守候世界上最漫长的实验

2013-04-29 00:44付雁南
初中生世界·八年级 2013年6期
关键词:昆士兰斯通烧杯

付雁南

如果说“时间就是金钱”,那这个位于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。

86年前,一位名叫托马斯·帕内尔的物理学家为了向学生证明“沥青是液体而不是固体”,设计了这个实验。他将沥青加热,倒入一个封口的玻璃漏斗。等到沥青完全凝固之后,他将漏斗的下端切开,开始记录每一滴沥青滴落的时间。

如果补充一些数据,这个实验也许就不再像看起来那么简单:为了等待沥青完全凝固,帕内尔花费了3年时间;而到第一滴沥青滴落,他又耗费了8年。事实上,直到60岁去世那年,他只等到了3滴滴落的沥青。

随后接管实验的另一位物理学家约翰·梅因斯通,用50多年的时间,也只迎来了5滴滴落的沥青。尽管由于各种各样的原因,5滴“来之不易”的沥青,全部被他郁闷地错过了。

这个持续了86年的实验,已经被评为“世界上最长的实验室实验”,不过,在梅因斯通看来,实验还远远没到完结的时候,“要等到实验完成,至少还需要100年”。

盯着沥青实验装置的人们,很容易产生时间静止的错觉。那些坚硬的、可以用榔头轻易敲碎的沥青,以匪夷所思的缓慢速度流过短短的漏斗柄——通常情况下,这段不到10厘米的路程,耗费的时间要超过10年。

一些昆士兰大学的校友领着儿女、孙子重回学校的时候,常常会感慨实验装置“和几十年前没什么变化”;而那些通过网络摄像头观看实验的人,也常常会发现,相隔几个月的画面,几乎看不出任何不同。

“每个人都希望自己能看到沥青滴落的瞬间。”梅因斯通说,“事实上,从实验开始到现在的80多年,还没有人真正看到过这一时刻。” 过去几十年,梅因斯通经历了5滴沥青的滴落,却因为种种原因,总是和那些瞬间擦肩而过。

最接近的一次发生在1979年,当时,那个像泪滴一样的沥青滴和漏斗的连接处已经变成了一根细丝。梅因斯通观察了一会儿,觉得要等到它滴下来,至少还要一天时间。结果,等他第二天来到实验室,第5滴沥青已经掉进了烧杯里。

自从1961年接手这个实验,梅因斯通已经几次重演了这样擦肩而过的遗憾。1962年,当第4滴沥青摇摇欲坠的时候,当时只有27岁的梅因斯通刚刚结婚,正和妻子一起出门度了一个短暂的蜜月。结果,等他蜜月回来,崭新的沥青滴已经稳稳地落在了烧杯底上。

当1988年的第7滴沥青再次被错过之后,梅因斯通决定借助科技的力量。他在实验装置旁边摆上了一个摄像头,24小时监控实验进展。

2000年11月,当第8滴沥青即将滴落的时候,梅因斯通心安理得地去了伦敦。他说,自己当时觉得“毫无压力”,“毕竟还有一个摄像头在盯着它嘛”!结果,当沥青真的掉落的时候,梅因斯通收到了两封让他悲喜交集的邮件。第一封的内容很简单:“沥青掉下来了!”而第二封的内容则是:“存储设备出现了故障,摄像头拍摄的滴落画面没有保存下来。”

直到今天,梅因斯通还能清楚地记得,自己当时有多失望。他回到澳大利亚的第一项任务,就是升级监控系统,并且在实验设备的周围摆上了3个独立的摄像头。

如今,就像每一个负责任的科学家一样,澳大利亚昆士兰大学的物理系教授梅因斯通每天都在严密监控自己的实验装置。无论工作日还是周末,他都要坚持每天观测实验数据,实验室的技术人员也会每天向他汇报实验进展。当然,他也会在想起来的时候随时查看网络摄像头的画面。

在“最长的实验”变得著名之后,梅因斯通在很多场合都会被要求回答同一个问题:“你觉得第9滴沥青会在什么时候掉下来?”

而他每次的回答也完全一致:“我真的不知道。”这位物理学家解释说,沥青的掉落时间取决于在当地平均室温的环境下,沥青表面的黏度系数。他同时声称,这个持续了80余年的实验并不能简单地说明“沥青是液体而非固体”,更准确的说法是,沥青是一种相态复杂的混合物。

梅因斯通说,随着漏斗里剩余的沥青越来越少,沥青滴落的速度也会越来越缓慢。从监控录像的画面来看,这滴让人们等待了12年的沥青,已经形成了一个“完美的泪滴形”,仿佛随时都会滴落到烧杯里。

梅因斯通喜欢用富有哲理的言辞来评价这个实验。他说:“自然界的伟大之处就在于它的不可预测,这也是我们生活的调味品。”

(选自《中国青年报》2013年1月9日,有删改)

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