李依旋

【適用話題】科學(xué)實(shí)驗(yàn)科學(xué)接力 科學(xué)與時(shí)間

科學(xué)原理往往需要實(shí)驗(yàn)去證明，但是你知道嗎？許多的實(shí)驗(yàn)不像我們想象中那樣，只要把實(shí)驗(yàn)材料混合在一起觀察結(jié)果就好，而是需要耗費(fèi)漫長(zhǎng)的時(shí)間。今天我們要講的這個(gè)實(shí)驗(yàn)，至今已經(jīng)持續(xù)了整整91年，即使這個(gè)實(shí)驗(yàn)的發(fā)明者已經(jīng)去世了，這個(gè)實(shí)驗(yàn)也還沒(méi)有結(jié)束。

這是一個(gè)關(guān)于瀝青的實(shí)驗(yàn)。這種廣泛用于鋪設(shè)路面的建筑材料相信大家都很熟悉。1927年，來(lái)自澳大利亞昆士蘭大學(xué)的托馬斯·帕內(nèi)爾教授，為了向?qū)W生們證明“瀝青并不是固體，而是一種黏度極高的液體”，而設(shè)計(jì)了瀝青滴落實(shí)驗(yàn)。帕內(nèi)爾將瀝青樣本放入一個(gè)封了口的漏斗內(nèi)，3年后，即1930年，他將漏斗的封口切開(kāi)，發(fā)現(xiàn)瀝青依然在緩慢地流動(dòng)著，滴落卻遙不可及。瀝青滴落實(shí)驗(yàn)的第一次滴落，是在1938年12月，而這個(gè)時(shí)候，當(dāng)初的那批學(xué)生早就已經(jīng)畢業(yè)了。

所耗時(shí)間如此之長(zhǎng)，使得這個(gè)實(shí)驗(yàn)最終被擱置。但是，裝置中的瀝青仍在繼續(xù)滴落著。直到1979年，約翰·梅因斯通教授重啟了這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。梅因斯通考慮到進(jìn)行瀝青滴落實(shí)驗(yàn)的大氣條件最初并沒(méi)有去控制，因此，瀝青黏性會(huì)因溫度的波動(dòng)而改變。所以，在 1988年第七滴瀝青滴出來(lái)后，梅因斯通命令研究人員給實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地安裝了空調(diào)，使之保持恒溫狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)溫度的穩(wěn)定延長(zhǎng)了每滴瀝青從漏斗中滴出來(lái)的時(shí)間。后來(lái)經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，瀝青的黏性大約是水的1000億倍，每一滴瀝青需歷經(jīng)大約10年時(shí)間才能滴入漏斗下方的燒杯。然而，當(dāng)時(shí)從未有人真正目睹過(guò)瀝青滴落。梅因斯通曾這樣對(duì)媒體說(shuō)：“第八滴瀝青滴落出現(xiàn)在2000年，我們當(dāng)時(shí)在實(shí)驗(yàn)室里安裝了一個(gè)攝像頭，但是沒(méi)想到它壞了……”

根據(jù)梅因斯通的解釋：“瀝青的滴落時(shí)間取決于在當(dāng)?shù)仄骄覝氐沫h(huán)境下，瀝青表面的黏度系數(shù)。”他同時(shí)聲稱，這個(gè)持續(xù)80余年的實(shí)驗(yàn)并不能簡(jiǎn)單地說(shuō)明“瀝青是液體而非固體”。更準(zhǔn)確的說(shuō)法是，瀝青是一種相態(tài)復(fù)雜的混合物?！罢麄€(gè)實(shí)驗(yàn)全部結(jié)束，至少還需要100年。”梅因斯通預(yù)測(cè)說(shuō)，隨著漏斗里剩余的瀝青越來(lái)越少，瀝青滴落的速度也會(huì)越來(lái)越緩慢。

梅因斯通甚至已經(jīng)為自己選好了監(jiān)護(hù)實(shí)驗(yàn)裝置的“接班人”——昆士蘭大學(xué)物理學(xué)院的一位教授，同時(shí)也是梅因斯通從前的學(xué)生。在這么多年的堅(jiān)持之后，這個(gè)當(dāng)年看起來(lái)簡(jiǎn)單而古怪的實(shí)驗(yàn)裝置已經(jīng)有了點(diǎn)兒“見(jiàn)證歷史”的意味。1927年，當(dāng)實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)完成的時(shí)候，人類剛剛發(fā)明了電視、發(fā)射升空了第一枚火箭。1938年，第一滴瀝青滴落的時(shí)候，二戰(zhàn)正一觸即發(fā)。而現(xiàn)在，人類的生活已經(jīng)發(fā)生了天翻地覆的改變，這個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置還靜靜地立在那里，醞釀著第九滴下落的瀝青。

即使到了今天，依然有無(wú)數(shù)人關(guān)注著這個(gè)神奇的實(shí)驗(yàn)。很遺憾的是，梅因斯通于2013年過(guò)世，而第九滴瀝青滴落于2014年。

（清荷夕夢(mèng)摘自《知識(shí)窗》2018年8期）

【素材分析】如果把課堂上的理化生實(shí)驗(yàn)比作立見(jiàn)分曉的短跑，那么，托馬斯教授發(fā)明的瀝青滴落實(shí)驗(yàn)則相當(dāng)于一場(chǎng)馬拉松了。受各種因素的制約，許多科學(xué)實(shí)驗(yàn)常常要?dú)v經(jīng)漫長(zhǎng)的過(guò)程，盡管如此，這些實(shí)驗(yàn)開(kāi)創(chuàng)者的遠(yuǎn)見(jiàn)卓識(shí)和繼任者的接力付出，卻有力地保證了科研項(xiàng)目得以持續(xù)進(jìn)行。最終取得的成果承載著科研工作者的奉獻(xiàn)精神，被一代代傳承下去。

【速用名言】

1.科學(xué)并不從廣泛的假設(shè)出發(fā)，而是從觀察或?qū)嶒?yàn)所發(fā)現(xiàn)的特殊事實(shí)出發(fā)。——英國(guó)哲學(xué)家、數(shù)學(xué)家 羅素

2.任何人都承認(rèn)實(shí)驗(yàn)是科學(xué)之母，這是確定不移的真理，誰(shuí)也不會(huì)否認(rèn)?！K聯(lián)園藝學(xué)家 米丘林

（特約教師 張金枝）