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著名的“滴沥青”实验,从1927年至今仍在进行是什么原因?

十万个为什么 空空 2024-3-26 21:56:45 3次浏览

关于问题著名的“滴沥青”实验,从 1927 年至今仍在进行是什么原因?一共有 2 位热心网友为你解答:

【1】、来自网友【史晓生】的最佳回答:

“滴沥青”实验,是科学史上一个相当无聊,但却很有意思的一个物理实验。

“滴沥青”实验,又称沥青滴漏实验,其最早的发起者,是昆士兰大学的托马斯·帕内尔教授,在 1927 年开始一次物理实验。

该实验的目的,就是为了证明一些表面看上去是固体的物质,其实内在的本质,并不是像外表所呈现的那样。

换句话说,就是为了让人们知道,物质的性质并不像看上去那样简单。

而这场实验所选择的对象,正是十分常见的沥青,众所周知,沥青这种物质,在常温情况下,所呈现出的是固体状态。

但托马斯·帕内尔教授却认为,在沥青坚硬的外表之下,其实是一种粘度极高的液体。

为了证明自己所认为的“物质的特质不像表面看上去那么简单”的理论,因此,在 1927 年,托马斯·帕内尔教授在昆士兰大学的实验室,开始了这场实验。

而截止到目前,“滴沥青”实验已经持续了近百年的时间,并且还会继续下去,那么,这个实验为何会持续这么长时间呢?

首先,沥青滴落的过程太缓慢了。

在实验的最初阶段,托马斯·帕内尔教授进行了一系列的准备工作,而这些准备工作,就足足花了三年时间。

最开始,他先收集了一些沥青,并将这些沥青加热后放在一个密封的玻璃漏斗中,然后再等待这些被加热的沥青彻底沉淀下来。

这一等,就等了三年,也就是等到了 1930 年。

到了 1930 年的时候,托马斯·帕内尔教授认为,密封在漏斗内的沥青已经彻底冷却和稳定,因此,他就将漏斗底部的封口切开。

也就是说,从这个时候开始,这场滴沥青的实验才算进入了正式观察阶段。

而在重力的作用下,沥青也得以开始缓慢流动,当然,仅凭人的肉眼,自然是无法观察到的,所以,托马斯·帕内尔教授只能去等。

并且,为了接住滴落的沥青,他还特意在底部又放了一个烧杯。

但我们都知道,沥青呈现在我们眼前的,是坚硬的外表,指望着这种看似固体的物质,像液体一样地去流动,自然需要大量的时间。

别说几天几夜,就是几年的时间,也未必能见到沥青滴落下来。

不过,当时托马斯·帕内尔教授通过计算,得出沥青若是滴落,大概需要十年左右的时间,而当时他的年纪并不算老,因此,他就充满信心的等了下去。

但令人遗憾的是,一直到帕内尔教授去世,他也未能亲眼看到过沥青滴落的瞬间。

为什么会这样呢?倒不是说沥青一直没有滴落,相反,在帕内尔教授从开始实验到去世之前,他所放置的烧杯中,一共接到了两滴滴下来的沥青。

只不过,由于沥青在滴落的瞬间,其维持的时间很短,大约只有 0.1 秒左右,因此,帕内尔教授都因为各种原因不在实验室中,所以也就未能亲眼目睹。

那么,这三滴滴下来的沥青,分别都是在什么时间滴下来的呢?

根据相关资料记载,第一滴沥青滴下来的时间,是在 1938 年的 12 月,也就是帕内尔教授将密封的漏斗切开的八年后。

而第二滴沥青落下来的时间,则是在 1947 年的 2 月。

由此就可以看出,前两次沥青的滴落,最少都用了八年,最长则用了 10 年的时间,加上准备的三年,前后二十余年的时间,却仅仅滴落了两滴沥青而已。

而这么长的时间跨度,正是沥青滴落实验会持续这么久的原因之一,毕竟要想看到实验的进展,时间单位都是要用“年”来计算的。

除此之外,还有一个原因,就是在实验的过程中,人们始终未能亲眼见证沥青的真正滴落过程

人们为什么会一直没有真正看到过沥青滴落的时刻呢?这还得从帕内尔教授去世后说起。

1948 年,托马斯·帕内尔教授去世,而随着他的去世,这场奇怪的实验也被当时的人们逐渐遗忘,毕竟在很多人看来,这场实验更像是一个“奇怪的垃圾”。

但十分幸运的是,这场实验虽说被大多数人遗忘,但实验的装置,也就是那个盛放沥青的容器却并未遭到破坏。

只不过,它被尘封了起来,一直呆在昆士兰大学的实验室中的一个角落里。

而这种情况,一直持续了十几年的时间,期间,大概在 1954 年 4 月的时候,第三滴沥青悄然无息的滴落。

但由于当时该装置正处于封存状态,所以,这第三滴沥青滴落的过程,同样没有人看到。

到了 1961 年,一个从英国剑桥大学的卡文迪许实验室来到昆士兰大学任教的年轻人,无意中听到同事说起,在物理学系的碗柜里放着一个“奇怪的东西”。

这引起了他的巨大兴趣,随后,当这个年轻人亲眼见到这个由漏斗、烧杯和沥青组成的的装置时,他敏锐地意识到,这将是个极具意义,也很有发展潜力的实验。

因此,他当即做出决定,要帮助已经故去的帕内尔教授,继续这个实验。

这个年轻人,便是约翰·梅因斯通教授。

只不过,在刚开始,梅因斯通教授的想法并未得到太多人的认同,大部分人还是秉承着这是一个“毫无意义的实验”的原则。

甚至,在梅因斯通教授请求当时的物理系主任,希望能把这个实验公开对学生展示时,还遭到了断然拒绝。

并且,当时不少人都嘲笑说到,这是个“古怪的实验”,“根本没人想看到它”。

总之,虽说经过梅因斯通教授的一系列奔走,但还是未能将这个实验共开展出,一直到了 1979 年时,随着梅因斯通教授学术成就越来越高,这才得以把这个实现真正的公开展出出来。

而从他接手到公开展出,时间一晃又过去了十几年(1961-1979)。

但是在这十几年中,“滴沥青”实验却在不断发生着变化,当然,是悄无声息,且缓慢地发生着变化。

并且,截止到 1979 年,又有两滴沥青滴落了下来,但令梅因斯通教授懊恼的是,这两次滴落,他居然一次都没见到。

他接手后的第一次滴落,发生在 1962 年 5 月,加上之前已经滴落的三滴,这一次的滴落,已经是“滴沥青”实验的第四次滴落了。

只不过,在这第四滴沥青滴落的时候,梅因斯通教授却不在身边。

他去干什么了呢?当时年轻的他刚刚结婚,因此,就和娇美的妻子外出旅行,度过了一个短暂的蜜月。

而当他回来之后,就发现一滴崭新的沥青,已经稳稳当当滴在了下面放置的烧杯之中。

所以,这第四滴沥青的滴落过程,梅因斯通教授因为外出度蜜月,所以未能见到,不过,他并不灰心,毕竟当时他还年轻,认为自己肯定会看到沥青滴落的。

但让他没想到的是,之后每一次滴落的发生,他都因为各种原因没能看到。

第五次滴落,发生在 1970 年 8 月,根据梅因斯通教授的回忆,在当年的八月初,他就发现沥青已经在漏斗底部凝结成了水滴状。

这就意味着,沥青随时都会滴落,对此他十分兴奋。

并且,在兴奋的同时,他也十分紧张,生怕自己错过这一时刻,所以,他决定,回家洗个澡并收拾收拾衣物,准备住在实验室里,以便在第一时间看到沥青的滴落。

但令他没有想到的是,就在他回家收拾好衣物,并兴冲冲地回到实验室时,一滴沥青已经滴落在了烧杯之中。

没错,这滴沥青正是在他回家的时间,滴落下来的,而这已经是第五次滴落了。

这次错过,让梅因斯通教授极为懊恼,他后悔自己不该回家,但懊恼也没有,事情既然已经到了这个地步,唯一的办法,就是继续等下去。

而这一等,就等到了 1979 年 4 月,当时沥青已经呈现出了一条明显的丝线,这就预示着这滴沥青随时随地都会滴落下来。

为了不错过这次滴落,梅因斯通教授不敢大意,几乎是寸步不离,但人有时候总有“三急”,梅因斯通教授也不例外。

而就在他出去上了厕所的工夫,第六滴沥青又稳稳当当落了下来,也就是说,他再次错过了这次滴落的过程。

并且根据他的回忆,当时他回来之后,那滴刚滴下来的沥青,好扯着长长的丝,这就意味着,他和这滴沥青滴落的时间,也就相差了几分钟而已。

但没办法,有时候这世间的事情就是这么凑巧。

不过,比较值得庆幸的是,也就是在当年,梅因斯通教授通过演讲,让这个“奇怪的实验”声名大噪,也正是因为如此,这个“滴沥青”实验被更多人知道,不少人纷纷前来慕名参观。

但参观的人再多,该实验的知名度再大,并没有影响容器中的沥青滴落的速度,它还是一如既往地,按照自己既定的步骤往下缓慢滴落。

好不容易时间来到了 1988 年 7 月,根据梅因斯通教授的观察,第七次滴落即将呈现。

这一次,有了前几次擦肩而过的失误,梅因斯通教授决定和这个沥青耗上了,他提前把生活用品都搬到了实验室,并准备在这里打持久战。

刚开始,一切都和他预料的一样,沥青逐渐呈现出水滴的形状,有了准备滴落的迹象,而随着滴落的迹象越来越明显,也让梅因斯通教授越来越紧张。

终于,当时的沥青已经基本上摇摇欲坠了,而梅因斯通教授也几乎目不转睛地盯了几天,这个时候,他的心中十分兴奋,因为他觉得,自己就要见证历史了。

不过,由于连续熬了几天,让梅因斯通教授十分困乏,为了让自己精神振奋一点,梅因斯通教授决定转身冲一杯咖啡,这样好让自己提提精神,以便更好的观察。

但就在他转身的那一刻,第七滴沥青滴落了。

等到他端着咖啡再次回到放置实验设备的桌前前时,一颗新的沥青,刚完成从上到下的自由落体动作。

眼前的场景,一度让梅因斯通教授无语至极,半天都没说出一句话来。

而从“滴沥青”实验的发起者托马斯·帕内尔教授,在 1927 年开始着手准备这个实验开始,一直到 1988 年第七滴沥青的滴落,前后就已经过去了 61 年。

但这 61 年中,没有人亲眼见证过沥青滴落的瞬间,这虽说让实验的第二任主持者梅因斯通教授非常遗憾,但也因此,让这个实验越来越受到关注。

从某种意义上来讲,这场实验的意义,已经超越了其原本展开时的初衷,当年那个看起来简单而古怪的实验装置,在人们的心中已经有了点“见证历史”的意味。

所以,不管是从实验本身想要证明的理论来讲,还是作为一件见证历史的事件来讲,这场实验都有必要继续进行下去。

况且,作为这个实验的第二任主持者梅因斯通教授,是真的想亲眼见证一下沥青滴落的瞬间。

带着人们的期盼,以及见证历史的意味,这场实验依旧在继续

在经历了多次的擦肩而过之后,梅因斯通教授心中确实比较懊恼,但懊恼归懊恼,实验还要继续。

好在随着科技的发展,摄像机技术在当时已经成熟,因此,在 1988 年那次的错过之后,梅因斯通教授决定借助科技的力量。

也就是在沥青实验装置周边,安上一台摄像机,让摄像机不简单地进行拍摄。

不过,这次虽说安上了摄像机,但沥青滴落的时间却大大延长,一直到 2000 年,才有了准备滴落的迹象。

为什么会出现这种情况呢?很简单,因为实验室所在的大楼,安装上了中央空调,这就导致室温整体有所降低,尤其是在夏天最为明显,所以,沥青滴落的速度就被延长。

而在 2000 年 11 月时,沥青再一次呈现出水滴形状,这就预示着它有了滴落的迹象,不过,这一次梅因斯通教授丝毫都不紧张。

毕竟,有摄像机守护在周边,它能如实记录下来沥青滴落的过程的。

而刚好,在当月的月中,梅因斯通教授需要前往伦敦参与一场学术会议,而他在临走前,特意叮嘱助手,一旦沥青有什么变化,必须随时给他发邮件。

助手也十分尽职,在梅因斯通教授人在伦敦的时候,前后给他发了两次邮件。

第一封邮件,内容很简单,就是告诉梅因斯通教授“沥青要滴落下来了”,这让梅因斯通教授当时开心得像个孩子。

但第二封邮件,瞬间将梅因斯通教授从天堂打进了地狱,因为助手告诉他,由于存储设备出现故障,因此导致,存有沥青滴落瞬间的影像,没有被保存下来。

就这样,“滴沥青”实验的第八滴沥青滴落瞬间,再一次被完美错过。

这下,让梅因斯通教授几乎当场就要抓狂,他随即结束了学术会议,并赶回了实验室,但赶回来也没用,错过了就是错过了。

算起来,梅因斯通教授已经因为各种因素,错过了四次沥青的滴落,而时间跨度也从 1970 年到 2000 年,整整三十年的时间。

但这样的打击,并没有让梅因斯通教授气馁,反倒让他燃起了斗志,在他回到实验室后,所做的第一件事,就是升级了监控设备,并且,为了避免出现意外,他还在沥青设置周边,安装上了三台独立的摄像机。

甚至,他还将这场实验接入了网络,以便随时随地都能观察实验的进程。

其实到了这个时候,实验的意义正如前文所说,已经超越了本身的意义,不再局限于仅仅是为了证明物质的性质并不像看上去那样简单这个理论,更多的是梅因斯通教授对这个实验所投入的情怀。

想想看,他在二十多岁风华正茂的年纪,因为好奇接触到了这个被人视为“垃圾”的实验,从此一发不可收拾,前后投入了几十年的时间。

并且,在此期间,他因为多种意外因素,始终未能亲眼得见沥青的滴落,这个结果,相信不管是换成谁,都觉得极为不甘心。

所以,这个滴沥青实验,其实已经成了梅因斯通教授生命的一部分,它代表着梅因斯通教授的青春,也代表着他对待科学孜孜不倦的情怀。

而有了这种情怀,即便是再单调的实验,都有充足的动力将其继续下去。

“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。”—梅因斯通教授评价“滴沥青”实验

只不过,令人感到十分惋惜的是,梅因斯通教授并未等到第九滴沥青的滴落,他在 7 月的时候去世了。

也就是说,梅因斯通教授穷其一生,也没有看到这个由帕内尔教授留下来的“滴沥青”实验,沥青真正滴落的全部过程。

不得不说,这还真是一种遗憾啊。

不过,虽说梅因斯通教授没有观察到过沥青滴落的瞬间,但有人去看到过,更准确地说,是有一部摄像机曾经拍摄到过。

当然,这部摄像机所拍摄的沥青滴落,并不是帕内尔教授留下来的这个,而是一个更为年轻的版本。

早在 1944 年的时候,爱尔兰都柏林的圣三一学院也做了相同的沥青滴落实验,并且也在一直持续观察过程中。

而到了 2013 年 7 月的时候,设置在实验室内的高速摄像机,第一次拍摄到了沥青滴落的瞬间。

这是迄今为止,人类第一次真正意义上所观测到的沥青从固态到液态,并且最终滴落的瞬间过程。

只可惜的是,梅因斯通教授无缘见识了。

在梅因斯通教授去世之后,这场“滴沥青”实验依然还在继续,并且在梅因斯通教授临终前,为了保证实验的继续进行,他早就安排好了接班人。

这个接班人,是一位昆士兰大学物理学院的教授,同时也是梅因斯通教授的学生,他的名字叫做安德鲁·怀特。

而在安德鲁·怀特接手这个实验的时候,其实第九滴沥青已经基本呈现出水滴状了,也就是说,很快就要滴落了。

等到了 2014 年 4 月的时候,这滴沥青已经摇摇欲坠,但就这这个时候,安德鲁·怀特的一个动作,破坏了沥青滴落的进程。

当时,安德鲁·怀特看到之前滴落的八滴沥青,已经把底部的烧杯快要填满了,因此这就导致如果第九滴沥青滴落时,会因为空间距离太小,出现不容易观察的现象。

所以,他准备把老的烧杯拿走,重新更换一个。

不过,他在操作时十分大意,他以为把烧杯拿起来就行了,但没想到由于时间太长的原因,烧杯与装置的底座早已结为一体,同时第九滴即将滴落的沥青,也和烧杯里的沥青有粘连,因此,他在一用力拿的情况下,就把第九滴快要滴落的沥青,生生给扯下来了。

没错,就是把第九滴沥青扯下来了,这就意味着,安德鲁·怀特提前结束了第九滴沥青滴落的进程。

也正因为如此,这个由帕内尔教授留下来的“滴沥青”实验,一直到目前,依旧没人亲眼看到过沥青真正意义上的滴落过程。

而根据安德鲁·怀特的计算,第十滴沥青滴落的时间,大概是在 2028 年。

所以,到目前为止,这场实验还在进行,而说起来,实验前后“送走”了两位教授,并且跨越了将近百年的时间,从这一点来讲,也确实很有意思,虽说这场实验看似无聊,但其背后所透露出的意义却非比寻常,它告诉我们,不管遇到什么人和事,都不要被外在的表现所迷惑,要用一颗孜孜不倦探寻真谛的心,去找寻隐藏在表面之下的真相。

【2】、来自网友【科学闰土】的最佳回答:

沥青是各种坚硬焦油状物质的混合物,可是天然的或人造的,来自植物、石油和煤焦油,曾用于防水船。

沥青在室温下坚硬易碎,很容易被敲碎。

但是,事实上,沥青是比水粘性大千亿倍的有机液体。

昆士兰大学的

托马斯·帕内尔(Thomas Parnell)

教授确信沥青坚硬的外表是骗人的,于是他做了滴沥青实验来测量沥青样品的流量和粘度。

1927 年,帕内尔教授创建了这个实验,以证明沥青可以展示出相当惊人的特性。帕内尔教授加热了沥青样品,并将其倒入一个密封玻璃漏斗中,等待沥青沉淀下来。三年后的 1930 年,帕内尔认为这种物质已经冷却并稳定下来,于是切断了漏斗茎。然后,沥青开始以极慢的速度滴落。

沥青就慢慢地从漏斗中滴出,来速度如此之慢,以至于第一次滴下来花了 8 年时间,在漏斗被切断 87 年后,只下降了 9 滴,上一次下降是在 2014 年 4 月,预计下一次下降将在本世纪 20 年代的某个时候。

这个实验是作为一个演示而建立的,并没有保存在特殊的环境条件下——它被保存在一个陈列柜里,所以沥青的流速随着季节温度的变化而变化。随着大楼里安装了空调,流速也随后下降了(见下图)。

已故教授约翰·梅因斯通(John Mainstone)于 1961 年成为该实验的第二负责人。他负责这项实验长达 52 年,但和帕内尔教授一样,他没有亲眼看到一滴沥青掉落就于 2013 年去世了。

2000 年,

设置了

一个网络摄像头来协助监控实验,但不幸的是,由于技术问题,它错过了第八滴。

在 92 年的时间里,各种各样的小故障使任何人都没有看到一滴沥青掉下来的瞬间

。在梅因斯通去世后,监护权移交给了 Andrew White 教授,他是第三位滴沥青实验的监护者。

尽管滴沥青实验看起来微不足道,但它仍为科学的好奇探索精神做出了贡献,而对它的投入和持续时间使沥青实验成为最著名的实验之一。2005 年,梅因斯通和已故的帕内尔教授被授予搞笑诺贝尔物理学奖。搞笑诺贝尔奖是对诺贝尔奖的模仿,每年秋季举行,以庆祝不寻常和微不足道的科学成就。搞笑诺贝尔奖的目的不是嘲笑,而是尊重科学家的

好奇

想象力。所以,滴沥青实验绝对值得这样的认可。吉尼斯世界纪录也将这个滴沥青实验列为世界上持续时间最长的实验。

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