2013年2月22日 星期五

熱水凍結快於冷水?!【科學】【勵志】


原文

騰龍說事:熱水凍結快於冷水?!

更新時間 2013年2月22日, 格林尼治標準時間11:51
    姆潘巴
    姆潘巴應邀作為榮譽嘉賓,來倫敦為以他的名字命名的「姆潘巴獎」的獲勝者頒獎。
    倫敦。英國皇家化學學會。教授、學者、專業研究員、業餘發燒友,濟濟一堂。
    談笑皆鴻儒,來往無白丁。
    年逾花甲的姆潘巴(Erasto Mpemba)千里迢迢也從坦桑尼亞趕來。姆潘巴是個森林管理員,說白了就是一個看林子老頭兒。
    但姆潘巴可不是個「白丁」。他是應邀作為榮譽嘉賓,為以他的名字命名的「姆潘巴獎」的獲勝者頒獎的。
    故事要回到五十年前的坦桑尼亞,姆潘巴的孩提時代。
    牛頓的定律你學會了嗎?
    1963年,在坦幹伊卡湖畔(Lake Tanganyika)一所中學讀書的姆潘巴在家裏製作冰淇淋時,偶然錯將滾沸的牛奶與常溫的牛奶一起放入了冰箱冷凍。結果,他發現,熱牛奶結冰速度快過冷牛奶。
    再用沸水與溫水對比試驗,出現了同樣不可思議的結果。
    第二天,他問學校的物理老師這是為什麼。老師回答說,道理很簡單:不可能!
    姆潘巴沒有被老師的不屑嚇住。第二年轉到另一所中學,他向老師提出了同樣的問題。
    不同的老師一樣的回答。老師說,看來牛頓的冷卻定律你還沒有學會呀。姆潘巴只能堅持說,實踐結果與理論不一樣。
    老師譏諷說,看來有兩種物理,一種是放置四海皆準的物理,一種是「姆潘巴物理」。

    姆潘巴現象的誕生

    1968年的一天,一位著名的物理學教授來到學校訪問。物理老師說,大家有什麼問題要問尊貴的物理學家?
    姆潘巴的機會終於來了。「如果將兩個盛著相同體積的水的容器,一個水溫35攝氏度,另一個100攝氏度,將兩個容器放入冰箱,100攝氏度的水先結冰」。
    姆潘巴高舉著手,不顧同學們的起哄,一臉倔強的問:「為什麼」?
    那個來學校訪問的「尊貴的客人」,就是在首都達累斯薩拉姆大學講學的英國物理學家奧斯伯恩教授(Prof. Denis Osborne)。
    姆潘巴現象」
    有時熱水凍結快於冷水的現象稱為「姆潘巴現象」,其原理至今還沒有滿意的解釋。
    同學哄堂大笑,老師一臉尷尬,奧斯伯恩教授無言以對。但他沒有否定姆潘巴,只是問,你自己動手實驗了嗎?姆潘巴說,反反覆複很多次。
    奧斯伯恩教授回到實驗室,立刻動手實驗,反反覆複很多次,結果都一樣:熱水結冰速度快於冷水。
    1969年,奧斯伯恩教授與姆潘巴聯合發表了一份報告,論述這一現象。「姆潘巴現象」(Mpemba effect)誕生了。

    最接近可能的解釋

    50年後,對「姆潘巴」現象仍然沒有一個令人信服的解釋。於是,英國皇家化學學會在去年夏天搞了一個有獎競徵活動,懸賞1000英鎊,破解「姆潘巴現象」。
    本來只是個科普活動,搞個把月就結束,沒想到一石激起千層浪,來自122國家的應徵者寄來了22000份答案,其中,來自中國的就有880份。
    經過半年多的評選,日前終於確定了獲勝答案,由姆潘巴親自頒獎,出現了文章開頭的一幕。
    提供最佳答案的是來自克羅地亞的一位叫布勒格維克(Nikola Bregovic)的年輕人、薩格勒布大學的助理研究員。他的解釋是,「姆潘巴」現象是由於對流和超級冷卻導致的(convection currents and supercooling)。

    跳出圈子思考

    姆潘巴
    「姆潘巴」現象最大的價值,在於 「它鼓勵人們跳出圈子思考,敢於挑戰權威」。
    布勒格維克的解釋對我來說像聽天書,不敢不懂裝懂。實際上,評選委員會對他的解釋也不盡滿意,只是在認為在收到的所有答案中,最可能接近實事的解釋罷了。
    其實這並不重要。在22000份答案中,有351份的答案竟然都是以同樣的一句話開頭:「我不是搞科學的,但是…」
    負責評審的奧斯伯恩教授說,這個活動如此吸引人,正因為它是身邊的科學,人們家裏都有冰箱,人人可以動手一試,而且結果出人意料。
    但「姆潘巴」現象最大的價值,奧斯伯恩教授50年後的今天總結說,是「它鼓勵人們跳出圈子思考,敢於挑戰權威」。
    當然,如果能對「姆潘巴」現象作出一錘定音的、無可辯駁的解釋,也同樣有價值。
    各位讀者,回家動手試試?

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