书城教材教辅中外化学故事
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第28章 勤于钻研:化学家的故事(5)

几天以后,盖·吕萨克成功地得到了这种纯净的元素。它是一些小小的鳞片般的东西,像金属一样闪闪发亮,加热时它们很快便蒸发,沉甸甸的深紫色的蒸气充满了烧瓶。

“我们把这种元素叫做碘吧。”盖·吕萨克自豪地看着这些紫色的精灵,碘的意思是紫罗兰。

盖·吕萨克还特别重视把科学理论成果转化为生产力。他对硫酸制造工艺的改进,就是他对硫化物研究成果的重要应用。

19世纪初流行铅室法制硫酸工艺:为了把二氧化硫氧化为三氧化硫,在含有二氧化硫的空气中加入二氧化氮,就会生成三氧化硫和一氧化氮。用水把三氧化硫吸收后,剩余的气体通过高大的烟囱排到大气中去,但是,当这些气体和空气混合在一起时,其中的一氧化氮立即就转变为二氧化氮。二氧化氮是有毒的棕褐色气体,这种棕褐色烟雾从烟囱里冒出,不仅毒害着周围的生物,而且也毒害着工厂里的工作人员,硫酸工厂附近的植物全部被毒死。这些硫酸厂就像在荒漠上的一座座凶险恶毒的火山,永不停息地升腾着毒性的烟团。必须采取紧张措施解决这个问题,一些生产硫酸的工厂主向盖·吕萨克提出了请求。

盖·吕萨克投入了紧急的研究之中。他查明,氮的几种氧化物能溶解在硫酸里,他将这种溶液叫做含硝硫酸,它是无毒的。

“不要让这种废气从烟囱中排出,”盖·吕萨克对厂主解释道,“应当设法化废为利。为此,要建造一座吸收塔,塔高10—15米,塔内有耐酸的材料作衬里,废气从塔的底部进入,将硫酸从塔的上部喷淋下来,当氮的氧化物遇到硫酸时便和它化合,成为含硝硫酸,含硝硫酸向下流去,可以收集起来重新利用,而排向大气的就只有无毒的气体。”

19世纪40年代,盖·吕萨克的想法在实践中被采用,在生产硫酸的工厂里出现了吸收塔,这种塔至今仍然被称作“盖·吕萨克塔”。

除了上述研究,盖·吕萨克还探讨了氰化物并首次制得了氰。他将氰化汞与浓盐酸一起蒸馏,制成无水氢氰酸,开创了对氢氰酸的组成、性质的系统研究。同年,他加热分解氰化汞,发现生成一种可燃气体,经研究确定其组成成分为碳、氮二元素,他命名该气体为“氰”。

72岁时,盖·吕萨克在巴黎逝世。

炸药的“父亲”———诺贝尔

1833年10月21日,诺贝尔出生在瑞典首都斯德哥尔摩一个勤奋的家庭。父亲伊曼纽尔·诺贝尔是一位颇有才干的机械师、发明家。由于经营不佳,在瑞典屡受挫折,就在小诺贝尔出世的前一年,一场火灾烧毁了他家的全部家当,他们的生活完全陷入穷困潦倒的境地,靠借债度日。为躲避债主上门,伊曼纽尔只好单身离家出走,先到芬兰,后到俄国谋生。诺贝尔的两个哥哥就像安徒生童话里那个卖火柴的小女孩一样,也站在街头巷尾卖过火柴,以便赚几个钱帮助维持家庭生计。在那场大火中,诺贝尔的母亲为了救出孩子几乎丧了命,精神和健康都受到影响,加上生活艰难,诺贝尔从出生的第一天起,就体弱多病,全靠母亲的精心照料,才活了下来。

由于健康不佳,他的童年没有像别的孩童那样调皮、活泼和欢快,当别的孩童们在一起玩耍时,他只能充当一个旁观者。童年生活的这一遭遇使得他的性格变得孤僻、内向。他到了8岁才上学,却只读了一年,而这是他受过的唯一的学校教育。

伊曼纽尔的一些发明在俄国受到欢迎,经济状况开始好转,诺贝尔全家便迁居到俄国的彼得堡。在俄国由于语言不通,诺贝尔和两个哥哥都进不了当地的学校,只好在家里请教师指导他们学习俄、英、法、德等语言。当有了一定的俄语基础后,再跟俄国教师学习自然科学和工程技术。

体质虚弱的诺贝尔学习特别勤奋,学识不亚于他的两个哥哥,他那好学的态度,不仅得到教师的赞扬,也赢得父兄的喜爱。然而,由于诺贝尔的二哥要回瑞典,兄弟三人只好停止了学业。诺贝尔来到他父亲开办的工厂当助手。他细心观察、认真思索,凡是经他耳闻目睹的那些重要学问都被他敏锐地吸收进去,生活本身就成为了他的大学。正是通过刻苦、持久的自学,他才逐步成长为科学家。

诺贝尔的父亲很关心小诺贝尔的兴趣爱好,常常讲科学家的故事给他听,鼓励他长大后做一个有用的人。有一次,诺贝尔看见父亲在研制炸药,睁着圆圆的大眼睛问:“爸爸,炸药伤人,是可怕的东西,你为什么要制造它呢?”父亲回答说:“它可以用来开矿、筑路,许多地方需要它啊!”诺贝尔似懂非懂地点点头,说:“对,我长大了也要做炸药。”诺贝尔跟着父亲,看父亲设计和研制水雷、水雷艇和炸药,耳闻目见,在他幼小的心灵中,萌发了献身科学的理想。父亲也非常希望他学机械,长大后成为机械师。

17岁时,诺贝尔以工程师的名义远渡重洋。到了美国,在有名的艾利逊工程师的工场里实习。实习期满后,他又到欧美各国考察了4年,才回到家中。在考察中,他每到一处,就立即开始工作,深入了解各国工业发展的情况。

当时,许多国家迫切要求发展采矿业,加快采掘速度,炸药不能适应这种生产需要,对它进行改良成为一个亟待解决的大问题。了解了各国工业状况的诺贝尔,坚定了改进炸药生产的决心。就在这个时候,一个惊人的消息传来了:法国发明了性能优良的炸药。其实,这个消息是不确切的。原来,法国有名的军械专家皮各特将军,在研究改进子弹的射程和速度时,发现用现有的炸药,不可能有更好的结果,必须改良炸药。于是,陆军部组织力量,着手研究炸药了。这件事促使诺贝尔全力以赴研究炸药。

诺贝尔一天到晚关在实验室里查阅资料,一次又一次地做着各种炸药试验。他的父母明白搞炸药的危险,对他改变专业很不高兴。有一天,父亲对他说:“孩子呀,你的职业是搞机械,应当集中精力干分内的事,别的方面还是不要分心为好。”诺贝尔说:“改进炸药是很重要的,一旦用在生产上,就会给人类创造极大的财富。危险当然免不了,我尽量小心就是了。”从此,诺贝尔经常向亲戚朋友宣传解释改进炸药的重要意义。这样,同情、赞助他的人越来越多,连反对他的父母,也被他的坚强意志感动,只好默认了。

诺贝尔以其活跃的思维,经过50多次试验,终于在1862年完成第一项重要的发明。他先将硝化甘油装在玻璃管里,再把玻璃管放进装满火药的锡管内,再装上导火线。装好后,邀他两个哥哥来到河边,将导火线点燃,投入水中,“轰”一声,只见火花四溅,爆炸力果然比黑火药大。这表明他弄清了引爆硝化甘油的办法,但是这次爆炸的主体仍是黑火药,为此他继续潜心研究。

研究的道路是不平坦的。一次,在试验中发生了硝化甘油的爆炸,他们的实验室被炸成一片废墟,诺贝尔的5位助手,包括他的幼弟埃米尔都被当场夺去了生命,诺贝尔因当时不在实验室而幸免于难。挫折和不幸并未动摇诺贝尔的决心,他以不屈不挠的勇气把试验设备搬到郊外马拉湖中一艘平底船上,继续研究。经过一百多次的试验,他终于发明了装有雷酸汞的雷管,终于解决了炸药的引爆难题。这一发明可以说是爆炸科学中的一次重大突破。

19世纪60年代中期,诺贝尔在温特维根找到一处新厂址,在那里建造了世界上第一个硝化甘油工厂。

诺贝尔还有一个伟大的胸怀,有一个崇高的夙愿。他与许多富豪不一样,他一贯轻视金钱。当他母亲去世时,他将母亲留给他的遗产全部捐献给瑞典的慈善事业,仅留下慈母的照片作为纪念。他曾经说:“金钱这种东西,只要能够解决个人的生活就行,若是过多了,它会成为遏制人类才能的祸害。对于有儿女的人,如果除去必需的教育费用外,再传给很多的财产,我认为那是错误的,这样只能鼓励懒惰,使他不能发展个人的独立生活能力和才干。”

他在逝世之前,决定把3300万法郎作为基金,用每年的利息,分奖给世界上的杰出人物,促进科学文化事业的发展。他在遗嘱中说:“这奖金不论国籍、人种和语言,只发给确实对人类有不可磨灭的贡献的人。把这金钱,用在学术上和人道上吧!”正是依照这一思想,设立了关于物理、化学、生理和医学、文学、促进和平这五种奖项。

1896年,诺贝尔由于心脏病突发而与世长辞,终年63岁。他火化后的骨灰安放在斯德哥尔摩的郊外。

诺贝尔用铁铸的事实在人类历史上留下了光辉的一页。他的名字,他那百折不挠的研究精神,以及他出资设立的诺贝尔奖金,一直激励着全世界的科学家向新的高峰攀登。

炸药大王诺贝尔,炸开了一条通往科学高峰的道路!

两获诺贝尔奖的居里夫人

居里夫人,1867年11月7日出生于波兰,是第一个荣获诺贝尔科学奖的女科学家,也是第一个两次荣获诺贝尔科学奖的科学家。

居里夫人的父亲是中学校长,妈妈也是中学教员。他们一共有五个孩子,居里夫人最小。爸爸妈妈给她起了个名字叫玛丽·斯可罗多夫斯卡。波兰人喜欢用爱称,所以,小时候,全家都亲热地喊她:玛丽!

居里夫人的童年是很不幸的。妈妈得了非常严重的肺病,因为怕传染给小女儿,从来没有亲过她一下,是大姐姐代替母亲照顾她长大的。在居里夫人还不满10岁的时候,大姐和妈妈就都病死了。从此,居里夫人更没人来照顾了。爸爸斯可罗多夫斯基性格耿直,有强烈的爱国心。

当时,波兰早已被俄国、德国、奥地利三国瓜分了,华沙处在沙皇亚历山大二世的残暴统治之下。居里夫人的爸爸由于不肯做沙皇的驯顺“臣民”,被降职降薪,受到特务们的监视。外国统治者的残酷压迫,使斯可罗多夫斯基先生十分愤懑。这个教书先生本来就不会管理家务,妻子死后,他带着4个十几岁的儿女过日子,生活中充满了艰辛。居里夫人在这样的环境里长大,从小就磨炼出了坚强的性格,培养出了独立生活的能力。

她像父亲一样,热爱自己的祖国。那时候,俄属波兰成了沙俄的一个省,广大人民十分痛恨侵略者的头子沙皇亚历山大二世,就在这个暴君被刺杀、沙俄政府强迫全体波兰人哀悼的时候,居里夫人却高兴极了。她竟在教室里,和一个女同学热烈地欢呼着“万岁!万岁!”,并且激动地围着课桌跳起舞来。

居里夫人学习非常勤奋刻苦,她从上小学开始,每门功课都考第一。居里夫人从小就非常喜欢各种实验仪器,那些精巧的玻璃瓶,五颜六色的药水,在她幼小的心灵里激起了层层浪花。后来,她又读了许多有趣的自然科学书籍,更使她充满了幻想。她是多么渴望到科学世界去探索,去揭开大自然的一个又一个秘密!居里夫人急切地盼望着能够早日去上大学。

24岁时,在父亲和姐姐的帮助下,居里夫人来到巴黎大学理学院,开始了她盼望多年的大学生活。她决心学到真本领,因而学习非常勤奋用功。

开学以后,居里夫人因为强烈的求知欲望,所以学习非常刻苦,她全神贯注地听每一堂课,做每一道题。她最喜欢听李普曼教授的课,并且在他的指导下做实验。保罗·阿佩尔教授的课,又引起了她极大的兴趣。这位学者,知识渊博,想象力丰富,好像整个宇宙都握在他的手心里一样。他在讲天体物理的时候说:“我拿起太阳来,再把它扔出去……”居里夫人听得都入迷了,她那浅灰色的眼睛里,闪动着兴奋的光芒。她想:为什么有人会觉得学习科学枯燥无味呢?还有什么能比掌握支配宇宙的规律更吸引人?能比发现宇宙的不变定律有更大的乐趣呢?……为了节省时间和集中精力,也为了省下乘马车的费用,入学4个月后,居里夫人迁入学校附近一住房的阁楼居住。这阁楼没有火,没有灯,没有水,只在屋顶上开了一个小天窗,依靠它屋里才有一点光明。一个月仅有40卢布的她,对这种居住条件已很满足。为了节省灯油和取暖费,天一黑,她就跑到附近的圣日内维埃尔图书馆去,那里成了居里夫人的“幸福收容所”。图书馆里有明亮的煤气灯,也很暖和,她每天坐在那张长方形的大桌子前面,认真读书,一直到晚上10点图书馆关了门才走。回到小阁楼以后,她经常学习到深夜两点,实在困极了,才上床睡觉。冬天,屋里冷得很,冻得睡不着,把所有的衣服都盖在身上,还是不顶用,她就提起一把木椅子压在被子上,天真地幻想从重量中求得一丝温暖!

她一心扑在学习上,清贫艰苦的生活日益削弱她的体质,然而丰富的知识使她心灵日趋充实。她的学习成绩使同学们羡慕,使教授们惊异。每个学期考试,居里夫人都名列前茅。入学后两年,也就是1893年,她充满信心地参加了物理学学士学位考试,在30名应试者当中,她得了第一名。第二年,她又以第二名的优异成绩,考取了数学学士学位。

居里夫人的勤勉、好学和聪慧,使她赢得了李普曼教授的器重。在荣获物理学硕士学位后,她来到了李普曼教授的实验室,开始了她的科研活动。就在这里,她结识了年轻的物理学家皮埃尔·居里。

皮埃尔·居里生于巴黎一个医生的家庭。幼年时,因为他具有独特的富于想象的性格,他父亲没有把他送进学校,而是在家里自行施教。这种因材施教使皮埃尔16岁通过了中学的毕业考试,18岁通过了大学毕业考试并获得了理科硕士学位,19岁被聘任为巴黎大学理学院德山教授的助手,21岁发现了电解质晶体的压电效应,24岁时被任命为新成立的巴黎市理化学校的实验室主任。当他与居里夫人相识时,他已是一位有作为的物理学家了。

由于志趣相投、相互敬慕,居里夫人和皮埃尔之间的友谊发展成爱情,组成一个志同道合、和睦相亲的幸福家庭。

1896年法国物理学家贝克勒尔发现铀和铀的化合物具有一种特殊的本领,它能自动地、连续地放出一种眼睛看不见的射线。这种射线既和一般光线不同,能透过黑纸使相机底片感光,使气体电离,也和不久前伦琴发现的X射线不同,在没有高真空气体放电管和外加高电压的条件下,却能从铀和铀盐中自动发生。这一发现引起居里夫妇的极大兴趣,这是一个极好的研究领域。在一间原来用作贮藏室的闭塞潮湿的房子里,居里夫人利用极其简单的装置,开始向这个新领域进军。仅仅几个星期,她便取得可喜的成果。她证明铀射线的强度是和物质中的含铀量成比例,而和铀存在的状态(指单质状态或化合状态),以及外界条件(指压力、温度以及是否照光或放置在电场、磁场之中等等)并没有什么关系。

在研究过程中,她还给自己提出了许多问题:有什么根据可以认为铀是唯一能发出这种射线的化学元素?为什么别的元素不能有同样的力量?贝克勒尔发现铀里面有这种射线,会不会是偶然的?为什么人们不到别的地方去找找看呢?