2009年10月13日星期二

实验室手记之卡布奇诺的泡泡-科学松鼠会

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实验室手记之卡布奇诺的泡泡

Tue, 13 Oct 2009 04:44:57 +0800

3241783337_50d5ed5c37(松鼠会的群博和论坛都小睡了一觉。。。贴个八卦一点的庆祝一下。。。)

研究经费申请书的写作指南都会强调要对研究的应用价值浓墨重彩,哪怕这个应用前景还很遥远还很虚幻。因为决定给不给钱的人不一定愿意去完全搞明白你想干嘛,他们对于"研究意义"就会更加关注。所以老板每次写申请都会说"泡沫的形成与稳定在工业上有广泛应用……"。虽然我念学位的几年中从来没有见过传说中的应用,到了后来帮他写申请的时候还是不假思索地把那些话照抄上去。所谓推己知人,我也就一贯对于人们坚决捍卫以讹传讹的传说充满了理解。我才不过听老板念叨了几年就已经可以不加思考,何况那些从小就耳熟能详的传说?到了快毕业的时候,还真有一个公司找老板研究如何产生"更好"的泡沫。那时候我已经靠折腾泡沫在学术刊物和会议上灌过一些水,用老板的话说也算得上"专业人士"了,自然就被老板抓来为实验室做贡献。在与公司的人会面之前,打算做点家庭作业,就问老板他们想做什么泡沫。老板说是那种自动售货机的cappuccino,见我一副茫然的样子,解释说就是咖啡泡沫。我说没见过,老板说没见过也没有关系,反正又不是要你做咖啡,你只管泡沫就行了。想想老板说的也是,研究猪肉的人不一定需要吃猪肉,也不一定需要见过猪跑,研究cappuccino泡泡的人也不一定非得喝过它。

很久以后,我才知道cappuccino在中文里的的小资译法叫做 "卡布奇诺"。真正的卡布奇诺是浓缩咖啡加牛奶泡沫组成的,可以做得很精细很高档,在专卖店里还可以做得很花哨而充满"高雅"和"情调"。不过在我老板眼里,再花哨的泡沫也还是泡沫,而美国更广泛的是我们要做的这种"快餐化"的"卡布奇诺"。它已经跟真正的"cappuccino"相去甚远了,只是作为自动饮料机的一个选项,其他的选项可以是牛奶、果汁、可可等等。这样的饮料机可以放在公共场所,或者教室外面的走廊,只要投入硬币,拿个杯子自己去接就行了。虽然没有"正宗"卡布奇诺的情调,但是方便实惠,很符合美国人的需求,比"真正"的卡布奇诺甚至更加流行。

其实公司只是有一个意向,第一次见面就是要把他们的要求转化成具体研究目标,并且确定实验流程、实验变量以及检测指标及手段等等。跟国内常规的饭桌上解决问题不同,鬼子们的业务都是在会议室里谈的,谈完了也没有饭吃。对方的公司来了两个人,加上我和老板,四个人在大会议室里煞有介事地开会。他们的目标倒也简单,就是想让出来的泡沫好看一些、持久一些。

细腻、持久是生活语言,作为研究我们得需要一个明确的物理参数来衡量。泡沫的细腻主要由泡泡的大小决定,而稳定性也深受大小的影响,所以泡泡的尺寸就是关键参数。可是那些泡泡很小,需要用显微镜放大才行,这又牵涉到别的细节问题。反正说起来简单,做起来繁琐,我就开始琢磨如何"嫁祸于人"。至于稳定性,对方说他们是用透明的杯子接一杯泡沫,记录不同的时间泡沫和液体的高度,用这两个高度的变化来衡量泡沫的稳定性。我还在想这玩意儿容易,又简单又直观,老板说我们可以用核磁成像来测量。做老板的好处就是只需要知道什么技术能够干什么就够了,至于这项技术如何工作交给学生就行,所以老板说完"我们已经成功地使用这项技术很久了",就把殷切的目光投向了我。其实用核磁成像来测量泡沫稳定性,对解决他们� �问题并没有太大帮助,而且真正操作起来比拿杯子看要麻烦多了。虽然我对老板这个"简单问题复杂化"的决定相当不解,还是老老实实地开始介绍这项技术的"高级之处"。他们显然对于技术原理以及实验操作兴致索然,只是出于礼貌地频频点头,我也就尽量长话短说。在毕业答辩上"简介"15分钟的东西,用两分钟来介绍,我也很配合地不问他们明白了没有。然后,我说"……这样,使用这个技术可以把杯子中不同高度上的泡沫的水含量随着时间的变化测量出来"。虽然这句话很长很别扭,把人绕糊涂的能力很强,但是听起来有点酷,他们可能很满意,终于隐隐显示出了不虚此行的兴奋。后来我问老板为什么要用这个很麻烦但是对解决问题没有什么帮助的技术,老板的回答是:人家跑到大学里来找你做,当然需要一些他们做不了的"高技术� �了,你看他们不是对这个核磁成像的曲线充满了兴趣吗?这个例子再一次证明:做老板不是会解决问题就够的,智商之外情商也很重要。

下面就是决定研究什么因素对泡泡的大小和稳定性有影响了。老板搭了台,唱戏自然是我的责任。

我:最有效的就是提高奶粉浓度……

对方:这个……我们清楚……不考虑……(也是,提高浓度要增加成本)

我:那把奶粉换成纯蛋白?

对方:研究的时候可以,实际应用还是要用奶粉……(哦,忘了,奶粉比纯蛋白便宜多了)

我:那加点增稠剂如何?

对方:可以试试……但是希望不大……改变配方我们决定不了……(大公司就是麻烦,做点小改变要一堆人审批)

我:那……你们能够改变什么?

对方:机器的操作条件、或者机器的内部构造……你们找出哪些因素影响比较大就行了……(哦,这就是叫做"研究"而不是"开发"的原因了——我们找到路,他们决定如何走)

……

于是天马行空,四个臭皮匠,合成一个诸葛亮,把大家能想到的可能的影响因素列了出来。然后按照他们能够提供的经费,决定对哪些影响因素进行检测。工业界的研究与学术研究的区别之一就是,做什么如何做不是由研究人员的好奇心决定的——很大程度上,是由准备花多少钱决定的。

最后,就是讨论如何做泡沫了。显然,用现成的饮料机无法改变要研究的因素,也很难监测机器运行中的物理量。于是,就不能只吃猪肉不见猪跑了,得先看看饮料机的内部构造,然后搭建起一套东西,既要模拟那个过程,又能改变操作条件,同时可以测量一些变量。

会面一周之后,我收到了他们邮来的饮料机。于是,"泡沫在工业上的应用"终于有了一个实践的机会。

(未完)

配图出处:MADCAT19

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