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守候世界上最漫长的实验

科普小知识2022-07-10 14:32:40
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如果时间就是金钱,澳大利亚昆士兰大学的玻璃漏斗无疑是世界上最昂贵的实验装置。

守候世界上最漫长的实验

玻璃漏斗(网络图)

86年前,一位名叫托马斯·帕内尔的物理学家设计了这个实验,向学生证明“沥青是液体,不是固体”。他加热沥青,并将其倒入密封的玻璃漏斗中。当沥青完全凝固后,他切开漏斗的下端,开始记录每一滴沥青的滴落时间。

如果加上一些数据,实验可能不会像看起来那么简单:帕内尔花了3年时间等待沥青完全凝固;然而,他又花了8年时间才得到第一滴沥青。事实上,直到他60岁去世,他只等了3滴沥青。

另一位接手这项实验的物理学家约翰·缅因·柊司在50多年的时间里只接受了5滴沥青。尽管由于各种原因,他遗憾地错过了所有5滴来之不易的沥青。

这个持续了86年的实验被评为“世界上最长的实验室实验”。然而,根据缅因·柊司的说法,实验远未结束。这位78岁的老人告诉记者:“至少需要100年才能完成测试。”

在实验开始后的86年里,

没有人真正见过它

沥青滴落的那一刻

人们盯着沥青实验装置容易产生时间静止的错觉。沥青很硬,很容易被锤子敲碎,以令人难以置信的缓慢速度流过短漏斗手柄——在正常情况下,这段不到10厘米的旅程需要10年以上的时间。

当昆士兰大学的一些校友带着他们的孩子和孙子回到学校时,他们常常感叹这个实验装置“与几十年前相比没有多大变化”;然而,那些通过网络摄像头观看实验的人经常发现,相隔几个月的图片几乎没有什么区别,许多人甚至怀疑他们的网络出了故障,只看到一张静止的图片。

最后,缅因·柊司不得不在实验装置旁边放置一个绿色时钟,给观察者一种“时间真的在流逝”的感觉。

来自世界各地的人们都在关注这个持续了86年的实验。在实验设施所在的帕内尔报告厅,游客们每天都会参观沥青实验。越来越多的人在网上观看同时直播的实验。缅因·柊司说,有一次,一场雷雨导致实验室停电,结果,他的邮箱里立刻装满了提醒。他们来自世界各地,其中几个来自中国。

"每个人都想看到沥青滴落的那一刻。"缅因·柊司说,“事实上,自从80多年前实验开始以来,没有人真正看到过这一时刻。”

在过去的几十年里,缅因州柊司经历了5滴沥青的下落。然而,由于各种原因,它总是错过这一时刻。

最接近的一次发生在1979年,当时泪珠状沥青滴和漏斗之间的连接变成了细丝。缅因·柊司观察了一会儿,认为至少需要一天时间才会滴水。结果,当他第二天到达实验室时,第五滴沥青已经落入烧杯中。

缅因·柊司被惹恼了很长时间。他坚持说离那一刻只有5分钟了。

自从1961年接手这项实验以来,缅因·柊司多次重复了这样一次失误的遗憾。1962年,当实验中的第四滴沥青摇摇欲坠时,当时只有27岁的缅因州柊司刚刚结婚,并和妻子度过了短暂的蜜月。

结果,当他度蜜月回来时,崭新的沥青滴已经牢牢地落在烧杯的底部。

1988年,第七滴沥青再次被遗漏后,缅因州柊司决定利用科学技术的力量。他在实验装置旁边放了一个摄像头,一天24小时监控实验的进展。

2000年11月,当第八滴沥青即将滴落时,缅因州柊司毫无顾忌地去了伦敦。他说他当时感觉“没有压力”:毕竟,还有一台摄像机在盯着它看呢!

结果,当沥青真的落下时,缅因·柊司收到了两封混淆了他感情的邮件。第一封信的内容很简单:“沥青掉了!”然而,第二封信写道:“存储设备坏了,相机拍摄的滴下的照片没有保存。”

直到今天,缅因·柊司仍然清楚地记得他有多失望。他回澳大利亚的第一个任务是升级监控系统,并在实验设备周围安装三个独立的摄像头。

今天,像每一个负责任的科学家一样,缅因州柊司,澳大利亚昆士兰大学的物理学教授,每天都密切监视他的实验设备。无论在工作日还是周末,他都会坚持每天观察实验数据,实验室的技术人员会每天向他汇报实验的进展。当然,只要他记得,他就会看着摄像头的照片。

守候世界上最漫长的实验

约翰·缅因·柊司

经过13年的等待,他担心自己会错过第九滴沥青。缅因州柊司说:“今年可能会下降,但谁知道呢。它有自己的“理念”,从中你可以读到一些哲学意义。”

多亏了实验室管理员

直接扔掉这些“奇怪的垃圾”

像许多同龄的老人一样,这个86岁的实验装置经历了现在世界所关注的荣耀,也经历了一段很长的沮丧时期。

1961年,当缅因·柊司第一次看到这个实验装置时,他刚从英国剑桥大学卡文迪许实验室来到澳大利亚布鲁斯·班市的昆士兰大学。当时,一位同事无意中告诉他,物理系的橱柜里有一个“奇怪的东西”。

缅因·柊司看到这个由漏斗、烧杯和沥青组成的奇怪装置,变得非常感兴趣:“当我认为这个实验在过去的34年里只向前推进了一点点时,我突然意识到它在未来有很大的发展潜力。”

然而,学校里的其他人似乎不同意这一点。缅因·柊司试图说服物理系系主任公开向学生展示这个实验,但他很快得到了拒绝回答:“这里根本没有人想看。”

当时,这项实验的创始人帕内尔教授已经去世了。学校里的许多人都在嘲笑这个奇怪的实验,其他人认为应该直接扔掉。事实上,在缅因·柊司发现这个实验装置后,它被静静地放置在物理系一个布满灰尘的角落里很长时间了。

就连缅因州柊司自己也忘记了许多细节。他在回复记者的邮件中写道:“我不确定这个实验是什么时候公开展示的。我想可能是1979年。”

那一年,缅因州柊司负责组织昆士兰大学开放日。曾被嘲笑的沥青实验,成了整个昆士兰人口的展览项目之一。因此,这个实验在展览中引起了广泛的关注,现在它甚至已经成为昆士兰大学的一个著名景点。

缅因·柊司说,直到现在,许多人每天都来看实验的进展。

即使在2005年,缅因·柊司也因为这个漫长的实验获得了搞笑诺贝尔奖。同年10月,一群“真正的诺贝尔经济学奖获得者”在哈佛大学桑德斯剧院向1200名观众颁发了该奖项。该实验的创始人托马斯·帕内尔教授去世多年,也获得了证书。

缅因·柊司在一次采访中真诚地感谢了帕内尔,尽管他们从未谋面。他说:“已故的托马斯·帕内尔教授给我们留下了如此珍贵的遗产。它幽默有趣,也让人们对理解沥青这种“复杂的碳氢化合物混合物”的行为感兴趣。”

他还感谢了实验室管理员:“我真的很感激他们没有扔掉橱柜里的‘奇怪的垃圾’。”

大自然的伟大在于

它的不可预测性

在“最长的实验”出名后,缅因·柊司多次被要求回答同样的问题:“你认为第九滴沥青什么时候会掉下来?”

每次他的回答都完全一样:“我真的不知道。”

物理学家解释说,沥青的下落时间取决于当地平均室温环境下沥青表面的粘度系数。他还声称,持续了80多年的实验不能简单地解释“沥青是液体而不是固体”。更准确地说,沥青是一种具有复杂相的混合物。

对于实验的未来,缅因·柊司预测,随着漏斗中剩余的沥青量越来越少,沥青滴下的速度会越来越慢。他满头雪白的头发说,“整个实验结束了。这至少需要100年。”

他甚至为自己的监测实验设备选择了一个“接班人”:昆士兰大学物理学院的教授和缅因州柊司的前学生。至于实验装置的所有权,缅因·柊司坚持认为它应该属于帕内尔教授的后代。他说:“我认为帕内尔一家应该把这个装置作为他们的‘传家宝’。”

必须承认,经过86年的坚持,那一年这个简单而奇怪的实验装置已经有了一些“见证历史”的意义。1927年,当实验装置被设计出来时,人类刚刚发明了电视并发射了第一枚火箭。当第一滴沥青在1938年落下时,第二次世界大战即将来临。

但是现在,第二次世界大战的硝烟已经散去,人类的现代生活已经天翻地覆,整个实验装置仍然静静地站在那里,酝酿着第九滴落下的沥青。

守候世界上最漫长的实验

从监控录像来看,这滴让人们等了12年的沥青,已经形成了一个“完美的泪珠形状”,似乎随时都会落入烧杯中。

缅因·柊司喜欢用哲学术语来评价这个实验。他说:“大自然的伟大在于它的不可预测性,这也是我们生活的调味品。”

他预计,当一滴新的沥青最终落下时,学校里的其他科学家将会和他一起弥补错过的八次庆祝活动。他用尽可能优美的语言来描述这一“非凡的成就”:“粘稠的沥青沿着漏斗的狭窄玻璃管形成了一个美丽的形状,最后尽职尽责地跳进了烧杯。”

然而,不管人们怎么庆祝,持续了86年的沥青试验将会悄悄地继续下去。当人们期待并失去掉下的每一滴沥青时,被几十年隔开的沥青滴已经慢慢地融合在烧杯的底部,看不出有什么不同。