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《數理化通俗演義》作者:梁衡

41樓 七海八千代 2024-4-10 04:54
第三十九回
忽辭世短命人發現電磁波,見訃告有志者發明無線電
 
——電磁波的發現和使用   上回說到物理學家麥克斯韋雖沒有親手做多少電磁實驗,但他在臨死前預言一定會有人通過實驗發現電磁波。果然,在他死後的第九個年頭,一八八八年,在柏林有一位叫赫茲(1857-1894)的青年實驗物理學家完成了這項任務。當時許多人雖嘆服麥克斯韋對電磁波的完美描述,可就是找不見它。26歲的赫茲卻別有絕招。他將兩個金屬小球調到一定的位置,中間距一小段空隙,然後給他們通電。這時兩個本來不相連的小球間卻發出吱吱的響聲,並有藍色的電火花一閃一閃地跳過。不用說小球間產生了電場,那麼按照麥克斯韋的方程,電場既激發磁場,磁場再激發電場,連續擴散開去,便有電磁波傳遞。到底有沒有呢?最好有個裝置能夠接收它。他在離金屬球四米遠的地方放了一個有缺口的銅環,如果電磁波能夠飛到那裡,那麼銅環的缺口間也應有電火花跳過,他將這些都布置好後,這邊一接電鍵,果然那圓環缺口上藍光閃閃,這幫助發射球和接收環之間有電磁波在運動了。既然有波,就也該有波長,頻率和速度。於是他又親自量量它的波長。其實也很簡單,他將那銅環接收器向圓球發射器靠近,火花時亮時無,最亮便是波峰或波谷,不亮時便是零值,於是他便求出了波長,接著又算出了速度每秒三十萬公里,正好相等於光速,也有如光一樣的反射、折射性。麥克斯韋的理論徹底得到了證實,從法拉第到麥克斯韋再到赫茲,兩位實驗物理學家與一位理論物理學家巧妙的配合,終於完成了這個偉大的發現。
 
 
 
  正是:
 
 
 
  實踐理論再實踐,淘盡黃沙真金現。
 
  磁場電場又磁場,事物本來總相連。
 
 
 
  各位讀者,這赫茲何以有這樣的成就?原因可以有許許多多,但追溯到他的學生時代,有兩條卻極為重要。一是位從小養成了親自動手的好習慣,對技術和技能的學習十分愛好。他在課餘時間拜了一位木工為師,鋸、刨、斧、鑿已使得極為純熟,他還學了一門車工技術,後來赫茲的車工師傅聽說他成了大學教授還對他母親惋惜地說:「唉!真可惜!他本是一個難得的車工啊!」俗話說心靈手巧,大凡只有手腳並用毫不偷懶才能聰明。第二,赫茲小時候學習興趣相當廣泛,他學了英語、法語、義大利語,特別是在阿拉伯語方面表現出驚人的才能,以致教師向他的父親鄭重地建議他去學東方學。他愛美術,素描畫得很好,這又訓練了他的形象思維。他愛數學,常參加數學比賽,這又訓練了他的邏輯思維能力。他想當建築師,曾專攻過建築,後來又當過兵,這使他得到另一種鍛練,他給父母寫信說:「惰性從一個人的身上真正被取締了。」讀者中定有不少是渴望成才的青年,我這裡就他的成才略敘幾筆,或許對諸君能有一點啟迪。
 
 
 
  卻說這赫茲發現了電磁波就如當年牛頓發現了萬有引力,戴維電解出鉀、鈉之時,都是才剛剛二十幾歲的年紀,正宏圖初展,前途無限。但到1893年就開端患一種齒齦膿腫的痛,雖不是大病但卻很頑固,多次手術只能緩解痛苦而不能去根,後來連情緒也甚覺憂鬱傷感,他已自覺到將不久於人世。1893年12月4日夜,他秉燭展紙,強忍眼淚向兩兩雙親為了一封既是安慰又是預告的信:「假若我真發生了什麼事情的話,你們不應當悲傷,但你們要感到幾分自豪,並想到我屬於那些生命雖然短促但仍算有充分成就的優秀人物。我不想遭遇,也未選定這樣的命運,但是既然這種命運降臨到我的頭上我也應感到滿意。」這世界上實在是不公平,許多酒囊飯袋,活到百、八十,朽而不死;而赫茲這樣有功於世的人在1894年1月,以37歲的輕輕年紀卻猝然謝世。這在當時歐洲物理學界著實引起了好一陣悲哀。在他死去的第二天義大利帕多瓦大學門口貼出了這樣一張訃告:
 
 
 
  「波恩大學赫茲教授不幸於昨日去世,物理學界的一顆明星突然隕落,這是全歐洲的損失。
 
 
 
  赫茲教授對人類最偉大的貢獻,就是他通過實驗終於找到了電磁波,他雖然是個法國人,但是他告訴我們義大利人,告訴全世界人,每個人身邊都有電磁波,都是可以互相傳遞接收的,他雖然去世了,但他指給我們的這種波卻永遠存在,永遠陪伴著我們。所以赫茲教授是屬於全世界的,赫茲教授沒有死,他永遠活在我們中間……。
 
 
 
  為了表達對這位世界偉人的尊敬和悼念,茲定於明天上午在本校禮堂舉行隆重的追悼會。」
 
 
 
  在這張訃告下邊,有的人瞥一眼便匆匆離去,有的人讀後一聲嘆息,唯獨有一個小伙子卻像只腳被釘住一樣,兩眼瞪著訃告,嘴唇微張,半天不言不語,臉色里傷又含沉思,心情悲痛卻又激動。他在這裡大約站了一個多小時,才勉強挪動只腳,可那鞋底上像是抹了一層漆似地邁一步三回頭,遲遲不肯離去。
 
 
 
  各位讀者,你道這青年是誰?他叫馬可尼(1874-1937),出生在義大利帕多瓦城一個富有的家庭中,從小受過很好的家庭教育,養成了勤苦好學、愛動腦筋的習慣。大凡讀書人可分為兩類,一類是「書袋」,從小學到大學讀過的書有一人多高,不管是什麼書,只要是學校規定的便只管讀來,一本一本地裝到肚子裡,並不消化,也不會創造,所以叫書袋。一類是「書錐」、「書鉤」,這些人的眼睛就像錐子,讀書時處處問個為什麼,必須把那本書錐穿再鉤出點什麼才肯罷休,他們讀過的書不一定多,但是思維越訓練越敏捷,碰到問題一針見血,又能舉一反三,因此也就不所有所創造發明。這馬可尼正是這後一類人。今天見到一張訃告也要從中勾出一點學問,他想這位赫茲教授發現的電波既然法國有,義大利也有,為什麼不可以利用這些無聲無形的波傳遞信號,傳遞人們的意志,讓死波變活?如果真能做到這一步,赫茲的功績不是更加同日月久長了嗎?我們紀念死者,就是要發揚他的成果,為活人多辦點好事。他這樣痴痴地想著,回到家裡,就對父親說:「 我似乎有這樣一種感覺,即這些電波會在不遠的將來供給人類以全新的和強有力的通訊手段。」
 
 
 
  馬可尼自從讀了這張訃告之後,就立即到處收集數據,又在他父親的別墅里架天線,埋地線,自天試晚上調,而且居然改進了檢波器製成了發射機和接收機。終於在住地與一點七公里外的山間,實現了第一次通訊聯繫。他欣喜若狂,立即向義大利郵電部寫信要求資助,願將自己的發明貢獻給祖國的通訊事業。不想他這封信卻石沉大海,馬可尼一氣之下轉而向英國申請專利。
 
 
 
  1896年,在倫敦港,一個青年手提著一隻大箱子正要下船,海關檢測人員見這人衣帽不整,神色不定,便一把拉住他,問他箱子裡是什麼?這青年正是馬可尼,他初來倫敦不免慌張,結結巴巴地說這是一台發報機。當時哪有什麼無線電發報機?海關人員更沒聽說過這個玩藝,把箱子翻來倒去,又將馬可尼上下打量一通,這時旁邊又一個海關人員說:「怕是一個炸彈吧。」那人聞聽不禁大驚,忙雙手舉起箱子噗通一聲扔到海里,返身推了馬可尼一把:「去,去,去!還不快滾下船去!」
 
 
 
  馬可尼初出家門就受到如此欺凌,他舉目無親,原想來找專利局的,現在手中沒有了東西,誰認得他這個叫化子?他只知郵電局是管通訊的,便忍氣吞聲下得船來朝倫敦的郵電部大樓找去。
 
 
 
  郵電部總工程師普利斯是一個十分和藹可親又頗愛才的老頭。他一聽說來訪者就是馬可尼,立即退出椅子將這個可憐的小伙子摟在懷裡。原來他早從英國《電氣雜誌》上看到馬可尼的專利申請,並且一直在查找此人,無奈沒有地址,今天天使得見,喜不自禁。這馬可尼幾天來的一肚子委屈,現在突遇知音,不覺撲撲簌簌地掉下淚來,又說那隻寶貝箱子已沉在海里。普利斯大笑道:「孩子,有你在就有了一切。這座大樓里的設備都供你使用,還愁再造不出那隻箱子?」馬可尼聞聽,真不敢相信自己的耳朵,又問了一遍方相信這是真的,不覺喜上眉梢,那兩行淚珠也被這笑容擠得滾落地下,不知鑽到哪裡去了。
 
 
 
  馬可尼有了如此強大的後盾,如魚得水,如虎添翼,沒有幾天使制出了收發報設備,在郵電部大樓頂上與相距近三千米外的銀行大樓實現了通訊聯繫。過了不幾天又趕上當地一場傳統的遊艇比賽,出發點在港口,終點在30里外的海面上。過去,比賽結果的消息總得等幾個小時後才能送回,岸邊一般的觀眾常常等得不耐煩,不等比賽退出就已散去,而那些對賽艇押了賭注的人又都一個個像熱鍋上的螞蟻。今天為了試試這新的通訊設備,也為了向人們宣傳一下無線電報,郵電局將來好賺錢,普利斯一早就布置了兩艘綠色的郵船,他在終點發報,馬可尼在起點接收。當發令槍一響,碼頭上笛鳴鼓響,人聲鼎沸,遊艇劃破碧綠的海面,拖著一股白浪,轉個彎很快在人們視野里消失了。這時狂熱的碼頭也暫時冷了下來,正當人們神經剛剛鬆弛了一會,馬可尼突然舉起雙手連繃帶跳地喊道:「瑪麗號,瑪麗號第一!瑪麗號贏了!」這時那些向這艘船押了賭注的人都半信半疑地看著這個義大利人,而那些押了其他船的人卻恨得直咬牙,罵他造謠,一時起了糾紛。正轟鬧間,海面上報信的快艇已經折回,證實是瑪麗號奪魁。此時,人們方才相信那個「的的塔塔」的鐵盒子真有千里眼和順風耳的威力。狂歡的勝利者湧上那艘郵船,一起將馬可尼抬了起來,那個鐵盒子被你爭我奪地看來看去,船小人多,馬可尼擔心別再把鐵盒子又擠落到海里,忙喊著:「放下!放下!要落水了。」
 
 
 
  「海邊的人還怕落水麼?」瘋狂的人們還以為是他怕落水,索性把他抬起扔到水裡,大家好一陣狂跳大笑,盡興而散。
 
 
 
  1898年無線電波跨越了英吉利海峽,並正式用於商業。
 
 
 
  1901年2月馬可尼在英屬牙麥加的康沃爾建成了一座170英尺高的電波發射塔,然後他帶領助手肯普和佩基來到利物普港,準備乘船橫渡大西洋到紐芬蘭去接收康沃爾電台發出的信號。這時已是寒冬季節,朔風起,海浪翻,甲板上薄冰覆蓋,人連站立都很困難,馬可尼的父親,還有他敬愛的老師都來送行,父親勸兒子還是不要去冒險:
 
 
 
  「孩子,不是我拖你的後腿,電波能飛過四十五公里的英書利海峽,可是絕不會飛過大西洋的,再強的電波也會在空氣中慢慢消失。」
 
 
 
  老師也幫著老人勸自己的學生,還是不要幹這種異想天開的事,說:「你若想讓電波飛過大西洋,就得先在大西洋上懸一面像歐洲那麼大的鏡子,你要知道電波和光一樣只能走直線,兩地球表面是弧形的,除非高空有一面大鏡子反射,電波才能射到大西洋彼岸去。這一點,就是赫茲教授生前也是這樣認為的啊!」
 
 
 
  馬可尼說:「事情總是干出來的,過去誰能相信磁能變成電呢?法拉第一試,麥克斯韋再一總結,不就既有道理又成事實了嗎?干成幹不成,我今天就要親自去試試,哪怕失敗了也能為後人提供一些實驗數據。」說罷他便登上"撒丁號"破浪遠去了。
 
 
 
  12月12日,馬可尼帶若兩名助手來到紐芬蘭面對大西洋的一座小山上,在一座鐘樓內安好收報機,又在山上放起一面特大的六邊形風箏,上面帶著電線,升到四百米的高空,這是他想出來的升高天線的妙法。一切安置妥當,他便將聽筒貼在耳朵上靜靜地捕捉若那神秘的信號。窗戶外,佩基操縱著風箏,萬里藍天沒有一絲雲彩;室內,肯普站在他旁邊,瞪若一隻大眼,緊緊地盯著桌子上的收報機。突然,耳朵里傳來「滴-滴-滴」三聲,他覺得是自己心臟的跳動,再屏息細聽,又是三聲,他忙將耳機扣在肯普的耳朵上說:「快聽,這是不是信號?」"肯普只手按住耳機,有那麼幾秒,突然大聲喊道:「三個短碼,是他們發來的,我們勝利了!」
 
 
 
  馬可尼的電波一下子就飛出了三千七百公里,在大西洋的上空,人類第一次建起了通訊的橋梁。世界各國的報紙都用頭條發了這條驚人的消息。1909年馬可尼因此而獲得了諾貝爾獎金。
 
 
 
  讀者到此不禁要問,電磁波不是走直線的嗎?怎麼會繞過大西洋呢?難道空中真的有面大鏡子嗎?是的,真有一面大鏡子,後來人們終於發現了這面大鏡子,它就是整個地球大氣層中的電離層,它可以不斷地將地面發射的電波再反射到地面。不過當時馬可尼並不知道這些,但是他勇於試驗,凡事都要先試試再說,終於讓他碰對了。
 
 
 
  正是:
 
 
 
  莫笑馬氏去亂碰,機遇原在運動中。
 
  未乾就怕要失敗,件件事情都難成。 
42樓 七海八千代 2024-4-10 04:54
第四十回
千年夢石頭變金曾何見,一朝點破原子本性各同
 
——原子論的創立  各位讀者,在本書第三十五回,我講了一個化學家戴維的故事。可是這戴維身為化學家,手中卻操的是物理學的武器,就像那林沖反倒借了李逵的斧子。戴維借了剛剛出現不久的電學這把利斧,在還是一片荒蕪的化學世界,噼噼啪啪地一陣亂砍,終於拓出一條條小路,找見了鉀,找見了鈉,找見了鋇、鎂、鈣、鍶等元素。就在這揮斧拓荒的途中,他還收了一個徒弟法拉第。誰知這徒弟並不注意師傅每天砍什麼樹,卻十分注意那把砍樹的大斧。就這樣他對電一路研究下去,居然又拓疆擴地闖入一個電磁王國,而且他也扯起帥旗招來了麥克斯韋、赫茲、馬可尼幾員大將,浩浩蕩蕩拉起一支電磁學大軍。這支大軍一路衝殺下來,橫穿十九世紀,直勒馬在二十世紀的大門,好不威風。
 
 
 
  兵分幾路,各表一支。我們暫先按下電學那路人馬,回過頭來還從化學說起。那戴維自從借得電學大斧後,許多複合物在電斧下都被分解出來,他一路砍得性起,後來連硫、磷、碳、氮這些毫無問題的元素也要砍上幾斧,希望再砍出幾個新元素來,其結果當然是失敗了。這便又生出一個問題,什麼物質還能分解開來?什麼物質便不易再分?若要一直分下去,又會分成什麼樣子?而這又回到我們第一回里提的那個「世界是什麼」的老問題上來了。
 
 
 
  世界是什麼?凡人睜開眼看到天地萬物便不覺想尋根究底。三千年前中國古代學者認為世界大概是金、木、水、火、土這五種「元素」組成的。它們相互搭配,所以世界就現出千差萬別。我們在第一回里提到的那個古希臘學者泰勒斯(前624-547)則推斷水為萬物之源,只有濕潤才能生萬物,物質由水而來,又化水而去。稍後的希臘學者赫拉克利特(535-475)又提出火是萬物的基礎,世界不過是一團燃燒著的永恆的火。我們第二回提到的那個畢達歌拉斯(前582-500)則認為數是萬物之源,不過這已有點神秘了。這些古希臘學者中最有學問的要算德謨克利特(前460-362)了。他認為事物的本源是原子的排列。它們所以有形態、顏色、味道等許多的不同,那是因為組成它們的原子大小、形狀及排列方式不同。這個猜想真還想到了最要緊之處。它的出發點是唯物的,就是要沿著事物本身去尋根究底。與這同時,我國戰國時期也出現類似的思想,墨翟就提出物質微粒說,他稱之為「端」,而在《墨子》中已論述到物質無限可分的思想了:「一尺之棰,日取其半,萬世不竭。」即你拿一根短棍,今天取一半,明天取一半,後天再切一半,這樣一直切下去,那是永遠切不完的。
 
 
 
  可是正當德謨克利特剛提出原子說要接觸到世界的本質時,希臘又出現了一個學者叫亞里斯多德(前384-342),他認為世界是由火、空氣、水、土四種「元素」組成的,而每種「元素」又都表現為熱、冷、濕、干,一種元素通過熱、冷、濕、干的變化就可以過渡而成另一種元素。亞里斯多德當時是學術界的最高權威,神聖不可侵犯,他的思想竟統治世界一千來年。這種元素能互變的思想,比起原子論當然是一種退步,而且無論在中國、外國,它又引出一種鍊金術來。許多煉丹術士,夢想能煉出長生不老的金丹。就是那雄才大略的秦始皇、漢武帝也都受騙上當,在這方面花費了許多錢財。他們也總夢想點石成金,經過一燒一煉,將普通的銅鐵煉成貴重的黃金。從公元前二、三世紀開始希臘就有人幹這些蠢事,竟一直延續到十八世紀,許多君王都想通過這來解決他們的財政問題。一直到1782年,英國科學已發達,出現了牛頓、戴維,出現了皇家學會,也還有人在作這個夢。有一天英皇喬治三世在宮裡悶坐,正為日漸拮據的財政發愁,忽有人來訪,說他能點鐵成金,而且還帶來了黃金樣品。英王一聽,連忙召見,來人捧上樣品,真箇沉甸甸,黃燦燦,耀人眼目。英皇忙問,怎麼個煉法。來人稱:「臣自幼學習化學,現是皇家學會會員。現在所用鍊金之法,並不像古術士那樣火燒頑石,而是用最新化學方法使幾種元素參加化學反應生成黃金。」英皇一聽,又是皇家學會會員,又是最新方法,面前又擺著這一堆真金,喜得龍顏大開,忙命收下樣品,並通知牛津大學授他一個博士學位。誰知這事惹起牛津大學和皇家學會的教授學者們的激烈爭議,有人說也許真能點鐵成金,有人說根本是異想天開,爭論的結果還是請這位十八世紀的術士當眾一試。那人也慨然應允,約好日期,他去準備。到那天,觀眾到齊,人們到實驗室請他出台,誰知一推房門,他已伏在桌子上服毒身死。他本是自欺欺人,現在當然過不了這一關,只好一死了之。
 
 
 
  卻說化學就是這樣在渾渾噩噩中摸索。有時柳暗花明,有時山重水複。直到英國出了個波義耳,才推翻了亞里斯多德的「四元素」說,確立了元素的科學概念。法國出了個拉瓦錫又推翻了〝燃素說〞,確立了氧化物的科學思想,並且排出了最初的元素表。看來物質確實是可以越分越細的。就像力學在伽利略之後要有牛頓、電學在法第之後要有麥克斯韋,這化學也著實需要一個人出來在理論上概括一下了。
 
 
 
  正是:
 
 
 
  眾人摸索千百年,
 
 
 
  窗紙只待一人點。
 
 
 
  歷史寵愛幸運者,
 
 
 
  勿將機遇來輕看。
 
 
 
  各位讀者,你道這個趕上機遇的幸運者是誰?他是英國一個教會中學的普通教員道爾頓(1766-1844)。
 
 
 
  這道爾頓出生於一個貧寒的農民家庭,只讀過幾年小學就在家種地,但他頑強自學,1780年時終受聘到肯達爾城的一所教會中學任教。你想這個道爾頓在鄉間耕鋤之餘還要尋書覓字,現在進了城更是如魚得水,終日訪賢問能,汲取知識。一日他聽說城東住著一個叫約翰.戈夫的老人極是博學,便去造訪。他輕輕叩門,裡面一個蒼老的聲音應聲道:「請進!」他推開門,只見迎窗背門坐著一位老者滿頭白髮,聽見有人進來也不轉身,問道:「你是誰?」
 
 
 
  「先生,我是約翰•道爾頓,剛來的中學教員。」
 
 
 
  「找我有什麼事嗎?」老人回過頭來。
 
 
 
  道爾頓這才看清,他已經雙目失明,忙回答:「向您請教一點數學、化學方面的學問。」
 
 
 
  「我能感覺到你很激動。大概是沒想到我是個瞎老頭吧。」
 
 
 
  這老頭雖是雙目失明,感覺卻十分敏銳。他轉過椅子和道爾頓攀談起來,不一會兒兩人就成了好朋友。他們談天說地,從數學說到物理,說到天文,說到化學,談到高興處,老人站起來走到一張大桌旁要給道爾頓親自做幾個實驗。只見他伸手抽出一隻試管,又從架上拿下一隻瓶子倒出一點藥粉,裝入管內,又嚓地一聲,劃火柴點著酒精燈,將試管移向燈頭加熱,準備水缸,收集蒸汽,又測比重,又測壓力。那雙手熟練得他用什麼物件,恰如那物件就正等在那裡。那雙眼倒不像是失明了,而是一個明眼人幹這種事幹得太熟了,懶得睜眼去看。道爾頓在一旁看得屏氣凝神,真沒想到此時會有這麼一個奇人。實驗做完他連忙請教老人何以有這樣高超的技藝。老人答:「一是靠熟練,二是靠細心,要幹的事沒有不成。」自此道爾頓就常來請教,約翰•戈夫老年無後也就以子相待,傾其胸中才學,教他希臘文、拉丁文、法文和物理、化學、數學。道爾頓在這個小城市教中學十二年,倒跟這位盲老人補習了大學的全部課程。各位讀者,莫只說是道爾頓趕上了歷史的機遇,但與他同時的人何止千萬,而像他這等見縫插針、自學自強的人卻著實不多,原來機遇卻又是專獎給那些經過艱苦準備的人。
 
 
 
  道爾頓經約翰•戈夫指點,積十二年之功,已經是學富五車,才思敏捷,更可喜的是養成了一個勤觀察愛思考的好習慣。他有一次為孝敬老母買了一條長筒襪子送回家裡,不想老母一見立即不悅道:「孩子,就算你有孝心吧,也不能讓我這樣的年紀穿這櫻桃紅的艷色襪子去教堂作禮拜吧。」這一句話把道爾頓說得丈二和尚摸不著頭腦。他說:「這明明是正合你老人家穿的深藍色嘛,怎麼會是櫻桃紅呢?」在場的人見狀都哈哈大笑。後來道爾頓又拿各種顏色紙讓他的學生去認,終於他成了第一個發現和研究色盲的人。於是他專門就此寫了論文,並且留下遺囑,死後請將自己的眼球拿去解剖,好探清色盲的原因。
 
 
 
  道爾頓除研究色盲外,最長期的大量的工作就是觀察天氣,他一生記了二十萬條觀察記錄,直到臨死的前十五分鐘還記了一條:今日微雨。他的生活極有規律,每天八點起床,先生好實驗室的火爐,然後吃早飯,整個上午做實驗,下午一點吃飯,然後再在實驗室工作到五點,喝茶,再干到晚上九點,吃飯,休息。他在觀察天氣時對空氣發生了興趣。空氣是那麼自由均勻地流動,而盛在容器里,又給容器壁均勻的壓強。他工作累了,在爐邊喝茶時,那茶香又均勻地飄散到整個房間。看來氣體是些極小的微粒,要不它怎能這樣自由地、勻稱地溶融呢?他想起德謨克利特的關於原子的設想,看來有一點道理。不過那畢竟還是一種哲學的推測,要變成化學的原子論,自然還得經過化學實驗的驗證。但是在無數次實驗中,道爾頓早就發現這種元素的結合總是按一定的比例,比如把氫氣和氧氣放在一起化合,總是兩份氫氣和一份氧氣結合成水。要是氫氣用完了,氧氣還有剩餘,它永遠也只能是氧氣而不可能硬擠到水裡去。這樣,一個偉大的思想生成了。他在1808年終於寫成《化學哲學的新體系》一書。指出:「化學的分解和化合所能做到的,充其量只是使原子彼此分離和再結合起來。物質的新的創造和毀滅,卻不是化學作用所可能做到的。其所以不可能,正如我們不可在太陽系中放進一顆新的行星或消滅一顆現存的行星那樣,或者正如我們不可能創造出或消滅一個氫原子一樣。」就是說物質各由各自的原子組成,想把鐵原子變成金原子是辦不到的,千百年來那些夢想煉鐵成金的人,不知個中底細,就這樣一代一代地撈啊,撈啊,你想怎能不是一場空夢?
 
 
 
  既然元素的原子各自不同,那麼它的重量一定不同。但你想那原子何等的小,後來人們才知道,它的直徑只有一億分之一到一億分之四厘米。拿五十萬個原子擺在一根細頭髮絲的直徑上也能放下,而一個原子的重量也只有1/100,000,000,000,000,000,000,000克(10^-23克)。道爾頓當時自然不能拿桿秤去稱它一下,但是聰明的道爾頓卻想出一個妙法,根據各種元素在化合反應時的比例,選擇最輕的氫,定它的原子量為一,以它為基準,其他原素是氫的幾倍就是它的原子量。各位讀者可能還記得,本書第二十二、二十三回寫到克卜勒尋找行星間的運動規律,當然也不能用尺去量它們之間的距離。這真是任你小到再小,大到再大,秤不能稱,尺不能量,可是人的思維卻無孔不入,無遠不至,輕而易舉地解決了問題。這道爾頓在1803年9月6日就用他的這種辦法很快列出了化學史上第一張有六種簡單原子和十五種化合物原子的原子量表。為了區分這些各不相同的原子,道爾頓制定一套元素的符號表。道爾頓一下子成了名人。他並不注重名譽,但是戴維不和他商量就把他吸收為皇家學會會員。英國政府授予他金質獎章,柏林科學院授予他名譽院士,法國科學院授予他名譽理士。
 
 
 
  正是:
 
 
 
  無意逐利利上門,
 
 
 
  不想求名名自來。
 
 
 
  現在道爾頓開始走出那間擁擠的實驗室,到歐洲各國去遊歷。但他不能像當年戴維那樣,馬車裡有一個漂亮的婦人陪伴。他還是孤身一人,並且終身未娶。別人問他為什麼人結婚,他用手指指腦袋說:「這裡面讓化學反應裝滿了,也就再裝不下一個妻子。」
 
 
 
  1822年,道爾頓出遊來到法國。這法國當時也有一位名氣極大的化學家叫蓋呂薩克(1778-1850)。他盛情接待道爾頓,請他參觀實驗室,出席講座,參加宴會。就在訪問結束的那天,蓋呂薩克又把道爾頓請到實驗室里,說是請求指導一下實驗。這實驗說來極普通,就是氫氧化合成水。他取了兩公升的氫和一公升的氧混在燒升瓶內,密封燃燒,生成了水蒸氣,一量,得到的水蒸氣是兩公升。這時蓋呂薩克說:「道爾頓先生,我們都認為同體積氣體的原子數相同,那末你看剛才的反應是兩個氫原子加一個氧原子生成了兩個『水原子』,這樣一來豈不是每個『水原子』里只能含有一份氫原子、半份氧原子了嗎?按照你的原子論,原子是化學反應中最小的不可分的單位,這『半個』又怎樣解釋呢?」
 
 
 
  道爾頓的原子論問世以來已成功地解釋了不少化學現象,比如反應物都成整數比,成整倍數等,今天蓋呂薩克突然提出『半個原子』的問題,叫他一下摸不著頭腦。連日來只是聽著恭維、祝賀、誇獎之詞,現在突然被人將了一軍,一時無法下台。他拍拍腦門,又看看燒瓶,只覺汗從額頭出,話卻無處尋。畢竟道爾頓如何收場,且聽下回分解。
43樓 七海八千代 2024-4-10 05:08
第四十一回
孤軍深入化學不幸陷困境,天降奇兵物理仗義助其功
 
——光譜分析法的創立  上回說到在蓋呂薩克的實驗室里,蓋呂薩克突然問道爾頓,怎麼解釋「水原子」里含有半個氧原子的問題。道爾頓一時語塞,無法下台。這個問題只用原子論是解釋不了的,自然道爾頓無法回答。直到1811年義大利科學家阿伏伽德羅在原子論中引進了分子概念,創立了原子——分子論,這事才得以圓滿解決。原來氣體都是以分子狀態存在的,化合物的分子都是由幾種不同的原子構成的。而且在同溫同壓下,相同體積的氣體所含原子數並不一定相同,而所含的分子數則是肯定相同的,都是6.02×1023個,後人將這數字叫阿伏伽德羅常量。在原子和宏觀物質之間有了分子這一層過渡,許多化學反應就都很好解釋了。這實在是化學的一大突破。所以恩格斯指出化學新時代是從原子論開始的,「近代化學之父不是拉瓦錫,而是道爾頓。」這是後話。
 
 
 
  再說化學從拉瓦錫到道爾頓,確有很大發展。1789年,拉瓦錫的元素表上有33種元素,但實際上只有24種是真的。又過了四十年到戴維去世時,化學家已經敢肯定有53種不同元素的存在,19世紀初,人們又發現銥(Ir)、鋨(Os)、銠(Rh)、鈀(Pd)四種元素,1844年又發現釕(Ru),元素數字已上升到57種。但是這種發現卻從此止步不前,20年過去了,世界上正是資本主義大發展的時期,陸地上修了鐵路,大海里漂著輪船,空中載人氣球也已上天,人們四處探險,收集礦石,收集標本,大型的冶煉,精密的化驗,各種先進的手法都已用上了,但是「排空馭氣奔如電,升天入地求之遍。上窮碧落下黃泉;兩處茫茫皆不見。」像當年戴維一人就發現十來種元素,何等得意,而現在幾十年全世界都發現不了一種元素,真是山窮水盡了。各位讀者,原來科學的發展各學科間是相輔相成的。戴維當年本得力於電學幫忙,不想這化學得了物理的好處便只顧自己揚鞭催馬,孤軍深入,現在再無別的力量可以藉助,於是便陷入泥灘進退兩難。
 
 
 
  卻說化學這種裹足不前的局面直惱了一個人,叫他坐立不寧,寢食不安。這人叫本生(1811-1899),德國人。他的父親是個教授,他大學畢業後也當教授,他一生就是極平靜地讀書、實驗、講課,他不用像拉瓦錫那樣擔心政治迫害,因為他從不介入政界;他沒有失戀的痛苦,因為他一生就沒有談過戀愛。他每天的生活節奏像時鐘一樣準確,一樣平穩。但是近來,他就連散步也要抬起腳將路邊的石頭踢出老遠,來發洩他心中的煩悶。
 
 
 
  這天黃昏時分,本生那高大的身軀又出現在布勒斯勞大學門口。他真是個像樣的男子漢,濃眉大眼,寬肩厚胸,大禮帽頂在頭上,雪茄菸掛在唇邊,既有學者風度,又有軍人氣魄。只可惜近來眉間總有一縷愁雲。這時迎面走來一個又瘦又小,臉上總抹不去笑容,嘴唇總不肯合攏,邊走邊和熟人說話開玩笑的人。他叫基爾霍夫(1824-1887),也是這個學校的教授。他一見本生,便故作吃驚地喊道:「我們的化學將軍,為何這樣心事重重?我這個物理小卒可否鞍前馬後效一點綿薄之力?」說完也不等本生答話,便挽著他的手,向校園東邊的路上散步而去。他的頭剛比著本生的肩。他們是一對好友。
 
 
 
  本生和基爾霍夫走在一起就開始訴苦了。他說:「我這個搞分析化學的,近來發明一種新方法,就是不管什麼物質,在火里燒時都有一種固定的顏色。比如鈉是黃的,鉀是紫的。我想用這種方法也許能檢查出新元素。可是最近又發現不同物質卻可以燒出同一顏色,比如鉀鹽和鍶鹽都是深紅的。剛剛摸到一個路口,卻又是一條死胡同。真是走投無路啊。」
 
 
 
  機靈的基爾霍夫不以為然地說道:「這有什麼了不起。車路走不通走馬路。要是我們搞物理的就不去看火焰的顏色,而是去看他們的光譜。」
 
 
 
  「光譜?」
 
 
 
  「對。牛頓發現的那種光譜。」
 
 
 
  「我怎麼就沒有想起這一招呢?」
 
 
 
  「將軍,只因你的大帳下沒有物理兵啊。如蒙不棄,我願效勞。我手頭還保存一塊四十五年前大光學家夫琅和費親自磨製的石英三稜鏡呢。」
 
 
 
  第二天,本生布置了一個暗室,還準備了他發明的「本生燈」。這種燈燒瓦斯氣,燈頭能大能小,火焰溫度可高可低,最好的是它發的光是白色的,做實驗時不會像酒精燈、蠟燭那樣火焰總有顏色。基爾霍夫也抱來了幾件儀器。說是儀器,其實簡單得可笑。一塊三稜鏡,一個直筒望遠鏡,一個雪茄菸盒,一片打了一道窄縫的圓鐵片。只見基爾霍夫先將煙盒內糊了一層黑紙,將三稜鏡裝在中央,再將煙盒打了兩個洞,又將長筒望遠鏡一鋸兩截,分別插在煙盒的兩個洞口上,一邊是目鏡,這便是用眼觀察的窺管;一邊是物鏡,鏡外再蓋上那隻有一條細縫的鐵片,只許一線光進來。基爾霍夫那雙靈巧的手,三下五除二便製成了世界上第一台分光鏡。
 
 
 
  實驗開始了。先讓陽光從鐵片縫裡射進,從窺管里看去,光譜上有一條條的黑線線這就是「夫琅和費線」,到底是什麼意思,當時誰也不懂,先不去管它。
 
 
 
  接著他們把本生燈的火焰對準鐵片縫,然後本生用一根白金絲挑著各種鹽往燈焰里送,基爾霍夫對著窺管看,一邊讀出光譜上的線條:鈉鹽——兩條黃線;鉀鹽——一條紫線,一條紅線。這時本生挑了一點鉀鹽,火焰發紅,基爾霍夫對著窺管讀道:「一條明亮的紅線,一條較暗的橙線。」
 
 
 
  「好,我再挑一點鉀鹽。」
 
 
 
  火焰仍然發紅,可是基爾霍夫喊道:「這是一條明亮的藍線,幾條紅線、橙線、黃線-不對,你剛才放的什麼?」
 
 
 
  本生也不答話,又向燈上加了一點東西,一把搶過窺管,果然是藍、紅、橙、黃的線,他忙喊基爾霍夫:「請往燈上投一點鋰鹽。」只見譜線是藍、紅、橙、黃。他離開窺管一下抱著基爾霍夫,大喊道:「鋰和鍶分清了。剛才我第二次放的是鍶鹽啊,你這破煙盒子真厲害,騙不了它。我們有新武器了。」
 
 
 
  他們兩人就如小孩玩萬花筒一樣,在這間暗室里對著這個雪茄菸盒子,從早晨一直玩到中午,早已忘了時辰。這時那各種鹽粒也快要讓他們燒光了。本生靈機一動,對基爾霍夫說聲:「請先閉上眼!」接著他把那些各種剩餘的粉末一起攪拌起來,投入燈焰,說:"現在再看!"基爾霍夫對著窺管邊看邊說:"你這裡一定有鈉鹽、鉀鹽、鋰鹽、鍶鹽。"
 
 
 
  "對!一點不錯。"本生激動極了。
 
 
 
  這時,基爾霍夫的眼鏡還貼在窺管上,他看著那些五顏六色的譜線慢慢變淡、消失。他也脖頸發麻眼發酸,正要推鏡抬頭,忽然鏡里又出現了兩條極明亮的黃線。他喊一聲:「哪裡又來的這麼一塊鈉!」一抬頭只見本生正將右手食指伸往燈火裡面燒。基爾霍夫搶上去一把把他的手打開,喊道"你瘋了!"
 
 
 
  「不。剛才一高興,眼睛一濕,我抹了一點淚水,想讓你這個煙盒子看看淚水裡有什麼新物質。」
 
 
 
  讀者有所不知。這本生是有名的鐵指頭。他經常在實驗室里和酸鹼打交道,十指連燒帶磨早就長了厚厚的老繭。他還有個愛好,就是守著一個火爐、燒玻璃,自己吹制出各種形狀的儀器。天長日久,火里的鐵塊,玻璃棒他都敢去抓一下,捏一會兒。他上實驗課時經常平平靜靜地將一隻指頭伸進燈火里對學生說:「此處的溫度大約是華氏三百度。」他剛才用指頭抹了一滴淚水,那淚里有食鹽(NaCl),自然能看出鈉的線譜。不要說一滴淚了,就是手上稍有一點汗,摸一摸白金絲,再到火上一燒,也能顯示出鈉的黃色線譜。原來只要有二百萬分之一毫克的鈉鹽就足夠使燈焰的光譜顯出黃線。你只要將一本有灰塵的書在離本生燈不遠的地方「啪」地一合,那燈里也就有黃色火星閃過。原來海洋上含有食鹽的水氣吹到地球各處凝在塵埃里又輕輕飄落。就這麼一點都逃不出分光境的眼睛。真是明察秋毫,鐵面無私。
 
 
 
  卻說本生自從有了這個能分光的煙盒子,就像戴維當年一得了電斧就亂砍一樣,他把這分「照妖鏡」往眼前一架,照得性起,就是茶水、牛奶、肌肉、血液、石塊、木片也都要抓來看看它們的光譜。他這樣一照還員真出了東西。1860年5月的一天,本生尋來一瓶礦泉水,他將水濃縮,放在燈上一燒,再往鏡里一看,光譜面的一個位置上出現了從未有過的天藍線條,再一找,又找見一種沒有見過的暗紅線譜。他將燈啪地一下擰滅,高聲宣布:「我發現了!」他真的這樣輕而易舉地發現了兩種新元素:銫(拉丁文意為天藍)和銣(拉丁文意即暗紅)。接著1861年英國人克魯克斯又利用光譜法發現了鉈(拉丁文意為綠色),又過了二年,法國化學家又找見了銦(拉丁文意為藍靛)。尋找新元素的化學家們在茫茫的沼澤地里苦苦掙扎了十六年後終於又拔腿前進了。
 
 
 
  我們且不說本生慶賀新發現的勝利,回頭再說基爾霍大正被太陽光譜里那一條條的去琅和費黑線纏得好苦。他拿那黑線的位置和地球各種元素的線譜位置相對應,銅、鐵、錫、鈉、鉀、鈣,每一種元素的亮線正對太陽光譜的每一條黑線。難道地球上的這些元素在太陽上都沒有嗎?他想了一個妙法,就是用純氫氧燃燒生成高熱,再把這高熱的火焰打在石灰棒上,石灰棒就發出耀眼的光,這是一種「人造太陽」,發出的光譜連續均勻很像太陽,好處是上面沒有那夫琅和費黑線。他先讓人造太陽進入分光鏡,觀察了一下,又在這石灰棒光前擺了一盞燒著鈉鹽的本生燈,讓兩種光重疊進入分光鏡。這時他再對著窺管望去,這一看不得了,他不禁"唉呀"一聲。原來那本應出現的鈉的黃線的地方卻出現了一段黑線,正如太陽光譜上的黑線一樣。聰明的基爾霍夫用手將腦門一拍,立即悟出了一個道理:鈉的火焰不僅自己能發出黃光,它還能吸收外來的黃光,所以外來的光在這一段上就留下了黑線。那麼,太陽周圍的熾熱大氣里一定有許多和地球上一樣的元素,截留了與自己相對應的光,所以留下許多黑線。夫琅和費線原來是這麼一回事啊。又是天上地下一個樣!
 
 
 
  這基爾霍夫是個性急的人。他一有新想法就半會兒也憋不住。這時正是中午時分,他不顧烈日當頭就向本生的住房跑去。本生住在校園後面,獨身一人,燭房燭屋,門前草坪一塊,翠柳一株,平時甚是安靜。誰知今天他剛一轉過牆角,就聽見是本生的聲音在大喊:「抓住他,幫幫忙,抓住他,抓住他!」本來興沖沖的基爾霍夫突然吃了一驚。想一定出了甚麼大事,急忙拔腿向前跑去。只見本生在草坪上東追西趕,還有一群小學生也跟著亂跑亂嚷,卻看不清是追甚麼人。突然一個小學生,手揮一隻捕蝴蝶的長柄網兜向地上一撲,本生也像足球守門員一樣,撲身倒地。這時基爾霍夫已經趕到,只見他大汗淋淋,忙問:「你們在抓誰啊?」
 
 
 
  本生抬頭一看,見是老友基爾霍夫,才擦把汗,喘口租氣說:「嗯,在抓它!」基爾霍夫這時才看清,網兜里有隻普通蒼蠅。原來本生今天正在做計算鈹的原子量的實驗,他見天氣好,就將吸有鈹的濾紙拿在窗台上曝曬,不想一隻蒼蠅飛來貪婪地吸著那帶來甜味的鈹。本生一見忙追將出來,虧得這群小學生幫忙,才將這個盜賊捉拿歸案。這時基爾霍夫說:「要不要用我的分光鏡看看它的腿上是否已經偷有你的鈹。」本生說:「我好不容易製得一點,讓你拿去一燒,還怎麼計算?我另有辦法。」後來本生將這隻蒼蠅放入白金坩堝里焚化,又將堝底物質細心收集,竟算出蒼蠅偷走的鈹是1.01毫克,再加上濾紙上的總數,終於得出鈹的精確原子量,這是後話。
 
 
 
  先說本生見基爾霍夫大中午跑來便知有要事。而基爾霍夫急慌慌地將他的新發現講了一遍,語言也不條理,說著乾脆點起本生燈將剛才的實驗重演一遍。本生連聽帶看,甚是高興,他收拾起燈具說:「這麼看來,當真天上地下一個樣?」
 
 
 
  「是的,地上的元素都能在太陽光譜里找見對應的線段。」
 
 
 
  「但是,老兄你不要高興得太早。我這裡剛剛收到一本雜誌。你看法國人讓遜和英國人洛克爾在觀察日蝕的時候都從太陽光譜上發現了一條從前沒有見過的黃線。你說這是什麼元素?」
 
 
 
  這基爾霍夫可謂是當時世界上第一位光譜權威,不管天上的元素還是地上的元素,在他的腦海里都早已刻下固定的譜線。他這時端詳著這本雜誌上的光譜照片,又閉目想想自己記錄過的所有光譜表,半天竟找不出它的位置。到底這種元素是什麼?且聽下回分解。
44樓 七海八千代 2024-4-10 05:08
第四十二回
踏破鐵鞋得來卻在故紙里,種瓜得豆辛苦終會有收成
 
——惰性氣體的發現  上回說到天文學家讓遜和洛克爾在日蝕光中發現一種新譜線,給物理學家出了一個難題,有好幾年誰也無法解釋。人們只好猜測太陽里可能有一種新元素,於是就把它定名為「氦」(希臘文太陽之意)。誰知一波未平,一波又起。1892年,洛克爾突然收到一封信,信中提出一個無法解釋的疑團,洛克爾就乾脆把它發表在自己主辦的《自然》雜誌九月號上:
 
 
 
  「今有一事特向貴刊和貴刊的讀者求教。我最近多次用兩種方法製取氮氣,但它們的密度總不一樣。既是同一物為什麼會有兩種密度呢?」
 
 
 
  瑞利 1892年9月24日
 
 
 
  各位讀者,你道這個瑞利(1842-1919)是誰?他是英國劍橋大學的教授。此人有極好的耐心,因此他也就選了一個極要耐心的研究題目,那就是測量各種氣體的密度(密度是指一升氣體在0度和一個大氣壓下的質量)。而他的實驗室里也有當時極好的一架天秤,靈敏度可達到萬分之一克。他制了一個大玻璃球。用真空泵將球內空氣抽空,稱出球重,算出體積,再充進各種氣體,稱出淨重,求出密度。幹這種重複枯燥的事,他真能不厭其煩。每種氣體都要稱幾次,而且氣體每次都得以不同方法製得,如果測量結果都一致了,這才放心。他就這樣稱了氫又稱了氧,稱了氧又稱氯,稱了氯又稱碳酸氣,對著那個玻璃球,抽了又充,充了又稱,稱了再算。從1882年開始一直幹了整整十年。這工作雖然枯燥,但那些氣體在他的手中都一一有了精確的密度,內心倒也十分愉快。不想到第十個年頭上,瑞利這個辦法再也不靈。他測氮氣密度,第一個辦法是讓空氣通過燒得紅熱的裝滿銅屑的管子,氧與銅生成氧化銅,剩下的就是氮氣,密度為每升1.2572克。第二個辦法是讓氧氣通過濃氨水,生成水和氮氣,這種氮氣的密度為每升重1.2560克,比空氣中的氮輕了0.0062克。瑞利百思不解,便向《自然》雜誌為了以上那封信。信發表後,瑞利一面盼著回音,一面不停地重複這個實驗。誰知道這個0.0062就像鬼影一般,揮之不去,閉眼又來。直氣得他真想把那個玻璃球一拳砸爛。小數點後面三位的小誤差,這在一般人也就算了,但是細心的瑞利卻決不肯放它過去。而他的信在雜誌上公布了二年,竟沒有收到一封回信。瑞利實在等得不得了,便帶上他的儀器直闖皇家學會。1894年11月l9日,他向許多化學家、物理學家當面做了一個關於「兩種氮氣」的報告。這一招還真靈,報告剛完,便有一個化學家拉姆賽(1852-1916)自報奮勇出來幫忙,他說:「兩年前我看到你那封信還沒有弄懂其意,今天我明白了,你從空氣中得到的氮氣一定含有雜質,所以會密度稍大。」這真是響鼓不用重槌,明人不用多說,瑞利恍然大悟:雜質不就是未發現的新物質嗎?原來一塊新大陸正在招喚他呢!瞬間,心頭的愁雲早已化成了眉梢上的笑意。他想,或許我已經抓住新元素的尾巴了。這瑞利正喜不自禁,突然有一個叫杜瓦的物理學家又走上前來將他的肩膀拍了一把:「老兄,這個問題卡文迪許早在20年前就曾提出過,我建議您去查查他留下來的筆記,或許能幫您一把。」卡文迪許(1731-1810),瑞利現在就正在卡文迪許實驗室工作,那些舊筆記就鎖在他手邊的櫃子裡。他一聽這話更是喜上加喜,連忙喊道:「我現在就收拾東西回劍橋去。」
 
 
 
  各位讀者,你道這卡文迪許何許人也?他可算得上科學史上的一個怪人。他出身貴族,很有錢,但是一不做官,二不經商,三不交際。他把錢都用來買科學儀器和圖書,他還蓋了一個很像樣子的私人圖書館,任何人都可以來借書,但是一定要按時歸還,就是他自己看書也要先打個借條,辦個手續。他的穿戴全是上個世紀的打扮,所以一出門就有許多小孩子跟在後面,又叫又笑。他一輩子沒有結婚,不知缺根什麼神經,從心裡厭惡女人,家裡用看女僕,但又規定不許與他見面。每天早晨,他將吩咐女僕辦的事寫在紙上,放在固定地方。吃飯時女僕先擺好飯菜退出餐廳,他再進來落坐。他離開後,才許女僕進來收拾碗筷。一天,他在樓梯上與女僕偶然相遇,一時竟氣得發抖,返身找到管家,命令再造一個樓梯,男女各行其便。他思維怪異,一生發現甚多,比如:第一個從水中電解出氫、氧,並測出比例;第一個測出地球的密度等等。但是他又極少公開發表,寧肯讓這許多成果掩藏在塵封土埋的筆記本里。直到他死後五十年,麥克斯韋受命籌建卡文迪許實驗室,才十分吃力地將這些「天書」一本本地整理發表。這件事,著實使那個極聰明的麥克斯韋晚年耗費了許多的精力。
 
 
 
  再說瑞利連忙趕回劍橋,一進實驗室就開箱啟櫃,抱出那一疊疊紙色變黃的筆記,終於在皇家學會1784年和1785年的年報中找見卡文迪許的一篇《關於空氣的實驗》,而在他的筆記中又讀到了更詳細的實驗記錄。原來這個怪人想出了這樣一個怪辦法,他將一個U形管的兩頭浸在兩個裝有水銀的酒杯里,架起一個天橋,再用當時還原始的摩擦起電機從兩頭通電,U形管中的氧氣和氮氣在電火花一閃時便化合成紅色的二氧化氮,接著滴進一種特殊溶液將其吸收,再通氧,再化合,如此反覆多次。卡文迪許和他的助手輪流搖起電機,整整搖了三個星期,最後彎管中還剩下一個很小的氣泡,任你怎樣通電,它也再無絲毫的表示。卡文迪許當時就斷定,看來空中的氮氣(當時叫濁氣)不是單一物質,一定還有一種不與氧化合的氣體,而且他還算出了這種氣體不會超過全部空氣的1/120。
 
 
 
  啊,原來如此。這真是:
 
 
 
  踏破鐵鞋無尋處,得來卻在故紙中。
 
 
 
  卻說瑞利找見卡文迪許的筆記,喜得手直發癢,立即架起儀器,重做這個109年前的氣泡試驗。不過,他現在已有了最新設備,這氣泡立時就得。他又將此事通知拉姆賽,拉姆賽用其他方法也獲得了同樣的氣泡。看來,這東西肯定是一種未發現的元素了,而且十有八九就是洛克爾和讓遜在太陽上發現的那個氦。現在又用得上基爾霍夫發明的那個雪茄菸盒子照妖鏡了。他們興沖沖地取來分光鏡,誰知不照猶可,一照忽如一盆涼水貼著半個身子從頭到腳淋了下來。讀者或許要問,怎麼會是半邊涼呢?原來瑞利滿以為這回他一定捕到了那個已有26年沒有歸案的逃犯——氦,不想分光鏡里的譜線卻又是另外一種,所以渾身就涼了半邊。可是他再仔細一看,這譜線是橙、綠兩條,和其他已有元素也對不上號,不禁又激動起來。種瓜不收反得豆,他沒有逮住「氦」,卻發現了另一種新元素。瑞利給他起了個新名字叫「氬」,這在希臘文里是不活動的意思。同時拉姆賽在倫敦也找到了氬。這是1894年8月的事。
 
 
 
  卻說瑞利和拉姆賽種瓜得豆,找氦得氬後,拉姆賽總不死心。這時,他們找見氬的消息傳出,一位化學家給拉姆賽寫信說,釔鈾礦和硫酸反應會生成一種氣泡,不能助燃,也不能自燃,說不定就是你的氬。拉姆賽連忙一試,這種氣體的光譜竟和氬又是不同。他實在想不出這又是一種什麼新玩藝兒,便連同裝著新氣體的玻璃管和分光鏡一起送給當時最權威的光譜專家克魯克斯,請他鑑定。1895年3月23日,拉姆賽正在實驗室里工作,突然收到一份電報:
 
 
 
  「你送來的氣體,原來就是氦。——克魯克斯。」
 
 
 
  真是有心裁花花不活,無心插柳柳成蔭,想不到追查了27年的氦,倒這樣輕易地被逮捕歸案了。
 
 
 
  但是拉姆賽脾氣很犟,他總覺得氦這樣躲躲藏藏地和他作對,雖然找見了也不痛快。而且,氦既然很不易和其他元素結合,那麼它一定會獨立存在於空氣中,所以他決心要在空氣中直接找到氦。他知道氦、氬都有惰性,已不易通過化學反應將他們分離,這回他換了一個物理的辦法,就是將空氣冷凝到零下192℃,變為液體,根據它們蒸發的先後次序不同,再將他們一一分開。
 
 
 
  這天上課了,拉姆賽教授走進課堂,他在桌上放了一個特製杯狀大器皿。里而是冷凝的液態空氣。學生們從沒有見過空氣會像水一樣盛在杯子裡,都瞪大眼睛看教授要做些什麼。只見拉姆賽拿起一個小橡皮球在器皿里浸了浸,往地上一扔,球沒有像往常那樣蹦起來,卻嚓啦一聲跌了個粉碎。只聽教室里齊刷刷地「呀」了一聲,學生們驚得一個個眼睛溜圓。教授不慌不忙,又往一隻裝滿水銀的試管里插進一根鐵絲,連試管往器皿里一泡,再抓住鐵絲往出一拉,竟拉出一根水銀「冰棍」,拉姆賽拿起一個釘子,用這根冰棍,噹噹當,幾下就將釘子釘到牆裡,這時教室里又叫起一片笑聲。但是還不等笑聲散去,教授又從口袋裡掏出一塊麵包,大家還沒有看清怎麼一回事,麵包早在器皿里打了一個滾,又撈了上來。拉姆賽說:「快將窗簾拉上!」只見室內一暗,這麵包竟發出天藍色的光。但是這時學生們卻有點急了,那寶貴的液態空氣越蒸發越少,難道花那麼多錢就為今天變一陣魔術嗎?不想,拉姆賽乾脆宣布實驗結束,大家回家吃午飯。他將那杯液態空氣大敞著口,鎖上門,揚長而去。
 
 
 
  原來拉姆賽心中有一個既定主意。他想氦一定比氧、氮蒸發的慢,最後留在器皿底下,慢慢來收拾也不會跑掉。下午,拉姆賽將器皿底那點已經不多的空氣經過除氧、除氮處理,收得一個小小的氣泡,再用那個分光鏡一照,氦沒有找見,可是又出現了一種新譜線-這一定又是一種新元素了。這又是種瓜得豆,種豆收麥,跌跤拾寶,陰差陽錯。拉姆賽把這種新元素定名為「氪」(希臘文隱藏之意)。這天是1898年5月24日。
 
 
 
  沒有找見氦,拉姆賽並不氣餒。他想,你沒有留在最後就說明你先蒸發走了。這回他學聰明了,將液化空氣一點點蒸發分餾,然後逐次抽樣,用分光鏡檢查。他先查出一種新元素把它定名為「氖」(希臘文「新」之意),然後終於找見了那個最狡滑的氦,接著在1898年7月12日又找見了「氙」(希臘文「陌生」之意)。這樣拉姆賽用分餾法加光譜法,在不到半月內就連克三城,發現了三種最不易為人看到的惰性元素。到此為止,那個氦已讓人發現過三次了。第一次在太陽上,第二次在釔鈾礦里,第三次在空氣里。因為找它,又牽出了一串惰性元素。後來拉姆賽說:「尋找氦使我想到了老教授找眼鏡的笑話。他拚命在地下找,桌子上找,報紙下找,找來找去,眼鏡就在自己的額頭上。氦被我們找了一大圈,原來它就在空氣里。」
 
 
 
  正是:
 
 
 
  種瓜不成反得豆,陰差陽錯終能收。
 
  只要張網細打撈,魚蝦蟹蚌都不丟。
45樓 七海八千代 2024-4-10 05:08
第四十三回
運籌帷握一副彩牌定乾坤,決勝千里三國學人拜下風
 
——元素周期律的發現  前幾回說到化學家們為發現新元素真是廢寢忘食,絞盡腦汁。他們在元素王國這片陌生的土地上東奔西突,左砍右殺。各人祭起自己的法寶,八仙過海各顯神通。那戴維用的是一把電斧,東劈西砍發現了鉀、鈉等十幾種元素;那本生、基爾霍夫用的是一柄光劍,一路刺開去找見了鈍和銣;瑞利和拉姆賽則使的一把牛耳尖刀,專愛一層一層地剝竹筍,這就是分餾法,他們終於發現了氦、氛、氬、氪、氙等惰性氣體。到此化學家們已將所能使的各種化學、物理方法都已用盡。十九世紀中期,元素也已發現到了第63種,又是山窮水盡再無路了。而且就是已發現的這63種元素也夠使化學家們眼花繞亂的。你看:有那硬的、一刀剌下不傷分毫;有那軟的,指甲掐去如碰豆腐;有那性格沉穩的,任怎樣擺弄也不去與別人結合;有那脾氣暴躁的,放在空氣中就冒火;更有那一物多變的,如磷,有紅,有黃;如碘,有時棕色,有時紫色。就是一塊燦爛的黃金,當把它打成極薄的箔片時竟會變成藍綠,而且還透明呢。現在不要說再去發現新元素了,就是先把這63種分分類,排排隊也無從下手。這化學,真是剛從泥灘里拔出來,又在森林裡迷了路,不知如何是好。
 
 
 
  話說公元1867年俄國彼得堡大學裡來了一位三十三歲的化學教授門提列夫(1834-1907)。此人身材修長,眉清目秀,一看就是那種才華橫溢,精力過人的青年學者。只要他一出台講課,教室門裡門外,窗沿上,台階下都擠滿了學生。那奇妙的化學變化伴著他沉穩的手勢和多彩的語言,直把聽者吸引得就如釘釘死、膠粘住一般。連學校當局也暗自高興聘了一個好教授。但是這門捷列夫卻有兩樣毛病,一是愛喝酒,二是愛玩牌。他平時備課,桌子上就是少了紙筆也少不得一滴白蘭地一隻銀杯。要是有一點傷風感冒的小病,他從不上醫院,最妙的辦法就是一仰脖子,咕嘟嘟半瓶酒下肚,然後拉過一件老羊皮懊,渾身一裹,往沙發上一滾,呼嚕嚕地睡上一覺,什麼頭痛腦熱都會在夢裡雲散煙消。他身為化學教授大部分時間不是在實驗室渡過,而是將自己關在書房裡,手裡總捏著一副紙牌,顛來倒去,整好又打亂,亂了又重排,也不邀請牌友,也不去上別人家的牌桌,真不知他這個牌是怎樣的玩法。
 
 
 
  再說化學界因為那些難以捉摸的元素正鬧得亂轟轟的,莫衷一是。1869年3月,俄羅斯化學會專門邀請各方專家進行了一次學術討論。學者們有的帶著論文,有的帶著樣品,有的帶看自己設計的儀器當場實驗,各抒己見,好不熱鬧。而那個門捷列夫隻身空手,裹一件黑色外衣,蓄著一把小鬍子,靜坐在桌子的一角,三天來不言不語,只是瞪著一雙大眼睛看,豎起耳朵聽,有時皺皺眉頭想。這天眼看會議日程將完,主持人躬身說道:「門捷列夫先生,不知你可有什麼高見?」只見門捷列夫也不答話,起身走到桌子的中央,右手從口袋裡抽了出來,隨即就聽唰啦一聲,一副紙牌甩住了桌面上,在場的人無不大吃一驚。門捷列夫愛玩紙牌,化學界的朋友也都略有所聞,但總不至於鬧到這步田地,到這個嚴肅的場合來開玩笑。在座的有一位長者壽眉雙重,銀須齊胸,他叫齊寧,是門捷列夫的老師,過去很賞識門捷列夫的才華,推薦他來校任教。今天他見學生這樣開玩笑心中早已不快。只見門捷列夫將那一把亂紛紛的牌捏在手中,三兩下便已整好,並一一亮給大家看。這時人們才發現這副牌並不是普通的撲克,每張牌上寫的是一種元素的名稱、性質、原子量等,共是63張,代表著當時已發現的63種元素。更怪的是這副牌中有紅、橙、黃、綠、青、藍、紫七種顏色。門捷列失真不愧為一個玩紙牌的老手,他用拇指和食指輕輕一捻,紙牌由紅到紫使成一排,再一捻又是一排。這樣前排靠著後排,整整齊齊,竟在桌上列成了一個牌陣。要是豎看就是紅、橙、黃……分別各成一列。門捷列夫將這個牌陣排好,叫大家看個明白,然後用手一攪,滿桌只見花花綠綠,橫七豎八,不過是一堆五彩亂紙片。他說:「這混亂的一團;就是我們最感頭疼的元素世界。實際上這些元素之間有兩條暗線將它們穿在一起。第一,就是原子量。儘管不同元素有時會有相似的某種特性,儘管同一元素不同情況下又會表現出不同的顏色、形狀,但有一點它們卻永不會變,就是各自有自己特有的、互不重複的原子量。因此,我們可以根據原子量的大小將它們排成一條長蛇。」
 
 
 
  說著,門捷列夫十指撥弄一番,一堆亂牌變成整齊的一線。誰知這一排,卻明顯地看出那七種顏色的紙牌就像畫出的光譜段一般,有規律地每隔七張就重複一次。門捷列夫又將其一截截地斷開,上下對齊說:「可見,按原子量的大小,元素的性質在做看有周期的重複。如果豎看看,每一列的元素性質相似,這就是第二條暗線——原來每列元素的化合價相同。你們看,左邊這列紅紙牌上標的是:氫、鋰、鈉、鉀、銣、銫,它們都是一價元素,性質活潑,除氫外都是鹼金屬。它們構成相似的一族,而在這一族裡因原子量的遞增,元素的活潑性也在遞增,鋰最輕,原子量是7,也最安靜,落到水裡只發一點嘶嘶聲,鈉的原子量是23,落到水面上就不安地又叫又跑;鉀的原子量是40,落到水面上會尖叫著亂竄、爆響,還起火焰;要是排尾的那個銫,原子量是133,簡直不能在空氣里呆一秒鐘,立即就會自己燃燒起來。這63種元素,原來就這樣暗暗地由原子量這條線穿起來,又分成不同的族,每族有相同的化合價,按周期循環,這就是周期律,元素周期律。」
 
 
 
  只見門捷列夫雙手像變魔術一樣將那副紙牌在桌上變來變去,口中念念有詞講著每一個元素的性質,滾瓜爛熟,如數家珍。他放下紅紙牌又拿起綠牌,說了第一族又說第二族,周圍的人直聽得目瞪口呆,他們這些在實驗室鑽了十年、幾十年,手上也不知被燒起多少傷疤,掉了幾層皮的專家、教授,想不到一個青年人玩玩紙牌就能得出這番道理,要說不服氣吧,好像有理,要說真是這樣,又哪能這樣容易。這時突然有人說道:
 
 
 
  「先生,我看你那幾張牌也未必就能將元素規律演試清楚。你看六年前發現的新元素銦,原子量是75.4應排在砷和硒之間,可是這樣一來砷無法和它相似的磷在一族裡,硒也被擠出了硫那一族,豈不是擾得四鄰不安?這還算什麼規律?」
 
 
 
  「先生,莫急。我看那銦的原子量很可懷疑,它的性質和鋁相似,按我推算它的原子量應是113.1(後來測得是114.82),它本來就不應該擠在砷後面,應排到鎘與錫之間去,這不就大家都相安無事了嗎?」
 
 
 
  這時,一直坐在旁邊看著的齊寧早已氣得鬍子掀起毛高,他一拍桌子站起來,以師長的嚴厲聲調高聲說道:「快收起你這套魔術吧。身為教授、科學家不在實驗室里老老實實做實驗,卻異想天開,擺擺紙牌就要發現什麼規律。這些元素難道就由你這樣隨便擺布嗎?」
 
 
 
  門捷列夫一見是老師發了脾氣,忙將紙牌收攏,畢恭畢敬地解釋道:「不是我不做實驗,是前人,戴維、本生、基爾霍夫他們已經做了夠多的實驗,發現了這麼多元素,我們該從理論上做一點思考了。克卜勒當年從他的老師第谷手中接過了700顆桓星的觀察資料,並沒有按照師囑再去觀察第一千顆,他做了理論思考,終於發現了能解繹眾星運行的三定律;勒維烈之前有多少人在觀察尋找天王星外的新星,他並沒有把主要精力放在實地觀察,而是做了理論推算,一下就準確地找見了海王星。在研究元素的過程中人們使用的武器夠多了,有光,有電,有分餾法,這些都不夠了,現在需要理論,化學該有自己強大的理論武器問世了。」
 
 
 
  「你這是什麼理論?像是說夢,像是小孩玩積木。你何不按字母順序去排元素周期呢?那樣不是更省事,更整齊嗎?」這齊寧老頭越說越激動,一邊就收拾皮包準備離去,別人見狀也都紛紛站起,這場討論不了了之。
 
 
 
  再說門捷列夫回到家裡後還是繼續推著這副紙牌,遇有哪個地方的順序接連不上時,他就斷定一定還有什麼新元素未被發現,暫時補上一張空牌,再根據它所在的族起一個「類鋁」或者「類硼」等樣的名字。他這樣一口氣預言了十一種未知元素,那副紙牌也已是74張。自從那天在會上碰了釘子,他閉門謝客,每日起來燭自玩一會兒紙牌,翻幾本新到的雜誌,便叫助手安東拿過酒瓶自斟自酌,倒也悠閒。這樣一連過了幾年,忽一日他正品酒翻書,突然大叫一聲,將酒杯扔出老遠。安東不知出了什麼事,急忙推門進來。門捷列夫一下撲上去,雙手搖著安東的肩膀喊道:「我們勝利了,他們這回要投降了,有人已經證實了我的預言!」
 
 
 
  原來他剛才看到一個材料。法國科學院宣布他們的科學家布瓦博德朗在1875年9月發現了一種新元素——鎵。而且那發現過程是多麼艱苦,多麼神秘。這個布瓦博德朗是一個光譜分析的好手,在1875年8月27日深夜3點多鐘,他在分析從庇里牛斯山送來的一種閃鋅礦時捕捉到一微紫色光線。他對這個新發現沒有把握,但又怕別人搶了先,於是連忙寫了一個備忘錄,用火漆封好,寄交法國科學院備案。又過了三個星期,他手頭的這種新物質已經積累到一毫克,他又測了它的比重、原子量,於是就正式宣布他發現了新元素。
 
 
 
  再說門捷列夫見有人發現了新元素,喜得酒杯也扔了,牌也不玩了。但過一會兒他發現市瓦博德朗的測量並不準確,立即提筆寫了一封很自信的簡訊:「先生,您發現的鎵,就是我五年前預言的『類鋁』,只是它的比重應該是5.9,而您卻測得是4.7,請您再做一次實驗,我想大概是您的新物質還不太純的緣故吧。」
 
 
 
  這布瓦博德朗在巴黎正為自己的新發現所陶醉,不想突然收到這樣一封信。全世界就只有他擁有這麼一點錢,這個俄國人由哪裡得到的數據呢?他半信半疑立即將新積累的共1/15克錢拿來再仔細測算一次。——天啊,果然是5.94!這個法國人立即給彼得堡回了一信:「尊敬的門捷列夫先生,首先祝賀您的勝利。我能說什麼呢?這次實驗,連同我的發現都不過是您的元素周期表的一個小註解。這是您的元素周期律的偉大之處的最好證明。」
 
 
 
  事情沒過幾天,齊寧也親自來登門捷列夫的門。這回他手裡提著酒瓶,一進門就開朗地喊道:「年輕人你贏了,我們俄國人贏了,讓我們一起來痛飲一杯!」
 
 
 
  事情還不止於此。這門捷列夫坐在家裡,千里之外不斷地向他送著捷報。法國剛發現了鎵,1879年瑞典人尼里遜又發現了鈧,就是門捷列夫曾預言的「類硼」。1885年德國人溫克萊爾又發現了鍺,就是門捷列夫曾預言的「類矽」。尤其是這鍺和門捷列夫十五年前的預言竟然吻合得如此嚴密。門捷列夫說:"它的原子量可能是72。"溫克萊爾說:「測到的是72或73。」門捷列夫說:「比重該是5.5。」溫克萊爾說:「是5,47。」門捷列夫說:「新元素的氯化物比重大約是1.9。」溫克萊爾說:「是1.887。」門捷列夫驚人的預言,準確的周期表一時間轟動了法國、瑞典、德國,轟動了全歐洲。各國科學院紛紛請他去訪問,爭先恐後地向他授予學位、學銜。他預言的十一種未知元素後來都一個個被人找到,乖乖地到他的周期表里排隊站位去了。特別是後來找齊了的氦、氖、氬、氪、氙、氡又給周期表增加了新的一族。元素世界一目瞭然,周期表真可謂天衣無縫了。它像一幅大地圖,只要我們一展開,萬里河山就盡收眼底。以後人們對化學的研究就全靠這幅指南圖了。各位讀著,這正符合了實踐生成理論,理論指導實踐的道理。我們前幾回書裡講過的勒維烈發現海王星,赫茲發現電磁波,不都是在牛頓和麥克斯韋的理論之後嗎?這實在是一條科學發現的相似規律。這種理論上的突破比戴維當年找見一種鈉或鉀不知重要多少倍,在思維方面付出的艱苦勞動也決不亞於在實驗室里的具體操作。當時有人真的以為門捷列夫只是喝酒、玩牌就發現了周期律。有一天,彼得堡的一位小報記者上門採訪說:「門捷列夫先生,您是不是承認你是一位天才?」
 
 
 
  「什麼是天才?終身努力,便成天才!」
 
 
 
  「可是我聽說您是在一晚上做了一個夢,夢見您桌子上的牌變成一條蛇,這蛇又彎成幾折,醒來後就制出了周期表。」
 
 
 
  門捷列夫哈哈大笑,笑得鬍子都在顫抖,答道:「您要知道,這個問題我大約想了有二十年,而您卻以為坐著不動,五個戈比一行、五個戈比一行地寫,就寫出來了,事情哪有這樣簡單。」
 
 
 
  門捷列夫本來就是學院裡有名的教授,周期律發現後他更受學生的歡迎,每天慕名來聽課的人擠得連教室的走廊上也插不進一隻腳。這天,像往常一樣,門捷列夫又來上課,照樣是滿堂屏氣凝神,鴉雀無聲。一會講課結束,學生們又歡呼雀躍,掌聲雷動。可是門捷列夫卻將講義合上,示意學生們靜下來,走到講台的前沿。他沉默了片刻,像要說什麼,卻又說不出,眼裡含著憤怒,還閃著一點淚光,最後只說了一句「對不起,同學們。我這是給大家上最後一堂課。希望你們今後認真讀書,各自珍重。再見。」
 
 
 
  門捷列夫為何突然罷課,請聽下回分解。
46樓 七海八千代 2024-4-10 05:09
第四十四回
一聲霹靂滿面鮮血高呼勝利,萬貫資財終生發明全留後人
 
——強力安全炸藥的發明  上回說到門捷列夫突然罷課。原來這位科學家不但投身於科研事業,他還深切的關心著當時俄國的革命運動。1890年3月,彼得堡爆發了反沙皇的學生示威遊行,門捷列夫立即挺身而出表示支持,並代表學生向教育部送了請願書。當局拒不接受,門捷列夫就決定辭職,以示抗議。這以後他離開了自己曾任教三十三年的彼得堡大學,又任了幾處閒職,到1907年1月20日清晨5時便不幸與世長辭。送葬那天,隊伍前面抬著一張巨大的元素周期表,自動參加的群眾有一萬多人。
 
 
 
  在一個學科領域裡常常是一些人在理論方面開疆拓地,標新立異,而另一些人則在應用方面發明創造,大顯身手。正像前幾回在物理方面我們講過麥克斯韋又要講講馬可尼一樣,現在,在化學家中我們說過門捷列夫還要再表一個人物,這就是只比門捷列夫大一歲,卻比他早死了八年的黃色炸藥發明者諾貝爾(1833-1869)。
 
 
 
  這諾貝爾與一般科學偉人的不同之處,就是他有一個科學研究和進取精神極強的家庭環境。讀者中如果有哪一位希望自己的子女成才便不可不留心於此。卻說公元1833年10月21日,後來成了世界名人的諾貝爾在瑞典的斯德哥爾摩降生。這是一個剛剛遭受一場大火洗劫後的家庭,一家五口只靠借債度日。而諾貝爾一降生就好像不準備在這個世界上過一樣,今天發燒,明天抽風,可憐的小臉上沒有血色,很少笑容。媽媽幾乎整天把他摟在懷裡,經常輕聲嘆息說:「他在這世界上待不了幾天的。」到六、七歲諾貝爾能到院裡玩耍時還慢慢騰騰,弱不禁風,因此他很少和夥伴們一塊兒遊戲。但是在他這個羸弱的軀體裡卻開使一點一滴地凝聚著堅強的意志。這首先是父親的影響。父親當過海員,學過建築,頭腦聰明,性格頑強,嗜好發明,決不肯安於現狀。家裡遭火災之後他便決心重振家業,出國到芬蘭謀生,後來又轉道俄國。兩個只有七歲和九歲的哥哥一有空就到街上找活干,為家裡掙一點小錢。而母親呢,性格剛烈,心地慈祥。她一面支持丈夫到外面去闖天下,一面當孩子們去掙得錢時,她卻擲錢於地,厲聲說道:「知道嗎?你們這個時後應該讀書。用少年時光去換錢,給多少也不合算的。」她一個人扛起沉重的家務,為三個兒子的生活、學習,特別是為諾貝爾的身體操碎了心。到1842年一家人遷居彼得堡,家境才逐漸轉好了起來。
 
 
 
  在彼得堡,父親為俄國軍界開了一個製造地雷和水雷的大工廠,已經很有錢了。他為三個兒子聘請了最好的家庭教師,一心要讓他們成才。孩子們學習成績極好,特別是諾貝爾,時間不長,俄文水平就超過了父親,他很快又學會了英語、法語、德語、義大利語,這為他以後走遍世界打下了一個極好的基礎。
 
 
 
  再說諾貝爾在彼得堡一天天長大,他和兩個哥哥每天跟著父親出入工廠,接觸生產,對技術問題發生了濃厚的興趣。當時俄國正在和英、法、土耳其打那場歷史上有名的克里米亞戰爭,軍火生產供不應求。一天突然有兩位彼得堡大學的教授來訪諾貝爾的父親,請求製造一種威力極大的新炸藥。只見客人從箱子裡小心翼翼的取出一個通常裝眼藥用的小瓶倒出一滴黏稠的油狀物體,用火柴一點,」呼」地一聲就冒起一團兩尺高的大火。教授說:「這就是硝化甘油,比我們傳統使用的中國人發明的黑色火藥爆炸力要大十倍。但是它1846年間世以來,快二十年過去了,誰也沒法駕馭它,所以一直沒有被用於炸藥製造。連它的發明者義大利的索布雷羅先生也被這雷神炸得受了重傷,面容被毀,實驗室被炸的粉碎。據我們所知英法等國雖然也有研製新炸藥,但是也沒有一家敢從這裡入手,不知你們這個廠敢不敢承擔這個任務?」
 
 
 
  前面說過,那老諾貝爾是個為發明不要命的人,如此有誘惑力的新炸藥他哪肯放過,便一口應承下來。但是時隔不久戰爭結束,工廠訂貨急劇下降,生產難以維持。接著又是一次爆炸事故,他們全家一夜之間又成了窮光蛋,只好再搬回瑞典。可是硝化甘油卻像夢魘一樣壓著諾貝爾父子的心。他們在衣食都難以保證的情況下還維持著一個小小的實驗室,賢良的母親就每天在這充滿火藥味的廚房裡操勞,她沒有一點怨言,經常悄悄地向上帝禱告,祝他們早日成功。這天正當母親收拾完碗筷,坐在床邊歇一下腿腳的時候,忽聽房後轟隆一聲巨響,她連忙推門,只見他們父子的那間小實驗室的窗戶里正往外噴著濃煙,火苗舔著門框,玻璃碎落在地。他嚇得只是張口卻喊不出聲來,腿軟的挪不出半步,心想:「這回全完了!可憐的孩子,上帝總不肯放過他!」忽然那濃煙烈火中跳出一個人來,滿臉鮮血,袖口褲腳處還帶著火苗,胸前的依服被撕去一大塊,也露著血跡。只見他一邊往外跑一邊舉起一隻手大喊道:「成功了,我成功了!」原來諾貝爾這些日子正在研究怎樣使硝化甘油引爆的辦法,今天試裝了一個雷管,剛一點火,想不到會有這麼大的威力,氣浪將他一下推倒在地。他爬起來伸手一摸滿把血水,再一看屋裡煙火瀰漫,也不知驚怕,不知疼痛,反倒欣喜若狂。母親見兒子成了這個樣,忙上去一把摟住,邊撲打火苗邊喃喃地說:「感謝上帝保佑,你真算命大啊。」諾貝爾卻說:「好媽媽,感謝你虔誠的禱告,上帝保佑了我的成功。」
 
 
 
  正是:
 
 
 
  創造發明要勇氣,
 
  書生火中敢取栗。
 
 
 
  卻說這諾貝爾自從試製雷管成功,硝化甘油炸藥便開始投入應用。當時歐洲到處修鐵路,開礦山,這炸藥自然極受歡迎。可是自從上次事故之後,他和父親建的炸藥廠又出了一次大事故,廠房被炸了個粉碎,有五人血肉橫飛,他的弟弟也不幸犧牲。由於人們對硝化甘油的性質認識不清,在運輸和攜帶當中也事故不斷。有人以為它既是一種油也就有普通的油性,因此便隨手取來潤滑車輪、擦皮鞋甚至摻到燈油里點燈,自然招來了橫禍。有一次在一座大飯店裡,服務員看見一個客人存放的箱子冒煙,忙提了出去,剛走到馬路中間,霹靂一聲,平平的馬路頓時出現一個一米深的大坑,兩邊樓房的玻璃全都如秋風搖落葉一般嘩啦啦地碎落下來。於是炸藥的發明者到處遭到人們的非議,諾貝爾簡直被人看作死神的化身。一天,諾貝爾被警察局叫去,受到嚴厲的警告。當他心情煩亂,拖著沉重的步子走回家時,門口正圍著許多憤怒的人,大門上也讓人刷了幾個刺目的大字:「專門製造恐怖和死亡的人家!」人們高喊著:「走遠一點,死神!」「我們不要這樣的鄰居!」「不能和魔鬼在一起!」他年邁的父親正顫巍巍地給大家說著好話,母親兩眼含著淚水,一隻手在胸前畫著十字。諾貝爾心中就如打翻了五味罐子不是滋味。他靠在路邊的燈住上,臉色煞白,強忍著才沒有讓自己跌倒。
 
 
 
  怎樣發明一種既威力強大又使用安全的炸藥呢?諾貝爾知道下一步是該攻這一關了。但是他若再這樣試驗下去,憤怒的人群會將他砸為肉醬的。於是他便來到人煙稀少,森林環抱的梅拉倫湖畔,買了一條廉價的舊船,將船停在湖心,又開始了新的試驗。到夜深人靜之時,人們常會聽到湖心傳來砰砰的爆炸聲。遠遠望去漆黑的湖面閃著一星燈火,大家說那就是那個不要命的炸神諾貝爾。
 
 
 
  諾貝爾就是這樣整天和死神廝混在一起,後來終於想到:「要是能將液體甘油變成固體,不就容易保存,便於運輸,安全多了嗎?最好能找到一種吸附劑。」他試了紙屑、木粉、煤末、木炭,最後終於找到了一種「矽藻土」,這種東西可以天然開採,有許多小孔,重量很輕,將硝化甘油往裡一拌,要捏成什麼樣就是什麼樣。在岩石上打個圓洞,將他搓成長條塞進去,用雷管一點火,那些堅硬如鐵的山石立即就被炸成個天女散花。這就是黃色炸藥,它徹底替換了人們使用了上千年的黑火藥。而且這種炸藥還很安全,你就是從高處拋下來,放在鐵板上用鐵錘砸,它也不會爆炸。諾貝爾創辦的炸藥公司立即大批生產,行銷歐洲各國。1868年時年產量還只有78噸,到1874年時以上升到3120噸。諾貝爾已經由一個科學家變成大企業家,他在十四個國家建立了十六座炸藥工廠,真正成了一個炸藥大王。他本人也乾脆在巴黎買了房子,建了大實驗室,遷居法國。不久他又在這裡進一步發明了威力更大的膠質炸藥和無煙炸藥。
 
 
 
  現在諾貝爾的大名已經和他發明的炸藥一樣傳遍全球,於是各種應酬的麻煩事情也就接踵而來。有請他出席各種儀式的,有要給他授銜的,有訂貨談生意的,有和他爭專利打官司的,還有許多人是寫信或找他要錢的。他們都知道諾貝爾先生是當今世界上少有的富翁,就都來向他拔毛。有一次諾貝爾年輕的女廚師來向他請假,說她要去結婚了。諾貝爾說:「您想要一件什麼樣的禮物?」這姑娘脫口而出說:「我只想要先生一天的收入。」諾貝爾覺得很有趣,但他一天的收入是多少,他自己也不知道。他說:「請讓我算一算。」過了幾天後這個姑娘得到了一筆四萬法郎的贈款,光靠利息他也就可以安樂一輩子了。據統計,郵局平均每天送來的乞求信,所要求的錢加起來就有二萬法郎。實在是大樹招風。法國商人怪他搶了他們的炸藥生意,便誣告他的發明是竊盜別人的成果。法國政府更誣告他盜竊軍事機密,出動警察搜查了他的住所。他在巴黎再也住不下去了,只好於1891年離開了這座他居住了十八年的城市,遷到義大利的聖雷莫重建自己的實驗室。
 
 
 
  現在他已經是一個近六十歲的老人了,本來他從小就體弱多病,一生又和炸藥打交道,藥物中毒得了一種「硝化甘油頭痛症」,其他還有慢性支氣管炎、慢性傷風、輕度壞血症,心臟病也不時發作。他所發明的炸藥不知為人類改造地球帶來了多少好處,他登記的發明專利總共有350項,包括人造橡膠、人造皮革、煤氣表等許多與人們生活有關的東西。現在,他真正覺得自己老了,像過去那樣週遊世界,用五種語言去談生意、打官司的精力,再也沒有了,他想有一塊能使自己安靜的地方,繼續再想一點問題。聖雷莫在波嫩特河畔,氣候濕潤,風景宜人,站在高坡上可以望見碧波蕩漾的地中海,海面上自由來往的帆船和鼓著白翅膀的水鳥。他叫人在別墅的周圍栽起一片桔園,又種上一片棕櫚,房前屋後全都種滿鮮花,然後又布置了一個優雅的客廳,客廳正面的牆上親手提著一行大字:「我的安樂窩。」
 
 
 
  誰知環境安樂,他的心境卻無法安樂。就在諾貝爾遷居聖雷莫不久,有一位巴黎時期的老朋友來看他,進得別墅,見那紅花綠樹,亭台閣樓,頗為讚賞,只是一進客廳,抬頭看見那一行大字,便哈哈大笑:「安樂窩,安樂窩,既是個窩,裡面就應該有兩隻鳥啊。」這一句話,正說中諾貝爾的痛心處。送走朋友,他挑燈伏案,抱頭沉思,心如刀割。他想自己這一生征服了最爆裂的炸藥,卻未能征服一個女人;擁有龐大的跨國公司,卻未有一個小小的家庭,命運真是這樣地捉弄著他。他曾有過一次真正的戀愛;十七歲那年在巴黎碰見一位美貌少女,兩人已經好的難分難離,但是突然一場疾病,戀人就狠心地拋下他離開了人世。1786年他又認識了一位叫索菲的女子,他一下就愛上了他,愛她那雙迷人的眼睛,那一泓秋水裡總是映著一個童話般的世界,只要他們的目光一接觸,他就不由地要被拉進去,他愛她那姣好的神態,她小巧,苗條,身上有一種精緻的美,從他們第一次見面,他就覺得這女子好像生就應該做他的漂亮的居室的主人。但是他錯了,索菲是那種專以漂亮為本錢只戀愛而不願結婚,只要男人的愛撫而不願受家庭的約束的人。他為她在巴黎、奧地利等地準備了豪華的別墅,安排好僕人,他帶她出入上流社會,陪她看戲,啟發她讀書,他想盡力將她改造成一個有教養的女人。但是索菲開使始還裝裝樣子,以後只要一見面或者一寫信就是要錢,要高檔服裝,要華貴的馬車,要上這些就放任地到各地去混,而且到處以諾貝爾夫人的名義招搖行騙,到處用他的名字借款、欠債。他欲罷不能,就這樣痛苦的維持了十八年,最後,1891年7月,索菲突然來了一封信,說他最近生下一個女孩,並且理直氣壯的告訴他,這女孩的父親是一個匈牙利軍官,並且又振振有詞的提出要30萬匈牙立克朗。諾貝爾通過律師給了她30萬克朗,並且好心地勸她和這個軍官結婚,安心去過日子。這漫長、痛苦的戀愛才算告一段落。他付出了數不清的金錢,付出了自己熾熱的感情,但是得到了什麼?得到的是現在這豪華別墅里一片空虛和冷寂,這難道就是自己的窩嗎?
 
 
 
  諾貝爾在這間寬大淒清的客廳里一人踱著步子,朋友一句話點破了他心靈深處那顆充滿了孤獨和傷感的心,不由得兩滴淚水慢慢地掛到腮邊來。他遙望著窗外藍天碧海輕輕地吟出一首詩來:
 
 
 
  我是否愛過?
 
  啊!你的質問,
 
  從我記憶的漩渦
 
  喚醒了一幅甜蜜的輪廓
 
  那夢寐以求的幸福啊,
 
  生活不肯將它賜給我;
 
  那滿腔熱忱的愛情啊,
 
  不待成長就已經凋落。
 
  你不會懂得,
 
  一個年輕心靈的理想世界,
 
  是怎樣遭到現實的折磨;
 
  挫折、幻滅與憂思,
 
  是怎樣捉弄那歡樂的生活,
 
  使一切都失去燦爛的光澤。
 
 
 
  他剛吟完最後一句突然覺得心臟隱隱發痛,忙轉身伏著椅子坐下,在桌上摸過一個小藥瓶。他看看藥瓶上的三個字:「飲料劑」,不覺臉上泛起一絲苦笑。醫生可真會開玩笑。什麼飲料劑,這明明是一瓶硝化甘油,怕病人緊張換了這麼個好名字。我這個炸藥大王到頭來要吃炸藥來治病,這真是上帝絕妙的安排。他又想到這強力炸藥發明以來,用於戰爭不知炸死了多少人,用於建設不知開了多少山,修了多少路。一項發明問世,是禍是福,發明者實難駕馭。他想自己是真正的老了,大概不會久存於人世了,應該讓自己的這些發明多為人類造點福。他自己沒有一個親人,雖有百萬財富有誰繼承呢?還是讓這些由科學發明而換得的財富去資助後人新的發明吧。這樣想著,他提筆寫下了這樣一份永垂青史的遺囑:
 
 
 
  請把我的全部財產作為基金,以其利息作為獎金。
 
 
 
  把獎金分為五等份,作為下列五種獎的獎金。他每年給為人類作出了最卓著貢獻的人。
 
 
 
  (一)物理學獎:獎給在這個領域有最重要發現或發明的人。
 
  (二)化學獎:獎給在這個領域有最主要發現或重要改良的人。
 
  (三)生理學和醫學獎:獎給在這個領域有最重要發現的人。
 
  (四)文學獎:獎給在這個領域發表了理想主義的傾向,有最優秀作品的人。
 
  (五)和平獎:獎給為國與國之間的友好、徹底或裁減軍備、召開和平會議及實施和平會議的原則作出了最大努力的人。
 
 
 
  各獎的獲獎人由下述各委員確定:
 
 
 
  物理學獎、化學獎由瑞典科學院院士確定;
 
  生物學、醫學獎由斯德哥爾摩卡洛林研究所確定;
 
  文學獎由斯德哥爾摩科學院確定;
 
  和平獎由挪威議會選出的五人委員會確定。
 
  不論世界上哪個國家的人都可獲獎。我衷心希望世界上最有成就的人獲獎。
 
 
 
  艾爾弗雷德•諾貝爾
 
 
 
  諾貝爾立完自己的遺囑一年後,便在聖雷莫不幸逝世。為了爭取他這個偉大遺囑的實現,他的助手、遺囑執行人又經過許多艱苦的工作。首先,清理他的財產便是一大難事,他的工廠遍布各國,而各國的法律又各不相同,他的祖國政府對將這筆錢獎勵別國人也有意見。另外還有不少真假親朋乘機提出財產要求。諾貝爾的侄子們倒是繼承了父輩的好品質,立即聲明並不想要叔叔留下的財產,同意按遺囑辦事,可是那個和諾貝爾戀愛了十八年而始終不肯結婚的女人索菲現在又跳出來要錢了。她看到諾貝爾去世的消息,立即不知從什麼地方鑽出來,找見遺囑執行人索爾曼,將諾貝爾生前給她的216封信放在桌子上說:「你敢不給我一大筆錢,我就將這些信件的原件出版權賣掉。」為維護一個偉人的名譽,索爾曼只好同意出錢購買版權。諾貝爾九泉有知,他那顆孤獨的心怎能再承受這種殘酷的攻擊?總之經過幾年的工作,諾貝爾獎金終於在1900年正式設立。諾貝爾獻出的這筆基金共920萬美元,每年的利息約20萬美元。他不但將數百項發明留給了後人,還留下了一個科學家最可貴的無私的獻身精神。
47樓 七海八千代 2024-4-10 05:09
第四十五回
小醫生扣響物理大門,啤酒匠發現科學定理
 
——能量守恆和轉化定律的發現  前幾回說到十九世紀中葉化學上的重要發現與發明,而這一時期物理上也有了重要突破,這就是被恩格斯列為十九世紀自然科學三大發現的能量守恆和能量轉化。而這條定律的發現,卻是和一個被稱為「瘋子」的人聯繫在一起的。
 
 
 
  卻說這個「瘋子」名叫邁爾(1814-1878),德國人,從小學醫。1840年他才26歲,便在漢堡獨立開業行醫了。他平時對事情總要問個為什麼,而且必得親自觀察、研究、實驗,別人笑他這股痴勁,他卻反笑當時形上學的詭辯哲學並對它「已討厭到了噁心的程度」。他一天天不滿足自己生活著的漢堡這個小天地,和親友們鬧著要到外面去闖一闖。機會也真地來了,有一隻船隊要到印度尼西亞遠航,正缺一個隨船醫生,他便欣然應徵。1840年2月22日這天,他便開始飄泊在那浩浩蕩蕩的洋面上。
 
 
 
  他這樣頂風破浪、顛簸搖盪,也不知過了多少個白天黑夜,經了幾回月虧月圓。那邁爾終日在船上憑欄遠眺,但是不見陸地,不見林木,除了綠水就是白浪,只是覺的氣候越來越熱。在漢堡時坐在診所里清涼宜人,而現時卻如坐蒸籠;那家鄉的太陽溫暖可親,這裡的烈日卻如火球一樣炙人。一日,好不容易到達爪哇島的巴達維亞(即今日的加爾各達),人們才終於能登陸休息。但是因氣候水土不服,許多船員又都突然生起病來。邁爾就按照他過去的老辦法,放血治療。在德國時治這種病只要在病人的靜脈管上刺一針就會放出一股黑紅的血來,現在他雖仍然是一針紮下,可是自己這些德國同胞的靜脈管里卻冒出了鮮紅鮮紅的血。船員們的病倒是治好了,邁爾卻開始頭疼起來。他本就有一個愛觀察、愛思考的癖好,今日遇到這等奇事,他的腦海哪能平靜?經過多日的冥思苦想,他終於得出一個道理。他想:血液所以是紅的,是因為裡面含有氧,氧在人體內燃燒生成熱,維持人的體溫,這裡正是赤道附近,氣候炎熱,人的體溫並不用那許多氧去維持,血里的氧消耗不多,靜脈管里的血液自然就還是鮮紅的。這一個推論不一定正確,但是他卻天才地想到一個人們從沒有想過的極重要的問題,就是人身上的熱究竟由什麼轉化來的,是由於肌肉的運動嗎?不是,他計算了一下,頂多隻有500克重的一顆心臟,它運動做功生成的熱根本不能維持全身的體溫。看來體溫是靠全身的血肉來維持,而這又是靠人吃食物,吃肉得來;肉是其他動物吃草長成,草是靠太陽的光熱轉變成化學力而生長成。太陽的光熱又是從何而來呢?他想太陽假如是一塊燃燒的大煤,按一克煤可以放出熱量25千焦計算,這塊大煤只能燃燒4600年。看來不是這個道理,他又想那一是無數隕星、小行星高速撞擊到太陽表面使之發熱的,他推出太陽中心的溫度是2750─5500萬度(今天我們知道實際是1500萬度)。卻說邁爾就是這樣做著沒完沒了的聯想,各種能的形式在他的腦海里不斷置換,越想越多,越想越寬,越想越從具體上升到抽象,最後他想應該集中到一點:用什麼來說明、來衡量這些能量間的轉換呢?這就是熱、熱量。各種能都可以轉化或換算成熱量,這便是它們之間的相似點。邁爾不知不覺中已從狹窄的醫學領域縱身一跳,跳在眾家學科之上。這正是:
 
 
 
  有的人
 
  只敢在隧道里行走,
 
  膽怯地盯著前面的亮點。
 
  行走,行走,
 
  兩旁是冰冷的石岩。
 
  有的人
 
  喜歡在高原上攀登,
 
  狂熱地追求著前面的峰巒。
 
  登攀,登攀,
 
  腳下是遼闊的平原。
 
 
 
  卻說邁爾這次從北海之濱遠征南洋,得了這樣一個新思想,喜的就如抱了一個金娃娃一般。他一回國就寫成一篇論文《論無機界的力》提出機械能與熱能的思想,而且還自己設計實驗測出熱功當量是365千克米/千卡。他興沖沖地帶上這篇文章來到當時德國最權威的科學雜誌《物理年鑑》聲言一定要親見總編。總編輯波根道夫一見到這個年輕人便先問他到:「您是搞什什麼專業的?」
 
 
 
  「我是一名醫生。」
 
 
 
  「醫生怎麼到我們物理雜誌來投稿呢?」
 
 
 
  「我的這個新理論不但管醫學,也管物理、化學,一切自然學科都逃不出它的管轄。」
 
 
 
  「年輕人,你在說瘋話吧。」
 
 
 
  波根道夫答應,可以把論文先留下。可是邁爾回到漢堡,左等右等總不見發表。它料想自己這個無名小卒人家不會相信,便又將此文送給一份醫學雜誌,終於在1842年5月問世。但物理學家們誰去注意這種醫學小刊物。他到處演說,擠進去參加人家的物理學術會議,讓人們相信世界上能量是不生不滅的。這天他又在一個討論會上大聲演說:
 
 
 
  「你們看,太陽把能量灑向地球。地球絕不會讓這些能量浪費掉,就到處布滿了植物,它們生長著,吸收著陽光,並生出各種化學物質……………」
 
 
 
  但是他講的這些誰也不相信,下面議論紛紛:「這純粹是胡扯,是瞎猜,有什麼實驗根據?」其實邁爾所提出的光合作用問題,以後果然為俄國科學家季米利雅捷夫所證實。這是後話。人們不願聽邁爾的演說,對他很不尊重,說:「看來他真的有些瘋吧。」
 
 
 
  邁爾氣極了,大聲喊道:「什麼叫瘋子?瘋子是不按常規想事、做事,但不尋常規的人並不一定都是瘋子。哥白尼、布魯諾、伽利略、哈維不是都打破了常規,都曾被人稱為瘋子嗎?可是歷史證明他們是真正的偉人!」
 
 
 
  「哈哈,原來你是想當哥白尼啊!」
 
 
 
  「你還是當一個好醫生,先治治自己的精神病吧!」
 
 
 
  會場上一片鬨笑。
 
 
 
  邁爾不被人理解,他陷入極度的痛苦中。正趕上他的兩個兒子又相繼去世,精神上更受打擊。他走過大街,人家議論:「這就是那個瘋醫生,連自己的孩子也治不好。」漸漸,他的診所也無人光顧了。他也一天天更形容枯槁,脾氣狂躁。
 
 
 
  1850年的一天晚上,他拖著疲憊的身子走回家來。剛邁上樓梯就聽到家裡有人說話,是妻子的聲音:「先生,請您拿個主意,他大概是該去住一段醫院了。」他推們進去,本地一位精神病院的名醫正坐在沙發里。原來家裡人也把他當精神病人了。他大怒,將桌子一把掀翻,喊道:「你們全都瘋了,你們不要我這個瘋子,我就離開這個全是瘋人的世界!」
 
 
 
  說罷,他推門出外,從陽台上頭朝下一跌,便栽下樓去。家裡人半天才反應過來,看著黑呼呼的樓下,一時又哭又喊亂成一團。到底邁爾性命如何,我們暫且按下不提。
 
 
 
  再說和邁爾同時期研究能量守恆的,還有一個英國人叫焦耳(1818-1889)。他從小身體羸弱,不能到學校里去,只能在家裡自學。後來又投到道爾頓門下學化學、物理、數學。焦耳的父親是一位啤酒商,他為兒子留下了一個啤酒場,焦耳便一邊經營啤酒一邊研究科學。長期的釀酒實踐,使他懂得準確測量的重要。自從他聽說法拉地發現電磁感應後,又迷戀於電的研究。真是條條大道通羅馬,就如邁爾從靜脈血液的顏色想到能量轉化一樣,焦耳從導線通電後可以發熱,想到了電能和熱能的轉換。1840年他才22歲便將發現將通電金屬絲放在水裡,水會因此發熱。通過多次精細地測試他得出這樣一條定律:通電導體所生成的熱量和電流強度的平方、導體的電阻和通電時間成正比,這就是有名的焦耳定律。當時焦耳就將自己的結論寫成論文,送給英國皇家學會。但是這個釀酒匠的文章,被拖到第二年十月才在《哲學雜誌》上登出。
 
 
 
  這焦耳的性格畢竟與邁爾不同。他謙和大度又極有韌性。無論社會上承認不承認,重視不重視,他總是埋頭苦幹下去,打破砂鍋問到底,一定要弄個水落石出。1843年他測了水電解時生成的熱,測了運動線圈中感應電流生成的熱,計算出無論化學能、電能等何種能所生成的熱都相當於一定的功,極460千克米/千卡。1845年的一天,他帶上自己最新測得的數據和實驗儀器,參加在劍橋舉行的學術會議。他當場做完實驗,堅定地宣布:「自然界的力(能)是不能毀滅的,哪裡消耗了機械力(能)總能得到相當的熱」。台下坐著的都是一些赫赫有名的大科學家,他們對這種聞所未聞的理論一個個直搖頭,連法拉第也轉過身來對身旁的人說:「這怕不可能吧。」更有一人當時十分惱火。此人叫威廉•湯姆生(1824~1907),後來的英國皇家學會會長,這年才21歲,但已是一個遠近聞名的才子。他父親是格拉斯大學的數學教授,他八歲就隨父親聽大學數學,十歲就正式考入該大學,後又到劍橋學習,這年剛畢業就獲得了數學學士和史密斯獎章,自認為學富五車,才高八斗,那些數理化的規律早就爛熟於心。今天聽了焦耳的這段奇論,他轉身問道:「這台上站著的是哪個大學的教授?」別人告他是曼徹斯特啤酒廠的廠主。他鼻子一亨道:「原來是個釀酒匠啊,也配來這裡說話?」說完起身退出會場。
 
 
 
  台下的議論,湯姆生的舉動,焦耳自然也都聽到耳中看在眼裡。但他都不放在心上,回到家裡繼續一邊釀酒,一邊搞業餘研究。他不僅用水來測機械能轉化成的熱,還換了水銀、鯨魚油、空氣,又用鐵片摩擦生熱,後來又把熱功當量精確到423.9千克米/千卡。這樣鍥而不捨地實驗竟連續做了近四十年,達四百多次,其毅力著實驚人。1847年焦耳終於設計成一種清楚明了後來在科學史上很著名的實驗,就是一個密封水桶里裝上槳,槳上有軸,軸與兩邊的重物相連。這樣重物下降變動槳的轉動,便使桶內的水磨擦生熱而通過下降的高度來求熱功當量。這年英國科學協會又在牛津召開會議,焦耳又興沖沖地帶上自己的實驗裝置前來赴會。會議主席一見他來便皺起眉頭說:「焦耳先生,你的那些東西據我所知現在還沒有一票支持,是否最好不要再浪費時間了。」
 
 
 
  「我匆匆趕來正是為了取得支持,我相信經過現場表演,這些聰明的教授會看得懂其中的道理,會支持我的。」
 
 
 
  「那好,實在是時間有限,請只介紹實驗,就不必做報告了。」
 
 
 
  「可以。」
 
 
 
  焦耳將他的儀器擺好,轉動搖把,讓重物升高下降,又測出桶內水的溫度說:「你們看機械能就是這樣可以定量地轉化為熱,反過來一千卡的熱也和423.9千克米的功相當。」
 
 
 
  他話還沒有說完,突然台下站起一個人來高聲說道:「這是胡扯!熱是一種物質,熱素,它與功毫無關係。」
 
 
 
  焦耳抬頭一看說話的正是湯姆生,想不到今天他又來了,真是冤家路宰窄。現在的湯姆生已是格拉斯大學的教授,年輕得志,而比湯姆生大六歲的焦耳卻還是一個釀酒匠。焦耳對湯姆生的無禮並不以怨相報,他讓自己冷靜一下,以一種溫和的語調說:「熱不能做功,那蒸汽機里的活塞為什麼會動呢?能量要是不守恆,那永動機為什麼總是造不成呢?」
 
 
 
  這真是坪鉈雖小壓千金。這個釀酒匠不緊不慢,不軟不硬的兩句話頓使場內鴉雀無聲。他雖然沒有教授的風度,但是他那釀酒房裡特殊訓練出來的熟練的操作技巧,精細的計算、推理,都無懈可擊,再加上他那雙謙虛的眼睛,誠懇的笑容,使這些教授們不由地認真思考開來,一會兒紛紛起來發言,爭論的好不熱烈。他們又上前眼看、手摸,仔細檢查了焦耳的儀器,實在是新穎簡明,不得不佩服這個啤酒匠的才智。
 
 
 
  再說湯姆生自以為聰明多才,不想今天在會上碰了這個釘子,羞愧難當。他回到學校後,也自己動手做起實驗。不久,他在資料室里隨意翻查舊雜誌,竟發現了前幾年邁爾發表的那篇論文,其思想與焦耳完全吻合,這才使他大吃一驚。他忙將這篇論文藏在懷裡,又帶上自己最新的實驗成果,急匆匆地趕去見焦耳。他抱定負荊請罪的決心,想請焦耳原諒他過去的傲慢,共同來探討這個偉大的發現。
 
 
 
  卻說湯姆生來到啤酒廠里,只見滿地酒槽、酒瓶。他打聽焦耳,別人指向一處房子,他推門進去,酒氣撲鼻,霧氣騰騰,只見一個身系帆布圍裙的大個子正在指揮工人添料、加水。他一眼認出 這就是兩次在台上演講的那個身影,忙趨前幾步說聲:「焦耳先生,湯姆生前來拜訪您。」這焦耳兩手酒漿,回頭一看,不提防卻是這個論敵。看他這身筆挺的教授服裝,這副誠懇的神態,不知出了什麼事。忙雙手在圍裙上抹了兩把,喊道:「原來是您,湯姆生教授,快到實驗室里去休息。」
 
 
 
  兩人在實驗室里坐定。湯姆生打量著他這裡堆著的酒瓶酒罐,和各種代用的儀器,暗暗為焦耳這種堅韌不拔的精神所折服。待焦耳洗了手,換了衣服,他站起來說:「焦耳先生,看來是您對了,我今天是來認錯的。」
 
 
 
  「哪裡,哪裡。我自己也還有很多地方沒有想通,正要向您求教呢。」
 
 
 
  「您看,我是看了這篇論文後,才感到你們是對的。」說著就掏出邁爾的文章。
 
 
 
  焦耳不看也罷,一看,剛才臉上的喜色頓然消失:「湯姆生教授,可惜您再也不能和他當面討論問題了。這樣一個偉大的天才因不為人所理解,已經憤而跳樓自殺了。」
 
 
 
  「啊?」湯姆生的眼睛睜得雞蛋似的喊道:「他已經不在人世了嗎?」
 
 
 
  「在。那天跳樓並沒有摔死,但已神經錯亂,住進精神病院裡,怕難康復了。」
 
 
 
  湯姆生低下了頭,半天無語。一會兒他抬起頭,真誠的目光盯著焦耳的眼睛,說:「實在對不起。我現在才知道自己的罪過。過去我,我們這些人會曾給您多大的壓力啊。焦耳先生請您原諒,一個科學家在新觀點、新人面前有時也會表現得很無知的。」
 
 
 
  焦耳連忙上前扶他坐下說道:「湯姆生教授,不要這樣說。就是我的實驗也有許多不完善之處,難以立即服人。」他為了緩和一下氣氛又補充道:「況且我這個人一向會自我解嘲,反正我這裡有的是酒,不順心時喝下幾大杯,也就愁雲四散了。所以我經常醉,卻永不會瘋的。」說完他先哈哈大笑了,湯姆生也一陣大笑。兩人親密地並肩而坐,研究起湯姆生帶來的新實驗報告來。
 
 
 
  正是:
 
 
 
  唇槍舌劍亦無妨,靈犀一通釋前嫌。
 
  心底無私胸懷闊,化敵為友亦不難。
 
 
 
  從此,焦耳和湯姆生成為一對密友。湯姆生畢竟是受過專門訓練的,1853年他幫助焦耳終於完成了關於能量守恆和轉化定律的精確表述。至此,辯證唯物主義得以產成的基礎,自然科學中的三大發現之一的能量轉化和能量守恆定律宣告得到公認。後來兩人又合作發現了著名的湯姆生─焦耳效應,即氣體受壓通過窄孔後會發生膨脹降溫,為近代低溫工程奠定了基礎。這是後話。
48樓 七海八千代 2024-4-10 05:09
第四十六回
略施法術鋼鐵竟能作人語,費盡心機棉線也會放光明
 
——電燈的發明  上回說到湯姆生和焦耳言歸於好,兩人終於合作完成了能量守恆定律的最後表述。讀者也許已經注意到:我們這套書主要是寫那些在科學規律、定理、公式、法則發現方面的偉人,在具體技術方面落墨不多。但是科學理論方面的重大發現必然帶來具體的技術發明和生產的發展。生產實踐又促使人們去探索新的未知的規律。所以個別雖不是科學家,但有偉大發明的人物我們也還得介紹一、二。這類人物中影響最大的有兩個人。一個就是我們前面已經說過的瓦特,再一個就是我們這回要表的美國人愛迪生(1847-1931)。
 
 
 
  讀者也許要問,有史以來的發明家千千萬萬,燦若星漢,你何獨厚愛他們二人呢?原來工業的發展決定於它所使用的能源。在人們只能使用人力、畜力的時代,自然只能是農業和小手工業。人們找到的第一個大的能源是地下的煤,這地下之火的露頭為工業革命和資本主義初期的發展立下汗馬功勞,而馴服地火,使之轉化為機械能的就是發明了蒸汽機的瓦特。誰知時日不久,喜新厭舊的人類對地火之能已不滿足,轉而又去找天上之火,這就是電。電能的利用立即使資本主義擺脫充滿煤炭味的舊時期,而進入壟斷資本主義的新時期。而馴服天火使之實用於照明和動力的大功臣便是愛迪生了。
 
 
 
  大凡在科學上有成就的人總是離不了聰明和勤奮。這愛迪生從小就極變動腦筋,遇事一要問個為什麼,二要親自試一試。六歲時他見母雞落窩,問這是幹什麼?母親說這是母雞在用自己的體溫孵小雞。一天愛迪生忽然不見了。大人東找西找,到吃晚飯時才發現他趴在一個草垛里,懷裡正抱若幾個雞蛋。問他在幹什麼?回答說,在孵小雞。父母直笑得淚花飛濺。到八歲時他上了小學。開學三個月後的一天,老師講算術,在黑板上寫2+2=4,他立即站起問:為什麼就等於4。全班同學大笑,老師也真說不出為什麼。只是氣得大罵他是一個糊塗蟲。愛迪生受此委屈,回家向母親訴苦。母親南希過去也當過教師,覺得這樣的老師哪能教好學生,便憤而替兒子退了學,自己在家裡教他讀書。這小學三個月便是愛迪生一生僅有的一點學歷。
 
 
 
  愛迪生回到家裡後,再沒有學校里那一套上課下課、考試提問的束縛,由著他的性子讀書,不會時就隨時去問母親。他的聰慧立即表現出來,一目十行,過目成誦。九歲時便讀了《羅馬興亡史》、《美國史》、《世界史》、《解剖學》,十一歲時便自學了《科學百科全書》和牛頓的著作。到十二歲他就在家裡關不住了,到外面找工作,賣報、當報務員,用賺來的一點錢買些化學藥品搞起試驗來。1868年他受聘到西方聯合公司,開始研究法拉第的《電學實驗研究》,從此就和電打上了交道,終日埋頭實驗,而且每次實驗必有詳細記錄,這個習慣一直堅持了60年。他一生僅在專利局登記的發明就有1328種,實際上早已超過了二千種,從他出生直到他84歲逝世,平均每十五天就有一項發明問世。愛迪生有一句為世人所熟知的名言:「天才是九十九分血汗加一分靈感。」他一生中最大的樂趣就是工作,他性格中最主要的就是頑強,就是毅力。他八十四歲高齡的那一年有人問他:「您什麼時候退休?」他說:「等到出殯那一天。」勤奮確實是他成功的主要原因。但是愛迪生還有比其他科學家、發明家高人一等的地方,就是以辦企業的方法來搞研究,一懂得抓錢,二懂得抓人。有了資金,有了人才,他的天才思想就一個接一個地變成了現實。
 
 
 
  閒言不表,書歸正傳。卻說愛迪生十二歲走向社會,歷經艱辛,先是在火車上提籃叫賣,後又當電報員。到1869年他二十二歲時,時來運轉,當時股票市場行情變化急劇,愛迪生憑自己的才智為華爾街「老氏金融報告公司」發明了「證券報價機」。老闆問他要多少報酬,他還真不好意思開口,再說常常是靠一個麵包就頂一頓飯的他,也不知道金錢的份量。他想這回可要撈個高價,要五千吧?不行,人多,人家不會給,三千?可是老闆已經等得不耐煩了:「年輕人,四萬,行不行?」愛迪生驚呆了,但又很快裝出不在乎的樣子說:「行,行」他後來回憶,當時他心跳得厲害,真怕對方聽出自己的心跳聲。後來愛迪生又因一次發明專利得了十萬元。於是他再不需打碎敲、單槍匹馬地幹了,便選中了新澤西州的門羅公園,蓋起了一個大實驗室。實驗室呈長方形,升上下兩層,附近還矗立著機械加工車間、木工房、圖書館。他聘請了從專家到會吹玻璃的工匠這樣一批出類拔萃的人物,世界上第一個大型實驗室開張了。
 
 
 
  這時愛迪生才剛三十歲,但是實驗室里的人比他更年輕,大家都叫他「老頭子」。這老頭子率領這批富有幻想又極聰明、極能吃苦的勇士們,開始建設一個科學王國。愛迪生給實驗室提的要求是:每十天一項小發明,六個月一項大發明。果然實驗室成立不久,這片本是十分荒僻的公園就不斷有新鮮玩藝出現。本地居民簡直以為這裡降落了一批神仙,各家報紙也不斷派記者來向這些怪人採訪。他們一個個不修邊幅,衣著邋遢,工作起來沒時沒點,工具機邊吃飯,桌子上睡覺。那個首領愛迪生就最是這樣。他的一位部下曾這樣描述道:
 
 
 
  愛迪生睡覺,不分時間,不分地點,什麼都可以當床。我首見他用手作枕頭睡在一張工作檯上;還見過他兩腳架在辨公桌上睡在椅子裡;有時他也穿著衣服睡在小床上。還有一次我見他一連睡了36個小時,中間只醒來一個小時,吃了一大塊牛排和一些土豆、餡餅,抽了一支雪茄。此外,還有站著睡覺的時候。
 
 
 
  更妙的是他睡覺時常常愛枕一本辭典,一覺醒來精力充沛,彷佛那辭典里的知識已在剛才滲入他的腦中。
 
 
 
  卻說愛迪生這天在實驗室里又這樣一覺醒來,忙抽出辭典又隨手從筆記本里撕下一張紙,從上胸口袋裡抽出鉛筆,三勾兩抹劃成一張草圖,連聲喊道:「克羅西,快來。請把這個東西加工一下,下午就要。」
 
 
 
  前面我們說過愛迪生手下有自己最得心應手的幾員大將,他們是英國工程師查爾斯•巴切勒、瑞士鐘錶匠約翰•克羅西、法國技師西格蒙.伯格曼、數學家厄普頓、玻璃吹制工具姆等。只要愛迪生腦子裡轉出個新花樣,一聲令下,這些人就能按他的思想把實物捧上桌來。今天點的是這位克羅西的最拿手本事。無論愛迪生的圖怎樣潦草,他也能準確地制出樣品。
 
 
 
  不足一個時辰,克羅西已經將一個小怪物擺到愛迪生的案頭:一個圓鐵筒,連著一把銅搖柄,筒內有兩根鐵釘。克羅西雖然制出了東西,但不知它有何用,說:「愛迪生先生,你要這個不倫不類的東西幹什麼?」
 
 
 
  「我要讓它和你說話。」
 
 
 
  因為愛迪生常愛和部下開玩笑,所以克羅西也不當真,他說 「這銅和鐵都能說話,我當場輸給你一大筐蘋果。」
 
 
 
  「你這話可算數?」
 
 
 
  「算數!」
 
 
 
  只見愛迪生取下鐵筒,小心地裹上一層錫箔,然後咳嗽兩聲,清清嗓子,右手扶起搖把開始緩緩地一圈圈地轉動,"然後開始對著鐵筒唱兒時母親教給他的那首兒歌:「瑪麗有隻小羊羔…。」
 
 
 
  克羅西坐在桌子對面,眼睛瞪得快有鶴蛋大了,這時實驗室里的技師、工人也都靜靜地圍了過來。每當有個新發明問世,他們總是這樣圍在「老頭子」周圍,作世界上的第一批享受者。這時愛迪生已唱完了兒歌,他將鐵筒退回原位,又頂上另一根鐵釘,再慢慢搖動手柄,只聽鐵筒里傳出一陣輕輕的歌聲:
 
 
 
  瑪麗有隻小羊羔,雪球兒似一身毛。
 
  不管瑪麗往哪去,它總跟在後頭跑。
 
 
 
  大家屏氣凝神,這聲音多麼遙遠,彷佛是外星球傳來,但又真真切切是愛迪生那濃重的中西部口音。兒歌唱完了,愛迪生又換上一張錫箔,這時圍在他身邊的人都像被誰使了定身法一樣,只剩下張嘴瞪眼的份兒,就算他們與這個被報界稱為魔術師的發明大王朝夕相處,可怎麼也不敢相信這每天摸來摸去冰冷堅硬的銅鐵竟會說話呀!一會兒還是克羅西先醒過來,他從口袋裡掏出一把錢遞給一個工人說:「快去,快到門口買一大筆蘋果來!」
 
 
 
  那個工人正要抬腿,愛迪生一把接住他,示意大家安靜,他又將滾筒復位,再輕輕搖轉,只聽那鐵筒里突然傳出一個又粗又急的聲音:「快去,快到門口買一大筆蘋果來!」
 
 
 
  全屋子的人嘩地一下笑出聲來,那歡喜的聲浪驟然衝出門窗,就像突然爆了一顆笑的炸彈。其他車間裡的工作人員不知這裡出了什麼事,也都一起向這間房子擁來。狂喜的人們不知該怎樣表達這第一次聽到鐵會說話的興奮之情,有的把帽子扔到天花板上,有的敲著手裡的工具,有一個年輕人甚至就地打了一個滾,還有幾個人就要去將愛迪生抬起來。愛迪生卻說:「且慢,一次就成功的東西,總會有許多缺點,我們要趕快將它完善,二十天以後就上專利局去。」
 
 
 
  這時克羅西又擠到前面,摸著這個自己親手加工的神秘東西說:「愛迪生先生,你怎麼一下子就想出這個會說話的機器?」
 
 
 
  …克羅西,你知道我的耳朵不好使,所以我試驗電話時就用觸覺來試耳機模板的振動,用一根短針一頭抵住模板,一頭抵在手心。於是就想到:聲音能使這根針頂動,反過來這根針的顫動是否也能變成聲音呢?這是一種相似思維方法,不過是逆向相似,就如化學反應中的可逆反應。法拉第當年不就是從奧斯特發現電變磁,逆向相似地推出可讓磁變電嗎?他成功了,我們今天也成功了。
 
 
 
  克羅西等人靜靜地聽著愛迪生的分析。每次一項發明完成後,他們聽愛迪生講發明思路,是一種最高的享受,它清晰明白像哲理,卻又形象豐富像音樂。克羅西這時早已不再關心那個具體的說話機器了,他目光注視著愛迪生那寬大的前額,心裡在說:「他簡直是一個海啊,誰知道這裡面保存了多少智慧。他渾身都是機關,隨便一個什麼原因的觸動,都會像扳機引發子彈一樣地迸出一項發明來。」
 
 
 
  克羅西正這樣發著愣,忽聽愛迪生又說到他的名字:「今天還得感謝克羅西,沒有他的合作,我光想想也拿不出這機器來。這正是我們門羅公園實驗室的力量所在。」
 
 
 
  說著,愛迪生拿過實驗記錄簿來,拔筆在上面記下了幾個大字:「克羅西今天完成留聲機的製作。1877年12月6日。」他總是這樣忘不了大家。
 
 
 
  正是:
 
 
 
  紅花哪能無綠葉,將軍越大越要兵。
 
  一人之力終有限,需知眾志始成城。
 
 
 
  卻說十八天之後,愛迪生果然提著這台留聲機闖蕩紐約城。他先來到權威的《科學美國人》雜誌編輯部,也不言聲,只把機器往桌子上一枚,用手一搖就聽那個紋筒在說:「編輯先生,你們好。你們終日伏案工作十分辛苦,愛迪生先生托我向你們問安致意!」直把那些編輯們驚得手裡的筆抬在空中半天落不下來,就像桌上突然跳出一個小魔鬼來。這件事立即成了當時報上的總統競選一樣大的新聞。專利登記之後,愛迪生被請到科學院、總統府去表演。愛迪生讓他的機器背詩唱歌,給別人錄音,真是無所不能。他對《紐約每日寫真報》記者風趣地說:「我還要改進這個機器,話筒里裝個人嘴大小的音箱,也許還有舌頭、牙齒,聲音就更好聽。我雖然制出了許多機器,但只有這個是我的孩子,我盼若他快生長大,以便在我年邁之時能盡些贍養之責。」
 
 
 
  但是愛迪生的「孩子」實在太多了。留聲機剛問世,他又有了一個更可愛的寶貝——電燈。電燈的歷史最早可以追溯到戴維1812年設計的電弧燈。但這種燈太刺眼,所以當時一般照明還是大量使用著煤氣燈。自法拉第之後人們逐漸完善了發電機,電源再不只靠化學能電池了。愛迪生決心將電能應用於照明,徹底革掉那又冒煙又嗆人的煤氣燈的命。
 
 
 
  電燈的發明最能證明愛迪生的那句名言,即:「天才是九十九分血汗加一分靈感」。具體發明前,他先從理論探討入手。為了打倒「敵人」,先要了解「敵人」,所以他買下了煤氣工程學會所有的與外界交易的文件和歷年的煤氣雜誌,經常徹底鑽研。有人說愛迪生在成為電燈專家以前,已是一個最權威的煤氣專家了。愛迪生自己說:「我在電燈方面建立了三千種不同的理論,每種理論似乎部可能化為現實。可是,我在試驗中只證實了其中的兩種行得通。這麼說,並不是言過其實。」其艱苦,其付出的心血可見一斑。
 
 
 
  1879年10月的一天,愛迪生在實驗室二樓將他手下的幾員大將叫到一起,開始布署這場光明向黑暗的決戰。他穿著一件奇怪的工作服,領口很高,下擺很長,一直拖到地板,這是為了防止濺上酸鹼液。他那頭總是蓬亂的捲髮,可有可無似地隨便堆在頭上,由於連日痛苦地思索,兩頰微凹,面容有些憔悴。但是他明眸閃閃,雙眼放出興奮的光芒,好像這光馬上就能把電燈點亮。部下們知道,這是位腦海里已經有了新方案的證明。愛迪生說:「現在除我們之外,還有三家公司也在研究電燈,還有煤氣公司在拚命想保住他們對光明的壟斷,我們公司已經爭取到30萬元的資金。錢不算很多,所以要搶時間快干。我這裡已有各種圖紙。貝姆,你來吹制各種形狀的燈泡;厄普頓,你負責計算;巴切勒,你尋找最合適的燈絲。」
 
 
 
  門羅公園又開始了一場科學發明前沿的總攻戰。愛迪生像個將軍一樣,從這個車間到那個實驗室,來回巡視指揮。他來到圖書館,厄普頓正為各種圓形、橢圓的容積大傷腦筋,滿是公式,數字的紙張鋪滿一某。他已經熬了整整一夜了。愛迪生過來看了一會兒,拍拍他的肩說:「數學家,你的才華和時間不應該卡在這裡吧。」說著,他拿起幾隻空燈泡,叫秘書端來一盆水。他將燈泡灌滿水,再將燈泡里的水倒進二林,又指著刻度說:「這不是你要的容積?」
 
他走到玻璃吹制間,從火紅爐膛里蘸出一團玻璃親自吹了兩個,試試這批玻璃的性能。
 
 
 
  他走到一樓實驗室,巴切勒正在這裡試製燈絲,這是成敗的關鍵所在。他們已經試過了各種各樣的材料,木纖維、魚線、紙條;果皮直到愛迪生的頭髮,巴切勒的鬍子。現在他們已將包圍圈縮小到棉線上。他們在鉗鍋里將一根棉線炭化,然後小心翼翼地捧在手裡送到吹制間去,可是這種極脆的炭化絲,手一顫就斷了。他們又制了一根,不小心一張紙落在它上面,又切成兩截。他們再做,從上午到下午,從日落到東方發白,一根炭化後的棉線終於平安地封進燈泡里。
 
 
 
  白天,愛迪生命令所有的助手去睡個好覺,晚飯後,這隻燈泡像從天國里請來的怪物一樣被供在工作檯上。以往的燈泡只能點到兩三個小時,今天運氣如何?大家吃飽了,睡足了,希望這隻新燈泡和他們比比耐力。
 
 
 
  電源接通了,實驗室里立即酒滿明亮而柔和的光。節令已入初秋,室外已是夜幕籠罩,秋風新涼,而屋子裡卻如春風吹拂,旭日初升。大家屏神靜氣看看這個明亮可愛的小東西,想看人類為了尋找光明走過了多麼漫長的路程。篝火,火把,蠟燭,油燈,煤氣燈,都離不開火的直接燃燒,而今天將要用電了,用這種不冒煙,沒有味道的新能源。一想到這些,他們就更覺得身上有一種神聖的責任,他們是在開闢一個新時代啊。
 
 
 
  開始,大家誰也不說話,好像一出聲就能將這燈泡震破似的。一小時、兩小時,五個小時過去了,那明亮的光輝似乎毫無收退的意思。人們漸漸鬆了一口氣,而且情緒他興奮起來。巴切勒首先打破沉寂說,我們何不借這美好的燈光,請愛迪生先生再講一點發明方面的事。愛迪生這時也很高興,他說:「好,這電燈要是試成之後我們還可以試很多東西。比如咱們實驗室外農夫種的黃瓜,它每天吸收陽光,如果可以逆轉這個過程的話,黃瓜就會變成一節節釋放出光能的電池。」
 
 
 
  大家都大笑起來,克羅西說:「要能這樣就好了,當我們的儲電池沒有電的時候,隔著籬笆伸手摘一節黃瓜,接上導線就可以工作了。」
 
 
 
  不等大家笑聲停止,愛迪生又開始講另一個幻想故事:「還有,電還可以用於軍事。我們在城堡里放一台兩萬伏的交流發尾機,一條線接地,另一條線與高壓水流接通。這樣只要隨時放開龍頭,那些攻城的敵人就是千萬人一起湧上來,我們只要幾個消防隊員就足夠應付。而且可以調整電壓,不一定非得把對方擊死不可,只將敵人擊呆,然後上去將中電的將軍捉回,以便索取賠款…」。
 
 
 
  愛迪生講得一本正經,大家都早已笑得前仰後合。他的腦海是一刻也不會平靜的,許多發明都是在隨便的談笑,旅行參觀,甚至吃飯時生成的。
 
 
 
  他們就這樣說笑著,也認真討論一點電燈製作中需要解決的問題,不免東方發自。可這燈光卻毫無向日光讓位之意。愛迪生興奮極了,連忙喊廚房送早點和酒來,大家圍看這盞燈共進早餐。他們一連在這燈下吃過一天約二頓飯,早又是日落月升,這燈光卻更加柔和甜蜜。人們雖已很疲倦,但誰也不肯去休息。愛迪生的日記留下了這個美好的記憶:「我們坐在那裡留神看看這盞燈繼續點燃著。它點燃的時間越來越長,我們笑得神馳魂迷。我們中間沒有一個人能走去睡覺——共40個小時的工夫,我們中間的每一個人都沒有睡覺。我們坐著,洋洋自得地注視著那盞燈。它繼續亮了四十五個小時的工夫。」
 
 
 
  燈滅了。愛迪生和他的部下流著熱淚擁抱在一起,這時他們的激動之情早已超過當年發明了會說話的機器。高興過後,愛迪生又拿過記事本在上面為了一行大字:「1879年10月21日,燈泡壽命45小時。下一個目標--1000小時。」
 
 
 
  以後他們又不斷尋找新的燈絲材料,燈泡壽命也上升到一百、二百、二百個小時。但是那些和他競爭的公司,那拚命要保住自己傳統地位的煤氣公司,那些個別並沒有看到這項發明的潛質的科學家,紛紛指責愛迪生的工作是毫無希望的蠻幹。他的部下沉不住氣了,要求他出來說話。愛迪生卻說:「這才是一群不懂得怎樣競爭的傻瓜。讓他們去誇誇其談吧,我們正好埋頭苦幹。時間從他們的嘴裡流走,卻流到了我們的桌上。」
 
 
 
  愛迪生不說一句話,卻把他的門羅公園裡里外外都掛起燈泡。夜幕降臨,這裡卻是一片燈海,是一個落地的銀河。他請報社記者來參觀,就在這燈下談話,發稿。請他們參觀自己電燈照明下的排字房。於是許多報社立即請愛迪生給自己的印刷車間裝燈,這樣一來,夜班效率大大提高。不出幾個月,愛迪生電燈的光好就將那些攻擊者的謊言燒化得灰飛煙減。誰要是想從生活中趕走電燈,簡直就像要摘掉太陽一樣難了。
 
 
 
  閒話少表,卻說這愛迪生發明了電燈之後又改進了供電系統,又不斷發明了電影,發明了橡皮,甚至遠被聘為海軍顧問去發明武器。他的發明把他自己人生時間的口袋塞得滿滿的,到高潮時一天就有兩項發明問世。他這樣追著時間,不免匆匆已過半個世紀。當時有一個叫福特的美國人,創辦了一座規模巨大的歷史博物館。他忽生奇想,要把愛迪生的門羅公園複製一個在博物館裡,好讓後人知道這光明的起點。他送在1929年10月21日搞了一個大型的白熾燈五十周年紀念。這天愛迪生底邀出席,他驚奇地發現自己又回到了門羅公園。福特確實費了不少心思,連鋪地面的土也是專門從門羅公園運來的,那白色的籬笆,二層樓實驗室,實驗室里毫不走樣的擺設!愛迪生已經82歲,顯得有點老態龍鍾了。他在自己當年的椅子上坐下,默默地陷入一片沉思。當年他和朋友們就在這裡分享留聲機、電燈誕生的喜悅,現在這種喜悅已經為全世界人民共享了。大家都在離開他幾步的地方靜靜地站著,不願打擾這位發明大王作那最豐富的回憶,他們看到老人的雙眼裡噙滿了淚水。一會兒,還是愛迪生打破沉寂,說這實驗室復製得還有一分不像。福特說:「那裡不像?""這地板從沒有這樣乾淨過。」大家都笑起來。
 
 
 
  晚上,慶祝活動在「實驗室」學行。實驗室重又回到五十年前,點著煤氣燈,一片昏暗。這時愛迪生由總統親自攙扶著入席,他板動開關,掛在屋裡各個角落的電燈一下子大放光明,接著是一片掌聲和歡呼祝賀之聲,全國數百萬聽眾這時圍在收音機旁收聽這一激動人心的實況。同時全國各地的電燈也在這時大放光明,這是比放多少響禮炮還要隆重的儀式。宴會結束時愛迪生發表了簡短的談話,他說:「我這一生行將結束。我的人生哲學是工作,我要揭示大自然的奧秘,並以此為人類造福。我在世的這短暫一生中,我不知道還有什麼比這更好的了。」
 
 
 
  人們紛紛舉杯向愛迪生祝賀,祝他長壽,祝他再為人類完成幾項發明。老人也舉起杯來,他的眼裡放著光彩,這艱苦和緊張的一生是在汗水裡泡過來的,在他的記憶里似乎還沒有過今晚這樣閒暇和輕鬆的場面。他站起來向大家致意。但他突然眉頭一皺,右腿一陣痙攣,老人暗暗咬了一下牙想挺住,但是沒有挺住,滑倒在椅子上。
 
 
 
  欲知後事如何,且聽下回分解。
49樓 七海八千代 2024-4-10 05:10
第四十七回
看門人推門闖進小王國,磨鏡翁窺鏡發現微生物
 
——微生物的發現  上回說到在慶祝白熾燈發明五十周年的宴會上,愛迪生突然發病跌倒,兩年後這位大發明家便不幸辭世。像愛迪生這樣有功於人世的偉人如能多活幾年,又不知能給人類再帶來多少幸福。
 
 
 
  人為什麼會有病有死呢?解答這個問題又是生理學和醫學方面的任務了。前面我們說過,自1543年出版《天體運行》《人體結構》,科學進入近代時期,便兵分兩路:研究外部世界的,從哥白尼直到上回才說過的愛迪生,成績卓著;而研究人體本身的,從維薩留斯到哈維,也大有進展,並且已經逐漸探源求本,向微觀世界邁進。而在這方面的第一個開拓者,是荷蘭人列文虎克(1632-1723)。
 
 
 
  這個列文虎克,在我們所講述的科學家中,至少有兩點是很特殊的。一是他的高齡:一直活到九十一歲,而且工作到九十一歲;二是他經歷的單純:他出生在荷蘭的德爾夫特市,在當地布店裡當過幾天學徒,又在當地市政府當一位看門人,直到死沒有換過工作,也沒有離開過德爾夫特一步。但是這個原地不動的人,其聲名卻遠播全球,而且順著歷史的長河流傳至今。
 
 
 
  卻說列文虎克在二十多歲時就到市政府門房上班,每天看著人進人出,早晚照管門開門閉,他渾身鼓盪的血液,隆起的筋肉,漸漸就要被這悠閒枯燥的歲月消磨和吞噬。他想!我總得找點什麼事情來干,才對得起上帝給我的這些時間。一個偶然機會,他得到一塊凸透鏡,發現能放大鏡下的東西。可惜這鏡片已很模糊,他就決心重磨一個。凡人只要找到一件自己喜歡幹的事,便如找到自己最理想的情人,時間、精力、身體、歡樂、痛苦等一切,便都託付給了它,一定要做到為它犧牲一切可犧牲的東西。這列文虎克自從迷上磨鏡片後,每天茶飯不香,睡覺不安,黎明即起,手捧一塊油石,一塊玻璃,非常認真又十分吃力地磨來磨去。只要沒有什麼人到門房裡打擾他,他就這樣從日出干到日落。說什麼鐵杵磨針,面壁十年,那些都比不上列文虎克磨鏡的誠心和辛苦。他這樣一直磨了四十年,他門房裡間的屋子成了當時世界上最大、最齊全的透鏡庫。列文虎克有個怪癖,就是總和自己過不去,他磨出的鏡片只要自己發現有一點不滿意,比如光潔度差那麼一點,橢圓度還不夠理想,都要立即返工。如果還不滿意,便氣憤地一把摔碎在地,再向自己的腿上狠狠地砸上一拳,然後抹一把汗水又重新磨一片。他不但磨鏡片,還要把這些鏡片鑲在銅的或銀的架子上,就像一個個漂亮的工藝品。為此他又學習金屬的冶煉、澆鑄、加工。反正,為了他的小鏡子,他什麼苦也願意去吃。
 
 
 
  這列文虎克磨鏡成癖,有了鏡子就拿著它到處去照,也成了癖。他把木塊、蟲子、石塊、肉、毛髮、種子等,統統拿到他的鏡下一一檢查。他看見本是平光光的木塊在他的鏡下竟是溝溝凹凹,洞洞眼眼;看見一個平常的小蟲子竟像一頭小豬一樣走來,他高興地哈哈大笑,把他的鄰居、朋友都請來共同大飽眼福。1665年的一天,他竟像小孩子一樣突然想起:要是把河裡的小蝌蚪放在鏡片下不知會是什麼樣子,於是這個近60歲的老人立即帶上女兒瑪麗亞到河邊提回幾條蝌蚪。他將小蝌蚪吸在一個細玻璃管里,將管子固定在鏡前,當他將眼睛對準鏡片時,他大叫道:「瑪麗亞,蝌蚪透明的尾巴里原來還有這麼好看的東西啊!」他的觀察記錄里留下一段興奮的文字:
 
 
 
  「最初看看,真使我歡喜之至,血液的流動,竟像小河裡的水一樣,循環流動到各處……。」
 
 
 
  哈維當年發現的血液循環,義大利醫生看到的毛細血管,今天才讓這個看門老頭兒第一次實實在在地觀察到它的運動。以後,他又發現了紅血球。皇家學會的胡克,在他的啟發下,觀察到軟木片上的空腔,取名為「細胞」,導致了以後(1839年)細胞學的創立。這個看門人決沒有想到他會有這麼大的功績。
 
 
 
  這一天,外面正浙浙瀝瀝地落著秋雨,列文虎克在一排排的鏡架前凝神工作,聽到這雨聲便又生一計:「瑪麗亞,到院子裡舀一點雨水來!」雨水舀回來了,他用頭髮絲一樣細的管子吸了一滴,眼睛又貼近在鏡子上不動了。足足有半個小時,他不說話,也不抬頭,躬著腰,只是實在難支持時,揉一下酸困的眼睛。瑪麗亞看著老父親這種痴樣,不覺又笑了,她悄悄將一根手杖塞在父親手裡,讓他支撐一下腰身。而列文虎克突然一把抓住女兒的小手。大聲喊道:「孩子,你知道你剛才舀回了什麼?這是一個小王國啊。它的人口大概有幾百萬,比我們全國人口還要多。這是些什麼樣的居民啊,奇形怪狀,有的像個圓球,有的是一根長皮條,有的渾身是毛,有的兩個連在一起像個孿生的怪胎……,他們一個個都不安靜,在不停地飛跑,互相碰撞。他們怎麼總是有使不完的勁啊?他們每天吃什麼好東西?怎樣生活的啊?」
 
 
 
  列文虎克這樣一直喊個不停,倒把瑪麗亞嚇壞了。她是個很孝順的女兒,每天盡心侍候老父。而父親近來脾氣古怪,總是鑽到他的小鏡子裡,有時說話也文不對題,鄰居們甚至懷疑他是否患上精神病了。今天瑪麗亞聽見他這樣喊,心裡就跳,忙拉過椅子,硬按他坐下。列文虎克這才捶捶酸疼的腰,又抹掉眼邊的淚,問:「你剛才舀的水裡到底有什麼東西呢?」
 
 
 
  「這不是,這杯水還在這裡呢,什麼也沒有呀!」
 
 
 
  列文虎克端起玻璃杯來,仔細看著,果然是一杯透明而沒有什麼雜物的水。「你剛才在什麼地方舀的?」
 
 
 
  「在院裡水缸里。」
 
 
 
  「再去舀一杯來。」
 
 
 
  水舀回來了,再觀察,還是有那許多小生物。這回老頭子非要自己動手不可了。他拄著拐杖,一步一滑地冒雨走到院子的最中間,舉起一隻杯子,向天空托著,心裡想這回要直接得一杯天上的水,若它裡面有什麼。果然,這杯水裡沒有剛才看到的那許多小東西。那末這些小東西是從那裡來的呢?他在自己的房間到處擺滿了水盆,在通風的地方,不通風的地方,光亮處,陰暗處,高處,低處,然後一一觀察對比。最後他發現,無論開始多麼純的水、放上幾天後,這些神秘的小動物便又突然蜂湧而至了。
 
 
 
  列文虎克百思不得其解。老頭子這幾天真的是得了精神憂鬱症,再也不說不笑,就是對著那些水盆發愣。這天飯後,老人又在桌前坐下想心事,他這樣悶坐了一個時辰,看看桌上一個牙籤盒,便下意識地抽出一支,剔牙。突然他想這牙垢里會不會也有個小王國,便把它稀釋在水裡送到鏡片下面。他這回更是吃驚不小,原來自己的嘴裡還飼養著這些可怕的東西啊,它們有的像魚,有的像蝌蚪,有的是直線,有的成螺旋狀,有的慢悠悠地像散步,有的急速跑著像衝鋒。列文虎克看得高興了,忙叫瑪麗亞煮一杯滾熱的咖啡來,但是當他剛喝完咖啡,再觀察自己的牙垢時,啊,這回他更吃驚了,這些小東西怎麼一個也沒有了,原來他們是這樣怕熱啊。
 
 
 
  列文虎克已經發現了細菌和怎樣滅菌,不過他當時並沒有意識到這一點。
 
 
 
  再說列文虎克自從發現這個奇怪的小王國後,再按捺不住自己的興奮。他這個十六歲就當學徒,後來一生看門的勤雜工,決心用自己這雙被油石磨出許多老繭和傷口的手寫成一篇篇論文。當第一篇又像記錄,又像論文,又像是一封信的文字寄到英國皇家學會時,學會主持人胡克大吃一驚。他連忙按照列文虎克的指點找來顯微鏡觀察一滴水,天啊,這裡面果然有一個小王國。這一發現由於皇家學會的認可,立即震驚了全歐洲。列文虎克的小門房前人來事往比鬧市還要熱鬧十倍。人們並不是來市政府辦事的,他們只進這座門房,卻一個也不到政府大樓里去,列文虎克這個看門人現在比市長大人還要神氣了。
 
 
 
  這天下午,列文虎克正拄著拐杖在那一排顯微鏡架子間作著驕傲地巡視,忽然市長大人親自推門進來。雖然市長每天從這個大門裡要進出幾次,可是多年來他們從沒有說過一句話。今天什麼大事讓市長屈駕登門呢?列文虎克忙恭身讓坐,又喊瑪麗亞倒茶,可市長今天倒沒有一點架子,只是急慌慌地說:「列文虎克先生,快將房子收拾一下,英王陛下親自來參觀您的小鏡庫了。」
 
 
 
  「女王陛下也知道我這個看門老漢啊?」
 
 
 
  「知道,知道,你現在早已不是為我看門了,你是守在一座新王國的門口,誰都想到這個門縫裡來求您允許他往裡看一眼呢。連俄國皇帝也已經準備前來看您了。----好啦,您快準備一下吧。」
 
 
 
  不一會兒,就聽門外車馬喧鬧。女王在一大群侍從和本國大臣的陪同下向門房走來。由於列文虎克的鏡室實在太小了,大部分侍從被擋在門外,列文虎克陪著女王還有本國的大臣挑簾進到屋裡。外面的人只好頓足嘆氣了。
 
 
 
  這是一排長方形的平房,列文虎克因陋就簡,把它布置成鏡室 也就是他的私人實驗室,環牆一周和地當中的一排平台上擺滿了各種大小和各種形狀的鏡子。這些小鏡子都嵌在金屬板上,那講究它的幾台是嵌在銅板和銀板上的。金屬板後面有一個小支柱,上面有一根極細的玻璃管子,要觀察的東西就吸在這個管子裡。支柱上的物體和鏡子之間的距離都可以通過手柄的旋紐來調節。奇怪的是,不少細玻璃管里都放著東西。女王不解地問道:「列文虎克先生,難道您每天都在觀察他們嗎?」
 
 
 
  「回陛下,這些小東西有的已在我這架子上住了好幾個月了。我每天就這樣走來走去,和他們打招呼,問好,他們告訴我別人都不知道的東西。我這樣擺著,就像書架上插滿書,隨時就可翻閱一樣。」大家聽到老人這個奇怪的回答都笑了。
 
 
 
  這時女王發現一台奇怪的鏡子。鏡片小得只有一粒大米那樣大,它嵌在一塊銀板上,鏡邊鑲了一圈金絲,鏡片後面的物架是一隻正展翅飛來的小鳥,鳥嘴裡銜著的一根細玻璃管里裝著一個黑點,卻不知是什麼東西。女王將這個小巧的家什拿在手中左看右看,愛不釋手,這那裡是科學儀器,就是她宮裡珍貴的藝術品也不會再比這個精緻了。她指著管子裡的小黑點問:「這是甚麼?」
 
 
 
  「請陛下將一隻眼對準小鏡子,就能發現它的真象。」
 
 
 
  女王將架子舉到眼前,對看窗戶進來的亮光。她剛把眼睛對準鏡片,突然「啊」地驚呼一聲,鏡子差一點失手落地,大臣忙上前攙扶,女王也自覺失態,忙恢復鎮靜,說:「列文虎克先生,您這架子上綁著一頭什麼怪物啊?」說著又將鏡子移到眼前。
 
 
 
  「陛下看到了什麼?」
 
 
 
  「像一隻大蜘蛛,有腿,可身子又亮亮的,瞪著一雙牛眼,啊,太可怕了。」
 
 
 
  這時列文虎克將物架上那根管子拔下,舉起來給女王指點著,他雖已年近九十可是眼睛一點也不花。「陛下,您剛才看到的實在是一隻普通的跳蚤。」
 
 
 
  「啊?」這回女王更吃驚,不過接著她就高興地笑了,周圍的人也都笑了。
 
 
 
  「稟告陸下,我那個米粒大的鏡子,別看它小,卻可以放大200倍呢。我用我的鏡子看到的水裡那些小動物,就是一百萬個加起來,才有一粒沙子大呢。」
 
 
 
  女王今天非常高興。大英帝國雖然曾經統治過全球的許多地方,但是對這個陌生的小王國卻聞所未聞。她在這間小實驗室里轉了一圈後,招手讓侍從捧上一個銀色的盒子,取出一張印得很精緻的厚紙,雙手送到列文虎克面前說:「尊敬的列文虎克先生,英國最權威的科學機關——皇家學會已經榮幸地接收您為它的會員,我此行就是特為向您表示祝賀的。」大家一陣掌聲,列文虎克忙將拐杖丟在一邊,雙手恭敬地接過銀盒子,人們看到他偷偷地抹掉一滴眼淚。
 
 
 
  列文虎克以一個沒有受過正規教育的看門人,被破例吸收為皇家學會會員,他的名譽已經不亞於國王權臣了。但是他還是終日在那間小房子裡磨鏡,觀察,記錄。1723年他剛度過自己的九十一壽辰,覺得身體大不如去年,他知道自己老了。這天他叫女兒去把自己的老朋友胡格夫利埃特請來。他領著老朋友在實驗室里走著,用拐杖指著那些顯微鏡,還有大本大本的記錄,冷靜地交待後事:這是我一生的收穫,我的心血。我的生命已經邁入了自己的九十年代,我想上帝不可能讓我在這裡呆夠一個世紀。九十年的生命中我有半個世紀是不停地磨著鏡片。我深信一千個人當中沒有一個能做這樣的研究。因為這需要無限的時間,要花許多的金錢,還因為一個人要想有所成就,就必得嘔心瀝血,孜孜不倦。我努力這樣去做,一共得到了419塊鏡頭、製成了247台顯微鏡,它們都在這裡了。還有我寫好的375篇論文。現在我暫時還要用到他們,我辭世之後請您將這些東西轉交給皇家學會。只是還有一點,我雖然發現了這個小王國,但那些小生物到底是甚麼,他與我們人類又有甚麼關係呢?看來,我是只好帶著這個問題去問上帝了。
 
 
 
  列文虎克一口氣講完這許多話,已經有點微微喘氣。老朋友忙扶他坐下,祝福著:「您對人類的貢獻已經夠大了,上帝會讓您活到一百歲的。」
 
 
 
  正是:
 
 
 
  生命有限物,使用要集中。
 
  矢志在一點,必能獲成功。
 
 
 
  列文虎克感到遺憾的問題,他發現的那些小生物到底是什麼呢?且聽下回分解。
50樓 七海八千代 2024-4-10 05:10
第四十八回
求佳人 才子喜得賢內助,攻化學 醫學卻展新前程
 
——微生物學的確立  上回說到列文虎克觀察到許多「小生物」卻不甚明白這到底是些甚麼東西。在他死後過了整整一百年,終於又出來一個人接續他的研究。這就是法國化學家巴斯德(1822-1895)。
 
 
 
  說來有趣,這巴斯德一生不知攻克了多少個難題,而第一大難題就是怎樣贏得一個女子的愛,我們就先從這裡慢慢說起。
 
 
 
  1851年1月,年輕的巴斯德來巴黎大學任化學教授。一日他正端坐窗前凝神備課,抬頭間忽見窗外園中的小路上走來一白衣紅裙的女子。那女子款款而行,真箇「翩若驚鴻,宛若游龍」,她神態自若,抬頭時神清氣朗,如芙蓉出水,光潔玉潤;低眉時心沉志凝,如風落梧桐,端莊恬靜。這女子沿園間小路走來,越走越近,漸漸更看清她那一頭金色秀髮,紅潤的臉龐尤其是那雙深藍色的眼睛,像一汪深深的湖水,巴斯德彷佛已在其中照見了自己的影子。他正這樣痴看呆想,忽見那女子一抬頭,秋波一掃正遇著他的眼神,嚇得巴斯德心跳臉紅,立即低頭將臉埋在書裡。約摸這女子已走過窗前,他才慢慢抬起頭來,只見綠蔭里一角紅裙飄飄忽忽,漸漸隱去。巴斯德哪還有甚麼心思備課看書,他將筆往桌上一摔,用拳頭砸著自己的腦袋,輕輕喊道:「上帝啊,這就是我意想中的情人!」
 
 
 
  從這天起這巴斯德一伏案讀書,好像那書上沒有字,一提筆寫字,好像那筆里沒有墨水,食不知味,睡不成眠,好端端一個教授被那女子的倩影折磨得顛三倒四。好在巴斯德畢竟是受過高等教育而又有抱負的人,深知事業為重,不可使自己的這種狀態長期持續,就在研究記錄本上暗暗記下,先解決這個課題。他再一調查,知道這女子竟是校長大人的千金,這下心裡更是高興。這倒不是他要攀龍附鳳,而是校長一向愛巴斯德年輕有才,這門親事或許更有希望。於是他使心生一借風使船之計,提筆先給校長為了一信:"我的父親是一個阿爾波亞地方的鞣皮工人,我的三個妹妹幫助他做作坊里的工作和家務,以代替去年五月不幸去世的母親。我的家道小康,當然談不上富裕,而且我早就決定將日後會歸我所有的全部家業讓給妹妹們,因此我是沒有財產的。我所有的只是身體健康,工作勇敢,以及我在大學的職位。我計劃把一切獻給化學研究,並希望能有某種程度的成功。我以這些微薄的聘禮,請求允許我和您的女兒締婚。"
 
 
 
  這可真是欲擒故縱,說是遞上聘禮,反倒沒有一文,不過真坦露了一顆赤心。而校長倒也開明,便將信轉給女兒瑪麗,要她自己決定。瑪麗一看字裡行間的書呆子氣,「啪」地摔入紙簍,胸脯一挺,到校園裡又唱又笑地獨自玩耍去了。
 
 
 
  巴斯德等了七天不見動靜,又再換一個進攻角度提筆給瑪麗的母親寫了一信:「您知道我是多麼愛您的女兒,但我怕是,瑪麗小姐太重視初步印象了,而初步印象對我是不利的。我確實沒有甚麼吸引人的地方。但回想過去的經歷,我知道那些深知我者,總是深愛我的。而我今天才第一次將我的愛奉獻出來。」這封信也照樣傳到瑪麗手裡,但照樣是一周毫無動靜。
 
 
 
  這回不必迂迴使用火力了,巴斯德直接給瑪麗寫了一信。他說:「我知道你嫌我身上這般書呆子氣,但我只祈求您一點,不要匆忙地下判斷。您知道,您可能錯了。時間會告訴您,在我的這個矜持、靦腆的外表下,還有一顆充滿熱情的向著您的心。我雖然一無所有,但我會給您帶來榮譽。」這回瑪麗小姐芳心動搖了,這一封封樸實無華的信證明巴斯德不是那種紈絝子弟,她完全可托以終身。他們開始在花園裡幽會,在巴斯德稿紙成堆的書桌上對燈靜坐到很晚很晚。愛情再不是折磨巴斯德感情的絞索,而成了他這架科研機器的潤滑油。有瑪麗在身旁,他寫作時就文思泉湧,千言立就。他鑽進實驗室里,雖然總想早點出來去看看她,但一想到應該對得起她的愛,便又沉下心來工作了。而瑪麗時間長了不見他,就像一隻小貓一樣悄悄地溜進實驗室,將一雙小手輕輕地搭在他的雙肩上。
 
 
 
  巴斯德這次愛情攻關雖再三迂迴,但卻事半功倍,不到半年時間,1849年5月29日,他們便舉行了婚禮。但就在賓客臨門,典禮就要開始之時卻找不見了新郎,大家都十分焦急。這時只有瑪麗不慌不忙,她說:「別急,他一定在實驗室里,可不能讓那個實驗半途而廢啊。」
 
 
 
  婚後不久,他們夫婦便遷居里爾,巴斯德任里爾學院的院長兼教授。里爾,這是一個釀造業很發達的城市。巴斯德很快在這裡找到了自己的新課題,掀起一場關於微生物的軒然大波。
 
 
 
  一天,當地的造酒商來求巴斯德,說幾個月來,他們的酒突然一下子發酸了,一桶一桶地倒掉,他們的廠子眼看就要倒閉,請化學家務必救他一把。巴斯德這個皮匠的兒子,從小聞慣了鞣皮的味道,連酒坊門也沒有進去過。但他確信有列文虎克留下的武器顯微鏡,不怕弄不出個結果。
 
 
 
  他到酒廠取回好酒漿和壞酒漿各一桶。先從好酒桶里取出一滴放在顯微鏡下,裡面有許多細小的球,這是酵母球,就是它使甜菜漿變成了酒。他再從壞酒桶里取出一滴,奇怪,酵母球沒有了,有的只是一些細杆棒,它們很小很小,大約只有二萬五千分之一英寸。他立即又從廠里搬來許多桶一一化驗,都找到了這種小細杆棒。他明自了,一定是這些菌消滅了酵母球,獨霸了天下,於是香甜的酒就變成了苦酸的粘液,像一桶酸奶。他又配了一瓶酵母湯,然後往裡面滴入一點細桿菌液。他想如果我這個推論正確,這種細桿菌就會在這瓶里繁殖起來的。
 
 
 
  它會不會活,會不會繁殖呢?夜深人靜了巴斯德做完這一切,才洗洗手,懷著志忑的心情,掩上實驗室的房門回到臥室。床頭亮看一盞小小的燈,這是給他留的,瑪麗已經入睡。自從他們結婚以來,幾乎想不起有幾次是同時就寢的,總是瑪麗收拾完家務,又幫他抄寫一會兒論文,實在睏乏之極,只好一人上床去。所以每次巴斯德深夜回房,總懷著一種深深的歉疚之情。
 
 
 
  當巴斯德輕手輕腳剛走近床頭時,瑪麗突然將被子一拉蒙上鼻子,喊道:「呀,你又去擺弄那些酸酒桶了。」
 
 
 
  「親愛的,對不起,我應該先去洗個澡的。」
 
 
 
  這時瑪麗嫣然一笑,退下被頭說:「算了吧,也不看幾點鐘,再洗完澡就天亮了,再說化學家身上的氣味哪兒是肥皂就能洗掉的?」
 
 
 
  巴斯德上了床,但是眼看著天花板,還是不能入睡。瑪麗知道實驗室的溫箱裡一定又放上了甚麼瓶子,才攪得他這樣心緒不寧。每逢這種晚上是巴斯德最難過的,也是瑪麗最焦慮的。她用自己柔嫩的手撫摸著巴斯德那雙被藥品燒起一層老繭的大手,撫慰著他疲倦的身骨。當手碰到巴斯德的胸口時,她感覺到他的心藏在劇烈地跳動。她嚇壞了,一下將耳朵貼在他的胸口:「親愛的,是不是心臟病又犯了!為了那些小動物也不能不顧自己啊。」
 
 
 
  巴斯德拍拍她的手平靜地說:「別怕,心跳快一點說明工作速度快,搶到了時間,有甚麼不好。」
 
 
 
  「你這哪裡是工作,是提前支出生命啊。」說著瑪麗伏在他身上,淚水打濕了巴斯德的前胸。
 
 
 
  「嫁給我吃虧了吧?」
 
 
 
  「不,你就是我的生命,我已經完全溶化在你的工作里。我們會成功的。明天這實驗一做完,你就是我們的牛頓,我們的伽利略。」
 
 
 
  巴斯德感到一種極大的安慰,他就是失敗了,也能在妻子面前得到一種足以抵銷一切沮喪的溫存。他比諾貝爾要幸福一千倍。
 
 
 
  他們真的成功了。第二天一早巴斯德抽出那個小瓶子,昨天放進去的一個小灰點,現在起了汽泡,他輕輕搖晃一下,瓶底升起縷縷灰霧,他取一滴放在顯微鏡下,驚呼道:「它們活了,它們繁殖了!」像牛頓開闢出經典力學一樣,巴斯德開闢了微生物領域,他也是一位科學巨人。
 
 
 
  這巴斯德躍馬橫刀闖入微生物領域,便勢如破竹,加入無人之境(本來,以前也沒有幾個人涉獵這裡)。他先幫助葡萄產地的農民解決了防止酒變酸的難題。說來簡單,只要把酒加熱到攝氏五十五度,就可以將細菌殺死,這就是後來被普遍採用的"巴氏消毒法"。他發現了寄生在蠶身上的微生物,挽救了法國全國的養蠶業;他發現了羊炭疽桿菌,並治好了羊炭疽病,挽回了2000萬法郎的損失。他由此又推出:人身上的傳染病,也是出這些看不見的殺人犯傳播的。這可是一個大膽的結論,這就不是化學,也不是微生物學的事了,巴斯德已經揚鞭催馬踏入了醫學的領地。當時歐洲對突然間流行全國的瘟疫束手無策。在俄國的一些鄉村里,深更半夜男人們起來把四個寡婦綁在犁上,趕著她們繞村犁上一圈,認為這樣就可以抵擋瘟疫,而苦主們也只知降溫、放血,或吃點不頂用的藥丸。現在巴斯德突然闖了進來說:「這些統統都是騙人!」於是整個醫學界就像一個被捅了的馬蜂窩。
 
 
 
  巴斯德是一個性格豪爽,拚命向前,苦幹務實,想到就要說要做的人,況且他也不大會裝出一種謙虛去爭取同情。他手頭有了許多實驗事實之後,就到處作學術報告,作科普宣傳,而且態度直率,語言尖刻。在一次學術會上他說:「我真夠聰明的,我居然能發現這一切,而你們真傻,竟到現在還不肯相信。」一次在巴黎舉行科普講座,會場裡本來燈火通明,他突然將燈全部熄滅,然後打出一束光劃破黑暗,只見這光中許多細小的微粒上下翻動。他指看這些微粒說:「你們看見了嗎?斑疹傷寒、霍亂、黃熱病……,一切傳染病菌就都在這些小微粒上面。你們不要小看這些小東西,它能量之大決不亞於狂風暴雨。比如一種破壞酒精的微生物,幾天之內能使比自己重一百萬倍的酒精變成醋,好比一個二百磅體重的人,幾天之內就可以劈掉二百萬磅木材,誰能有這麼大的力氣?如果這種病菌鑽入人體,不難想像,歐洲幾天之內就會屍橫遍野……。」巴斯德這些話使聽眾們不寒而慄。包括那個大小說家大仲馬,那天他也在場,無論他曾構思過多麼驚險的小說也不如巴斯德這幾句話叫大家張目結舌。
 
 
 
  好像別人都是聾子,都是瞎子,巴斯德大聲向人們講著他聽到的,看到的一切。而大家都覺得他實在是個瘋子,因為他們每一個人都既沒有聽到什麼,也沒有看到什麼。因此,他們對這個瘋子攪得他們志忑不安簡直不能容忍。他們開始在自己遠占絕對優勢的陣地上-學術會議、各種刊物、報紙上指名道姓地攻擊巴斯德了。但他毫不退讓。
 
 
 
  這天,巴黎醫學會又舉行一次醫學報告會,討論當時死亡率達百分之九十的產褥熱,還有外科手術感染問題。一個叫圭茵的頑固老頭正在誇誇其談這種病的病因。突然前排站起一個人說:「完全是胡說八道。這些病首先得由你們醫生、護士負責,是你們的手,醫院裡的床,還有手術刀,繃帶將那些致病微生物傳給一個病人,又傳給一個病人,你們還全然不知。醫院成了殯儀館的前廳,手術台抬成了殺人台,你們卻死抱住舊習慣不放,還在每天殺人。我昨天剛收到一封信,是蘇格蘭醫生李斯特先生的,他在手術前將雙手、刀具、紗布,甚至刀口周圍都用硼酸徹底消毒,結果病人死亡率從百分之九十一下就降到百分之十五。」此人正是巴斯德。
 
 
 
  這時下面有人搖頭,有人很注意地聽,而圭茵早就不耐煩了,他打斷巴斯德的話說:「你總是這樣像巫婆念咒似地叨叨,可是你說的可怕的微生物到底在哪裡?它怎麼能有這麼大的本事?怎麼能無孔不入地傳播?你能給我看一看嗎,它到底是什麼樣子?」
 
 
 
  巴斯德三步兩步邁到黑板前畫了一個鏈狀物,說:「引起產褥熱的就是這種菌。」
 
 
 
  圭茵冷笑一聲:「算了吧,你口口聲聲說我們沒有見過微生物,倒是你恐怕連手術刀、繃帶也沒有換過呢。」
 
 
 
  「我看你不是沒有看到顯微鏡下的微生物,而是沒有看到自己心靈上的微生物。」巴斯德也冷笑一聲。
 
 
 
  但是他沒有提防,被激怒的圭茵突然揮動老拳,向他當胸擊來。各位讀者,不是作者在編造,這實在是科學史上一件不好說出口的醜事。19世紀後期,像16世紀教會蠻橫鎮壓伽利略那樣的事是不可能再發生了,但偏見和頑固仍然是科學的大敵。再說當時幸得有人上去一把抱住圭茵,這架才未打起來。可是圭茵立即提出:「你要有膽量,明天我們到郊外決鬥去!」
 
 
 
  巴斯德冷笑一聲:「我的任務是救人的命,而不是殺人!我死並不足惜,可惜我還有一個重要課題沒有完成呢。」
 
 
 
  巴斯德回到家裡,由於剛才的不快,兩隻手還在顫抖。瑪麗知道最近他常在外面受委屈,就過來挽著他的手坐下。現在他們已是年過花甲的老夫妻了,但還是如在蜜月里一樣的情深。巴斯德心裡的怒氣立即煙消雲散。
 
 
 
  他所說的課題,是尋找根治狂犬病的辦法。這是一種必死無疑的痛,只要被瘋狗咬了的人和任何動物都會傷口像火炮一樣地疼痛,而且狂躁不安,直到被折磨而死。巴斯德想,這一定又是一種微生物在作怪。他知道自己來日不多了,便想加快解決這個課題。
 
 
 
  這天,他和助手設計了一個方案,就是從瘋狗唾液里取來病菌,然後注射到好狗身上,或許可以獲得免疫。但那是一條瘋狗啊,取時談何容易。巴斯德命令助手將一條壯實的瘋狗綁在桌子上,再用撬棍將它的嘴撬開。那狗憤怒的哼著,呻吟著,嘴裡滲出唾液。這時巴斯德取來一根玻璃吸管,含在嘴裡就要向狗嘴裡去吸。突然瑪麗從房間裡衝出來,一把摟住他的胳膊:"親愛的,難道你真的瘋了嗎?你的命真的這樣不值錢嗎?"
 
 
 
  「不怕,我輕輕吸一點,病菌不等到我嘴邊,我就會把它吐到杯子裡的。」
 
 
 
  「不,如果這樣還是讓我來吸。你的生命怎麼也比我有十倍百倍的價值。」
 
 
 
  「親愛的,反正都一樣,你萬一染病離開人世,我與其受悲痛的折磨還不如一死。況且論技術,當然我比你熟練一些。」
 
 
 
  巴斯德說得輕鬆,但瑪麗渾身都在發抖了。她瞪著一雙吃驚的大眼看著巴斯德和瘋狗嘴對嘴,將那根細管子伸到狗的舌根,巴斯德那撮小鬍子彷佛已經觸到了狗的嘴唇。她突然用雙手捂住了自己的眼睛。
 
 
 
  菌苗制好了,在動物身上試驗完全成功。但總得過人身試驗這一關。巴斯德決定給自己注射。這回瑪麗和幾個助手堅決不幹了。他們將藥品鎖起來,瑪麗更是整日不離開他一步。巴斯德像一個壯士被困在監牢裡,他坐在實驗室的長沙發上,捋著自己已花白的鬍子自語道:「還有什麼法子呢?上帝不會再給我多少時間,瑪麗又不給我冒險的機會,還有什麼法子呢?」他正這樣愁眉不展地坐著,突然門口吵吵嚷嚷,還夾著哭聲,一個助手推門進來,但還不等他開口,後面又跟進一個老婦人進來。她一見巴斯德便一頭跪在地上哭求道:「巴斯德先生,都說您是上帝派到人間的救星,快救救我的小兒子吧,他今天剛被瘋狗咬傷,除了你誰也沒辦法啊,他不能死啊。」這婦人說著早泣不成聲。
 
 
 
  孩子被送來了,傷口已開始發紅,可憐的孩子,無疑是得了這個可怕的痛。他從現在開始還有半個月的時間,病菌將從皮膚、血液里慢慢地向他的脊髓、腦液里進攻,到那時他將發狂、昏迷、死亡。現在唯一的希望就是乘病菌還未進入脊髓、腦液之前每天注射一點疫苗,以毒攻毒,培養起抵抗力來。但是人類有史以來還從未這樣試過啊,到底有沒有把握呢?這第一針是準備打在我這個將不久於人世的老頭子身上啊,怎麼好在這個孩子身上試呢?
 
 
 
  這時老婦人還在地上叩頭如搗蒜。助手說:「只有這樣,孩子也許有救,要不試一試吧。」巴斯德還在猶豫,老婦人早已抱住助手的手臂不住地懇求了。巴斯德站起來說:「就試一試吧。可是如果失敗,那些人一定會說我是殺人犯的。」
 
 
 
  第一針打下去了,孩子安然入睡。
 
 
 
  第二針打下去了,沒見什麼別的反應。
 
 
 
  以後每天一針。到第十四天頭上,最後一針了,毒性也已積累到最多了。巴斯德覺得自己的心在抖,他不敢到臨時病房去,只好吩咐助手去注射這最後一針,自己又坐在那個長沙發上,呆呆捋著他的小鬍子。他不知道自己將再次當一回牛頓呢還是當劊子手。他這樣從早坐到晚,瑪麗進來送了兩回飯,助手進來報告了兩回情況,倒沒有異常。但是關鍵是今晚,能不能平安地渡過這一夜呢?這是陰間和陽間的界河啊。當晚巴斯德沒有回臥房,就躺在這個長沙發上。瑪麗抱來了毯子輕輕給他蓋好,虛掩著房門出去了。他在黑暗中看一會兒天花板,又透過窗戶數一會兒天上的星星。不知什麼時候迷迷糊糊地剛睡去,就聽門外又是那個老婦人的聲音:「巴斯德先生在哪裡?快,我要見他!巴斯德先生,您還沒有起床啊,我非見您不可。啊,我的孩子……!」
 
 
 
  巴斯德聽到聲音,一個鯉魚打挺,翻身下地,摔落毯子,就向院裡衝去。這時瑪麗、助手也都早已跑出來,他們一起攙住老婦人,緊張得三顆心都已提到嗓子眼裡。
 
 
 
  到底這孩子性命如何,且等下回分解。

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