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第18章 电气时代的故事(2)

诺贝尔与炸药

1864年9月3日的早晨,太阳刚刚升起,淡淡的月牙还没有消逝,熙熙攘攘的人群已经开始活动,清晨的静谧顿时变得无影无踪了。突然,如同平地一声春雷,震得人们耳朵根子发麻。远处,教堂钟楼的大块玻璃,轰然坠落粉碎,人们感到地面在颤动,许多人都以为发生了地震,胆小的人纷纷祈祷上帝保佑……发明炸药的诺贝尔城东的诺贝尔家族住宅附近,发生了一场罕见的爆炸。属于诺贝尔家族的大平房实验室,随着一声巨响变成了一片瓦砾。从事实验的五个人全部死于非命。老诺贝尔的小儿子埃米,也在这次爆炸中丧生。炸药的爆炸力是人们从未见过的。

当市政厅方面公布爆炸情况时,城内的百姓们简直要造反了。原来,诺贝尔一家正在研究一种爆炸力极强的硝酸甘油,因操作不慎引起爆炸。谁愿意躺在炸药桶旁边睡觉呢?愤怒不已的邻里们简直要将诺贝尔一家扫地出门。市政厅当即发布命令,禁止在城里搞实验,否则将驱逐诺贝尔一家。

在爆炸中炸成重伤的老诺贝尔,急火攻心,成了半身不遂。诺贝尔兄弟三人——幸免于难的三兄弟,服侍父亲睡着之后,在客厅中激烈地争论起来了。

“为了全家人的性命,还是放弃这该死的实验吧!”胆怯的老二心有余悸。

“我们必须坚持到成功,否则埃米白死了。父亲会恨我们一辈子的!”老三坚持绝不退让。诺贝尔先生的三儿子,就是后来人们熟知的阿尔弗莱德·伯恩哈德·诺贝尔,他是诺贝尔奖金的创立者。

在阿尔弗莱德的坚持和劝说下,诺贝尔三兄弟决定齐心合力,继续把有关炸药的研究进行下去。

政府明令禁止在城里制造炸药,他们只好把设备搬到距斯德哥尔摩较远的马拉湖面的一只平底船上。人们都说诺贝尔一家全疯了。其实,诺贝尔一家是热衷于科学技术,沉浸在炸药研究中的发明家族。从老诺贝尔开始,这个小工厂主就献身于技术发明,直到阿尔弗莱德创立不朽的诺贝尔奖金。诺贝尔家族历经磨难,千辛万苦,为科学事业做出了卓越的贡献。

诺贝尔家族正处于欧洲从手工业工场向大机器生产过渡的蓬勃发展时期。从父亲到儿子,无愧于那个产生巨人的伟大时代。

19世纪的欧洲,社会发展进步的速度很快。由于瓦特蒸汽机的日益普及,各国煤和铁的需求量急剧增加,到处都在挖煤找矿,矿业需要更强有力的工具。技术的广泛应用,又造成了各国之间实力的差距,为争夺资源和市场,往往又爆发一系列战争。军事上也要求制造强有力的武器,这就促使和吸引了许多化学家研制炸药。

炸药原产于中国。远在公元六七世纪的唐朝,中国人就用硝、磺、炭三者配合,制成了黑色火药。后来,通过蒙古游牧民族的征战和丝绸之路的传递作用,制造火药的配方传到了欧洲。中国黑火药威力小,满足不了19世纪欧洲社会发展的需要。但是它启迪人们研制新的高效炸药。

1837年,法国化学家贝罗兹用浓硝酸处理棉花时,得到硝化棉。当这位化学家无意之中将硝化棉丢入火中时,猛烈的燃烧险些把整幢房子付之一炬。

1847年,意大利化学家索布莱洛,偶然把制造肥皂的副产品甘油与浓硫酸和浓硝酸混合时,得到了一种油状透明液体,即硝酸甘油。有一次,他将一滴硝化甘油放在试管里加热,发生了强烈爆炸,炸伤了他的手、脸,实验室内其他人也受了伤。他没有意识到这是一项伟大的发明,却苦恼于它经常发生爆炸而无法测定其化学成分。不久,他把自己的发现搁置起来了。

19世纪50年代,诺贝尔一家接过了研究炸药的旗帜,最先驯服了烈性炸药。老诺贝尔是一位献身科学技术的发明家,当他在瑞典苦心经营的小工厂毁于火灾之后,他便远离祖国和妻儿,到俄国寻求生路。在俄国,老诺贝尔惨淡经营,从事机械发明和研制炸药。他的研究成果受到俄国各方面的赏识,但俄国皇室的政治动荡,又使他好景不长,事业难以为继。

年近60岁的老诺贝尔回国后,重整旗鼓,和他的几个儿子一起研制炸药。父亲不屈不挠的性格,被阿尔弗莱德所继承。当阿尔弗莱德看到硝酸甘油具有威力无比的爆炸力时,就决定认真研究这种炸药,将它用于矿山开凿和运河挖掘等工程建设上去。从此,阿尔弗莱德·诺贝尔的一生,就与不断的爆炸结下了不解之缘。

阿·诺贝尔初次见到硝酸甘油,是在俄国的彼得堡。当时,俄国化学家齐宁教授,向前来讨教的诺贝尔父子,演示了硝酸甘油的爆炸性。当很少很少的硝酸甘油在锤击下发生猛烈爆炸时,给诺贝尔留下了极深的印象。

为了控制硝酸甘油的爆炸,首先必须发明引发装置。经过研究,诺贝尔发现要使硝酸甘油爆炸,必须把它加热到爆炸点或以重力冲击。1862年,诺贝尔用火药引爆硝酸甘油获得成功。诺贝尔先把硝酸甘油装在玻璃瓶里,再把装满火药的锡管放入,然后装进火引信。

诺贝尔终生忘不了那最早的一次安全爆炸。清晨,小河畔还弥漫着白茫茫的雾气。诺贝尔兄弟三人一起来到小河边,由阿尔弗莱德点燃导火索,然后丢入水中。猛然间,一声刺耳的金属爆裂声轰然鸣起,接着河水冲起几丈高,地面颤抖起来。首次爆炸证实其爆炸力远大于一般火药,成功使诺贝尔坚定了研制烈性炸药的决心。可是,随后不久的猛烈爆炸,就使他们失去了最小的弟弟埃米,并且被迫迁移到湖上小船中进行实验。

这时,诺贝尔利用雷酸汞具有稍经打击或震动立即爆炸的敏感特性,制成了引爆装置,即雷管。一天,诺贝尔在马拉湖岸边进行引爆实验。远处观望的人们亲眼目睹了诺贝尔从死神手中挣脱的情景:敏捷的诺贝尔刚刚轻手轻脚地把实验装置安装完毕,转身回走,还没有走开多远,“轰”的一声冲天巨响,炸药掀起了浓重的黑烟、尘土,人们都以为这回诺贝尔肯定完了。可是,谁知满脸血污的诺贝尔,却出人意料地从硝烟中跑了出来,兴奋地喊道:“雷管试验成功了!”

有了引爆烈性炸药的雷管,诺贝尔开始生产硝酸甘油。社会迫切需要烈性炸药,诺贝尔工厂的产品供不应求。然而,一连串的大爆炸,又使诺贝尔面临绝境。

硝酸甘油遇到剧烈震动,就会引起爆炸。当时人们对炸药的危险性十分无知。随意处理硝酸甘油,而不知死神正伴随自己。不久,报警的信函雪片一般涌向诺贝尔。

1865年12月,一位德国商人带着10磅(1磅约为045千克)硝酸甘油,住进纽约市的一家旅馆。硝酸甘油突然爆炸,把路基炸出一米多深的深坑,市民为之谈虎色变。

1866年3月,澳大利亚悉尼,一家货栈因贮存两箱硝酸甘油引起爆炸,一声巨响,片瓦皆无。

1866年4月,大西洋上的“欧罗巴号”轮船,因载硝酸甘油爆炸而沉没海底,玉石俱焚。

这些相继发生的惨祸,不仅导致数百人死亡,而且迫使各国政府下令禁止运输、制造和贮存硝酸甘油…形势急转直下,人们恐慌、怀疑,抵制和咒骂的话语向诺贝尔涌来,大有黑云压城城欲摧之势。坚毅的诺贝尔也为之焦虑和不安。但是他没有像发现硝酸甘油的索布莱洛那样痛悔不已、手足无措,只去向上帝祈祷宽恕。他坚信新炸药的优越性一定能为工业发展带来极大的益处,眼前的困难一定能够克服!

怎样才能解决烈性炸药的安全性问题呢?

诺贝尔日思夜想,终于想出了两种安全措施,最终解决了硝酸甘油的安全性问题。一个方法是在液体的硝酸甘安全炸药油中加入甲醇液体,用时再分离出来。这种方法比较复杂费事。另一个方法是利用固体物质吸收硝酸甘油。诺贝尔试用了木炭粉、木屑、水泥、砖灰等物,并做过多次爆破试验,以判定其效果。最后他决定选用一种产于德国北部的多孔的硅藻土,因为它吸收力强,化学性能稳定。

运用硅藻土吸收硝酸甘油的方法,诺贝尔制成了固体炸药。试制成功以后,诺贝尔亲自去各处表演,用铁的事实证明新炸药的威力和安全性能,以解除人们的疑虑,挽回不良影响。

1867年7月14日,英国北部矿山矿石贮存场的平地上,挤满了企业界的要人和好奇的观众,他们谨慎地俯身在一道拦水坝后,惊恐地向前眺望。

只见诺贝尔的几个助手,用废枕木点燃起一堆篝火,然后,诺贝尔从容地把10多磅重的炸药,放在熊熊烈火之上。围观的人们心惊胆战,他们深知不安分的硝酸甘油的威力,有些人吓得闭上了眼睛……过了一会儿,诺贝尔又跑到贮存场边缘的断崖旁边,当他将10磅重的炸药箱,丢到二三十米深的断崖下时,许多人吓得俯卧在拦水坝后。不论是火烧,还是撞击,新炸药都是安然无恙。诺贝尔又将炸药埋入一个废洞里,用引爆剂引爆,炸药炸得碎石乱飞、地面颤动……新炸药赢得了人们的信任,使诺贝尔炸药的用户解除了疑虑。从此,诺贝尔的炸药又广泛地应用到工业、矿业、交通业之中,全世界到处都响着诺贝尔炸药那震耳欲聋的爆炸声。

1896年12月10日,孤独的诺贝尔在意大利西部的疗养胜地悄然去世。按照他的遗嘱将多达3300多万瑞典克朗的遗产,建立了诺贝尔奖金,奖励那些为人类共同利益而奋斗的科学家、医学家、文学家以至于为人类和平而努力的和平主义者。

伽伐尼电池

1786年的一天,意大利波洛尼亚大学解剖学教授伽伐尼,正在认真地解剖一只青蛙。只见他全神贯注,一丝不苟,先用手中灵巧的解剖刀,准确地切开青蛙的腹部肌肉,接着细心地找出了青蛙的下肢神经,进行仔细地研究。当他正在解剖另一只青蛙时,旁边有一台起电机正好在工作。解剖刀无意碰了起电机一下,他再解剖青蛙神经时,一个以前没有见到的现象发生了,青蛙腿部肌肉明显地抽搐起来。

伽伐尼这一现象引起了伽伐尼极大的兴趣。他开始以为这是刚才还活蹦乱跳的青蛙一时没有死透的缘故。他后来终于发现了起电机、解剖刀和青蛙神经抽搐之间的必然联系。他决定检验一下,空气中的电是否也会使青蛙腿产生同样的反应。蛙腿神经的一端用导线连接到一根绝缘的金属棒上,将金属棒放置在屋顶上,同时使蛙腿神经的另一端接地时。他发现,在雷雨天,这条青蛙腿也会不时抽搐。

接下去,伽伐尼又做了一个实验。当他把挂着蛙腿神经的黄铜钩子,搭在铁棍上,青蛙肌肉就发生抽搐,而且,即使在晴朗的日子里,这种现象也一样发生。最后,他用两种不同的金属分别触及死蛙的肌肉和神经,并把两种金属联结起来,肌肉也会抽搐颤动起来。

这些现象本来应该使伽伐尼意识到,青蛙的抽搐来自外界的电流。然而,一向酷爱研究生物电现象的伽伐尼却认为,青蛙的生物电与外界构成了回路。伽伐尼因而推断,电能来源于活的肌肉,相当于莱顿瓶放电。两种不同性质的金属,正好形成青蛙神经和肌肉之间的电路,他把这种电称为“生物电”。伽伐尼的结论,或许和他的少年往事有着密切关联。

安琪尼奥姨妈住在亚得里亚海滨的一个小镇。少年时代的伽伐尼经常跑到她家去度过漫长的暑假。蔚蓝色的大海,银色的沙滩,常常使伽伐尼流连忘返,他十分喜欢安琪尼奥姨妈。她年轻漂亮,宽厚仁爱,常常给伽伐尼讲美丽动人的希腊神话故事。可是,一看到安琪尼奥姨妈痛苦的一瘸一拐地行走时,伽伐尼的心都快碎了。

安琪尼奥姨妈患有严重的风湿性关节炎,致使她苦不堪言,这也是促使伽伐尼学医的重要原因之一。后来,采用了沿海渔民传统治疗办法,安琪尼奥姨妈的病症才大为减轻。欧洲一些国家的沿海居民,很早就采用电鳗鱼、电鳐鱼刺激人体,治疗头痛和风湿类疾病。

电鳗鱼伽伐尼对这些带电鱼类的研究,已经是他成为波洛尼亚大学医学系助教以后的事了。他通过长期研究发现,这些鱼全是会发电的电鱼。经过解剖,伽伐尼才知道,在它们头胸部两侧的皮肤里,各藏有一个由纤维组织所组成的、并由神经纤维相连接的蜂窝状发电器。靠着这种发电器,电鱼能够发出足以击人麻木的很强的电能。电鱼就是凭借它的这种能够自控和随时发出的电能,获取食物或击退强敌。安琪尼奥姨妈就是通过电鱼的发电,进行“电疗”,才获得了较好的疗效的。

围绕着生物电现象,伽伐尼又进行了长达十几年的研究。他感到自己正在从事揭开生命力量之谜的伟大研究。他在这场伟大的发现过程中,侧重于神经生理学方面的研究,奠定了生物电学研究的基础。

1793年,伽伐尼在英国皇家学会会议上阐述了他的发现和见解。在会后的演示实验上,人们都为伽伐尼的伟大发现而喝彩,与会的人们都欣然地接受了伽伐尼对这一发现的生物电的分析。伽伐尼的发现和理论使整个欧洲科学界兴奋异常,“青蛙实验”成了街谈巷议的话题。后来,就连罗马宫廷也对伽伐尼的青蛙实验大感兴趣,派人邀请伽伐尼表演。

在一次演讲结束后,助手给伽伐尼带来了伏打实验的消息,并把实验结果记录交给了他。看到伏打的名字,伽伐尼立即回忆起那个生气勃勃的帕多瓦年轻的教授。在从伦敦返回意大利的旅途中,伏打将满脑子的古怪想法倾倒给了伽伐尼教授。

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