍為科學(xué)的好奇探索精神做出了貢獻(xiàn),而對(duì)它的投入和持續(xù)時(shí)間使瀝青實(shí)驗(yàn)成為最著名的實(shí)驗(yàn)之一。2005年,梅因斯通和已故的帕內(nèi)爾教授被授予搞笑諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。搞笑諾貝爾獎(jiǎng)是對(duì)諾貝爾獎(jiǎng)的模仿,每年秋季舉行,以慶祝不尋常和微不足道的科學(xué)成就。搞笑諾貝爾獎(jiǎng)的目的不是嘲笑,而是尊重科學(xué)家的好奇想象力。所以,滴瀝青實(shí)驗(yàn)絕對(duì)值得這樣的認(rèn)可。吉尼斯世界紀(jì)錄也將這個(gè)滴瀝青實(shí)驗(yàn)列為世界上持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)。

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      這是人類(lèi)歷史上最漫長(zhǎng)的,到現(xiàn)在還沒(méi)有完成的科學(xué)實(shí)驗(yàn),瀝青滴落實(shí)驗(yàn)。

      1927年,澳大利亞昆士蘭大學(xué)的物理學(xué)家托馬斯·帕內(nèi)爾想通過(guò)試驗(yàn)向?qū)W生證明,瀝青不是固體而是液體。固體有固定的體積和形狀、質(zhì)地堅(jiān)硬不會(huì)隨容器而發(fā)生形變,而液體沒(méi)有確定形狀,是流動(dòng)的,往往受容器影響。根據(jù)兩者之間特性不同,托馬斯·帕內(nèi)爾設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)。

      他將瀝青加熱,倒入一個(gè)封口的玻璃漏斗,過(guò)了整整三年,瀝青才完全凝固冷卻,切開(kāi)漏斗的下端的封口。如果瀝青是液體,它必然會(huì)滴落。但瀝青的組成物質(zhì)很復(fù)雜,粘度極高,是水的上千億倍,流動(dòng)速率很低,看起來(lái)真的很像固體,讓它自行滴落一滴,就需要數(shù)年時(shí)間,瀝青完全滴落進(jìn)燒杯中,實(shí)驗(yàn)才算真正完成,所以這個(gè)實(shí)驗(yàn)注定需要幾十年甚至上百年時(shí)間。

      93年里,瀝青一共滴落九滴,尷尬的是,這九滴滴落的瞬間都沒(méi)有被人類(lèi)親眼見(jiàn)證。

      一滴瀝青滴落的時(shí)間需要8-13年,掉落燒杯中只需要十分之一秒。漏斗中的瀝青看起來(lái)堅(jiān)硬無(wú)比,相隔幾個(gè)月去看,根本就沒(méi)有任何變化,讓人有種固體的錯(cuò)覺(jué),極為緩慢的流速耗費(fèi)的時(shí)間太長(zhǎng)了。昆士蘭大學(xué)的校友領(lǐng)著孫子重回學(xué)校,常常感嘆,與幾十年前相比沒(méi)什么變化。托馬斯·帕內(nèi)爾耗盡半生時(shí)間,也只經(jīng)歷了三滴。當(dāng)然,這個(gè)實(shí)驗(yàn)并沒(méi)有停止,也有了接班人,約翰·梅因斯通教授,驗(yàn)二代。約翰·梅因斯通教授用了50年時(shí)間,經(jīng)歷了5滴瀝青落下,令他抓狂的是,居然有陰差陽(yáng)錯(cuò)的錯(cuò)過(guò)了。

      1962年,第4滴瀝青搖搖欲墜,剛剛結(jié)婚的梅因斯通,與妻子出門(mén)度蜜月,蜜月期間,瀝青滴掉落了。最接近的是1979年,瀝青滴與漏斗的連接處變成根細(xì)絲,搖搖欲墜,梅因斯通教授覺(jué)得它還需要一天時(shí)間,就回家了,第二天來(lái)到實(shí)驗(yàn)室,瀝青滴已經(jīng)穩(wěn)穩(wěn)的落在燒杯里。這讓梅因斯通非常懊悔,也許再堅(jiān)持觀察一會(huì),就能觀察到了。2000年11月,第8滴瀝青即將掉落,梅因斯通教授已經(jīng)全副武裝,給實(shí)驗(yàn)裝置旁邊放置了一個(gè)攝像頭,趕巧,梅因斯通去了倫敦出差,但他毫不擔(dān)心,攝像頭會(huì)忠實(shí)的記錄一切。結(jié)果,又悲劇了,存儲(chǔ)設(shè)備出現(xiàn)故障,滴落畫(huà)面沒(méi)有保留下來(lái)。

      一怒之下,梅因斯通裝了三個(gè)攝像頭,打算記錄第九滴落下,可惜,這位老教授在2013年8月就不幸去世,終其一生沒(méi)有看到瀝青滴落的瞬間。

      正統(tǒng)的昆士蘭版瀝青滴落實(shí)驗(yàn)沒(méi)有完成記錄,卻被另一個(gè)年輕版本截胡了

      愛(ài)爾蘭都柏林的圣三一學(xué)院,在1944年也做了相同的瀝青滴落實(shí)驗(yàn)。在2013年的7月,圣三一學(xué)院的實(shí)驗(yàn)室內(nèi),高速攝像機(jī)第一次記錄下瀝青滴落的瞬間,這是人類(lèi)第一次親眼見(jiàn)到了瀝青的滴落的整個(gè)過(guò)程。

      昆士蘭版本瀝青滴落實(shí)驗(yàn)的悲劇還不僅如此,第九滴瀝青還沒(méi)有掉落,就被認(rèn)為扯斷了,斷了

      由于之前滴落八滴,燒杯已經(jīng)半滿狀態(tài),第九滴幾乎貼近第八滴瀝青,這樣觀察滴落瞬間會(huì)很不明顯,第三代實(shí)驗(yàn)管理者決定換個(gè)燒杯。2014年4月24日,白教授打開(kāi)玻璃罩更換燒杯,原本他以為直接拿起玻璃罩,簡(jiǎn)單更換就好,但沒(méi)想到玻璃罩與底部木質(zhì)基座之間有密封,密封雖有粘性,但經(jīng)過(guò)幾十年早已老化,與玻璃罩一起被拿起來(lái),底座因?yàn)橹亓,又掉了下?lái),扯斷了第九滴瀝青。托馬斯·帕內(nèi)爾與梅因斯通如果泉下有知,肯定會(huì)被氣得從墳?zāi)估锱艹鰜?lái)。

      這個(gè)無(wú)聊且漫長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn),在2005年得到搞笑諾貝爾獎(jiǎng)·物理學(xué)獎(jiǎng)

      搞笑諾貝爾獎(jiǎng)一般都獎(jiǎng)勵(lì)給那種一本正經(jīng)嚴(yán)肅認(rèn)真的無(wú)聊實(shí)驗(yàn),瀝青滴落實(shí)驗(yàn)很符合評(píng)委的胃口。瀝青滴落實(shí)驗(yàn)雖然簡(jiǎn)單無(wú)聊,但已成為科學(xué)精神的代表,有堅(jiān)持力、不怕困難、實(shí)事求是,求真務(wù)實(shí)。如果急于求成,這些物理學(xué)家大可以用人工手法干預(yù),來(lái)獲取滴落瞬間視頻,但他們沒(méi)那么做,即使出現(xiàn)各種意外,仍在堅(jiān)持,堅(jiān)持這個(gè)需要幾百年才能完成的實(shí)驗(yàn)。而且,這種充滿不確定性的實(shí)驗(yàn),讓人們從無(wú)聊中找到樂(lè)趣,那種不可預(yù)測(cè)的好奇。正如約翰·梅因斯通教授頗有哲理的評(píng)說(shuō):自然界的偉大之處就在于它的不可預(yù)測(cè),這也是我們生活的調(diào)味品。

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      “滴瀝青”實(shí)驗(yàn),在92年前,即1927年由澳大利亞昆士蘭大學(xué)的托馬斯·帕內(nèi)爾教授開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。

      這位教授的初衷是為了向?qū)W生們證明:雖然瀝青看上去像固體一般,但實(shí)際上它只是一種粘度極高的流體。

      這位教授先是將一些瀝青樣本倒入一個(gè)漏斗容器內(nèi)(下端的開(kāi)口被封閉了),然后就這樣“晾”在那三年,之后再打開(kāi)封口,等待瀝青從漏斗下滴落。當(dāng)然了,由于瀝青的變化速度實(shí)在是太慢了,導(dǎo)致其第一滴的下落時(shí)間為1938年,但遺憾的是這個(gè)下落過(guò)程并沒(méi)有人發(fā)現(xiàn)。


      上圖就是昆士蘭大學(xué)滴瀝青裝置92年來(lái)滴下瀝青的次數(shù)以及時(shí)間。遺憾的是,這九次的下落過(guò)程全部都沒(méi)有被記錄下來(lái),或者說(shuō)沒(méi)有像下面這幅動(dòng)圖所示的那樣記錄下來(lái)。

      上圖是都柏林圣三一大學(xué)的滴瀝青實(shí)驗(yàn)。在2013年7月份拍攝下的畫(huà)面,他們這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)從1944年才開(kāi)始的。

      或許這個(gè)實(shí)驗(yàn)本身并不能為科學(xué)家?guī)?lái)什么重要的發(fā)現(xiàn),但它卻以一種特殊的方式向我們傳遞了什么是科學(xué)精神。

      期待您的點(diǎn)評(píng)和關(guān)注哦!

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      超級(jí)“無(wú)聊”的實(shí)驗(yàn),竟成“無(wú)人破解”?

      難得科學(xué)類(lèi)的提問(wèn)有這么戲精的,所以一定要共舞一下!為什么說(shuō)這個(gè)實(shí)驗(yàn)無(wú)聊呢?因?yàn)椤暗螢r青”實(shí)驗(yàn)的初衷,只是想證明:雖然瀝青看起來(lái)是固體,但實(shí)際上它是一種黏度極高的液體。

      實(shí)驗(yàn)由澳大利亞昆士蘭大學(xué)的托馬斯·帕內(nèi)爾教授,在1927年開(kāi)始操作。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)的目的很簡(jiǎn)單,只是要證明瀝青是液體,所以設(shè)備也極其簡(jiǎn)陋:一些瀝青樣本、一個(gè)漏斗、一個(gè)燒杯,和一個(gè)簡(jiǎn)易的漏斗支架。

      是液體就會(huì)流動(dòng),向下滴落是觀察液體流動(dòng)最快速的方法。所以,漏斗中的瀝青樣本被豎著放置。為了更精準(zhǔn)地記錄瀝青滴落的時(shí)間,實(shí)驗(yàn)開(kāi)始后,漏斗下端還被封閉了3年。目的就是,等待實(shí)驗(yàn)對(duì)象——瀝青,緩緩流動(dòng)到漏斗最下端的“滴落起跑線”。

      所以,實(shí)驗(yàn)是1927年開(kāi)始實(shí)操的,但正式觀察是從1930年開(kāi)始的,之后就是漫長(zhǎng)的等待了。從實(shí)驗(yàn)記錄來(lái)看,截至2014年,已經(jīng)有9滴瀝青滴落到了下面的燒杯里,平均要8-9年才滴下一滴,可見(jiàn)其黏度之高,估計(jì)達(dá)到了水的千億倍。下圖就是瀝青的下滴速率:

      而且,因?yàn)槿绱司貌诺温湟坏危灾劣谶@9滴的滴落瞬間都沒(méi)有被觀測(cè)到,反而是1944年跟著做同樣實(shí)驗(yàn)的都柏林圣三一大學(xué),在2013年的7月份拍攝到了瀝青下滴時(shí)的影像資料。

      其實(shí)圣三一大學(xué)的瀝青實(shí)驗(yàn)幾十年來(lái)本無(wú)人監(jiān)控,跟隨做這個(gè)實(shí)驗(yàn)的人也不知名,但2013年的時(shí)候,有物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)有一滴瀝青已經(jīng)處于隨時(shí)要滴落的狀態(tài)了,所以就架設(shè)起了攝像頭,從而記錄到了唯一一次瀝青滴落的過(guò)程畫(huà)面:

      根據(jù)這段影響資料,這位物理學(xué)家估計(jì),實(shí)驗(yàn)中的瀝青黏度大約是水的200億倍,這和昆士蘭大學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果還是有很大差距的。究其原因,大概首先是瀝青樣本有所區(qū)別;其次,影像記錄的是將滴未滴的瞬間,因?yàn)橹亓ψ饔脤?duì)將要分離的部位形成了拉扯,從而使得記錄到的流動(dòng)速度超過(guò)了瀝青本該有的平均速度。

      “滴瀝青”實(shí)驗(yàn)之所以有名,更在于其科學(xué)精神的體現(xiàn)!

      所以,這真不需要破解什么,實(shí)驗(yàn)本身也簡(jiǎn)單到你我都可以卻不屑于去復(fù)制的程度。那“滴瀝青”實(shí)驗(yàn)為什么這么有名氣呢?除了被世界吉尼斯所紀(jì)錄、獲得過(guò)“搞笑諾貝爾獎(jiǎng)”,更是被普羅大眾所知曉。

      我想,大概這“無(wú)聊”當(dāng)中所蘊(yùn)含的科學(xué)精神,令人肅然起敬吧!

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      到目前為止,在這個(gè)著名的滴瀝青實(shí)驗(yàn)中,只觀察到九滴下落。 該實(shí)驗(yàn)保持了進(jìn)行時(shí)間最長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)吉尼斯世界紀(jì)錄。 實(shí)驗(yàn)證明瀝青的流動(dòng)性和高粘度,瀝青是焦油的衍生物,是世界上已知最難流動(dòng)的流體,用于防水和鋪路。

      托馬斯·帕內(nèi)爾,一位物理教授,于1927年創(chuàng)建了這個(gè)實(shí)驗(yàn),以說(shuō)明日常材料可以表現(xiàn)出相當(dāng)驚人的特性。 在室溫下,瀝青摸起來(lái)很堅(jiān)固甚至易碎,并且很容易被錘子打碎。但是,事實(shí)上,在室溫下,這種物質(zhì)粘性是水的1000億倍,實(shí)際上是流體。

      1927年,帕內(nèi)爾教授加熱瀝青樣品,并將其倒入一個(gè)帶有密封桿的玻璃漏斗中。他讓瀝青冷卻并穩(wěn)定了三年,然后在1930年他切斷了漏斗的主干。 從那以后,瀝青慢慢地從漏斗中滴出來(lái)——滴得如此之慢,以至于第一滴花了八年才滴下來(lái),接下來(lái)又花了40多年才滴下來(lái)五滴。 現(xiàn)在,漏斗被切斷87年后,只下降了9滴,最后一滴是在2014年4月,預(yù)計(jì)下一滴將在2020年某個(gè)時(shí)候下落。

      這個(gè)實(shí)驗(yàn)是作為一個(gè)示范而建立的,并不保存在特殊的環(huán)境條件下,它保存在展示柜中,所以瀝青的流速隨著溫度的季節(jié)性變化而變化。 已故的約翰·梅斯頓教授于1961年成為該實(shí)驗(yàn)的第二任監(jiān)護(hù)人。他照看這個(gè)實(shí)驗(yàn)52年了,但是,像他的前任帕內(nèi)爾教授一樣,他在看到一滴瀝青落下之前就去世了。 在這92年里,各種原因阻止了人親眼看到瀝青滴下。誰(shuí)愿意看?

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      在科學(xué)領(lǐng)域,有許多實(shí)驗(yàn)都得到了證明或者是解決,但有一些實(shí)驗(yàn)或者是現(xiàn)象卻久久無(wú)法得到科學(xué)有力的證明。其中“滴瀝青”實(shí)驗(yàn)就是這樣一個(gè)例子,它從發(fā)現(xiàn)至今都已有92年之久了,卻仍然無(wú)人能解開(kāi)其中的謎團(tuán)。

      我們對(duì)瀝青的印象可能就是平常所看見(jiàn)的瀝青路了吧,瀝青是一種具有高粘度的物質(zhì),我們也會(huì)經(jīng)?吹皆S多修路工人會(huì)往馬路上涂瀝青,等瀝青干了后,凝結(jié)成固體,我們就可以在馬路上行走了。正是因?yàn)闉r青的這一性質(zhì),才成為了很好的鋪路材料。


      我們今天就來(lái)看看著名的“滴瀝青”實(shí)驗(yàn)。其實(shí)它叫做瀝青滴漏實(shí)驗(yàn),是由澳大利亞昆士蘭大學(xué)的托馬斯·帕內(nèi)爾教授在1927年做的,據(jù)說(shuō)這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)在仍未停止,還在繼續(xù)實(shí)施,并且未來(lái)可能還會(huì)持續(xù)下去。這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的目的就是為了測(cè)量一滴瀝青在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的流動(dòng)速度。瀝青表面上是固體,但又是一種粘性極大的液體,它能隨著溫度的變化而變化。


      這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)可以說(shuō)是很特別了,因?yàn)槌掷m(xù)時(shí)間很久,都打破了吉尼斯世界紀(jì)錄。實(shí)驗(yàn)中,將一滴瀝青放入漏斗內(nèi),而其要想滴入到漏斗下方的杯子內(nèi),大約需要十年的時(shí)間,所以要想觀察到瀝青滴落的那一瞬間可不是件容易的事兒。后據(jù)研究發(fā)現(xiàn),瀝青的粘度大約是水的1000億倍,想想是多么的可怕!


      長(zhǎng)達(dá)92年的滴瀝青實(shí)驗(yàn)至今無(wú)人破解,說(shuō)到底還是瀝青這種物質(zhì)具有特殊的性質(zhì)的原因,它就是一種看似固體實(shí)則液體的物質(zhì)。這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)在我們外人看來(lái)確實(shí)是沒(méi)什么實(shí)際意義,但不管怎樣,看在他們?yōu)閷?shí)驗(yàn)堅(jiān)持了這么長(zhǎng)時(shí)間的份上,我們還是要肯定他們這種堅(jiān)持不懈,能耐得住寂寞的精神的!搞科研其實(shí)就應(yīng)該具備他們這樣的科學(xué)精神!

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      科學(xué)史上曾有過(guò)一項(xiàng)極其無(wú)聊的實(shí)驗(yàn),瀝青滴漏實(shí)驗(yàn)。

      這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)到今年為止還在繼續(xù),已經(jīng)持續(xù)進(jìn)行了92年,實(shí)驗(yàn)本身并不需要精密儀器和高超的研究技術(shù)。

      研究員需要做的就是觀察瀝青從漏斗中滴落的那一瞬間。

      有人產(chǎn)生疑問(wèn):實(shí)驗(yàn)證明了什么?有什么研究?jī)r(jià)值?

      瀝青的粘稠度是蜂蜜的200萬(wàn)倍,這種粘稠程度近乎于固體,實(shí)驗(yàn)的目的就是為了證明瀝青是液體而非固體(但后來(lái)人們發(fā)現(xiàn)瀝青是一種固液混合的復(fù)雜狀態(tài),不能用單一狀態(tài)描述)。

      而它的實(shí)際研究?jī)r(jià)值幾乎沒(méi)有。

      瀝青滴漏實(shí)驗(yàn)從1927年開(kāi)始進(jìn)行,這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)由昆士蘭大學(xué)的科學(xué)家負(fù)責(zé),先將瀝青加熱,然后裝入封口漏斗中靜置,這一靜置就是整整三年時(shí)間,然后將封口漏斗的底部剪開(kāi),讓瀝青慢慢滴落。

      剩下要做的就只有觀察了,但由于瀝青粘稠度極高,首次滴落花費(fèi)了將近9年時(shí)間。

      照理說(shuō)瀝青滴落了,也證實(shí)了當(dāng)時(shí)的猜想,實(shí)驗(yàn)本該到此結(jié)束,但畢竟沒(méi)有親眼看到滴落的美妙瞬間,難免有些遺憾(攝影機(jī)尚未普及,只能人眼觀察)。

      這一滴瀝青就像趁著全世界不注意,偷偷地滴落,為了觀察到這一刻,實(shí)驗(yàn)還在繼續(xù)。

      有時(shí),眼看著瀝青即將滴落,就必須靜靜守候在它身邊一整天,但它就是不滴落。

      瀝青仿佛在嘲笑科學(xué)家“你猜我今天滴不滴?

      最近一次滴落是在2014年,無(wú)數(shù)的攝像機(jī)對(duì)準(zhǔn)了瀝青,但由于此前八次滴落,底下的燒杯中盛滿了瀝青,已經(jīng)堆到了一定高度,可能會(huì)阻礙瀝青滴落。

      研究員打算將燒杯移走,清理干凈后再放回原位,但移走燒杯的一瞬間,即將滴落的瀝青被直接扯斷了!

      再上一次滴落是2000年,也有攝像機(jī)在時(shí)刻記錄,研究員發(fā)現(xiàn)瀝青已經(jīng)滴落后,興奮地拿著攝像機(jī)準(zhǔn)備看回放,沒(méi)想到攝像機(jī)竟然壞了。

      再以前的滴落就沒(méi)有攝像機(jī)的幫助了,不是因?yàn)橄掳嗪屯砩纤X(jué)錯(cuò)過(guò)了,就是因?yàn)槌鋈ヒ惶嘶貋?lái)后錯(cuò)過(guò)了,親眼看到它滴落真是一件磨人的事!

      錯(cuò)過(guò)了前九次,為了觀察到第十滴瀝青滴落,直播網(wǎng)站24小時(shí)直播,多臺(tái)攝影機(jī)共同攝像,很難再出差錯(cuò)。

      但令人意外的是,全世界都以為只有昆士蘭大學(xué)在進(jìn)行瀝青滴漏實(shí)驗(yàn),其實(shí)英國(guó)的柏林圣三一大學(xué)也在偷偷進(jìn)行這項(xiàng)實(shí)驗(yàn),并且他們?cè)?013年的7月就已經(jīng)完成了影像記錄,如下圖。

      這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)被許多人嘲諷為偏執(zhí)又無(wú)聊,還因此獲得了2005年的搞笑諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

      但其實(shí),實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊呀?jīng)超出了它本身的意義,更多是在向人們傳遞,科學(xué)研究永不言棄的精神。

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      “滴瀝青”實(shí)驗(yàn)可謂是把科學(xué)精神體現(xiàn)的淋漓盡致,1927年澳大利亞布里斯班昆士蘭大學(xué)的湯馬士.帕奈爾教授為了測(cè)量高濃度瀝青在室溫下的流動(dòng)速度,專(zhuān)門(mén)把瀝青放到了一個(gè)封閉漏斗中等到1930年再切開(kāi)封口,至此實(shí)驗(yàn)正式開(kāi)始。

      第一滴瀝青于1938年12月滴下,從開(kāi)封到滴下用了8年11個(gè)月,可惜的是沒(méi)人看見(jiàn)過(guò)程,第二滴是1947年2月滴落的,可惜的是初代“瀝青守護(hù)者”湯馬士.帕奈爾教授沒(méi)能等到第三次滴瀝青,因?yàn)樗?948年去世了。

      約翰.梅史東教授接手這個(gè)實(shí)驗(yàn)后還獲得了2005年的“搞笑諾貝爾獎(jiǎng)”,在二代“瀝青守護(hù)者”梅史東教授的任期內(nèi)瀝青滴了5滴,平均每一滴就需要8到9年,2013年二代守護(hù)者約翰.梅史東去世了。

      第三代瀝青守護(hù)者由安德魯.懷特教授擔(dān)任,2014年4月20日安德魯.懷特教授迎來(lái)了他任期內(nèi)滴落的第一滴瀝青,這滴瀝青也是實(shí)驗(yàn)開(kāi)始以來(lái)的第九滴,可以預(yù)見(jiàn)的是安德魯.懷特教授肯定也熬不過(guò)瀝青。

      目前的瀝青滴落實(shí)驗(yàn)是全世界持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn),而按照漏斗里的瀝青量來(lái)看這個(gè)實(shí)驗(yàn)還能進(jìn)行幾百年,所以說(shuō)最后一代瀝青守護(hù)者的爺爺有可能才剛出生。

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      著名的“滴瀝青”實(shí)驗(yàn),長(zhǎng)達(dá)92年無(wú)人破解,原因?yàn)楹危?/strong>

      瀝青是我們?cè)谛藿ǖ缆泛椭谱鞣浪牧现谐S玫囊环N物質(zhì),它的主要成分是諸多分子量不同的碳?xì)浠衔镆约耙恍┓墙饘儆袡C(jī)衍生物,從外表來(lái)看呈現(xiàn)黝黑的焦油狀,當(dāng)暴露在室外環(huán)境下一段時(shí)間后就變得非常堅(jiān)硬,人們通常將其認(rèn)為是固體的一種,然而實(shí)際上瀝青卻是一種呈現(xiàn)流體狀態(tài)的有機(jī)液體。


      我們?cè)谂袛嘁环N物質(zhì)是固體還是液體,直觀上雖然可以通過(guò)觀察液體是否具有流動(dòng)性來(lái)簡(jiǎn)單地進(jìn)行區(qū)分,但是有的物質(zhì)由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)因素的影響,使得其流動(dòng)性并不是特別明顯,所以必須借助微觀的觀測(cè)手段,來(lái)深入觀察組成物質(zhì)的微觀粒子(分子或者原子)之間的排列方式。如果是固體,那么通常分子或者原子間的距離較小、相互作用力較強(qiáng)、排列比較有規(guī)則,而且微觀粒子的運(yùn)動(dòng)不強(qiáng)烈。如果是液體,則分子或者原子間的距離較大,相互作用力沒(méi)有那么強(qiáng),排列雖然較氣體規(guī)則、但沒(méi)有固體那么“井然有序”,微觀粒子的熱運(yùn)動(dòng)相對(duì)來(lái)說(shuō)較強(qiáng),從而在外觀上表現(xiàn)出具有流動(dòng)的性質(zhì)。


      為了證明瀝青是液體,早在90多年前就有人專(zhuān)門(mén)做過(guò)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)。而在此之前,科學(xué)家們已經(jīng)通過(guò)有關(guān)檢測(cè)的手段,測(cè)定出瀝青的黏性要比水大千億倍,而為了更加直觀和精確地觀測(cè)出瀝青的黏性和流動(dòng)速率,1927年,澳大利亞昆士蘭大學(xué)的一個(gè)研究機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)人-托馬斯·帕內(nèi)爾主導(dǎo)了一項(xiàng)實(shí)驗(yàn),首先將加熱的瀝青樣本放入一個(gè)密封的漏斗內(nèi),經(jīng)過(guò)3年的時(shí)間讓瀝青充分沉淀后,剪開(kāi)了漏斗下方的封口,如果瀝青能夠滴落下來(lái),則證明瀝青是液體無(wú)疑,同時(shí)也可以根據(jù)記錄下來(lái)的滴落數(shù)據(jù)(比如兩滴之間滴落的時(shí)間差、瀝青滴的重量等),來(lái)測(cè)算瀝青的黏度。


      這個(gè)著名的“滴瀝青”實(shí)驗(yàn)于是拉開(kāi)了帷幕,誰(shuí)曾想瀝青的黏性實(shí)在太強(qiáng),滴落的過(guò)程異常緩慢,90多年來(lái)才共滴落下來(lái)8滴,平均間隔需要10多年之久,不過(guò),雖然每一滴醞釀的時(shí)間非常長(zhǎng),但滴落下來(lái)的瞬間只有不到十分之一秒,所以無(wú)論是這個(gè)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)立者帕內(nèi)爾,還是繼任者約翰·梅因斯教授,都因各種原因沒(méi)有親自目睹瀝青掉落到燒杯中的情景。在2000年第8滴即將滴落之時(shí),雖然梅因斯教授事先在實(shí)驗(yàn)儀器旁架設(shè)了一臺(tái)攝像機(jī),但是恰好瀝青在滴落之時(shí),攝像機(jī)存貯設(shè)備出現(xiàn)了問(wèn)題,當(dāng)時(shí)的場(chǎng)面也沒(méi)有被記錄下來(lái)。


      根據(jù)之前的時(shí)間間隔,按理說(shuō)第9滴應(yīng)該在2012年前后滴落下來(lái),不過(guò)隨后實(shí)驗(yàn)管理者在更換已經(jīng)半滿的燒杯時(shí)出現(xiàn)了意外,燒杯連同外部密封的玻璃罩一起拿了下來(lái),致使快要滴落的瀝青滴被生生地扯斷了,沒(méi)有來(lái)得及完全滴落,因此第9滴的觀測(cè)實(shí)驗(yàn)失敗了,即使吸取了第8滴的教訓(xùn),在周?chē)茉O(shè)了3臺(tái)攝像機(jī)也無(wú)濟(jì)于世,只能寄希望于第10滴了。


      所以,嚴(yán)格意義上來(lái)說(shuō),這個(gè)“滴瀝青”的實(shí)驗(yàn)90多年來(lái)仍然沒(méi)有成功,一方面是沒(méi)有得到前9滴的確切滴落時(shí)間,只測(cè)算出了每次瀝青滴落的重量,因此沒(méi)有通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出關(guān)于瀝青黏性和流速的準(zhǔn)確數(shù)值。另一方面,前8次沒(méi)有確切的滴落時(shí)間,加上第9次的“夭折”,在一定程度上使得90多年來(lái)的實(shí)驗(yàn)幾乎“前功盡棄”,如果要想獲得更加精確和連續(xù)的實(shí)驗(yàn)數(shù)值,還得至少再需要等上幾十年甚至上百年。


      這項(xiàng)“滴瀝青實(shí)驗(yàn)”,雖然看起來(lái)非常無(wú)聊,但是卻突顯出人類(lèi)對(duì)于未知世界和未知物質(zhì)的好奇心和探索精神,在2015年時(shí),這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的兩任負(fù)責(zé)人獲得了“世界搞笑諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)”,雖然獎(jiǎng)項(xiàng)里面有“搞笑”二字,但絕非是一種諷刺和嘲笑,而是對(duì)科學(xué)探索精神的一種鼓勵(lì),正如其獎(jiǎng)項(xiàng)評(píng)選標(biāo)準(zhǔn)里明確的那樣,獲獎(jiǎng)項(xiàng)目必須是“看上去很好笑,但實(shí)際上能發(fā)人深省”。

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      著名的“滴瀝青”實(shí)驗(yàn),長(zhǎng)達(dá)92年無(wú)人破解,原因?yàn)楹危?/span>

      提起這個(gè)問(wèn)題,讓我依稀回想起了小的時(shí)候誰(shuí)家屋頂漏雨,都會(huì)大盆小盆在底下接水,有一年在離村約2千米的省道邊開(kāi)了一家私人瀝青提煉作坊,每天在“煮”瀝青的過(guò)程中,由于設(shè)備陳舊,總有一下瀝青溢出來(lái)流到外面的水槽里,每次從那里路過(guò),都會(huì)用方便袋裝一些回來(lái)然后用火烤軟擠到漏水的裂縫了來(lái)堵漏。

      瀝青堵漏效果雖然不錯(cuò),但是時(shí)間久了由于熱脹冷縮或其他原因擠入裂縫的瀝青會(huì)變形或流到板縫的下端,漏雨依然成為常態(tài)。那么為何瀝青會(huì)自己流動(dòng),并且可以用一個(gè)神奇的“滴”字來(lái)形容呢?要搞清楚這個(gè)問(wèn)題,我們需要先了解清楚瀝青是一種什么樣的物質(zhì)。

      瀝青在常溫下是一種絕緣體,其主要成分是瀝青質(zhì)和樹(shù)脂它。瀝青的種類(lèi)很多,主要有石油瀝青、煤瀝青、頁(yè)巖瀝青以及天然瀝青四種,除了天然形成的瀝青之外,其余三種均是伴隨著加工或深加工出現(xiàn)的殘?jiān),美其名曰“副產(chǎn)品”。

      從瀝青的性質(zhì)來(lái)看,瀝青是一種高黏度有機(jī)不溶于水的液體,雖然密度只有每立方厘米1.15-1.25克,比水的密度稍微大一些,但是其粘性卻是水的2300億倍。正因?yàn)槿绱,托馬斯·帕內(nèi)爾教授才遇上這么“倒霉”的實(shí)驗(yàn)。

      然而,托馬斯·帕內(nèi)爾所做的這項(xiàng)瀝青滴漏實(shí)驗(yàn),只是作為一項(xiàng)普通的教學(xué)實(shí)驗(yàn),為的就是向?qū)W生證明瀝青這種物質(zhì)雖然錘子敲打既不破碎也不變形,但它卻是典型的“欺硬怕軟”,只要將它裝進(jìn)漏斗里關(guān)它“禁閉”就會(huì)服軟而變形,甚至出現(xiàn)滴漏現(xiàn)象。

      由于瀝青的這種固有的特性,并且也是一種天然的防水防潮防腐的材料,因此被應(yīng)用在包括基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)在內(nèi)的廣泛領(lǐng)域。

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