這個已有97年歷史的實驗證明,固體也能流動。
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有些科學實驗只需幾分鐘,有些則需要數年。而“瀝青滴漏實驗”已經進行了將近一個世紀,至今仍未結束。
這項實驗位于澳大利亞昆士蘭大學,被公認為世界上運行時間最長的實驗室實驗。
它始于1927年,當時物理學家托馬斯·帕內爾想證明一件乍一聽幾乎不可能的事:一種看起來是固體的材料,實際上卻能像液體一樣流動。
看似固體的液體
實驗的核心材料叫瀝青。瀝青是一種黑色的焦油狀物質,曾被廣泛用于船只防水。
在室溫下,它看起來和摸起來都是固體。用錘子敲它,可能會像玻璃一樣碎裂。但從科學角度來說,瀝青并不是真正的固體,而是一種極其粘稠的液體,這意味著它能流動——只是非常、非常緩慢。
為了證明這一點,帕內爾加熱了一些瀝青,把它倒進一個玻璃漏斗,然后靜置了數年。
1930年,漏斗的管莖被剪開,瀝青開始了它緩慢向下的旅程。從那時起,實驗的內容就是等待瀝青一滴滴從漏斗落入下方的燒杯中。
一滴為何需要數年
正是這一點讓這個實驗聲名遠揚。自實驗開始以來,只落下了九滴。第九滴于2014年4月分離,當時正在進行更換下方燒杯的操作。第十滴至今仍在形成中。
花費如此長時間的原因是粘稠度。粘稠度衡量的是流體抵抗流動的程度。水的粘稠度低,所以倒得很快。蜂蜜的粘稠度較高,流動就更慢。而瀝青則完全在另一個量級上。
昆士蘭大學稱瀝青是目前已知世界上最粘稠的流體,吉尼斯世界紀錄也指出,該實驗顯示瀝青的粘稠度大約是水的1000億倍。
正因如此,瀝青滴漏實驗成為一個極好的教學工具。它挑戰了我們對于固體和液體的日常認知。我們通常根據短時間內看到的現象來判斷材料。如果什么東西在我們面前不動,我們就說它是固體。
但科學的尺度常常遠超人類的耐心。一座山看似永恒,卻會侵蝕。玻璃看起來很堅硬,但材料在不同條件下會有不同表現。瀝青表明,有些物質可以在日常生活中看起來是固體,卻能在漫長的時間里持續流動。
長達一個世紀的耐心課
這個實驗也因其與見證時刻頻頻擦肩而過的奇特歷史而聞名。幾十年來,沒人真正親眼看到過瀝青滴落。液滴要么在不湊巧的時刻落下,要么相機未能捕捉到。
第八滴于2000年落下,第九滴則在2014年分離。如今,這個實驗可以在線觀看,將科學中最緩慢的事件之一,變成了一場全球性的等待游戲。
這個實驗的非凡之處并不在于技術上的復雜。它其實非常簡單:瀝青、漏斗、燒杯,以及時間。但正是這種簡單讓它行之有效。
它把一個抽象概念變得可見,把教科書里的“粘稠度”一詞變成了一幅可以理解的畫面:一滴要花數年才能落下的液滴。
瀝青滴漏實驗無關速度、奇觀或即時結果。它提醒我們,大自然并非總以人類預期的節奏運行。有些真相,只有當有人足夠耐心地持續觀察時,才會顯露出來。
實驗開始近100年后,仍在繼續。而在那個玻璃漏斗內的某處,下一滴瀝青正緩緩向下移動。
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