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热水结冰比冷水快,你知道这种神奇的现象吗?你相信吗?事实就是如此,热水结冰确实比冷水快,这一现象是一个倔强的坦桑尼亚人彭巴发现的,现在已被化学家命名为“彭巴效应”。其实,这也是一碗冰淇淋引发的化学竞赛,一起来看吧。
一碗冰淇淋引发的化学竞赛
1963年夏天,正上初中的彭巴打算给自己做冰激凌吃,办法很简单,往煮热的牛奶里拌些糖,晾凉后放进冰箱冷冻起来。可当他还在煮牛奶的时候,他的同学在旁边一个劲往冰箱塞东西。眼看着冰箱就快放不下了,虽然家里大人天天唠叨“不准把热东西放进冰箱”,为了冰淇淋,他一咬牙,把滚烫的牛奶塞了进去。
一个半小时以后,彭巴发现,自己的冰淇淋反而比同学用冷水调制的先冻好了,热水结冰竟然比冷水快?他跑去问冰淇淋店的老板,却没有得到答案。
事实上,这个现象早在公元前4世纪就被古希腊哲学家亚里士多德发现过,后来,英国哲学家弗朗西斯·培根和法国数学家笛卡尔也在著作里记载过这个现象。
可是,彭巴却曾经因为提出这个问题受尽了嘲讽。他的高中老师要么严厉地斥责他,“你根本就没好好学牛顿冷却定律”;要么不屑地否定他,“你想错了”;就连身边的同学都会模仿老师的样子调侃他,“彭巴说的是‘彭巴的科学’,不是咱们宇宙的科学!”
只有偶然到访学校的达累斯萨拉姆大学教授奥斯伯恩没有轻视这个非洲孩子的话。作为当时坦桑尼亚最好的大学物理系系主任,奥斯伯恩重做了彭巴的实验,并邀请这个中学生跟他一起撰写论文,向学术界公布这一发现。
现在,再也没有人会笑话皮肤黝黑的彭巴关心“热水结冰比冷水快”这件事了,因为这一现象已经被化学家命名为“彭巴效应”。
1000英镑悬赏“到底为什么热水结冰比冷水快”的答案
为了解答这个看似不起眼的小问题,有近200年历史的英国皇家化学学会去年6月悬赏1000英镑,向全世界征集“最站得住脚的答案”。几个月里,他们得到来自122个国家的超过22000条反馈,其中有873条来自中国。
“这是全世界最简单也最困难的问题。”英国皇家化学学会负责人伊索尔德·罗德福德说。“我们之所以举办这场比赛,就是因为这是一个能让所有人对化学感兴趣的好机会。”
科学面前人人平等
作为彭巴比赛的协调人,英国皇家化学学会的布莱恩·埃姆斯利从收到第一封参赛者邮件那天起就非常忙碌,他甚至在早上挤地铁的时候,还拿手机回复工作邮件。
“没有任何一份答案会被草草否定。我们相信,科学面前人人平等,没有专业背景的人同样可以为科学难题提供创意,这不就是小彭巴给我们上的一课吗?”埃德温说。
答案也是五花八门的。既有写得规规矩矩的学术论文,也有模拟实验、手绘海报和演示视频,甚至还有漫画家制作的动画片。
傲慢的态度对科学是有害的
彭巴比赛的颁奖典礼在英国皇家化学学会的伦敦总部举办。如同大教堂般的办公楼里摆放着许多科学家的雕像,大厅被书架环绕,像是开在宫殿里的图书馆。已经67岁的彭巴坐在大厅中央,黝黑的下巴上长出了花白的胡子,可向台下参赛者讲述发现问题的过程时,语气依然铿锵有力。
“热水结冰就是比冷水快,可我的老师却总说我是错的。”回忆起50年前被责骂的情形,彭巴依然满心不乐意,“这事让我很难受。”
坐在他身边的是曾跟他共同提出“彭巴效应”的奥斯伯恩教授。如今的他已是满头银发,眼睛旁边满是褶皱。他也记得彭巴向他提问的那一天,“教室里的学生喝着倒彩,不想让他提问”,可彭巴还是坚持在哄笑声中大声强调着:“我做过实验,我做过实验!”
“当时我觉得这不可能,这是一个错误。但我还是答应这个孩子重做实验。”奥斯伯恩说,“后来,重做实验老是得到这个‘错误结果’,我才意味到,这根本不是错误,而是真正的事实。”
在这位教授看来,“傲慢的态度对科学是有害的”,“我们要对自然谦卑,要知道,提出问题比给出答案重要得多”,因为提问者常会遭受彭巴所遇到的“否定、取笑和指责”。
他扭过头去,看着已经白发的彭巴说:“多亏他是一个倔强的孩子。”
“过冷现象”成为最靠谱答案
其中,在克罗地亚萨格雷布大学物理化学系读博士的尼古拉·布莱格威客的答案,得到评委最多的投票。不满于现有理论推测的他在图书馆和实验室两头跑,设计了自己的实验,从而确定了涉及彭巴效应的关键影响因素。“热水会比冷水先结冰的现象,只出现在冷水发生过冷现象的时候。”他颇为笃定地写道。
小编:英国皇家化学学会这种对待科学的平等、严谨和谦逊态度,让我们看到了一种完全不一样的教育理念和模式。见过一个馒头引发的血案,确实还不知道这样一碗冰淇淋引发的国际性的化学竞赛。探索没有尽头,尽管,已经选出了最靠谱的答案,但是大家读这种未知探寻的好奇心依然会继续。这种一场竞赛,更是一种教育,对科学的教育。
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