著名的“滴沥青”实验,从1927年至今仍在进行是什么原因?

想要亲眼目睹沥青滴落有多难?沥青滴落实验持续90多年时间,先后送走两代科学家,让人意外的是,他们曾经有9次机会亲眼目睹沥青滴落,却无一例外的完美的错过。

沥青是人们生活中最常见的一种化工原料,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,是一种高度粘稠的有机液体。

19世纪70年代第二次工业革命以后,石油业得到了迅猛的发展,而沥青就是原油提炼中剩余的残渣。由于当时对沥青不了解,人们把这种黑不溜秋的东西完全当做废料来处理。

后来人们发现,沥青具有很好的粘结性、绝缘性、隔热性及防湿、防渗、防水等特性,可以广泛的应用到铺路、做防水层、防锈、制作绝缘材料等领域。现如今,沥青已经成为了我们日常生活中必不可少的化工原料。

在19世纪末期,人们一直认为沥青是一种固体,毕竟它在常温状态下十分的坚硬。但是在1927年,一名来自澳大利亚的科学家,为了向学生们证明沥青究竟是固体还是液体,开启了一项长达百年的实验。

一场长达近百年的实验,送走了两代科学家

1927年,澳大利亚昆士兰大学的物理教授托马斯·帕内尔,将沥青样本放入一个封口的漏斗中。三年后,也就是1930年,当沥青完全沉淀下来,托马斯教授将漏斗的封口剪开,并在下面放置了一个烧杯。

当然,托马斯教授进行这样的实验并不是心血来潮,他的目的是为了向学生们证明:一些看起来像固体的东西,其本质是一种粘性极高的液体。

沥青滴落的速度慢的令人发指,托马斯教授一等就是8年。1938年,第一滴沥青切断与本体的联系掉进烧杯中,只不过没人任何人亲眼目睹这次沥青滴落。

沥青滴落的过程虽然缓慢,但它掉入烧杯却是一瞬间的事,有时候看起来本体与沥青滴很细的链接,需要好几个月才会自然断开,科学家也不可能没日没夜守在身边一直观察着。

1947年,第二滴沥青滴落,此时的托马斯教授已经60多岁,这一次他同样没有看到沥青滴落的画面。第二年,托马斯教授因病离世。

沥青滴落实验“送走了”托马斯教授后,迎来了第二位监护者——约翰·梅史东。约翰·梅史东来到学校时刚26岁,看到这个实验非常惊讶,他决定成为第一个真正看到沥青滴落的人。

但遗憾的是,从约翰·梅史东接任这项工作开始,总是因为各种因素错过了。

尤其是2000年,当第八滴沥青即将滴落的时候,梅史东教授利用现代科技安装了一个网络摄像头,准备记录这历史性的一刻。万万没想到,第8滴沥青落下的时候,摄像头电源出了问题,没有记录到这宝贵的画面。

直到2013年,梅史东教授带着遗憾离世。自此,沥青滴落实验成功“送走了”第二位科学家。

事实上,爱尔兰另一所大学从1944年开始,同样进行了沥青滴落实验。幸运的是,梅史东教授去世的前一个月,这所爱尔兰学院利用高速摄像机,成功的拍摄到世界上第一滴沥青自然滴落的画面。

梅史东教授反复观看这个视频后,感叹这一刻是他梦寐以求却又遥不可及的。

昆士兰大学第九次沥青滴落时,出现了让人意想不到的意外

约翰·梅史东教授去世后,接任他工作的是安德鲁·怀特教授。毋庸置疑,被前面两位教授的事迹所鼓励,怀特教授更加坚定意志,他决心亲眼看到,或至少记录到沥青的滴落。

为此他不但增加了数台摄像机,全范围、无死角的拍摄,甚至还给每台摄像机配备上备用电源,防止突然断电导致摄像机失灵。

2014年,第九滴沥青滴落在即,但却出现了一个难题。经过前面八次滴落后,烧杯中的沥青已经块满了,第九滴沥青接触到了烧杯内的沥青,支撑着它附在漏斗上,无法自然滴落

怀特教授决定在漏斗下方换一个空烧杯,以便腾出地方让第九滴沥青掉落。

他小心翼翼地举起保护漏斗的玻璃罩,却不知道罩子和木制平台之间的密封已老化,木制平台突然摇晃起来,正是这次摇晃,扯断了第九滴沥青,沥青非自然情况下滴落下来

怀特教授为此感到十分懊恼,自己本可以亲眼见证沥青的滴落,却因为器材的原因和自己的疏忽,导致再次失败。

长达近百年的沥青滴落实验,为何到现在仍在进行?

从1927年到现在,沥青滴落实验进行了95年的时间,这项实验之所以进行这么长时间不中断,个人认为有以下几点原因。

第一、为了证明沥青是液体而非固体

大家不要忘了第一任实验者托马斯·帕内尔进行这项实验的初衷是什么,是为了向人们证明一些表面看似固体的物质,其真正的本质是液体。

要知道,沥青的粘稠度是水的千亿倍,在常温状态下,它的流动速度十分的缓慢,可即便再慢,它也拥有着液体的特性。

当然了,仅凭这一点就让实验进行百年时间有些说不过去,毕竟当第一滴沥青滴落后,已经能够证明沥青的液体性。能够让实验持续这么久,还有下面两个原因。

第二、历任实验的守护者,都想亲眼目睹沥青滴落的瞬间

从1927年到现在,经历了三任沥青实验的守护者,无可置疑的是,每一位实验守护者,都希望自己能够见到沥青滴落的画面。可惜的是,在九次滴落中,总是因为各种各样的因素,导致科研人员错失良机。

对于执着、严谨的科学家来说,浪费掉九次机会肯定会心有不甘,用现在的话来讲就是:越是得不到,越想拥有。

第三、沥青滴落实验已经拥有了独特的意义

2005年,沥青滴落实验获得了搞笑诺贝尔奖。在获得该奖的时候,这项实验已经进行了78年。什么是搞笑诺贝尔奖?就是选出那些"乍看之下令人发笑,之后发人深省"的研究。

在很多人的眼中,沥青滴落实验毫无意义,甚至都觉得好笑。但是笑过之后细想一下,这项实验从正面阐述了人们在探索的道路上,坚持不懈的努力和对科学态度的严谨。

而且大家不要忘了,这项实验已经进行了长达95年,熬走了两位教授,已经让这项实验拥有了独特的历史意义,不管是现在的实验人员,还是将来的接班人,在沥青全部滴落之前,都不忍心中断这项实验。

说在最后

现如今,随着沥青九次滴落,漏斗内剩余的沥青越来越少,科研人员猜测,剩余沥青想要全部滴完,还需要百年时间。但这也只是预估,毕竟沥青越少,滴落的速度越慢。

谁也不知道沥青下一次滴落是什么时候,也推测不出沥青全部滴完的具体时间。因为在探索科学的道路上充满了不确定性,正如约翰·梅史东所说:自然界的伟大之处在于不可预测,这也是我们生活的调味品。




这是人类历史上最漫长的,到现在还没有完成的科学实验,沥青滴落实验。

1927年,澳大利亚昆士兰大学的物理学家托马斯·帕内尔想通过试验向学生证明,沥青不是固体而是液体。固体有固定的体积和形状、质地坚硬不会随容器而发生形变,而液体没有确定形状,是流动的,往往受容器影响。根据两者之间特性不同,托马斯·帕内尔设计了一个实验。

他将沥青加热,倒入一个封口的玻璃漏斗,过了整整三年,沥青才完全凝固冷却,切开漏斗的下端的封口。如果沥青是液体,它必然会滴落。但沥青的组成物质很复杂,粘度极高,是水的上千亿倍,流动速率很低,看起来真的很像固体,让它自行滴落一滴,就需要数年时间,沥青完全滴落进烧杯中,实验才算真正完成,所以这个实验注定需要几十年甚至上百年时间。

93年里,沥青一共滴落九滴,尴尬的是,这九滴滴落的瞬间都没有被人类亲眼见证。

一滴沥青滴落的时间需要8-13年,掉落烧杯中只需要十分之一秒。漏斗中的沥青看起来坚硬无比,相隔几个月去看,根本就没有任何变化,让人有种固体的错觉,极为缓慢的流速耗费的时间太长了。昆士兰大学的校友领着孙子重回学校,常常感叹,与几十年前相比没什么变化。托马斯·帕内尔耗尽半生时间,也只经历了三滴。当然,这个实验并没有停止,也有了接班人,约翰·梅因斯通教授,验二代。约翰·梅因斯通教授用了50年时间,经历了5滴沥青落下,令他抓狂的是,居然有阴差阳错的错过了。

1962年,第4滴沥青摇摇欲坠,刚刚结婚的梅因斯通,与妻子出门度蜜月,蜜月期间,沥青滴掉落了。最接近的是1979年,沥青滴与漏斗的连接处变成根细丝,摇摇欲坠,梅因斯通教授觉得它还需要一天时间,就回家了,第二天来到实验室,沥青滴已经稳稳的落在烧杯里。这让梅因斯通非常懊悔,也许再坚持观察一会,就能观察到了。2000年11月,第8滴沥青即将掉落,梅因斯通教授已经全副武装,给实验装置旁边放置了一个摄像头,赶巧,梅因斯通去了伦敦出差,但他毫不担心,摄像头会忠实的记录一切。结果,又悲剧了,存储设备出现故障,滴落画面没有保留下来。

一怒之下,梅因斯通装了三个摄像头,打算记录第九滴落下,可惜,这位老教授在2013年8月就不幸去世,终其一生没有看到沥青滴落的瞬间。

正统的昆士兰版沥青滴落实验没有完成记录,却被另一个年轻版本截胡了

爱尔兰都柏林的圣三一学院,在1944年也做了相同的沥青滴落实验。在2013年的7月,圣三一学院的实验室内,高速摄像机第一次记录下沥青滴落的瞬间,这是人类第一次亲眼见到了沥青的滴落的整个过程。

昆士兰版本沥青滴落实验的悲剧还不仅如此,第九滴沥青还没有掉落,就被认为扯断了,断了

由于之前滴落八滴,烧杯已经半满状态,第九滴几乎贴近第八滴沥青,这样观察滴落瞬间会很不明显,第三代实验管理者决定换个烧杯。2014年4月24日,白教授打开玻璃罩更换烧杯,原本他以为直接拿起玻璃罩,简单更换就好,但没想到玻璃罩与底部木质基座之间有密封,密封虽有粘性,但经过几十年早已老化,与玻璃罩一起被拿起来,底座因为重量,又掉了下来,扯断了第九滴沥青。托马斯·帕内尔与梅因斯通如果泉下有知,肯定会被气得从坟墓里跑出来。

这个无聊且漫长的实验,在2005年得到搞笑诺贝尔奖·物理学奖

搞笑诺贝尔奖一般都奖励给那种一本正经严肃认真的无聊实验,沥青滴落实验很符合评委的胃口。沥青滴落实验虽然简单无聊,但已成为科学精神的代表,有坚持力、不怕困难、实事求是,求真务实。如果急于求成,这些物理学家大可以用人工手法干预,来获取滴落瞬间视频,但他们没那么做,即使出现各种意外,仍在坚持,坚持这个需要几百年才能完成的实验。而且,这种充满不确定性的实验,让人们从无聊中找到乐趣,那种不可预测的好奇。正如约翰·梅因斯通教授颇有哲理的评说: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




“滴沥青”实验直到今天已经做了93年之久,将近一个世纪的时间过去了,这个实验还没有结束,一开始主持这个实验的两代科学家已经相继过世,接班人已经是第三代传人了。那么,“滴沥青”实验有什么神秘之处吗?为什么科学家要锲而不舍、前赴后继的把实验做下去呢?

这篇文章,站长就跟大家聊聊这个曾创造过吉尼斯纪录的“滴沥青”实验。

沥青是固体还是液体?

在讲这个实验之前,站长先来问大家一个问题:沥青是固体还是液体?

相信很多人会说,沥青这么坚硬肯定是固体啊?如果是液体的话人或者汽车从沥青路上踩过去怎么不会陷下去呢?

其实,沥青的真实状态还真是液体,只不过它的黏度是水的几千亿倍,所以在短时间内看不出流动性。在如今互联网发达的年代,我们在网上搜索出一大把的证据来搞清楚沥青是液体还是固体。但是在19实际20年代,要让接触不到互联网的人们相信沥青是液体的事实却是非常不容易的。

1927年,澳大利亚科学家托马斯·帕内尔教授为了给学生们证明沥青是一种黏度极高的液体,在众多学生的见证下,拉开了这个持续了93年的超级实验的序幕。

沥青滴漏实验的准备工作就进行了整整三年的时间,托马斯·帕内尔教授把沥青放在一个漏斗中,让它们静置了三年的时间,直到1930年才打开了漏斗,让沥青开始慢慢滴落。由于沥青的粘性太强,每一滴沥青滴落的时间大约需要10年,一直到帕内尔教授本人去世,他也没有亲眼见证过沥青滴落的过程。

这个实验因为托马斯·帕内尔教授的去世而被人遗忘,封锁在堆满旧物的柜子中,直到27岁的梅因斯通来到这里任教,在角落里发现了这个实验装置,才再次开展了实验。

梅因斯通接管这个实验后的一年,沥青滴下了第四滴,但因为他回家结婚,并没有亲眼见证到沥青的滴落。

随后的几十年,沥青滴下了第五滴、第六滴、第七滴,但由于梅因斯通在外地出差,也没有亲眼目睹,毕竟这个实验需要漫长的时间来等待,实验者又不可能无时无刻都在这个实验设备前。

第八次沥青滴落的时候,录像机已经出现,梅因斯通算准了滴落的月份,但本人因为出差,特地嘱托他的同事帮助他录下这激动人心的一刻,可是在他回到学校后却被告知,因为同事操作失误导致“储存数据丢失”,沥青滴落的一幕并没有被保存下来。

而此时,梅因斯通已经从风华正茂的27岁帅小伙变成了头发花白的65岁老人,留给这位老人的时间不多了。

为了可以在有生之年目睹沥青滴落,学校特意为他升级了监控系统,并且开放了24时直播,向世人播放几乎看不出任何变化的沥青滴落,这个时候的沥青滴漏实验已经声名大噪,社会各界人士都在关注这个实验。

然而,一直到2013年8月23日这位老人去世,第九滴沥青也没有滴下,梅因斯通和这个实验纠葛了一生,但是没有一次可以亲眼看到沥青滴落。

在梅因斯通去世的第二年,也就是2014年初,第九滴沥青“如约而至”,然而当年的烧杯中已经装了太多沥青。在第九滴即将滴落之时,负责该实验的怀特教授当机立断更换烧杯,结果不小心撞断了正在滴落的沥青。人们只好继续等待下一滴。

其实,在梅因斯通去世的头一个月,也就是2013年7月11日,科学家首次拍摄到了沥青滴落的镜头,但是并不是由梅因斯通的实验,而是在另外一个大学的另外一个相同的实验中,科学家见证了沥青的滴落,这个实验是在1944年7月11日,帕内尔教授在另外一个学校开展的相同实验。

下面这个动图记录了沥青低落的一幕:


如今,梅因斯通的漏斗中的第十滴沥青正在缓缓成形。而这个实验也早已找好了接班人,他也是一位昆士兰大学物理学院的教授,同时也是梅因斯通的学生。

由于现在整个装置被搬到空调房中,恒温状态下滴落时间预计延长到13年,所以直到2027年我们才有可能看到下一滴滴落。目前该实验装置不仅被24小时监控,也被24小时直播,全球人民随时可以观察它,希望届时有幸,我们可以完成两代教授共同夙愿,记录下沥青滴落的一幕。

“沥青滴落实验”的意义

根据漏斗中的剩余沥青推断,做完这个实验还需要100年的时间。很多人问了前前后后持续了93年之久,已经熬死2位教授,是不是有什么重大的科学发现呢?

很遗憾的告诉大家,这个实验其实很简单,并没有给我们带来什么特殊的科研突破。

这个实验做大的成就就是获得了2005年的诺贝尔奖,不过是搞笑诺贝尔奖。

但是对于科学界来说,这个持续八十几年的实验,其意义已经不止于证明沥青是液体。它昭示的是乐观的生活态度,以及严谨、持之以恒的科学精神!

借用梅因斯通的一句话说:“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。”

你认为“滴沥青”实验有意义吗?欢迎在留言区讨论!

这里是科学驿站,我是站长,华中科技大学物理学博士,是一名热爱科学、热爱分享的科普答主,同时也是科学领域优质创作者、今日头条青云获奖者,如果我的文章有帮助到你,欢迎点赞和关注哦。

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页面更新:2024-03-07

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