李依旋

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

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)漫長的時間。今天我們要講的這個實(shí)驗(yàn)，至今已經(jīng)持續(xù)了整整91年，即使這個實(shí)驗(yàn)的發(fā)明者已經(jīng)去世了，這個實(shí)驗(yàn)也還沒有結(jié)束。

這是一個關(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)計了瀝青滴落實(shí)驗(yàn)。帕內(nèi)爾將瀝青樣本放入一個封了口的漏斗內(nèi)，3年后，即1930年，他將漏斗的封口切開，發(fā)現(xiàn)瀝青依然在緩慢地流動著，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，而這個時候，當(dāng)初的那批學(xué)生早就已經(jīng)畢業(yè)了。

所耗時間如此之長，使得這個實(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有去控制，因此，瀝青黏性會因溫度的波動而改變。所以，在 1988年第七滴瀝青滴出來后，梅因斯通命令研究人員給實(shí)驗(yàn)場地安裝了空調(diào)，使之保持恒溫狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)溫度的穩(wěn)定延長了每滴瀝青從漏斗中滴出來的時間。后來經(jīng)過實(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年時間才能滴入漏斗下方的燒杯。然而，當(dāng)時從未有人真正目睹過瀝青滴落。梅因斯通曾這樣對媒體說：“第八滴瀝青滴落出現(xiàn)在2000年，我們當(dāng)時在實(shí)驗(yàn)室里安裝了一個攝像頭，但是沒想到它壞了……”

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

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，這個當(dāng)年看起來簡單而古怪的實(shí)驗(yàn)裝置已經(jīng)有了點(diǎn)兒“見證歷史”的意味。1927年，當(dāng)實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計完成的時候，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，依然有無數(shù)人關(guān)注著這個神奇的實(shí)驗(yàn)。很遺憾的是，梅因斯通于2013年過世，而第九滴瀝青滴落于2014年。

（清荷夕夢摘自《知識窗》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)漫長的過程，盡管如此，這些實(shí)驗(yàn)開創(chuàng)者的遠(yuǎn)見卓識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)?！軐W(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，誰也不會否認(rèn)。——蘇聯(lián)園藝學(xué)家 米丘林

（特約教師 張金枝）