化学家的故事——流芳百世的诺贝尔

2019-12-10 15:42:38

  流芳百世的诺贝尔
  
  诺贝尔这一名字在世界上几乎是家喻户晓,这不仅因为诺贝尔在化学化工发展史上作出了杰出的贡献,更重要的是他为了促进科学的发展而设置了世界瞩目的诺贝尔科学奖。一年一度的物理、化学、生理及医学、文学、和平的诺贝尔奖是举世公认的最高科学奖。获奖科学家得到的不仅仅是奖金,更重要的是荣誉,是为全人类的科学财富作出贡献的自豪。诺贝尔科学奖的精神光芒四射,诺贝尔的名字流芳百世。
  
  诺贝尔是怎样一个人?他在化学化工发展中作出了什么贡献?他有什么样的特色?这可能是许多年青人想进一步了解的。
  
  没有学历的诺贝尔
  
  一提到学历,许多人可能猜想像诺贝尔这样的大发明家,必定有很高的学历。其实不然。阿尔弗里德·诺贝尔1833年10月21日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,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象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,就纤弱多病,全靠母亲的精心照料,才活了下来,由于健康不佳,他的童年没有象别的孩童那样调皮、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比较孤僻、内向。到了8岁他才上学,只读了一年。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,1843年诺贝尔全家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,只好在家里请一个瑞典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。1843年,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。他细心地观察和认真地思索,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,生活本身成为他的大学。
  
  为了进一步扩展他的视野,学到更多的东西,1850年他父亲让他出国进行旅行学习。两年中,他先后去过德国、法国、意大利和美国。由于他善于观察、认真学习,知识迅速积累。当他返回俄国时,他已成长为一位精通德、英、法及俄语的学者,受过科学训练的化学家。回家后,他立即投入他父亲创办的“诺贝尔父子机械铸造厂”工作。当时这工厂正为俄国生产急需的武器装备,在工厂的实践训练中、他考察了地雷、水雷及炸药的生产流程,研究过大炮和蒸汽机的设计。在这里他不仅增添了诗多实用的工艺技术,还熟悉了工厂的生产和管理。
  
  没有真正学历的诺贝尔,正是通过刻苦、持久的自学,逐步成长为科学家、发明家的。
  
  不屈不挠进行发明创造
  
  1856年,克里米亚战争的结束,使“诺贝尔父子机械铸造厂”的生意不景气。伊曼纽尔于1859年带着妻子和最小的儿子埃米尔回瑞典了。留下三个儿子在俄国管理工厂。诺贝尔的二个哥哥致力于企业的复兴,诺贝尔则全力投入他心爱的发明创造。他废寝忘食地坚持研究设计,终于在两年多的时间完成了三项发明,气体计量仪、液体计量仪、改良型的液体压力计。这三项发明都取得了专利,对此诺贝尔全家都很高兴,希望他象父亲那样作一个有为的机械师。尽管这些发明不是特别重要,但是它给诺贝尔以信心,他决心以更大的热情投入新的发明创造中。据不完全统计,他一生共获得的专利达355项,其中有关炸药的约127项。下面摘其最主要的几项作一简单介绍。
  
  多年跟随父亲研究炸药、鱼雷,使他的兴趣很快从机械方面转到应用化学。早在1855年曾担任他化学教师的津宁教授告诉过他:化学家发现了一种无色油状液体硝化甘油具有猛烈的爆炸性能,由于它受到震动就会发生爆炸,故不易控制,无法应用。诺贝尔和他父亲都深信硝化甘油具有发展前景,因而他们分别在俄国)瑞典研究它。父亲伊曼纽尔根据他在黑火药研制中的经验,将10%的硝化甘油加到黑火药中,企图制出一种强化炸药,但是由于他的化学知识有限,无法解决炸药的安全点火的问题。诺贝尔则不一样,他首先仔细研究了硝化甘油的性质和制法,还参考了别人的研究成果,明确地认识到要硝化甘油变为实用炸药,一是要寻找一种相宜的方法,点燃炸药。二是在不减弱其爆炸力的前提下,将硝化甘油变成一种尽可能安全的形式。正在这时,研究中进展不大的父亲把他召到瑞典,父子合作研究。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。这就是诺贝尔专利雷管。初步的成功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。为此他继续宿心研究。
  
  “研究的道路是不平坦的。1864年9月3日,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,诺贝尔的五位助手,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。他父亲也因这一沉重打击,悲伤过度,得中风而半身不遂。这次爆炸事放还使住在周围的居民对他们的试验更加恐惧,纷纷要求政府当局封闭这一实验室,有人甚至直接告诫诺贝尔,不准他在市内做试验。事故给诺贝尔带来的悲痛和困难是可以想像的,究竟该怎么办?诺贝尔面临一次严峻的考验。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。经过百多次的试验,他终于发现运用雷酸汞可引爆硝化甘油。雷酸汞对震动非常敏感,受到冲击或摩擦能立即引起爆炸。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一次重大突破。