教育培训 > 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?

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?

2020-08-26 22:01阅读(91)

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?: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?沥青是最常见的建筑材料,铺装路面是

1

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?

沥青是最常见的建筑材料,铺装路面是它用量最大的去处,沥青铺装车加热沥青和骨料碎石混合倾倒在路面,压路机将其压平稍作硬化即可通车,但如果有人告诉你,即使是这种硬化后的沥青也能像蜂蜜一样一滴滴落下,估计你肯定认为他疯了!但有一位教授还真实验了,而且接力持续实验都快一百年了,到底是为啥呢?


世上最无聊的沥青滴落实验

沥青滴漏实验可能是史上成本最低的实验了,它的设备非常简单,只需要一块沥青,一只漏斗杯、一只烧杯,外加一个支架和防止外界影响的玻璃罩就完成实验准备了!




最早的沥青滴落实验是在1927年在澳大利亚布里斯班昆士兰大学开始进行的,主导该实验的是托马斯·帕内尔教授,设置好环境后,将一块沥青放置在漏斗杯里,然后在时隔3年后的1930年,漏斗底部被切开,沥青开始了漫长的滴落经历,根据观察,每一滴下落的沥青都需要历经十年的时间。

昆士兰大学的帕内尔教授

第一滴沥青于1938年12月滴落,如果从沥青放置到烧杯上开始计算,历经12年,如果从漏斗杯底部切开计算,历经9年!1947年2月,第二滴沥青滴落,比较可惜的是主导实验的帕内尔教授并未亲眼看到沥青落下就在1948年9月1日去世了!


此后实验改由约翰·梅史东教授负责,从帕内尔教授去世的1948年到1988年的40年中,总共有5滴沥青落下,平均在8年左右!其实这时间有点偏短,因为之前都没有恒温恒湿条件,因此在1988年后增加了空调,因此从平均8年多一点,增加到了12年至13年!

滴落平均时间图

实验获得“诺贝尔奖”!

2005年约翰·梅史东教授和帕内尔教授凭借着这个沥青滴漏实验获得了诺贝尔奖,不过这可不是那位发明了稳定甘油炸药的诺贝尔设立的奖项,而是搞笑诺贝尔奖!它由科学幽默杂志《不可思议研究年报》主办,该奖项由马克·亚伯拉罕于1991年创立,评选标准是“乍一看好笑,后又引人深思”为标准评选科学领域十大成就!


搞笑诺贝尔奖每年9月在哈佛大学桑德斯剧场举行,获奖者有机会在麻省理工学院进行公开演讲,评审委员中不乏真正的诺贝尔奖得主!不过比较有意思的是颁奖典礼每次说法都是第一届!从1991年评选到2012年为止获奖者没有奖金,2013年时获奖者得到了奖金:一千万津巴布韦元!


2009年1月,面值100万亿的津巴布韦纸币发行,约合人民币3块,所以2013年的一千万津币有多少价值大家自行脑补吧,种花家就不浪费时间计算了!

第二位教授去世

2013年8月23日,约翰·梅史东教授去世,实验续由安德鲁·怀特(Andrew White)教授负责!沥青滴落实验已经被吉尼斯世界纪录认证为最长实验,不过各位不必担心实验材料缺失,因为剩余沥青仍然可以继续实验上百年,简单的说,可以顺利将看到本文的各位送走!


最久的实验之争

不过这维基查到的资料也不靠谱,种花家知道一个实验,是植物学家威廉·詹姆斯·比尔在1879年设计的一个实验种子发芽实验,将装入瓶子保存在地下的种子每隔几年挖出来做发芽测试,看看植物种子到底能保持多久!到现在已经150多年了,仍然在继续中,未来将继续测试上百年!

植物学家威廉·詹姆斯·比尔

沥青到底是液体还是固体,为什么还能滴落?

沥青也称柏油,是高黏度有机液体的一种,当然这指的是常温,因为在低温下甚至会硬化开裂!沥青一般有煤焦沥青、石油沥青和天然沥青三种,全球有很多地区都有天然的沥青池,比如位于洛杉矶的拉布里沥青池就有是最著名的一个,因为数万年来大量误入沥青池的动物骨骼和植物化石被保留了下来,使它成为了最著名的化石博物馆!


沥青的粘度大约是水的2300亿倍,是蜂蜜的2.3亿倍,这个实验告诉大家,沥青是一种有机液体,尽管它的存在给人的感觉就是固体,但它在长时间无支撑的自由状态下,会变成液体一滴滴落下!不过当前的实验不再是科学实验,而是成了网红实验!


因为早期都没有摄像头记录,而沥青滴落又是一个漫长的实验,所以它从未被人真正看到沥青滴落!1944年爱尔兰都柏林圣三一大学也开始了这项实验,2013年时,摄像头才第一次记录到了沥青滴落!所以这个无聊的实验将会继续,因为世界上还有比这更无聊的人!


无聊的睡觉直播

比如今年年初一位不小心睡觉走红的小哥@谁家的圆三,这位主播在直播时不小心睡着了,结果醒来发现53万观众都在观看,而且还给他刷礼物,直接一脸懵逼了,后来就改直播睡觉了,不过这位小哥一段时间后觉得实在不是办法,恢复了之前的直播,结果是粉丝们大失所望,掉粉一大半!

@谁家的圆三

所以这个实验被评为搞笑诺贝尔奖还真是名副其实的,它的存在已经没有科学价值,也许具有一点教育意义,但完全可以其他方式来代替!

2

提到世界上持续时间最长的实验,沥青滴漏实验可以名列前茅,自从1927年实验进行之后,一直持续至今还没有完成,据估计,漏斗内的沥青还可以继续实验上百年,所以该实验被吉尼斯世界纪录认定为:全球持续时间最长的实验。

沥青滴漏实验

沥青滴漏实验开始于1927年,该实验的目的是为了测量极高黏度的沥青在室温环境下的流动速度。该实验是在澳大利亚布里斯班昆士兰大学进行的,该实验的操作非常简单,就是把一个高浓度沥青放入一个封了口的漏斗内,等到沥青足够凝固时,打开漏斗的封口,让漏斗内的沥青缓慢的流动。

第一位操作该实验的教授是汤玛士.帕奈尔教授,在他进行实验期间,他观测到了两滴沥青的滴落。第一滴沥青滴落的时间是1938年12月,整整用了8年11个月才滴落下来。

第二滴沥青又花费了8年零3个月才滴落下来,在1947年2月滴落。

然而汤玛士.帕奈尔教授在1948年去世,接替他继续试验的是约翰·梅史东教授。在2005年时他还因该实验获得了搞笑诺贝尔奖。

值得注意的是,搞笑诺贝尔奖的含金量其实非常高,有许多获得过搞笑诺贝尔奖的科学家后来也获得了诺贝尔奖。搞笑诺贝尔奖是为了庆祝那些最微不足道的科学研究以及微不足道的科学成就,他们的目不是为了搞笑,而是尊重每一个科学家的努力,每一个科学家的成果。

在约翰·梅史东教授实验期间,又滴落了6滴沥青,平均耗费8年左右。而他也没能迎来该实验的结束,在2013年8月他与世长辞。

第三位负责该实验的是安德鲁·怀特教授,自他负责该实验至今,才滴落1滴沥青,这一滴耗时最长,大概用了13年6个月。而该实验进行到了现在,已经耗费了87年,据估计该实验仍能够进行100多年。借用网络上的话就是:该实验什么都简单,就是有些费教授。

目前,该沥青实验周围装了空调,所以从第七滴滴落之后,其他两滴的滴落时间间隔非常久。为了更好地观察沥青滴下的瞬间,科学家在这个装置周围安装了直播设备,进入网站之后每天都可以看到沥青的最新状态。

从最新的情况可以看出,目前第10滴沥青正在形成,然而至少还要2年才能滴落,所幸这一次,有全世界的人直播,或许我们不会错过沥青滴落的瞬间。

为什么要进行沥青滴漏实验?

之所以要进行这个实验,是汤玛士.帕奈尔教授想要向自己的学生证明:最普通的物质也可以展现出某些出乎意料的特征,比如沥青。

沥青在生活中很常见,屋顶漏水有时也会使用沥青填补,大多数情况下,我们会看到沥青在室温下会凝固成固体,汤玛士.帕奈尔教授为了打破这个认知,特意将沥青封存在漏斗内三年才将封口切开,然后等待沥青向下流动。

由于沥青的粘度非常高,大约是水的1000亿倍,所以滴落的速度非常慢,而且至今为止滴落的9滴中,没有一滴被人类亲眼目睹过;想要等到下一滴沥青的滴落,至少还需要10年,也就是说,这个实验虽然简单,但能不能看到它滴落的瞬间,就要看你的命运如何了。

爱尔兰都柏林圣三一学院也做过一个类似的实验,他们在该实验装置周围安装了高速摄像机,捕捉到了一滴沥青滴落的整个过程,后来科学家们根据这一滴落过程,分析出了该沥青的粘度是蜂蜜的200万倍,是水的200亿倍。

总结

虽然这个实验持续的时间非常长,但其实该实验并没有特别深刻的目的,它仅仅是为了证明:日常的常识并不一定是事实本身,就连看似是固体的沥青,实际上都是流动的液体组成。

这个实验很好复制,如果想要启发孩子的科学知识,可以在家里也做一个沥青实验,观察每天沥青的形成状态。

3

目的很简单,就是要证明沥青到底是液体还是固体,滴沥青实验的提出者叫托马斯·帕内尔,这位老哥是澳大利亚昆士兰大学的一位教授。

有一次教学的时候他给同学们提出了这样一个理论,有一些东西看上去似乎是固态的,但实际上是因为这些东西的粘性比较大,导致它们流动起来非常的缓慢,比如说沥青。


在众人的议论和目光之下,这个神奇的实验在1927年开始了,托马斯·帕内尔将一些沥青放置在漏斗内,并且加热放置了整整三年。

到了1930年他将漏斗的底部剪开,等待着装置内的沥青最终滴落,最终在8年之后也就是1938年的12月,第一滴沥青才最终滴落下来。


这个实验似乎证明了托马斯·帕内尔教授的观点,沥青确实不是一件固态物质,至于是否是液态物质不好说,因为今天的人们认为沥青是一种混合物质。

反正在这个实验进行的27年当中,一共有三滴沥青滴落下来,而后这个装置便被扔进实验室当中,一直到另外一位学者的到来,才重新回到人们的视野当中。

27随的约翰·梅因斯来到昆士兰大学之后,意外的在实验室当中发现了这个装置,他敏锐的意识到这个实验还有继续研究下去的价值。

例如沥青滴落前和滴落后的状态如何,但命运似乎给他开了一个玩笑,约翰·梅因斯前后四次错过了沥青滴落下来的瞬间,而最后一次他已经65岁了。

最近的一次沥青滴落是在2013年的7月11号,人类装备的高速摄像机记录了这一幕,可惜的是迄今为止还未有人亲眼看见过,沥青滴落的一瞬间,不过好在装置内的沥青足够多,这个神奇的实验至少还可以继续几百年。

4

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采集了大量的沥青,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。

5

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

为了证明沥青不是固体而是液体

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。

真的开始滴落了

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。

摄像机储存器件损坏,没有记录到这一时刻

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,更换了多个高清摄像头,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。

来自欧洲都柏林的圣三一大学在2013年的7月拍下了沥青滴落的瞬间。因为圣三一大学从1944年开始也在进行类似的实验,并首次拍下了滴落的整个过程。

6

证明了科学需要执着和严谨的精神。

7

在如今浮躁喧哗的世界里,很少有人在意到时间的变化,大部分人忙忙碌碌过完一天,甚至都不知道自己忙了什么,然而,在世界一个不起眼的角落,一个小小的实验已经持续了近100年,而且还会继续下去,在无尽的等待中,它见证了时间。

1927年,澳大利亚昆士兰大学的托马斯·帕内尔教授开始了历史上耗时最长的实验——沥青滴漏实验。

沥青分为石油沥青、煤焦沥青和天然沥青,常温下外观很像石块,加热后处于黏性状态,极具可塑性,可用于船体防水。室温下,沥青坚硬而易碎,一锤子下去很容易就七零八碎。如果将沥青加热后置之不理,凝固后它会一直保持原样,至少几年内不会发生任何改变。

帕内尔教授对沥青这种物质很好奇,想向学生们证明这样一个理论:沥青虽然看上去是固体,但实际上是黏性极高的液体。所以他将一块沥青加热后放入一个封了口的漏斗,封装三年让沥青慢慢沉淀凝固,然后将漏斗的封口切开,等待沥青滴落。8年后,1938年的12月,第一滴沥青落下,这一眨眼的工夫距离实验开始已经过去了11年。

从那时起,沥青开始缓慢滴落,到现在为止,这个实验已经进行了快100年了。每一滴沥青滴落的时间不等,例如,第6滴沥青于1979年4月落下,距离上一滴落下8.7年,但第7滴花了9.3年才于1988年7月滴落,之后又过了12.3年,下一滴才在2000年11月掉落。

从漏斗图片可以看出来,一大滴沥青悬挂在漏斗下方,摇摇欲坠似乎随时都会滴落,但仍过了若干年才真正落下,沥青滴落时只需八分之一秒。

1947年帕内尔教授去世后,实验的监护人换为约翰·梅德斯通。他从1961年1月开始观测这个实验,沥青滴落这一“盛事”总共发生了5次,他全都错过了。

1988年,就在他泡杯茶的工夫,沥青滴落了;2000年11月,他去伦敦之前放置了一台摄像机进行监测,回来的时候却发现因为摄像机出了故障,滴落那一刻又没有被捕捉到。梅德斯通说那是他一生中最难过的时刻。

或许这注定是一个“漫长的等待”,2013年,约翰·梅因斯通在陪伴沥青滴落52年之后也与世长辞。

如今这个实验依然在继续,甚至有专门的网站对它进行直播,或许后代人能弥补两位教授的遗憾,帮他们亲眼看到沥青滴落的那一刻。

结语:

在急于取得成果的思维中,这样的实验是漫长、痛苦,甚至是无意义的。但是,正如梅因斯通所说,这个实验的价值不在于对科学的影响,而在于对历史和文化的影响,它可以激起雕刻家、作家和诗人对时间流逝和现代生活节奏的深刻思索,继而让人们联想到科学和事物发展的恒久性。在这个层面上衡量实验的价值所在,才是它的本质内核。

8

时温等效原理

9

证明沥青是液体非固体