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一块沥青滴了快100年,熬死了2名教授,实验到底想证明什么?

 laoyu2012 2022-06-22 发布于北京

沥青是我们非常熟悉的一种防水防潮和防腐的有机胶凝材料,主要可以分为煤焦沥青、石油沥青和天然沥青三种。它是由不同分子量的碳氢化合物及其非金属衍生物组成的黑褐色复杂混合物,是高黏度有机液体的一种,呈液态,表面呈黑色,可溶于二硫化碳。

关于沥青,在科学界曾进行过一项持续时间最为悠久的实验,而且这个实验直到如今仍在持续,这就是著名的沥青滴漏实验。

1927年,澳大利亚昆士兰大学教授托马斯·帕内尔教授想向学生们证明这样一个理论:一些物质看上去虽是固体,但实际上是粘性极高的液体,比如沥青。焦油沥青虽在室温环境下流动速度极为缓慢,但最终会形成一滴,这就是这个实验的初衷。

帕内尔将一些沥青加热,倒进一个封住下端的漏斗中静置,一直放了3年。帕内尔认为沥青已经冷却并且稳定了下来,才切开下端封口,开始进行沥青滴漏实验——记录沥青的滴漏时间,由此来测量沥青在常温下的流动速率。

直到1938年,经过了8年漫长时间的等待,第1滴沥青终于滴出。1947年,第2滴沥青又滴下。后来,帕内尔再也没有见到第3滴,就于1948年去世。

然后这项实验就被人们遗忘了,沥青滴漏实验的器材被收进了实验的木柜子里。

1961年,在第4滴掉落之前,在澳大利亚昆士兰大学工作的物理学家约翰·梅因斯通发现了帕内尔进行的这个古怪实验。

约翰·梅因斯通对此实验很感兴趣,由此成为了第二任负责人,约翰·梅因斯通共经历了5次沥青滴落,但是因为种种原因,都没有拍下沥青滴落的瞬间,这也成为了他终生的遗憾。

而这恰恰是这项实验最有价值和意义的一点,因为从来没有人见过沥青是如何滴下的,记录实验过程的网络摄像头也从没有将沥青下落的情景拍摄下来,所以没有人知道沥青滴和沥青块分离的时候究竟发生了什么。此外,气候、空调的使用以及大楼装修产生的震动对沥青滴落速度是否会带来影响,这些都是需要研究的内容。

这项果实最终被爱尔兰都柏林的圣三一学院摘取,圣三一学院在1944年也开始了沥青滴落实验。多年以来,开始这项实验的科学家已被人们忘记,并且实验装置也被放置于无人看管的架子上。直到有一天,一些科学家想起了这项实验,在2013年7月11日下午5时左右,圣三一学院终于首次拍下了沥青滴落的瞬间。

圣三一学院研究小组通过监视该液滴的演化过程估计了这种沥青的黏性,滴落的时间是1/10秒,结果显示它比蜂蜜黏稠约200万倍,或者是水的黏性的约200亿倍。而液滴的形成速度主要取决于沥青的确切成分,以及温度和震动等环境条件。

约翰·梅因斯通对圣三一学院取得的成果感到十分高兴,他曾预估2014年沥青就将滴落,然而在2013年,梅因斯通去世了。

而2014年的这次滴落无数的摄像机对准了沥青,但由于此前的八次滴落,底下的烧杯中盛满了沥青,已经堆到了一定高度,可能会阻碍沥青滴落。研究员打算将烧杯移走,清理干净后再放回原位,但移走烧杯的一瞬间,即将滴落的沥青又被直接扯断了。

错过了前九次,为了观察到第十滴沥青滴落,直播网站开始24小时直播,多台摄影机共同摄像,很难再出差错。

该实验在2005年赢得了搞笑诺贝尔奖(Ig Nobel prize),该奖项是对诺贝尔奖的有趣模仿,似乎实在嘲笑这个实验的毫无意义。

梅因斯通也知道这个实验的科学意义或许不高,但他明白,自然界的伟大之处就在于它的不可预测,这也是我们生活的调味品。

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