正文

第七章 基本物質(zhì)(1)

萬物簡史 作者:(美)比爾·布萊森


人們常說,化學(xué)作為一門嚴(yán)肅而受人尊敬的科學(xué)始于1661年。當(dāng)時(shí),牛津大學(xué)的羅伯特·玻義耳發(fā)表了"懷疑的化學(xué)家"--這是第一篇區(qū)分化學(xué)家和煉金術(shù)士的論文--但這一轉(zhuǎn)變是緩慢的,常常是不確定的。進(jìn)入18世紀(jì)以后,兩大陣營的學(xué)者們都覺得適得其所--比如,德國人約翰·貝歇爾寫出了一篇關(guān)于礦物學(xué)的嚴(yán)肅而又不同凡響的作品,題目叫做《地下物理學(xué)》,但他也很有把握,只要有合適的材料,他可以把自己變成隱身人。

早年,最能體現(xiàn)化學(xué)那奇特而往往又很偶然的性質(zhì)的,要算是德國人亨內(nèi)?!げ继m德在1675年的一次發(fā)現(xiàn)。布蘭德確信,人尿可以以某種方法蒸餾出黃金。(類似的顏色似乎是他得出這個(gè)結(jié)論的一個(gè)因素。)他收集了50桶人尿,在地窖里存放了幾個(gè)月。通過各種奧妙的過程,他先把尿變成了一種有毒的糊狀物,然后再把糊狀物變成一種半透明的蠟狀物。當(dāng)然,他沒有得到黃金,但一件奇怪而有趣的事情發(fā)生了。過了一段時(shí)間,那東西開始發(fā)光。而且,當(dāng)暴露在空氣里的時(shí)候,它常常突然自燃起來。

它很快被稱之為磷,這個(gè)名字源自希臘文和拉丁文,意思是"會(huì)發(fā)光的"。有眼光的實(shí)業(yè)界人士看到了這種物質(zhì)的潛在商業(yè)價(jià)值,但生產(chǎn)的難度很大,成本太高,不好開發(fā)。一盎司(約克)磷的零售價(jià)高達(dá)6幾尼--很可能相當(dāng)于今天的300英鎊--換句話說,比黃金還要貴。

起先,人們號(hào)召士兵們提供原料,但這樣的做法對(duì)工業(yè)規(guī)模的生產(chǎn)幾乎無濟(jì)于事。18世紀(jì)50年代,一位名叫卡爾·金勒的瑞典化學(xué)家發(fā)明了一種方法,不用又臟又臭的尿就能大量生產(chǎn)磷。很大程度上就是因?yàn)檎莆樟诉@種生產(chǎn)磷的方法,瑞典才成為--而且現(xiàn)在還是--火柴的一個(gè)主要生產(chǎn)國。

金勒既是個(gè)非同尋常的,又是個(gè)極其倒霉的人。他是個(gè)地位低下的藥劑師,幾乎在沒有先進(jìn)儀器的情況下發(fā)現(xiàn)了8種元素--氯、氟、錳、鋇、鉬、鎢、氮和氧--但什么功勞也沒有得到。每一次,他的發(fā)現(xiàn)要么不受人注意,要么在別人獨(dú)立做出同樣的發(fā)現(xiàn)以后才加以發(fā)表。他還發(fā)現(xiàn)了許多有用的化合物,其中有氨、甘油和單寧酸;他還認(rèn)為氯可以用做漂白劑--具有潛在商業(yè)價(jià)值的第一人--這些重大的成就都使別人發(fā)了大財(cái)。

金勒有個(gè)明顯的缺點(diǎn),他對(duì)做試驗(yàn)用的什么東西都感到好奇,堅(jiān)持要嘗一點(diǎn)兒,包括一些又難聞?dòng)钟卸镜奈镔|(zhì),比如汞、氫氰酸(這也是他的一項(xiàng)發(fā)現(xiàn))和甲腈。甲腈是一種有名的有毒化合物,150年以后,歐文·薛定諤在一次著名的思維實(shí)驗(yàn)中選它作為最佳毒素。金勒魯莽的工作方法最后斷送了他的性命。1786年,才43歲的他被發(fā)現(xiàn)死在工作臺(tái)旁,身邊堆滿了有毒的化學(xué)品,其中任何一種都可以造成他臉上那目瞪口呆的最后一個(gè)表情。

要是這世界是公正的話,要是大家都會(huì)說瑞典語的話,金勒本來會(huì)在全世界享有盛譽(yù)。

實(shí)際上,贊揚(yáng)聲往往都給了更有名的化學(xué)家,其中大多數(shù)是英語國家的化學(xué)家。金勒在1772年發(fā)現(xiàn)了氧,但由于種種辛酸而復(fù)雜的原因,無法及時(shí)發(fā)表他的論文。功勞最終歸給了約瑟夫·普里斯特利,他獨(dú)立發(fā)現(xiàn)了同一個(gè)元素,但時(shí)間要晚,是在1774年的夏天。更令人矚目的是,金勒沒有得到發(fā)現(xiàn)氯的功勞。幾乎所有的教科書現(xiàn)在仍把氯的發(fā)現(xiàn)歸功于漢弗萊·戴維。他確實(shí)發(fā)現(xiàn)了,但要比金勒晚36年。

從牛頓和玻義耳,到金勒、普里斯特利和亨利·卡文迪許,中間隔著一個(gè)世紀(jì)。在這個(gè)世紀(jì)里,化學(xué)得到了長足的發(fā)展,但還有很長的路要走。直到18世紀(jì)的最后幾年(就普里斯特利而言,還要晚一點(diǎn)),各地的科學(xué)家們還在尋找--有時(shí)候認(rèn)為真的已經(jīng)發(fā)現(xiàn)--完全不存在的東西:變質(zhì)的氣體、沒有燃素的海洋酸、福祿考、氧化鈣石灰、水陸氣味,尤其是燃素。當(dāng)時(shí),燃素被認(rèn)為是燃燒的原動(dòng)力。他們認(rèn)為,在這一切的中間,還存在一種神秘的生命力,即能賦予無生命物體生命的力。誰也不知道這種難以捉摸的東西在哪里,但有兩點(diǎn)是可信的:其一,你可以用電把它激活(瑪麗·謝利在她的小說《弗蘭肯斯泰因》里充分利用了這種認(rèn)識(shí));其二,它存在于某種物質(zhì),而不存在于別的物質(zhì)。這就是化學(xué)最后分成兩大部分的原因:有機(jī)的(指被認(rèn)為有那種東西的物質(zhì))和無機(jī)的(指被認(rèn)為沒有那種東西的物質(zhì))。

這時(shí)候,需要有個(gè)目光敏銳的人來把化學(xué)推進(jìn)到現(xiàn)代。法國出了這么個(gè)人。他的名字叫安托萬-洛朗·拉瓦錫。拉瓦錫生于1743年,是一個(gè)小貴族家族的成員(他的父親為這個(gè)家族出錢買了一個(gè)頭銜)。1768年,他在一家深受人們討厭的機(jī)構(gòu)里買了個(gè)開業(yè)股。那個(gè)機(jī)構(gòu)叫做"稅務(wù)總公司",代表政府負(fù)責(zé)收取稅金和費(fèi)用。根據(jù)各種說法,拉瓦錫本人又溫和,又公正,但他工作的那家公司兩方面都不具備。一方面,它只向窮人征稅,不向富人征稅;另一方面,它往往很武斷。對(duì)拉瓦錫來說,那家機(jī)構(gòu)之所以很有吸引力,是因?yàn)樗鼮樗峁┝舜罅康腻X來從事他的主要工作,那就是科學(xué)。最多的時(shí)候,他每年掙的錢多達(dá)15萬里弗赫--差不多相當(dāng)于今天的1 200萬英鎊。

走上這條賺錢很多的職業(yè)道路3年之后,他娶了他的老板的一個(gè)14歲的女兒。這是一樁心和腦都很匹配的婚事。拉瓦錫太太有著機(jī)靈的頭腦和出眾的才華,很快在她的丈夫身邊作出了許多成績。盡管工作有壓力,社交生活很繁忙,在大多數(shù)日子里他們都要用5個(gè)小時(shí)--清晨2個(gè)小時(shí),晚上3個(gè)小時(shí)--以及整個(gè)星期天(他們稱其為"快活的日子")來從事科學(xué)工作。不知怎的,拉瓦錫還擠得出時(shí)間來擔(dān)任火藥專員,監(jiān)督修建巴黎的一段城墻來防范走私分子,協(xié)助建立米制,還和別人合著了一本名叫《化學(xué)命名法》的手冊(cè)。這本書成了統(tǒng)一元素名字的"圣經(jīng)"。


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