沥青是我们在修建道路和制作防水材料中常用的一种物质,它的主要成分是诸多分子量不同的碳氢化合物以及一些非金属有机衍生物,从外表来看呈现黝黑的焦油状,当暴露在室外环境下一段时间后就变得非常坚硬,人们通常将其认为是固体的一种,然而实际上沥青却是一种呈现流体状态的有机液体。

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我们在判断一种物质是固体还是液体,直观上虽然可以通过观察液体是否具有流动性来简单地进行区分,但是有的物质由于内部结构因素的影响,使得其流动性并不是特别明显,所以必须借助微观的观测手段,来深入观察组成物质的微观粒子(分子或者原子)之间的排列方式。如果是固体,那么通常分子或者原子间的距离较小、相互作用力较强、排列比较有规则,而且微观粒子的运动不强烈。如果是液体,则分子或者原子间的距离较大,相互作用力没有那么强,排列虽然较气体规则、但没有固体那么“井然有序”,微观粒子的热运动相对来说较强,从而在外观上表现出具有流动的性质。

为了证明沥青是液体,早在90多年前就有人专门做过相关的实验。而在此之前,科学家们已经通过有关检测的手段,测定出沥青的黏性要比水大千亿倍,而为了更加直观和精确地观测出沥青的黏性和流动速率,1927年,澳大利亚昆士兰大学的一个研究机构负责人-托马斯·帕内尔主导了一项实验,首先将加热的沥青样本放入一个密封的漏斗内,经过3年的时间让沥青充分沉淀后,剪开了漏斗下方的封口,如果沥青能够滴落下来,则证明沥青是液体无疑,同时也可以根据记录下来的滴落数据(比如两滴之间滴落的时间差、沥青滴的重量等),来测算沥青的黏度。

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这个著名的“滴沥青”实验于是拉开了帷幕,谁曾想沥青的黏性实在太强,滴落的过程异常缓慢,90多年来才共滴落下来8滴,平均间隔需要10多年之久,不过,虽然每一滴酝酿的时间非常长,但滴落下来的瞬间只有不到十分之一秒,所以无论是这个实验的创立者帕内尔,还是继任者约翰·梅因斯教授,都因各种原因没有亲自目睹沥青掉落到烧杯中的情景。在2000年第8滴即将滴落之时,虽然梅因斯教授事先在实验仪器旁架设了一台摄像机,但是恰好沥青在滴落之时,摄像机存贮设备出现了问题,当时的场面也没有被记录下来。

根据之前的时间间隔,按理说第9滴应该在2012年前后滴落下来,不过随后实验管理者在更换已经半满的烧杯时出现了意外,烧杯连同外部密封的玻璃罩一起拿了下来,致使快要滴落的沥青滴被生生地扯断了,没有来得及完全滴落,因此第9滴的观测实验失败了,即使吸取了第8滴的教训,在周围架设了3台摄像机也无济于世,只能寄希望于第10滴了。

所以,严格意义上来说,这个“滴沥青”的实验90多年来仍然没有成功,一方面是没有得到前9滴的确切滴落时间,只测算出了每次沥青滴落的重量,因此没有通过实验得出关于沥青黏性和流速的准确数值。另一方面,前8次没有确切的滴落时间,加上第9次的“夭折”,在一定程度上使得90多年来的实验几乎“前功尽弃”,如果要想获得更加精确和连续的实验数值,还得至少再需要等上几十年甚至上百年。

这项“滴沥青实验”,虽然看起来非常无聊,但是却突显出人类对于未知世界和未知物质的好奇心和探索精神,在2015年时,这项实验的两任负责人获得了“世界搞笑诺贝尔物理学奖”,虽然奖项里面有“搞笑”二字,但绝非是一种讽刺和嘲笑,而是对科学探索精神的一种鼓励,正如其奖项评选标准里明确的那样,获奖项目必须是“看上去很好笑,但实际上能发人深省”。