著名的“滴瀝青”實驗,長達92年無人破解,原因為何?

白小金



到目前為止,在這個著名的滴瀝青實驗中,只觀察到九滴下落。 該實驗保持了進行時間最長的實驗室實驗吉尼斯世界紀錄。 實驗證明瀝青的流動性和高粘度,瀝青是焦油的衍生物,是世界上已知最難流動的流體,用於防水和鋪路。

托馬斯·帕內爾,一位物理教授,於1927年創建了這個實驗,以說明日常材料可以表現出相當驚人的特性。 在室溫下,瀝青摸起來很堅固甚至易碎,並且很容易被錘子打碎。但是,事實上,在室溫下,這種物質粘性是水的1000億倍,實際上是流體。

1927年,帕內爾教授加熱瀝青樣品,並將其倒入一個帶有密封杆的玻璃漏斗中。他讓瀝青冷卻並穩定了三年,然後在1930年他切斷了漏斗的主幹。 從那以後,瀝青慢慢地從漏斗中滴出來——滴得如此之慢,以至於第一滴花了八年才滴下來,接下來又花了40多年才滴下來五滴。 現在,漏斗被切斷87年後,只下降了9滴,最後一滴是在2014年4月,預計下一滴將在2020年某個時候下落。



這個實驗是作為一個示範而建立的,並不保存在特殊的環境條件下,它保存在展示櫃中,所以瀝青的流速隨著溫度的季節性變化而變化。 已故的約翰·梅斯頓教授於1961年成為該實驗的第二任監護人。他照看這個實驗52年了,但是,像他的前任帕內爾教授一樣,他在看到一滴瀝青落下之前就去世了。 在這92年裡,各種原因阻止了人親眼看到瀝青滴下。誰願意看?



軍機處留級大學士


“滴瀝青”實驗,在92年前,即1927年由澳大利亞昆士蘭大學的托馬斯·帕內爾教授開始實驗。

這位教授的初衷是為了向學生們證明:雖然瀝青看上去像固體一般,但實際上它只是一種粘度極高的流體。

這位教授先是將一些瀝青樣本倒入一個漏斗容器內(下端的開口被封閉了),然後就這樣“晾”在那三年,之後再打開封口,等待瀝青從漏斗下滴落。當然了,由於瀝青的變化速度實在是太慢了,導致其第一滴的下落時間為1938年,但遺憾的是這個下落過程並沒有人發現。


上圖就是昆士蘭大學滴瀝青裝置92年來滴下瀝青的次數以及時間。遺憾的是,這九次的下落過程全部都沒有被記錄下來,或者說沒有像下面這幅動圖所示的那樣記錄下來。

上圖是都柏林聖三一大學的滴瀝青實驗。在2013年7月份拍攝下的畫面,他們這個實驗時從1944年才開始的。

或許這個實驗本身並不能為科學家帶來什麼重要的發現,但它卻以一種特殊的方式向我們傳遞了什麼是科學精神。

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賽先生科普


瀝青是各種堅硬焦油狀物質的混合物,可是天然的或人造的,來自植物、石油和煤焦油,曾用於防水船。

瀝青在室溫下堅硬易碎,很容易被敲碎。但是,事實上,瀝青是比水粘性大千億倍的有機液體。昆士蘭大學的托馬斯·帕內爾(Thomas Parnell)教授確信瀝青堅硬的外表是騙人的,於是他做了滴瀝青實驗來測量瀝青樣品的流量和粘度。

1927年,帕內爾教授創建了這個實驗,以證明瀝青可以展示出相當驚人的特性。帕內爾教授加熱了瀝青樣品,並將其倒入一個密封玻璃漏斗中,等待瀝青沉澱下來。三年後的1930年,帕內爾認為這種物質已經冷卻並穩定下來,於是切斷了漏斗莖。然後,瀝青開始以極慢的速度滴落。

瀝青就慢慢地從漏斗中滴出,來速度如此之慢,以至於第一次滴下來花了8年時間,在漏斗被切斷87年後,只下降了9滴,上一次下降是在2014年4月,預計下一次下降將在本世紀20年代的某個時候。

這個實驗是作為一個演示而建立的,並沒有保存在特殊的環境條件下——它被保存在一個陳列櫃裡,所以瀝青的流速隨著季節溫度的變化而變化。隨著大樓裡安裝了空調,流速也隨後下降了(見下圖)。

已故教授約翰·梅因斯通(John Mainstone)於1961年成為該實驗的第二負責人。他負責這項實驗長達52年,但和帕內爾教授一樣,他沒有親眼看到一滴瀝青掉落就於2013年去世了。2000年,設置了

一個網絡攝像頭來協助監控實驗,但不幸的是,由於技術問題,它錯過了第八滴。在92年的時間裡,各種各樣的小故障使任何人都沒有看到一滴瀝青掉下來的瞬間。在梅因斯通去世後,監護權移交給了Andrew White教授,他是第三位滴瀝青實驗的監護者。

儘管滴瀝青實驗看起來微不足道,但它仍為科學的好奇探索精神做出了貢獻,而對它的投入和持續時間使瀝青實驗成為最著名的實驗之一。2005年,梅因斯通和已故的帕內爾教授被授予搞笑諾貝爾物理學獎。搞笑諾貝爾獎是對諾貝爾獎的模仿,每年秋季舉行,以慶祝不尋常和微不足道的科學成就。搞笑諾貝爾獎的目的不是嘲笑,而是尊重科學家的

好奇想象力。所以,滴瀝青實驗絕對值得這樣的認可。吉尼斯世界紀錄也將這個滴瀝青實驗列為世界上持續時間最長的實驗。


科學閏土


滴瀝青實驗是人類歷史上,最讓人難以置信的實驗之一,該實驗由英國的帕內爾教授發起的。

那麼帕內爾教授認為,有一些物體看上去好像是一個固體,但這些物體的本質實際上是由一些高黏稠的液體組成,比如說瀝青,瀝青的流動速度雖然極其緩慢,但在正常的自然條件下,它依然會一滴一滴的往下落。

那麼為了證明自己的猜想,帕內爾教授於1930年正式開始實驗,他將一些準備好的瀝青放入漏斗當中,結果瀝青開始緩慢的進行流動。

最終在1938年的12月,第一滴瀝青終於滴落下來,那麼從實驗開始到實驗成功,帕內爾教授足足耗費了將近9年之久,這長達9年的實驗也證實了,帕內爾教授的猜想是正確的。

但這個實驗並未就此結束,從1938年第一滴瀝青滴落之後,又有8滴的瀝青先後滴落,這8滴瀝青的滴落時間分別為1947年,1954年,1962年,1970年,1977年,1988年,2000年和2013年。

但在2013年第9滴瀝青滴落下來之前,還無人親眼看見過瀝青滴落的一瞬間,為此科學們弄來了一些高速攝像機,而最終在2013年的7月11日下午5點,高速攝像機終於捕捉到了第9滴瀝青滴落的一瞬間。

這個實驗看上去好像很無趣,也沒有任何的科研價值,但一些科學家則認為,這個簡單的實驗實際上記錄了人類的歷史。

帕內爾教授剛開始進行實驗的時候,人類的第一枚火箭才剛剛升空,等到第一滴瀝青滴落的時候,人類的第二次世界大戰即將爆發。

那麼如今第9滴瀝青已經落下,人類早已跨入一個新的時代,所以每一滴瀝青滴落的時候,人類都將跨入一個新的時代....


種植恆星


著名的“滴瀝青”實驗,長達92年無人破解,原因為何?

提起這個問題,讓我依稀回想起了小的時候誰家屋頂漏雨,都會大盆小盆在底下接水,有一年在離村約2千米的省道邊開了一傢俬人瀝青提煉作坊,每天在“煮”瀝青的過程中,由於設備陳舊,總有一下瀝青溢出來流到外面的水槽裡,每次從那裡路過,都會用方便袋裝一些回來然後用火烤軟擠到漏水的裂縫了來堵漏。

瀝青堵漏效果雖然不錯,但是時間久了由於熱脹冷縮或其他原因擠入裂縫的瀝青會變形或流到板縫的下端,漏雨依然成為常態。那麼為何瀝青會自己流動,並且可以用一個神奇的“滴”字來形容呢?要搞清楚這個問題,我們需要先了解清楚瀝青是一種什麼樣的物質。

瀝青在常溫下是一種絕緣體,其主要成分是瀝青質和樹脂它。瀝青的種類很多,主要有石油瀝青、煤瀝青、頁岩瀝青以及天然瀝青四種,除了天然形成的瀝青之外,其餘三種均是伴隨著加工或深加工出現的殘渣,美其名曰“副產品”。


從瀝青的性質來看,瀝青是一種高黏度有機不溶於水的液體,雖然密度只有每立方厘米1.15-1.25克,比水的密度稍微大一些,但是其粘性卻是水的2300億倍。正因為如此,托馬斯·帕內爾教授才遇上這麼“倒黴”的實驗。

然而,托馬斯·帕內爾所做的這項瀝青滴漏實驗,只是作為一項普通的教學實驗,為的就是向學生證明瀝青這種物質雖然錘子敲打既不破碎也不變形,但它卻是典型的“欺硬怕軟”,只要將它裝進漏斗裡關它“禁閉”就會服軟而變形,甚至出現滴漏現象。

由於瀝青的這種固有的特性,並且也是一種天然的防水防潮防腐的材料,因此被應用在包括基礎設施建設在內的廣泛領域。

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地理那些事


瀝青因為密度高,所以如果它以一滴一滴的速度掉的話會掉的比水慢。有多少慢呢,有個無聊的科學家就做了這樣一個實驗,英國的帕內爾教授。



1927年,帕內爾教授將瀝青放在一個漏斗容器內,三年後他將容器的低端捅破一個小口,8年後第一滴瀝青出來了,第二滴是1947年(9年),第三滴是在1954年(7年),第四滴是在1962年(8年),第五滴1970年(8年),第六滴1979年(9年), 第7滴1988年(9年), 第8滴2000年(12年), 第9滴2013年(13年)平均是9.38年滴落一次。毫無疑問這場實驗是世界上最慢的實驗。至今還在進行中。



對於實驗的未來,這個頂著一頭白髮的物理學家預測說:“隨著漏斗裡剩餘的瀝青越來越少,瀝青滴落的速度也會越來越緩慢,整個實驗全部結束,至少還需要100年。"


有很多人都覺得這個實驗很無聊,究竟為何以這種速度滴下連實驗者自己也無法解釋,所以你提出這個問題顯然高估了眾作者的科學知識水平。



在2005年的時候,這項實驗還獲得了“搞笑諾貝爾獎”。而我覺得這個實驗並非毫無意義,在我們的人生中如果有堅持寫筆記的讀者朋友會發現自己走過的路是多麼不易,它可以成為一種精神傳承下去。當你回過頭去看看過往的事,會不會有一種意猶未盡的感慨。總好過你走過了但沒有留下一絲痕跡紀念那一瞬的嬉笑怒罵。


尼采廣寒宮中坐



“滴瀝青”實驗可謂是把科學精神體現的淋漓盡致,1927年澳大利亞布里斯班昆士蘭大學的湯馬士.帕奈爾教授為了測量高濃度瀝青在室溫下的流動速度,專門把瀝青放到了一個封閉漏斗中等到1930年再切開封口,至此實驗正式開始。

第一滴瀝青於1938年12月滴下,從開封到滴下用了8年11個月,可惜的是沒人看見過程,第二滴是1947年2月滴落的,可惜的是初代“瀝青守護者”湯馬士.帕奈爾教授沒能等到第三次滴瀝青,因為他在1948年去世了。



約翰.梅史東教授接手這個實驗後還獲得了2005年的“搞笑諾貝爾獎”,在二代“瀝青守護者”梅史東教授的任期內瀝青滴了5滴,平均每一滴就需要8到9年,2013年二代守護者約翰.梅史東去世了。

第三代瀝青守護者由安德魯.懷特教授擔任,2014年4月20日安德魯.懷特教授迎來了他任期內滴落的第一滴瀝青,這滴瀝青也是實驗開始以來的第九滴,可以預見的是安德魯.懷特教授肯定也熬不過瀝青。


目前的瀝青滴落實驗是全世界持續時間最長的實驗,而按照漏斗裡的瀝青量來看這個實驗還能進行幾百年,所以說最後一代瀝青守護者的爺爺有可能才剛出生。


宇宙探索未解之迷


瀝青滴漏實驗始於1927年,現在已經92年過去了,當年開始這項實驗的昆士蘭大學物理學教授托馬斯·帕內爾(Thomas Parnell)已經於2013年去世,但這項實驗至今仍然持續,這堪稱是人類有記錄以來持續時間最長的一項科學實驗。

這項實驗並沒有什麼高深之處,帕內爾只是把瀝青裝在一個密閉的漏斗內,漏斗下方是一個燒杯。如果漏斗內的瀝青滴落,將會掉到燒杯中。

瀝青滴漏實驗的目的十分簡單,就是為了測量瀝青在室溫下的流動速率。只不過由於瀝青的粘度極高,使得瀝青的流動速率極慢,一滴瀝青需要很長的時間才會滴下來,每滴的下落時間如下表所示:

可以看到,每一滴的瀝青需要大約十來年的時間才會落下來。截止到目前為止,瀝青才滴了9滴,第10滴預計還要再過大約5年的時間。根據2000年第8滴來估算,瀝青的粘度極高,可達水的2300億倍。

從該實驗可以看出,瀝青並非是一種固體。但負責該實驗的物理學家認為,瀝青也不能被認為是一種液體,而是一種相態非常特別的混合物。

雖然已經有9滴瀝青滴下來過,但人們始終沒有目睹過該過程。而在另一項瀝青滴漏實驗中,人們記錄到瀝青滴下來的過程,這是迄今為止唯一的一次。

在1944年,1951年諾貝爾物理學獎得主歐內斯特·沃爾頓(Ernest Walton)的一位不知名同事也開始了一項瀝青滴漏實驗。幾十年來,無人監控這項實驗。

直到2013年,都柏林聖三一學院的一位物理學家注意到一滴瀝青正在形成。於是,他用一枚攝像頭來記錄瀝青的情況,最終拍攝到了瀝青滴下來的畫面:

根據這個實驗的結果,物理學家估計該瀝青的粘度大約為水的200億倍,這差不多是昆士蘭大學實驗結果的十分之一。


火星一號


超級“無聊”的實驗,竟成“無人破解”?

難得科學類的提問有這麼戲精的,所以一定要共舞一下!為什麼說這個實驗無聊呢?因為“滴瀝青”實驗的初衷,只是想證明:雖然瀝青看起來是固體,但實際上它是一種黏度極高的液體。

實驗由澳大利亞昆士蘭大學的托馬斯·帕內爾教授,在1927年開始操作。因為實驗的目的很簡單,只是要證明瀝青是液體,所以設備也極其簡陋:一些瀝青樣本、一個漏斗、一個燒杯,和一個簡易的漏斗支架。

是液體就會流動,向下滴落是觀察液體流動最快速的方法。所以,漏斗中的瀝青樣本被豎著放置。為了更精準地記錄瀝青滴落的時間,實驗開始後,漏斗下端還被封閉了3年。目的就是,等待實驗對象——瀝青,緩緩流動到漏斗最下端的“滴落起跑線”。

所以,實驗是1927年開始實操的,但正式觀察是從1930年開始的,之後就是漫長的等待了。從實驗記錄來看,截至2014年,已經有9滴瀝青滴落到了下面的燒杯裡,平均要8-9年才滴下一滴,可見其黏度之高,估計達到了水的千億倍。下圖就是瀝青的下滴速率:

而且,因為如此久才滴落一滴,以至於這9滴的滴落瞬間都沒有被觀測到,反而是1944年跟著做同樣實驗的都柏林聖三一大學,在2013年的7月份拍攝到了瀝青下滴時的影像資料。

其實聖三一大學的瀝青實驗幾十年來本無人監控,跟隨做這個實驗的人也不知名,但2013年的時候,有物理學家發現有一滴瀝青已經處於隨時要滴落的狀態了,所以就架設起了攝像頭,從而記錄到了唯一一次瀝青滴落的過程畫面:

根據這段影響資料,這位物理學家估計,實驗中的瀝青黏度大約是水的200億倍,這和昆士蘭大學的實驗結果還是有很大差距的。究其原因,大概首先是瀝青樣本有所區別;其次,影像記錄的是將滴未滴的瞬間,因為重力作用對將要分離的部位形成了拉扯,從而使得記錄到的流動速度超過了瀝青本該有的平均速度。

“滴瀝青”實驗之所以有名,更在於其科學精神的體現!

所以,這真不需要破解什麼,實驗本身也簡單到你我都可以卻不屑於去複製的程度。那“滴瀝青”實驗為什麼這麼有名氣呢?除了被世界吉尼斯所紀錄、獲得過“搞笑諾貝爾獎”,更是被普羅大眾所知曉。

我想,大概這“無聊”當中所蘊含的科學精神,令人肅然起敬吧!


不入流的大劉


瀝青實驗這個令人髮指的耐心實驗其實無解,就是一個物體的粘度實驗,證明瀝青不是固體,而是流體。

但從這個實驗中我們得到了科學家們那種很難用一句話衡量的孜孜追求的偉大精神。

為了觀看那滴瀝青滴落的那一刻,許多科學家幾乎窮盡了一生,但就在關鍵的那一刻由於種種原因失之交臂,從而遺恨終生。

一滴瀝青的落下,平均需要8年以上,一個人的眼睛總不能一下都不眨的瞪著看8年吧,即使你瞪了8年,在8年零1天的時候,你眨了一下,就在那一下它滴了下來,你是個什麼心情?一定是想死的心都有了。

約翰·梅史東教授就是這個氣的差點吐血的人。從1961年起,他開始負責監測這個實驗,一呆就是52年。

他雖然不是每時每刻都瞪著眼睛看著那個漏斗,也對這個活並不太過熱衷,但每一滴都在他盯著的前後掉落下來,50多年這個狗屎瀝青滴下了5次,就沒被人捕捉過1滴!那種沮喪是難以形容的。

後來有了錄像機,梅史東教授覺得終於可以鬆口氣了,讓錄像機代替眼睛,它能跑掉嗎?

可“功虧一簣”這種形容詞就是為這種事情準備的,當第8滴快要掉落時,錄像機......

這種小概率事件實在不應該折磨看這點黑糊糊都看老了的梅史東教授,難道這個世界對他就這麼殘忍?但就是因為錄像機電源出了故障,錯過了那一刻。就這麼殘酷,弄得我都不忍心說出口。

最後一次掉落髮生在2014年,這次科技已經發展到了很高層次,錄像機不會再壞了,人們認為這次已經萬無一失了,見證奇蹟時刻終於到了。

可是,冥冥之中自有定數這句話又顯靈了,這次是因為突然發現接瀝青的杯子裡瀝青堆得太高了,那滴瀝青看來無法滴下來了。學者們決定換一個杯子,這本來也是一件輕而易舉的事。可那個實驗鐘罩發脾氣了,由於時間太久沒動,有了粘連,換杯子時一扯動,把這滴等待了13年半的瀝青牽動了,成為了一次非自然滴落,不算!

現在實驗室的溫度由於高效空調變得更低了,上面的瀝青也越來越少,壓力自然相對變小,滴得就更慢了。

這項長的令人髮指的實驗看起來是那麼的平淡無奇,一個漏斗裡裝著一堆黑糊糊的東西,但經過90年的發酵和傳說,早就成了一個吃瓜群眾們神往的地方。為了滿足這些翹首以盼的人們,學者們利用現代技術,辦了一個網站,上面有一個直播視頻,讓大家目睹那滴正在滴落的瀝青。

但大家看到的似乎不是視頻,而是一副靜止的畫面,而且毫無“風采”可言。

儘管如此,還是有幾萬名觀眾在關注著那滴黑不溜秋的瀝青。據統計這幾萬人平均盯著看的時間達到了12小時,總有人想看一看自己能不能裝上這個狗屎運。

這很像釣魚的人盯著水中的浮漂,總希望下一秒會動起來。

據說有人觀看最長時間竟達491個小時,20多天日夜的不眠不休,那是一份多麼虔誠和堅定的信念啊。

這些人瘋了嗎?不,這正是人類生生不息的動力源泉~好奇心和對自然奧秘無休止的追求。

啟動這次漫長無聊實驗的“罪魁禍首”是澳大利亞昆士蘭大學的湯瑪士·帕奈爾教授,90多年前他突發奇想,設計了這項實驗。

他做這個實驗的目的就是為了向學生們證明瀝青看起來像固體,而實際是一種高粘度的液體。

帕奈爾教授先把一小杯瀝青裝在一個封了口的漏斗裡,花了三年的時間讓其徹底凝固成固體,然後把漏斗下面打開,讓瀝青開始自由滴落,開始了漫長的等待。

第一滴花了8年零11個月,在1938年12月滴下,可惜帕奈爾教授並沒有看到;第二滴又過了8年3個月,帕奈爾教授又沒有看到。他等不及了,在1948年帶者遺憾迴歸天國。帕奈爾教授窮其一生,都沒有見證自己實驗結果的那一刻。

但他的實驗驗證了瀝青的粘度,大約為歲的上千億倍。這項持續時間漫長的實驗被列入了吉尼斯紀錄,也算是對帕奈爾教授的一絲安慰吧。

接替他接受這種煎熬的就是約翰·梅史東教授了,這位26歲就來到實驗室的學者開始雄心滿滿的認為能夠成為第一個看到瀝青滴落的人類。

但一直到他2013年離世,也和帕奈兒教授一樣,滿滿雄心成為滿滿遺憾。不過他聊以安慰的是他和帕奈爾教授憑著這一漫長的實驗,獲得了一個搞笑諾貝爾獎。

還有值得慶幸的是在梅史東教授逝世前一個月的7月11日下午5點,愛爾蘭都柏林的聖三一學院在類似實驗中用高速攝影機拍到了世界上第一滴瀝青落下的視頻,教授反覆觀看這個視頻,雖然不是自己實驗室的,但也很感慨。

現在新的接任者決心成為第一個親眼看到那滴瀝青掉下的人,他是安德魯·懷特教授。

為了達到目的,他利用現代攝影設備,隨時記錄幾天中的狀態,進行分析,捕捉掉落前的任何蛛絲馬跡,為此還增加了兩臺攝像機。他能成功嗎,我們拭目以待。

這個實驗還在進行著,如果你想成為人類第一個看到這個奇蹟的人,就去那個網站盯著看吧。

其實歷史上還有比這個實驗時間更長的實驗,比如“牛津電鈴”實驗,已經進行了180年。這個實驗的前因後果就不再這討論了。

時空通訊知道了這些科學界的奇聞軼事,更增加了對科學家和科學精神的敬意,朋友們你說呢?

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