耗时漫长的科研项目:从太阳黑子到沥青滴落

作者: Brian Owens

来源: 环球科学

发布日期: 2018-11-22

本文列举了5个耗时漫长的科研项目,包括记录太阳黑子、监控火山、肥料的影响、天才成长研究以及沥青滴落实验,展示了科学研究中的耐心与坚持。

尽管科学发展是一个长期追求的目标,但研究工作通常是在较短时间内进行和完成的。然而,有些研究项目是不可操之过急的,例如研究人类寿命、地壳和太阳表面的变动情况,则需要花费几十年甚至上百年的时间。

本文列举了5个耗时漫长的科研项目,其中有些项目的数据积累工作已经持续了几个世纪,有的每年产生数百篇论文,而有一项研究每十年才能获得一个数据。这些耗时漫长的实验往往会受到很多不利因素的影响,如资金不足和人员变动。尽管如此,实验开创者的远见卓识和继任者的耐心与奉献,使得这些研究项目没有半途荒废。

如果真如一项历时90年的人类寿命研究所显示的那样,坚持不懈这一品质预示着健康长寿,那么本文中所描述的科学家都能创造他们自己的记录了。

自从400多年前望远镜问世以来,天文学家就一直在记录太阳黑子的活动,伽利略作为其中的一员也记录下了他的观察结果。然而,早期的观察者既不知道出现在太阳表面的黑色斑块究竟是什么,也不了解产生太阳黑子的磁场。

直到1848年,瑞士天文学家鲁道夫·沃尔夫在对太阳黑子进行了系统观察之后,开发出一个计算世界范围内黑子数量(即著名的沃尔夫相对数)并沿用至今的公式,人们对太阳黑子活动才有了进一步认识。

2011年,弗雷德里克·克莱特成为比利时皇家天文台太阳影响数据分析中心的负责人。为了研究太阳黑子活动,该中心搜集了自1700年以来,由500多名观察者在观察太阳表面时留下的照片和手绘资料。

美国斯坦福大学的太阳物理学家利夫·斯瓦加德说,这些数据对于预测太阳黑子活动是非常珍贵的。太阳黑子活动的盛衰变化周期约为11年左右,太阳喷入太空的带电粒子流会影响地球上的卫星和电子设备。

意大利南部的维苏威火山虽然是一座活火山,但每隔几千年才会壮观地喷发一次,最近一次大喷发是在公元79年,这次喷发将庞贝城埋葬在了火焰之中。

在此次喷发的大约3800年之前,维苏威火山喷发产生的热气和岩石覆盖了如今的整个那不勒斯地区。维苏威火山观察站作为世界上最古老的火山研究站,自1841年起,便开始对这个不友好的目标进行观测,火山的每一次震动都被记录下来,以便预测即将到来的危险。

观测站坐落在维苏威火山一侧600米高的位置处。为了安全,观测站与火山顶有较远的距离,从而避开火山喷发产生的岩石碎片和岩浆流。现任维苏威火山观测站的负责人马赛罗·马蒂尼说,“这个火山观测站的建立,塑造了火山学和地质学研究的雏形”。

2008年,安迪·麦克唐纳接手了一项农业实验,这是自1843年起就开始进行的一项研究:弄清楚矿物肥料和有机肥料对农作物产量的影响。

该项研究是由肥料大王约翰·劳斯在其位于伦敦北部的洛桑庄园里发起的,实验测试了氮、磷、钾、钠、镁以及农家肥料对几种主要农作物产量的影响,研究的作物包括小麦、大麦、豆类和根块农作物。

现今在英国洛桑研究所负责“经典实验”的麦克唐纳说,“研究进行了二三十年之后,一些肥料的相对重要性就基本弄清楚了”。比如,氮肥的作用最大,其次是磷肥。

1921年,美国斯坦福大学的心理学家路易斯·特曼通过其开发的斯坦福-比奈智商测试,挑选出了在1900年和1925年间出生的1500多名天才儿童,然后对他们进行跟踪调查。

这是世界上最长的纵向研究之一,也是历时最长的、深入研究人类发展的项目。在长达90多年的时间里,特曼对这些参与者的家庭生活、教育程度、兴趣爱好、个人能力以及个性品格进行了追踪调查。

1961年,在澳大利亚昆士兰大学工作才两天的物理学家约翰·梅因斯通无意间发现了一个古怪的小实验,当时该实验已经在橱柜里悄悄地进行了34年。

50年后,梅因斯通仍然照看着这个实验,并一直等着见证最激动的时刻。这个沥青滴漏实验的开创者是该校的第一位物理学教授托马斯·帕内尔,他想借此实验向学生证明,在冷却状态下很容易被锤子砸碎的沥青也可以像液体一样流经漏斗,从底部滴出。

最后帕内尔成功了,每隔6到20年,就会有一滴沥青滴落,迄今为止已经滴下了9滴沥青,速度如此之慢,使其成为世界上最慢的滴漏。

UUID: 345f20d3-3ead-4f78-be18-5fbebcb38444

原始文件名: /home/andie/dev/tudou/annot/AI语料库-20240917-V2/AI语料库/把科学带回家公众号-pdf2txt/2017-2018/2018-11-22_一辈子这么短,他们为什么要用几个世纪来做实验?.txt

是否为广告: 否

处理费用: 0.0073 元