原標題:你根本想不到,一個瀝青滴落實驗能攤上多少倒黴事!
你或許已經聽說過那個歷史上最漫長而且還在繼續的科學實驗——瀝青滴落實驗。不過,你不一定知道它背後藏著多少故事(以及事故……)。
其實在歷史上,瀝青滴落實驗一直都進行得不怎麼順利,頭一個版本就出師不利,最經典的版本從1930年盯到現在都沒有留下一個完美的滴落畫面……今天就來集中八卦一下瀝青滴落實驗背後的故事。
基礎知識:
瀝青滴落實驗
是幹啥的?
簡單說,這個實驗就是看著瀝青滴落(廢話)。它展現了瀝青的特別性質:它常溫下看起來像固體,還能被錘子敲碎,但如果給它足夠長的時間,卻又會發現它能流動起來。瀝青的粘度實在太高了,實驗估計的數值是水的百億倍到千億倍之多,得放足夠長的時間才能看出來,所以就有了這個又慢又長的演示實驗。
以最著名的昆士蘭大學版為例,瀝青滴落實驗是這樣做的:首先加熱瀝青,這樣它雖然還是很粘稠但至少還容易流動了,然後把它倒進下口封住的一個漏鬥。接下來,等上三年讓瀝青完全平穩下來,然後打開下口的密封,接下來就交給時間了……
(昆士蘭大學版的實驗裝置,外面有玻璃罩保護,圖片來自:wiki)
瀝青多久會掉一滴?這個根據具體條件會有差異,不同的瀝青樣品粘度也存在差異(畢竟是混合物,成分複雜)。還是以昆士蘭版為例,兩滴的間隔時間在八年到十幾年不等,可以粗略地認為是十年等一回。近年來他們那兒瀝青的滴落速度比原來慢了,這可能是因為過去的實驗沒控制環境溫度,但現在控制在了比較涼快的環境中。
對這個實驗已經有一些基本概念了嗎?下面我們就進入故事環節。
明明是我先
說到瀝青滴落實驗,人們一定會首先想起昆士蘭大學的版本。1927年時,Thomas Parnell教授開始了這個版本的實驗準備(正式開始是三年後),他是昆士蘭大學的第一位物理學教授。而後,這個實驗裝置由二代目管理人John Mainstone教授接管。Mainstone教授去世後,現在管理人已經傳到了第三代,可以說是歷史悠久了。
但事實上,這個實驗還有更早的版本。2013年的時候,人們在威爾斯的亞伯大學(Aberystwyth University)發現了一個1914年的瀝青滴落裝置。這個元祖版本的實驗毫無名氣,而且就算不被人遺忘大概也出不了名——因為這個版本的瀝青粘度實在是太大,結果這麼多年一滴都沒有滴下來……_(:з)∠)_
據估算,如果要看這個版本滴落需要再等上1300年……
錯過,錯過,
媽蛋又錯過了……
昆士蘭版的瀝青滴落實驗並不是第一個開始的,不過它無疑是最有名的一個,還獲得了金氏世界紀錄的加持。不過這個經典版本的實驗也充滿了一次又一次的遺憾。
這個版本目前掉了九滴瀝青,但是前八滴真正落下的瞬間全•都•沒•人•看•見,而且也沒有被記錄下來……在這個過程中,最難過的恐怕就是實驗的二代目管理人John Mainstone教授了。他對這個實驗非常上心,一直在努力地宣傳,可以說這實驗如今名氣這麼大主要都是他的功勞,但他直到去世都沒能親眼見證瀝青滴落的瞬間。
(二代目管理人John Mainstone教授,也是本實驗的最佳代言人,十分可愛的老爺爺。圖片來自:JOHN MOTTERN / AFP)
2000年的時候,他們的第8滴瀝青落了下來,Mainstone教授本來是架起了攝像頭準備記錄的,但結果緊要關頭攝像頭突然故障,正好錯過了……之後,二代目老教授一怒之下裝了仨攝像頭。
(讓你丫再壞!右邊就是那三個攝像頭)
第九滴瀝青讓他們等了格外長的時間,一直等到了2014年。然而,就在2013年的7月,另外一個版本的實驗(都柏林聖三一大學版,開始於1944年)就率先拍下了瀝青滴落的畫面_(:з)∠)_
(都柏林聖三一大學拍下的滴落畫面,延時攝影)
而更遺憾的是,Mainstone教授在2013年8月就不幸去世,沒能趕上來年的第9滴瀝青。
這事兒想想真是很傷心,最期待的人卻和激動人心的時刻永遠地錯過了……
我們換個燒杯吧——
我x!怎麼斷了!
而且,昆士蘭版的第九滴瀝青本身其實也遇到了麻煩:燒杯裡已經積了不少瀝青,而且漏鬥也沒有架得很高,所以它其實已經沒有自由下落的空間了。在能夠自由下落之前,它就會直接「坐」到燒杯裡的瀝青上面,這畫面就沒有滴落那麼美了……
(這就是下落空間不足的第九滴,截圖來自:ThePitchDrop)
Mainstone教授之前其實就在糾結這個問題:是把玻璃罩打開重新調整,還是保持原來的樣子?二代目老教授選擇了暫時不去動它。
2014年4月12日的時候,第九滴瀝青觸碰到了燒杯裡的第八滴,但是它還掛在漏鬥上沒有掉下來,實驗陷入了有點尷尬的境地。三代目管理人覺得,是時候換個燒杯了。
不過,就在這時候,事故又發生了……2014年4月24日的時候,White教授決定打開玻璃罩更換燒杯。但是,White教授沒想到的是(其他活著的人也都不知道),在玻璃罩和木質底座之間其實有一個密封條,而且年深日久已經老化了。White教授以為自己只會把玻璃罩的部分拎起來,結果因為密封的存在,整個裝置連底座都被拎起來了一點,然後下半部分又摔了下去……
是的,這麼一折騰,掛在上面搖搖欲墜的第九滴瀝青,就這樣直接斷掉了!!!
感覺二代目老教授簡直要氣得當場活過來(不)。
(三代目管理人,對就是他弄斷的。圖片來自:University of Queensland)
好在現在第十滴終於是把各種障礙都掃清了……讓我們期待十年後再相會吧_(:з)∠)_
雖然觀測屢遭劫難,不過昆士蘭版的瀝青低落實驗還是獲得了一些意料之外、情理之中的殊榮——
2005年,這項自1927年開始並一直進行到今天的漫長實驗,贏得了
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REFERENCE:
"The Pitch Drop Experiment," R. Edgeworth, B.J. Dalton and T. Parnell, European Journal of Physics, 1984, pp. 198-200.
https://en.wikipedia.org/wiki/Pitch_drop_experiment
http://smp.uq.edu.au/content/pitch-drop-experiment%20
https://www.newscientist.com/article/dn25823-longest-running-experiment-gets-a-fast-forward/
http://theconversation.com/explainer-the-pitch-drop-experiment-33734
ID:Guokr42
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