沥青滴漏实验(沥青滴漏实验的意义)

沥青滴漏实验：进行了快100年，到底为了证明什么？

随着科技的日新月异，人们的工作和生活越来越便捷。相比古代，人们以马车代步，现代科技让我们可以实现以高铁、飞机来抵达遥远的目的地，速度远超于一日千里。古时人们遇上天灾旱涝，常食不果腹，如今通过科技水平使水稻增产，实现禾下乘凉已指日可待。

这些科技的背后，从构思到技术实现，需要经过不断的反复实验，直到一项技术的落地成功，并投入到多个领域中运用。不得不说，科学实验是科技发展的基石，科学实验可以大大促进科技的更新和进步。

在众多科学实验中，有一项实验非常特别——沥青滴漏实验。这项实验的特别之处，并不在于它需要复杂的材料或特殊工艺，而是它的耗时非常长，可达几百年之久。

1927年，澳大利亚昆士兰大学的物理学家托马斯•帕内尔（Thomas Parnell）教授把沥青倒进封口的漏斗里，在漏斗下放置一个烧杯。1930年，这个漏斗的封口被剪开，沥青开始从封口位置以缓慢速度流出，沥青滴落后就会掉入烧杯内。

1938年2月，第一滴沥青从封口滴落。截至目前，共有9滴沥青从封口滴落，第10滴沥青要再过4年才会滴落，从实验伊始至今，已历经93年的时间。

那么，帕奈尔教授为什么要做这项实验呢？

其实原因很简单，帕奈尔教授想向学生们证明，一些看似固体的物质其实是一种粘度极高的液体，比如沥青。

于是，帕奈尔教授就着手开始进行沥青滴落实验，记录沥青的滴漏时间，由此来测量沥青在常温下的流动速率。直至1948年帕奈尔教授去世，这个实验仍处于进行中，由其他物理学家负责。

沥青的高粘度使其在常温下的流动速率十分缓慢，等待一滴沥青滴落需要几年，甚至十几年的时间。这也恰恰证明了，沥青并不是一种固态物质，而是一种高粘度液体，它的粘度超过水的2000亿倍。

负责该实验的物理学家认为，沥青并非一种液体。更确切地说，沥青这种化合物的相态与众不同，是一种复杂的混合物。

遗憾的是，尽管该实验历经几十年，沥青已经滴落多次，但从未被人们捕捉到滴落的画面。另外一项沥青滴落实验，成功帮助人们实现了这一目标，也是人类迄今为止唯一一次捕捉到沥青滴落的画面。

在1944年，都柏林圣三一学院的物理学家欧内斯特•沃尔顿（Ernest Walton）和同事们进行了沥青滴落实验。沃尔顿最早把原子以人为方式分裂开来，他也因此获得了诺贝尔物理学奖。

同样地，这项沥青滴落实验在几十年来未曾有人监控或录像。到了2013年，一位物理学家观察到该项沥青滴落实验中的沥青正处于滴落状态，他及时用摄像头捕捉到了这一滴落画面，并保存下来。沥青滴落耗时漫长，这个滴落画面是极其珍贵的。

如今，帕奈尔教授当年的沥青滴落实验仍在继续。根据沥青滴落的速度估算，该漏斗内的沥青若全部滴落还需要上百年时间。

沥青滴漏实验：进行了近百年，熬走了2名教授，究竟想证明什么？

我们为什么要做实验，是因为我们有未解的难题，为了弄懂这些难题让人类社会得到进步，所以有一些科学家宁愿付出昂贵的代价，也要将事情的真相探索出来。世界是广大而无垠的，人类是如此的渺小，所以在我们研究实验的时候，常常得花费无尽的时间，也许直到你生命的终结，你也无法得到事情真正的答案。在21世纪就有这样一个实验，叫做沥青滴漏试验，在这场实验进行的过程中，期间还熬死了两位教授。

在说这个实验之前，我们先来聊一聊别的实验，先来感受一下科学家专注于实验的魅力。我们知道火山爆发这是一件大事，所以有不少的科学家为了解决这一个问题，对火山喷发进行了观察，在意大利，曾有一位科学家，在1841年就开始给意大利南部的一座活火山写观察记录，希望能够找出火山喷发的原因，为人们减少伤害。

在斯坦福曾经经历过这样一个试验，了解天才的成长，就选取了1500多名的天才儿童来观察他们的生活，这一个实验实行时间为1921年。 而我们今天要具体所讲的这一个沥青滴漏实验呢，实验开始的时间是1927年，之所以要开展这一项实验，是因为澳大利亚的博士帕内尔教授，他在自己上课的时候想要向同学们证明沥青他其实并不是固体，而是一种比较黏合的液体，或者说它有不仅仅只是液体，它还是一种非常复杂的混合体。

就是为了证明这一个问题，这一位博士就将一些沥青放在了一个漏斗中，想要借此让同学们看清楚这一个沥青的属性。 可惜的是因为沥青的黏性太强，所以在1930年的时候教授才切开了漏斗的底部，希望凭借着漏斗大洞使沥青落下来。

这一等就是8年，他才看到了第1滴沥青的滴落，可惜的是因为时间突然，他并没有拿上摄像机将这历史性的一幕给记录下来，为了实验的真实性，他还得等。到了1947年的时候，第二滴沥青已经开始形成也准备下落了。可没想到那个时候教授刚巧不在，他只得等第3滴沥青滴落，可还没有等到帕内尔教授就已经逝世了。

随着这一位教授的离世，他的这一个实验的关注度也就下降了，直到1961年才有一位物理学家来到这一个实验室，当他来到这一个实验室时听闻的这位教授的故事，他想要为这一个教授完成他的实验。在一九六二年五月的时候。有一滴沥青滴落就已经悄然形成了，可惜这个时候那位物理教授跑去跟女朋友约会了。

这让教授心痛不已，他下定决心一定要证明一下，于是他推算了一下时间，发现下一次滴落的时间是八年后，不过好像这一位教授跟这个沥青的关系不太好，每当沥青要滴露的时候，约翰都没有看见，还有一次更气人的就是那沥青就要滴落了，可是约翰刚好背对着它。于是直到2013年约翰去世，他也没有看到过沥青的滴落。

之后根据推测第10滴沥青滴落的时间应该会是在2027年，届时，我们已经准备好了24小时的监控，相信也很快就能发现这一个实验的真相。可能有很多的人不明白花费这么多大的代价，仅仅是证明沥青不是液体这一件事情，这又有什么意义了，可是科学就是这样，只要有疑虑就需要证明，不管代价是多少。

著名的“滴沥青”实验，长达92年无人破解，原因为何？

沥青滴漏是一项长得让人难以相信的物理实验，1927年由昆士兰大学实施，已持续92年，迄今仍在进行中，旨在向学生证明物质的性质并不像看上去那样简单，其中并没有什么未解之谜。

沥青是生活中十分常用的建材，最常见的是柏油马路，柏油混合细碎的石子成为一种抗冲击性强、耐 雨水腐蚀、耐严寒、耐酸碱的良好路面材质，被广泛应用于马路、高速公路等道路的修建；在建筑中，沥青和某些纤维物质混合，用于隔热保暖或者用于防渗漏。

如今科学家对于沥青的性质十分清楚，尽管在冬季时沥青路面十分坚硬，但实际上沥青并不是固体，而是有不同分子量的碳氢化合物及其非金属衍生物组成的黑褐色复杂混合物，是高黏度有机液体的一种，多会以液体或半固体的石油形态存在。在最初，科学家们为了更好地展示沥青的物理性质，于是展开了沥青滴漏实验。

沥青滴漏实验原理很简单，用一个类似于漏斗的结构，漏斗中充入一些沥青，观察沥青是否会像液体一样、在重力的作用下向下流，最初昆士兰大学的教授们发起了这个实验。

1927年，帕内尔将沥青样本放入一个封了口的漏斗内，让沥青在漏洞中沉寂了一段时间，3年后打开了阀门，开始观察沥青的流动，由于沥青具有很强的表面张力，其流动十分缓慢，在短时间内几乎看不出沥青的流动迹象，但是在较长的观测时间内，沥青滴的形态、大小却实实在在地发生着变化，说明沥青是液体，只不过这种液体的密度、表面张力、对管壁的摩擦相较于水十分的巨大。

在92年的观测时间内，通过观测漏斗底部的沥青体积变化，可以很明显地知道沥青确实是液体，且在不断地滴漏，然而由于这是一项十分漫长的实验，而且由于资源的限制，早期不可能对其进行24小时的严密监测，于是沥青滴滴漏的瞬间却一直没有被拍到过，算是一个比较遗憾的事情。

如今通过科学测量，已经知道沥青的粘度是水的1000亿倍以上，其活动受到对漏斗管壁的摩擦力是水的千亿倍以上，沥青滴漏进行得十分缓慢，而且沥青是一种相态复杂的混合物，不同公司、不同天然矿区的沥青都存在着性质的差异，因此在沥青滴漏实验中表现出的状态也有所不同。

而实验也受环境温度的影响，自92年前实验开始的之初，沥青滴滴下的时间间隔在7年8年不等，但总归是位于10年附近，在实验进行期间由于实验室环境改造的升级，也使得沥青滴漏的时间间隔有一的变化，早期是在室温条件下进行，室温在冬季时明显会降低，由于沥青的熔点、热胀冷缩等物理学现象，沥青的滴漏并无严格的时间间隔，因此很难预测下一滴沥青滴漏下来的准确、完整的时间。后来为了排除更多的干扰，实验室进行了升级，主要是实验室恒温这一块。

这个实验并不能说明什么深刻的道理，只是告诉我们物质的性质并不一定像是我们观测到的那样，也就是不要像当然得以主观视角代替物质的客观存在状态。沥青滴漏的难以预测是因为这种材料本身就是十分复杂的混合物，同一团沥青的不同部位因为元素种类分布肯定存在着差异，这就导致沥青滴漏时会受到很多干扰，沥青滴滴漏所需的时间间隔并不是十分固定，也很难直接目睹沥青滴发育成熟到滴下的完整历程。

著名的“滴沥青”实验，为何长达92年无人破解？

“滴沥青”实验是指沥青滴漏实验，可以说这是人类历史上最难以置信的实验。

一般的实验要么最后能够完成，要么最后被证实不能完成，而沥青滴漏实验却是例外，它是一个一直没有结果的试验。距离科学家第一次做这个实验已经过去了92年，但在这92年里，科学家却一直无法按完成这个实验，这是为什么呢？

首先，来了解一下实验的对象沥青。沥青是由不同分子量的碳氢化合物及其非金属衍生物组成的黑褐色复杂混合物，在室温下，沥青坚硬易碎，但事实上沥青是比水粘性大千亿倍的有机液体。沥青是一种防水防潮和防腐的有机胶凝材料。沥青主要用于涂料、塑料、橡胶等工业以及铺筑路面等。

1927年，澳大利亚昆士兰大学（ University of Queensland ）的帕奈尔教授，发起了一个牵动全人类将近一个世纪的超长时间实验 —— 沥青滴漏实验（ Pitch drop experiment ）。他耗时近百年，旨在向学生证明物质的性质并不像看上去那样简单。一些物质看上去虽是固体，但实际上这些物质是粘性极高的液体，比如沥青，它在室温环境下流动速度极为缓慢，但在自然条件下，它向下流动最终会形成一滴。

帕奈尔教授

1930年帕奈尔教授正式开始试验。整个实验的步骤和原理都比较简单：帕奈尔教授先是将沥青样本放入一个封了口的漏斗内，之后花了三年时间让这一小杯沥青彻底凝结成固体，然后把装它的容器剪开，让它开始滴漏，实验的大部分工作就完成了。

实验装置

接下来就是观察了。

在室温条件下，每一滴沥青需历经大约十年时间才能滴入漏斗下方的烧杯。事实上，等待第一滴沥青滴下来，花了教授整整八年零十一个月，1938年12月，第一滴沥青终于滴落下来。

实验也证明了帕奈尔教授的观点是正确的。

也正是在那之后 “观察沥青完整的滴下一滴” 就变成了很多学者的心愿。在此后的92年间，虽然有8滴沥青滴落过，但是没有人见证过这个过程。

沥青滴漏实验时间表

无一人亲眼看见沥青从漏斗中滴出来的镜头的记录到2013年7月11日5点终止。

从1944年7月11日开始，都柏林圣三一大学进行了类似的实验。在实验装置周围放置了高速摄像机，足足等待了69年的一滴于2013年7月11日下午5点滴出，摄像机捕捉到了这一瞬间，第一次记录到了一滴沥青的滴落。

根据吉尼斯世界纪录，这项实验是世界上持续时间最久的实验，而漏斗内的沥青仍足够使这个实验再持续几百年。

沥青滴漏实验虽然没有太大的科研意义，但是它为科学的好奇和探索精神做出了贡献。

已经进行了快100年，沥青滴漏实验，究竟为了证明什么？

已经进行了快100年，沥青滴漏实验，，究竟为了证明什么？“滴沥青”实验作为世界上持续时间最久的实验一直是吉尼斯世界纪录的保持者。这项实验从1927年开始到现在已经进行了94年的时间，而科学家认为，，这项实验如果继续进行下去依然还可以持续几百年之久。沥青滴落的实验证明，沥青这种“液体”虽然看起来似乎不会流动，但是，只要时间足够，它还是具有流动性的。这个实验看似简单，其实还是需要很苛刻的条件的。最主要的是温度，必须恒定在一个很小的范围内，否则沥青的流动性就会大不一样。另外大气压强也不能变化太大，不过大气压一般不会变化太大，比较容易控制。湿度似乎也会影响，也要适当控制。此外地震等因素也会影响沥青的滴落时间。

从已完成的实验结果来看，越到后面沥青滴落的时间间隔越长，这大概是因为，漏斗中的沥青越滴越少，自身重量变小，，给沥青滴落的动力变小的缘故吧。固体和液体很多时候不是温度决定的吗？就像水一样，0度以上是液体，，0度以下是固体，成分也是一样的。到了沥青这里怎么行不通？我觉得没化就是固体，化了就是液体没毛病；在常温下，沥青看起来是固体，是因为它能保持一定形状和体积等等固体所具有的特性，而研究发现它是非晶体，它的分子排列是杂乱无章无规则的，这正是液体分子排列的特点，所以，从微观这一角度看，它是液体，坚固的沥青可以"滴落"、坚固沥青上表面上放着的钢珠可以"下沉"、没有固定的熔点等都是液体特征的表现。

沥青滴落实验持续将近100年，到底为了证明什么？

沥青滴漏实验始于1927年，现在已经92年过去了，当年开始这项实验的昆士兰大学物理学教授托马斯·帕内尔（Thomas Parnell）已经于2013年去世，但这项实验至今仍然持续，这堪称是人类有记录以来持续时间最长的一项科学实验。

这项实验并没有什么高深之处，帕内尔只是把沥青装在一个密闭的漏斗内，漏斗下方是一个烧杯。如果漏斗内的沥青滴落，将会掉到烧杯中。

沥青滴漏实验的目的十分简单，就是为了测量沥青在室温下的流动速率。只不过由于沥青的粘度极高，使得沥青的流动速率极慢，一滴沥青需要很长的时间才会滴下来，每滴的下落时间如下表所示：

可以看到，每一滴的沥青需要大约十来年的时间才会落下来。截止到目前为止，沥青才滴了9滴，第10滴预计还要再过大约5年的时间。根据2000年第8滴来估算，沥青的粘度极高，可达水的2300亿倍。

从该实验可以看出，沥青并非是一种固体。但负责该实验的物理学家认为，沥青也不能被认为是一种液体，而是一种相态非常特别的混合物。

据估计，漏斗中的沥青还能再滴落至少100年的时间。虽然已经有9滴沥青滴下来过，但人们始终没有目睹过该过程。而在另一项沥青滴漏实验中，人们记录到沥青滴下来的过程，这是迄今为止唯一的一次。

在1944年，1951年诺贝尔物理学奖得主欧内斯特·沃尔顿（Ernest Walton）的一位不知名同事也开始了一项沥青滴漏实验。几十年来，无人监控这项实验。

直到2013年，都柏林圣三一学院的一位物理学家注意到一滴沥青正在形成。于是，他用一枚摄像头来记录沥青的情况，最终拍摄到了沥青滴下来的画面：

根据这个实验的结果，物理学家估计该沥青的粘度大约为水的200亿倍，这差不多是昆士兰大学实验结果的十分之一。