【世界之最/世界之謎/上海三名女中學生破解世界性疑題姆潘巴現象】
<P align=center><STRONG><FONT size=5>【<FONT color=red>世界之最/世界之謎/上海三名女中學生破解世界性疑題姆潘巴現象</FONT>】</FONT></STRONG></P> <P><STRONG></STRONG></P><P><STRONG>【標題】：上海三名女中學生破解世界性疑題姆潘巴現象</STRONG></P>
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<P><STRONG>【內容】：熱牛奶為何比冷牛奶先結冰？</STRONG></P>
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<P><STRONG>在《十萬個為什麼》中被稱為奇怪的“姆潘巴現象”，2005年在老師指導下得到解答——上海3名高中女生破解世界疑題在許多版本的《十萬個為什麼》裏都會提到同一個帶有傳奇色彩的故事：1963年，坦桑尼亞的一位初三學生在製作霜淇淋時意外發現，熱牛奶比冷牛奶先結冰。</STRONG></P>
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<P><STRONG>這個奇怪的現象後來以這位學生的名字命名——姆潘巴。</STRONG></P>
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<P><STRONG>42年後，3位上海的女中學生在老師指導下向同齡人姆潘巴發起了挑戰。</STRONG></P>
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<P><STRONG>一拍即合師生課題組誕生葉莎莎、庾順禧和董佳雯都是從《十萬個為什麼》中第一次認識姆潘巴的，當時她們還在讀小學。</STRONG></P>
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<P><STRONG>“感覺姆潘巴現象很難解釋，但卻從來沒有懷疑過。</STRONG></P>
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<P><STRONG>因為小時候總認為書上寫的都不會錯。”</STRONG></P>
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<P><STRONG>這位曾獲得過世界工程師大會未來工程師論壇第二名、來自向明中學高三的葉莎莎笑著回憶起了童年。</STRONG></P>
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<P><STRONG>向明中學高二年級的庾順禧同樣也是多年的科創高手，在2004年的上海市第五屆中學生科學課題研究評比中，她個人有3件作品獲獎。</STRONG></P>
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<P><STRONG>其中的多種腳控式自翻樂譜架和可擕式家用電器安全電壓檢測器都受到了廣泛好評。</STRONG></P>
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<P><STRONG>去年參加比賽的過程中，小庾無意間看到了其他同學做的姆潘巴研究，“當時很受啟發，也很感興趣，心裏就有些蠢蠢欲動了。”</STRONG></P>
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<P><STRONG>高二女生董佳雯就讀于上海中學。</STRONG></P>
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<P><STRONG>她從小就是個生活中的有心人。</STRONG></P>
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<P><STRONG>看奧運會擊劍比賽，見到中國選手多次受到裁判的不公正待遇，不平之餘，她想到去改進擊劍裁判的積分系統；</STRONG></P>
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<P><STRONG>數碼照相機因誤操作丟失了不少珍貴照片，頓足之後，她想為數碼照相機設計一個“回收站”，便於“亡羊補牢”。</STRONG></P>
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<P><STRONG>向明中學的科技指導老師黃曾新對姆潘巴現象關注已久，在一次課外課題研究過程中，他與學生聊起了姆潘巴，當時就引起了葉莎莎、庾順禧和董佳雯的強烈興趣。</STRONG></P>
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<P><STRONG>為了解決同一個世界性難題，4位師生“一拍即合”，課題組在2004年11月初宣告誕生。</STRONG></P>
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<P><STRONG>雙管齊下設備資料均備齊“兵馬未動，糧草先行”，3位女生通過查閱網上資料，選擇了課題實驗用的一些必需設備。</STRONG></P>
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<P><STRONG>向明中學領導得知這個課題後給予了全力支持，價值不菲的12點自動溫度記錄儀、帶有溫度顯示的無霜電冰箱、溫度感測器和電子天平秤等設備都在第一時間全部到位，學校為此共耗資6000餘元。</STRONG></P>
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<P><STRONG>通過互聯網，她們查閱了大量的資料，沒有發現權威的解釋。</STRONG></P>
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<P><STRONG>尤其令人不解的是，幾乎每年都有人撰寫論文研究姆潘巴現象，但沒有人進行定量分析，都缺乏令人信服的科學實驗資料，也沒有強有力的理論依據。</STRONG></P>
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<P><STRONG>隨後，3位同學分頭嘗試用家用冰箱做實驗，結果令人興奮：熱水和冷水幾乎同時結冰——沒有出現姆潘巴現象。</STRONG></P>
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<P><STRONG>初次實驗的結果使她們產生深入研究姆潘巴現象的欲望。</STRONG></P>
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<P><STRONG>設備和資料的準備工作雙管齊下後，終於萬事俱備、只等“開工”了。</STRONG></P>
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<P><STRONG>三色“神”杯製作實驗全靠它“三色杯”，一種普通的霜淇淋。</STRONG></P>
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<P><STRONG>炎夏的消暑良方在寒冬裏找到了用武之地，發揮出了“一杯三用”的“神”效。</STRONG></P>
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<P><STRONG>第一用，做實驗容器。</STRONG></P>
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<P><STRONG>走進工作室，好幾隻空的“三色杯”零亂地散落在桌子上，顯眼的同時還散發出淡淡的奶香。</STRONG></P>
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<P><STRONG>“這幾個月裏每天都和‘三色杯’打交道，估計以後再也吃不下了。”</STRONG></P>
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<P><STRONG>葉莎莎說。</STRONG></P>
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<P><STRONG>除了體積略顯龐大的“三色杯”外，小一號的霜淇淋杯子也很受歡迎。</STRONG></P>
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<P><STRONG>第二用，做液體原料。</STRONG></P>
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<P><STRONG>因為姆潘巴是在做霜淇淋的時候發現問題的。</STRONG></P>
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<P><STRONG>為了充分接近當時的操作條件，用霜淇淋來做實驗理所當然。</STRONG></P>
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<P><STRONG>但誰也沒做過霜淇淋，需要哪些原材料呢？</STRONG></P>
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<P><STRONG>最簡單的辦法就是買來現成的霜淇淋，等它融化之後就能迴圈利用了。</STRONG></P>
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<P><STRONG>價錢實惠的“三色杯”便“脫穎而出”。</STRONG></P>
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<P><STRONG>第三用，突破瓶頸。</STRONG></P>
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<P><STRONG>課題在進行到一半時遭遇瓶頸。</STRONG></P>
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<P><STRONG>雖然實驗表明是否加糖和加糖後是否攪拌都會對液體冰點產生影響，從而改變其結冰速度。</STRONG></P>
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<P><STRONG>但糖對液體結冰的干擾程度還不夠明顯，直到“澱粉”這個重要變數的出現。</STRONG></P>
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<P><STRONG>發現澱粉也多虧了“三色杯”。</STRONG></P>
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<P><STRONG>由於同樣溫度同樣重量的霜淇淋總比純牛奶先結冰，這就引發了3位同學的思考。</STRONG></P>
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<P><STRONG>偶然的機會，她們在“三色杯”的配料說明中看到了“澱粉”，試了以後茅塞頓開：原來正是澱粉的存在大大加快了液體結冰的速度。</STRONG></P>
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<P><STRONG>四人攻關探尋為何先結冰3位同學的大半個寒假都是在實驗室與黃曾新老師共同度過的。</STRONG></P>
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<P><STRONG>超過100次的實驗最終換來的是上萬個寶貴的資料。</STRONG></P>
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<P><STRONG>開學前，實驗階段結束，課題組迎來更為枯燥的資料分析階段。</STRONG></P>
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<P><STRONG>雖然有先進的自動化儀器相助，但萬千資料的整理、分析和總結還是頗為麻煩。</STRONG></P>
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<P><STRONG>暫且不論課題組精心繪製11張分析示意圖花費了多少時間，只需節選論文的“資料記錄分析”部分，其繁瑣程度就可見一斑：冷、熱純牛奶對比；</STRONG></P>
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<P><STRONG>冷、熱含糖牛奶對比；</STRONG></P>
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<P><STRONG>冷、熱無糖、無澱粉牛奶對比；</STRONG></P>
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<P><STRONG>冷、熱含糖、含澱粉牛奶對比；</STRONG></P>
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<P><STRONG>冷、熱純水對比；</STRONG></P>
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<P><STRONG>冷、熱糖水對比；</STRONG></P>
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<P><STRONG>冷、熱鹽水對比；</STRONG></P>
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<P><STRONG>冷的純水與純牛奶對比；</STRONG></P>
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<P><STRONG>有糖冷、熱澱粉與無糖冷、熱澱粉對比……嚴密的分析之後，結論水到渠成：同質同量同外部溫度環境的情況下，姆潘巴現象不會出現，不可能熱的液體先結冰。</STRONG></P>
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<P><STRONG>此外，課題組還分析了姆潘巴現象之所以產生的3種可能情況：冰箱溫度並不均勻，如果姆潘巴將其冰盒正巧放在冷卻管附近，甚至與冷卻管相接觸，完全有可能熱牛奶比冷牛奶先結冰；</STRONG></P>
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<P><STRONG>如果姆潘巴不喜歡吃甜，在霜淇淋中少放了糖，或者因為匆忙沒來得及攪拌、糖粒沉在盒底形成固體，實驗證明可先結冰；</STRONG></P>
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<P><STRONG>姆潘巴自製的霜淇淋中不僅牛奶加糖，還加入了澱粉類物質，在其少放糖、少放牛奶時會先結冰。</STRONG></P>
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<P><STRONG>共同願望想與姆潘巴聯繫“希望我們這個課題研究結束後，姆潘巴現象可以不用再討論了。”</STRONG></P>
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<P><STRONG>57歲的黃曾新老師豪言萬丈。</STRONG></P>
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<P><STRONG>如果課題組的結論能得到專家的認可，那就意味著圍繞姆潘巴現象長達42年的爭論即告停止，這無疑是對黃老師和他3位得意門生的最好回報。</STRONG></P>
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<P><STRONG>上海市第20屆青少年科技創新大賽拉開帷幕，憑藉這個研究成果在比賽中力拔頭籌是黃老師近期的另一個心願。</STRONG></P>
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<P><STRONG>“我們的目標是要代表上海參加全國比賽，並且能進一步走向世界。</STRONG></P>
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<P><STRONG>目前看來很有希望。”</STRONG></P>
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<P><STRONG>黃老師的信心並非空穴來風，據他介紹，近幾年有3篇關於姆潘巴現象的論文獲得了上海乃至全國的大獎。</STRONG></P>
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<P><STRONG>“與獲得上屆全國科創大賽一等獎的文章相比，無論從研究方法、實驗資料、最終結論等任何一個方面，我們的論文都要領先一步。”</STRONG></P>
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<P><STRONG>“參加比賽當然想贏，那也是對自己實力的證明。</STRONG></P>
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<P><STRONG>就算成績不夠理想，我也沒有遺憾。</STRONG></P>
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<P><STRONG>因為通過課題的研究，我在動手能力、思維水準、團隊精神等多方面都有所提高，這些對我們今後邁向社會都是很有幫助的。”</STRONG></P>
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<P><STRONG>3位同學還表達了一個共同的心願：“如果有機會，想和姆潘巴本人取得聯繫，我們來共同做一次實驗。”</STRONG></P>
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<P><STRONG>【相關鏈結】姆潘巴現象的由來1963年，坦桑尼亞的馬乾巴中學三年級的學生姆潘巴經常與同學們一起做霜淇淋吃。</STRONG></P>
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<P><STRONG>他們總是先把生牛奶煮沸，加入糖，等冷卻後倒入冰格中放進冰箱冷凍。</STRONG></P>
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<P><STRONG>有一天，當姆潘巴做霜淇淋時，冰箱冷凍室內放冰格的空位已經所剩無幾，一位同學為了搶在他前面，竟把生牛奶放入糖後立即放在冰格中送進了冰箱。</STRONG></P>
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<P><STRONG>姆潘巴只得急急忙忙把牛奶煮沸，放入糖，等不及冷卻，立即把滾燙的牛奶倒入冰格送入冰箱。</STRONG></P>
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<P><STRONG>一個半小時後，姆潘巴發現熱牛奶已經結成冰，而冷牛奶還是很稠的液體。</STRONG></P>
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<P><STRONG>他去請教物理老師，為什麼熱牛奶反而比冷牛奶先凍結？</STRONG></P>
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<P><STRONG>老師的回答是：“你一定弄錯了，這不可能。”</STRONG></P>
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<P><STRONG>後來，姆潘巴進高中後又向物理老師請教，得到的回答仍是：“你肯定錯了。”</STRONG></P>
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<P><STRONG>當他繼續與老師辯論時，老師譏諷他：“這是姆潘巴的物理問題。”</STRONG></P>
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<P><STRONG>一個極好的機會終於來到了，達累斯薩拉姆大學物理系主任奧斯玻恩博士訪問該校，姆潘巴鼓足勇氣向他提出問題：如果取兩個相似的容器，放入等容積的水，一個處於35℃，另一個處於100℃，把放進冰箱，100℃的水卻先結冰，為什麼？</STRONG></P>
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<P><STRONG>奧斯玻恩博士的回答是：“我不知道，不過我保證在我回到達累斯薩拉姆之後親自做這個實驗。”</STRONG></P>
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<P><STRONG>結果，博士的實驗和姆潘巴說的一樣。</STRONG></P>
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<P><STRONG>【序號】：384</STRONG></P>
<P><STRONG></STRONG> </P>引用：http://tw.18dao.net/%E4%B8%96%E7%95%8C%E4%B9%8B%E6%9C%80/%E4%B8%96%E7%95%8C%E4%B9%8B%E8%AC%8E/%E4%B8%8A%E6%B5%B7%E4%B8%89%E5%90%8D%E5%A5%B3%E4%B8%AD%E5%AD%B8%E7%94%9F%E7%A0%B4%E8%A7%A3%E4%B8%96%E7%95%8C%E6%80%A7%E7%96%91%E9%A1%8C%E5%A7%86%E6%BD%98%E5%B7%B4%E7%8F%BE%E8%B1%A1
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