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熬死了两位教授、历经100年的沥青滴漏实验,到底证明了什么?
实验的目的是什么?主要是为了证明理论上和实际上是否有差别,或者证明某一个理论是否成立,或者证明一个科学道理。实验的时间不是固定的,又长又短,绝大多数实验在短时间内都能拿到结果!但是有这样的一个实验,可以列为世界上时间最长的实验了,有网友把它评为“搞笑诺贝尔奖”。这个实验从1927年开始,距今已有93年时间,实验依然还在继续,它就是沥青滴落实验。
在相当长一段时间内,沥青都被认为是固体。大家都知道固体在没被融化后是不能够流动的,组成固体的物质也是相对固定的,但澳大利亚昆士兰州的帕内尔不这么认为,他认为沥青是液体。怎么证明呢?只要证明出沥青会流动,那就说明是液体。于是帕内尔将沥青样本放入了漏斗当中,开始了沥青滴落实验,之后就是慢慢等待沥青从漏斗里滴落。
在帕内尔执掌这个实验期间,沥青滴落装置总共滴落了三滴沥青。但在他去世以后,这个装置就被人遗忘了。直到梅因斯通来到昆士兰大学,他发现了这个蒙尘的装置,并决定继续这个“伟大”的实验。
在接手的第二年,第四滴沥青就成功滴落,但梅因斯通因为刚刚结婚,还在度蜜月而错过了这个时刻。而且接下来的第四、第五滴也都因为种种原因而错过。
在他因为喝了一杯咖啡而错过了第七滴沥青之后,他为滴落装置安装了一套摄影设备。
梅因斯通以为装好摄像机之后,即使错过了亲眼所见的时刻,但是能被摄像机拍到也不错。于是他去英国出差了,期间又有一滴沥青滴落,摄像机也拍摄到了,但是摄像机的储存设备坏了,并没有记录到这伟大的时刻。
梅因斯通痛定思痛,更换了多个***摄像头,还将实验过程放到网上进行直播,好让全世界的人们共襄盛举。
又因为媒体的报道,更多的人开始关注这个超长的实验,还有不少人慕名来到昆士兰参观,但并不是所有人都能理解梅因斯通。2005年的时候,他更是因为这个实验被授予了“搞笑诺贝尔奖”(是真的有这个奖)。
到2013年,梅因斯通向媒体宣布第九滴沥青大约会在年底滴落,这个快八十岁的老人认为这是他最后的机会了。同时,他已经为他未完成的事业找到了接班人,他的接班人同样是来自昆士兰大学的教授,他曾经的学生。
让人遗憾的是,第九滴沥青在2014年年初滴落,而梅因斯通在2013年的8月就去世了。又让人稍显安慰的是,梅因斯通生前曾有幸观察了沥青滴落的全过程。
沥青滴落的实验证明,沥青这种“液体”虽然看起来似乎不会流动,但是,只要时间足够,它还是具有流动性的。
这个实验看似简单,其实还是需要很苛刻的条件的。最主要的是温度,必须恒定在一个很小的范围内,否则沥青的流动性就会大不一样。另外大气压强也不能变化太大,不过大气压一般不会变化太大,比较容易控制。湿度似乎也会影响,也要适当控制。此外地震等因素也会影响沥青的滴落时间。
从已完成的实验结果来看,越到后面沥青滴落的时间间隔越长,这大概是因为,漏斗中的沥青越滴越少,自身重量变小,给沥青滴落的动力变小的缘故吧。
1927年由托马斯·帕内尔教授在昆士兰大学实施沥青地漏实验,他想向学生证明,物质的状态并不一定像它们表现出来的性质,沥青看起来具有固态的特征,但实际上是液态。
在人类世界中沥青随处可见,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,可以从石油中提取,自然界也有天然的沥青湖,主要指位于西班牙首都90公里外的彼奇湖,由于地壳的运动地下较深处的石油天然气溢出, 受太阳炙烤,其中的轻烃蒸发,剩下一些重分子烃类物质,它们和地表的物质相互作用形成沥青,湖的中央位置沥青较软仍然在源源不断地形成沥青,而周边的沥青坚韧甚至可以正常地站人和骑自行车,虽然人们已经在沥青湖里***集了大量的沥青,但是彼奇湖依然源源不断地产生着沥青。
在人类社会,修马路、制作防水防腐层都能用到沥青,除了在炎热的夏季,黑色的沥青吸热变软,一年中的大多数时候沥青都显得很坚硬,尤其是混合着细碎石子的沥青路,即便是数十吨的战车从上边跑过也只会留下不是很深的印记,如果人不小心在上边摔倒的话很容易划破皮肤。除了天然的沥青湖,沥青的另一个来源就是石油化工的副产品,石油产业中轻烃类的物质用处比较多,可以做某些产业的原材料,也可以直接当燃料,经过多层的分馏蒸发,最终原油只剩下重的杂质多的部分,类似于天然沥青湖的形成过程。
沥青看起来坚韧,但实际上是一种高黏度有机液态物质,表面呈黑色,可溶于二硫化碳等有机溶剂。沥青地漏实验正是为展示沥青为液体这种有点反常规的物质现象,1927年由托马斯·帕内尔教授在昆士兰大学实施,他就是为了向学生们展示,有些物质的特征并不完全是它们表现出来的,就像沥青,能坚硬的砸破脑袋,却也能流动。沥青滴漏实验开始之后的第11个年头,第一滴沥青滴漏下来,后续大约7到12年都会滴下一滴沥青。但是最初的沥青滴漏实验存在着一定的漏洞,因为沥青的状态受环境影响严重,冬天变冷收缩更为粘稠,夏季炎热则变软流动性增强,不同年份的气温特征也不一样,会导致观测统计的不足。
1988年,第七滴滴露出来之后,实验者在实验室内装上了空调,使得室内气温恒定,这延长了每一滴沥青滴漏下来的时间,但是沥青滴漏所需的时间也更加的规律,1988年7月第7滴、2000年11月28日第8滴、2013年7月9日第9滴,大约12.5年形成并滴落一滴沥青。2013年最新的一次滴漏,科学家用高速摄像机记录到沥青滴漏的瞬间,就像水滴的形成和地漏一样,水的张力会使水滴具有一定的体积,沥青滴也是如此,不过粘性据估计是水的1000亿倍,沥青滴形成的过程更加缓慢、沥青滴更大、沥青也被拉的更长。
预计这样的实验还能持续数百年,而已经滴落的沥青也表现出了液体的特征,已经慢慢地融成一团,已经看不出之前滴落的沥青。这个实验就是为了观察沥青的液态特性,不过不同的人看到会有不同的思考,对于一些科学工作者,大概是辩证看世界,不能只看表面的现象。
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