(來源:University of Queensland, Nature, The Economist, ABC News, 中國青年報)
這些世界上最漫長的實驗提醒我們,科學(xué)研究更像是一場馬拉松,而不是一次短跑。
——《自然》(Nature)
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1961年,年輕的物理學(xué)講師約翰·梅恩斯通(John Mainstone)來到位于澳大利亞布里斯班的昆士蘭大學(xué)任教。第二天,他在實驗室的櫥柜里偶然發(fā)現(xiàn)了一個既簡單又奇特的實驗裝置。在他到來之前,大洋洲之外發(fā)生了戰(zhàn)亂又重建了秩序,這個極不起眼的裝置就像是世界上最慢的沙漏一樣,與世無爭地走過了34個年頭,外面的鐘形玻璃罩由于被人遺忘而蒙上了灰塵。
1927年,該校的第一位物理學(xué)教授托馬斯·帕內(nèi)爾(Thomas Parnell)為了向?qū)W生們展示瀝青的流動性與高黏度,設(shè)計了這個實驗(The Pitch Drop Experiment)。他將加熱后的瀝青倒入一個封口的玻璃漏斗,等到瀝青完全凝固之后,將漏斗的下端切開,開始記錄每一滴瀝青滴落的時間。為了等待瀝青完全凝固,帕內(nèi)爾花費了3年時間;直到他去世那年,只有3滴瀝青落入燒杯中,可惜沒有人能親眼目睹那些時刻。
“自然界的偉大之處就在于它的不可預(yù)測,這也是我們生活的調(diào)味品。”約翰·梅恩斯通后來說。不管是出于這樣的想法,還是接受了冥冥中命運的安排,總而言之,他接著做起了這個實驗,而且一做就是52年。
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那些在室溫下狀若固體、可以用榔頭輕易敲碎的瀝青,以匪夷所思的緩慢速度流過短短的漏斗柄。通常情況下,這段不到10厘米的路程,耗費的時間要超過10年。這個被稱為“世界上最長的實驗室實驗”不但單調(diào)得要命,而且像“愚公移山”一樣徒勞。截至2013年,這項研究只產(chǎn)生了一篇科技論文(Scientific Paper)。
這樣的成果當(dāng)然不可能被諾貝爾獎桂冠的榮光照耀。但是,《不可思議研究年報》(Annals of Improbable Research)卻選擇了把2005年的“搞笑諾貝爾獎”(Ig Nobel Prizes)物理學(xué)獎頒給約翰·梅恩斯通和他的前輩托馬斯·帕內(nèi)爾。
可不要小看這個聽起來不怎么嚴(yán)肅的獎項,它是由真正的諾貝爾獎得主頒獎,起初的儀式舉辦地是麻省理工學(xué)院的一個演講廳,后改為哈佛大學(xué)的桑德斯劇場。搞笑諾貝爾獎由Marc Abrahams創(chuàng)立于1991年,當(dāng)時是頒給那些“不能也不應(yīng)被重復(fù)”的研究,每年有十個領(lǐng)域的研究獲獎。
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不過,和在哈佛大學(xué)的桑德斯劇場捧起獎?wù)孪啾?,約翰·梅恩斯通一定更加愿意選擇可以親眼看到瀝青滴落的那一刻。可惜,他守護(hù)了52年,卻陰差陽錯地與之前的5顆“黑珍珠”失之交臂(他堅信1988年那次就差五分鐘了)。
如果讀過那篇絕無僅有的科技論文,我們就不難想象約翰·梅恩斯通錯失機會時的心情了——文中稱,經(jīng)過計算,瀝青的黏度是水的2300億倍。1930~1988年,一共有7滴瀝青滴落,每滴平均用時大約8年;第八滴直到2000年才落下,雖然間隔時間更長了,但是這一次梅恩斯通志在必得——他在實驗裝置旁邊擺上了一個攝像頭,二十四小時監(jiān)控實驗進(jìn)展。沒想到正好趕上停電20分鐘,網(wǎng)絡(luò)攝像頭拍攝的滴落畫面沒有保存下來。
對約翰·梅恩斯通本人來說,更慘的是,第一次成功拍下瀝青滴落畫面的,竟然是在遙遠(yuǎn)的愛爾蘭都柏林的圣三一學(xué)院。這個向昆士蘭大學(xué)的瀝青滴落實驗致敬的實驗始于1944年,和前者一樣,也經(jīng)歷過被人遺忘的時光。在當(dāng)?shù)貢r間2013年7月11日下午5點左右,物理學(xué)家尚恩·伯爾金(Shane Bergin)及其同事捕捉到了激動人心的時刻。
很難想象約翰·梅恩斯通是懷著什么樣的心情向圣三一學(xué)院的研究團(tuán)隊表示祝賀的。“這個視頻我看了一遍又一遍,”他說,“對于像我這樣耗費了很長時間的瀝青液滴觀察者來說,這其中有很多非常吸引人的東西。”
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約翰·梅恩斯通比以往任何時候更迫切地希望看到的第九滴瀝青,直到2014年4月17日才滴落,而他卻再也沒有機會看到。
2013年8月23日,約翰·梅恩斯通教授帶著這份遺憾離開了這個世界,享年78歲。8月30日,英國的《經(jīng)濟學(xué)人》(The Economist)寫了訃文紀(jì)念這位科學(xué)家。在稱他為這個漫長的實驗的守護(hù)者時,使用的單詞是“Guardian”,而非描述職業(yè)的“Custodian”(管理員、看管人)。
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隨著約翰·梅恩斯通的離世,昆士蘭大學(xué)的瀝青滴落實驗也迎來了新的守護(hù)者——他的學(xué)生、該校的物理學(xué)家Andrew White教授。專門為觀察第十滴瀝青而建的網(wǎng)站提示,我們大約還需要14年時間才能等到那個時刻。和從前一樣,等待仍然是漫長的,但是Andrew White教授一定不會感到寂寞——上一次,來自158個國家的近25000名注冊觀眾和故去的約翰·梅恩斯通及其團(tuán)隊一起密切留意著第九滴瀝青的進(jìn)展。
2017年,瀝青滴落實驗正好滿90歲了,它顯然還會繼續(xù)下去。如果非要追問這樣的實驗與研究有什么意義,我也答不上來。大名鼎鼎的科學(xué)期刊《自然》(Nature)的說法也許很貼切:“這些世界上最漫長的實驗提醒我們,科學(xué)研究更像是一場馬拉松,而不是一次短跑。”
但是我更喜歡約翰·梅恩斯通教授本人的回答:“這個實驗的意義不在于其科學(xué)價值,而在于它對歷史和文化的影響——它激發(fā)了雕塑家、詩人和作家對時間的流逝和現(xiàn)代生活節(jié)奏的思考。”