实验室里的乐高积木

2011年8月5日，朱诺号探测器从佛罗里达州的卡纳维拉尔角升空，开始了为期5年、飞往我们太阳系最大行星——木星的旅程。探测器携带了大量的科学仪器，旨在测定行星的成分和水的含量等参数，并绘制其引力场。朱诺号还载有几位特殊的乘客：三个小小的乐高玩偶。它们分别代表着罗马的神话人物，象征天空和雷电之神朱庇特、他的妻子朱诺，以及1610年研究过朱庇特四颗最大卫星的科学家伽利略·伽利莱。

这些乐高玩偶的货物旨在激发年轻人对科学和宇宙学的兴趣。据朱诺号首席研究员斯科特·博尔顿（Scott Bolton）称，每位太空旅行的角色都与普通乐高玩偶大小相同，但它们是用“特殊太空级铝”铸造的。“它们已经通过了所有测试，以确保它们能像我们的其他科学仪器一样安装在我们的探测器上。”

不幸的是，这些乐高乘客将面临一个炽热的结局。探测器目前正在绕木星运行，但它已收到了严格的离境日期，以消除太空碎片并避免与木星的79颗卫星之一发生碰撞——这可能会导致生物污染。因此，在2025年9月，朱诺号将通过降低速度并坠入木星大气层来故意脱离轨道，在那里它将燃烧殆尽。

这些乐高玩偶，它们从地球飞往木星，行程大约20亿英里，将在木星的大气层中走向毁灭。它们剩余的部分可能会在木星上存在数十亿年，并以每小时数百英里的速度随着行星的风而环绕。

乐高组件的用途不仅仅局限于太空旅行：这些标志性的黄色玩偶已协助了广泛的科学领域的研究团队。例如，它们曾参与了所谓的声学时间反演实验，在该实验中，声波被聚焦到一点。杨百翰大学的研究人员利用这种方法，在其他乐高玩偶保持直立的情况下，击倒了一个乐高玩偶。

除了能够实现乐高保龄球之外，聚焦声波还可以通过收集声音并将其聚焦到听不见的地方来产生噪声消除。这项技术还可以将声波定向到肾结石上将其击碎，或者将音频信号发送给敌方无法探测到的潜艇。它甚至可能让你在人群中只与一个人交谈而其他人听不见。

在另一个研究领域，乐高玩偶可以承受极低的温度。英国兰开斯特大学的低温物理学小组将一个乐高玩偶冷却到地球上最冷的温度，比绝对零度（华氏零下459.67度）高出仅几千分之一度。这个乐高玩偶在考验中幸存下来，堆叠在一起的四个积木也幸存了下来。

最初在酒吧头脑风暴产生的一个有趣的实验，产生了一些有价值的科学成果——即堆叠的乐高积木比低温研究中常用的昂贵高性能隔热材料提供了更好的隔热效果。

低热导率的材料有助于隔离组件，以达到此类工作所需的极低温度。当它们被夹在一起时，热阻可能来自于相邻积木之间的空隙以及它们之间相对较小的接触面积。

在另一个例子中，麻省理工学院的工程师们正在开发一个完全由乐高积木构成的系统，用于输送微量液体。这项发明可以帮助实验室更有效地工作，例如通过加速药物安全性测试过程。欧洲航天局的科学家Detlef Koschny则建造了“罗塞塔”（Rosetta）探测器和着陆器的乐高模型，以帮助在会议中可视化和演示其功能。

乐高如此有用的原因：实验室使用这些塑料积木，是因为它们按照精确的规格制造，并且无论在哪里购买，尺寸都相同。这确保了全球设备的统一性。此外，基于乐高的工具可以是模块化的，并易于为不同实验进行修改。乐高的版权已过期，允许科学家们自己制作积木，例如使用不同的材料。

这些儿童玩具最终提供了由精密工程单元零件（以及迷人的玩偶）构建的无限结构。