变态创造的技巧 ▲一闻 1895年3月23日早晨,邮递员给英国化学家,拉姆齐送来了一份电报,电报上写着: “氪——这是氦,请过来看。克鲁克斯。” 拉姆齐看完电报,立即赶往克鲁克斯那儿。进了实验室,他马上用克鲁克斯的精密光谱仪,仔细观察起来……结果,证实是氦,而不是氪(“氪”是拉姆齐给自己发现的未知气体,用希腊文KRYPTON起的名,意思是“隐藏”)。 就在当天,他给法国科学院院长贝特罗发了电报,通知他说: “氦在地球上发现了。” 就在贝特罗收到拉姆齐,从伦敦发来的电报两星期后,他又收到了瑞典青年化学家兰格列,由他老师克利夫发出的书信报告,说:“兰格列也是从钇铀矿中找到了氦。”。 但是,因为拉姆齐先于兰格列发现,所以按照世界惯例,拉姆齐便是第一个,拿到了太阳元素的化学家。 其实,早在1868年,法国科学院在同一天,收到了发自英国的詹森和法国的克罗耶,书面报告,报告了他们分别发现了氦。为此,法国科学院,还特地为他俩,铸了一枚金质的纪念牌。 纪念牌两面,分别镌刻着驾着四套马战车的太阳神阿波罗像,和詹森跟罗克耶的头像…… 牌的下面,则镌刻着,太阳元素氦发现的永远纪念日: “1868年8月18日太阳突出物分析” 1868年8月18日这一天,印度境内发生日全食。就在这一天,詹森和克罗耶,携带着分光镜,经长途跋涉,分别从英国跟法国,专程赶到印度去,研究太阳光谱中,那两条奇异的黄线,并发现了氦。 于是这一天便成为永远的科学发现纪念日。 然而,遗憾的是,詹森和克罗耶发现的氦,无法获得称量,因为他们捕捉到,只是太阳的光。而拉姆齐,则从地球上找到了氦,第一个称出了它的密度,证明了早先天文学家们,所猜想的是一种很轻的气体。经测定,除了氧以外,其他气体都比它重,就连空气也比它重几乎6.5倍。 此外,它跟氩一样,不和其它物质化合,都是“惰性气体”。 根据科学推断,拉姆齐认定:氦,一定会跑到空气中,应该从空气中寻找氦气。可是,他用尽各种方法,都未能将空气中的氧、氮、氩去掉,这就无法找到氦气。 然而,拉姆齐在科学研究上,从来是不畏难的。他终于想到了用变态来进行实验,即将气态变为液态。不过,要使空气变化成液体,却并非易事,必须使温度降低到-192℃。这样的超低温,可连北极也没有! 说来也巧,正在他为此一愁莫展时,有人发明了一种既简单,又方便的制冷机。 发明人是英国伦敦的汉普松。当汉普松听说拉姆齐,急需用液态空气时,便把他用制冷机制得的第一批,液态空气750立方厘米,装在杜瓦瓶(由英国化学家杜瓦于1892年发明的,储存液态气体的长颈瓶)里,给了拉姆齐。 拉姆齐意外地得到了汉普松,送来的液态空气,真是喜出望外,马上拿到实验室进行实验。但使他非常失望的是,并没有在空气里找到氦。不过,倒发现了又一种未知的物质,出现在光谱上的是一黄一绿两条亮线,跟任何已知的物质光谱线都不重合。他琢磨了半天,最后决定,将原先给未知物质,用希腊文KRYPTON起的名给了它,叫“氪”。这一科学发现的时间是:1898年5月24日。 那么,空气中难道就没有氦了吗? 拉姆齐相信自己的科学推断,所以他决不放弃实验。 于是,请求汉普松,重新提供液态空气,决心作进一步,更细致的实验。他找来了自己的年轻助手特莱凡斯,请他跟自己一起来重新研究,制定出了详细方案。 新的实验又开始了,先是发现了一条美丽的红的亮线,这又是过去没有见过的,是另一种新的气体。后来,拉姆齐就把它命名为“氖”,即希腊文NEON(“新”的意思)。 接着,终于从光谱中发现了一条黄线,但非常暗淡,稍不注意就看不出来。 这时,拉姆齐便全神贯注地,对这条淡淡的黄线,进行了仔细的辨认,终于情不自禁地喊出声来: “找到了!我找到了!……” 是的,拉姆齐的确找到了,这神秘的太阳元素,它跟氧、氮、氩、氪、氖一起,随时随地都在我们周围。只要有空气的地方,就有氦的存在! 拉姆齐在光谱仪上,所以只看到一条非常非常暗淡的黄色亮线,后来他弄明白了,那是因为空气太少的原因。 通过空气液化,使拉姆齐不仅找到了空气中的神秘物质“氦”,还意外地发现了“氪”和“氖“两种新元素。 拉姆齐,在科学史上的这些重大发现,是应用了变态创造来发现,最典型生动的事例。 其实,在19世纪50年代末,巴斯德用以控制住病蚕蔓延,挽救了整个法国蚕丝业的致病微生物的科学发现,应用的也是变态这一技巧。跟拉姆齐不同的只是,拉姆齐将气态,变成液态,发现了氦等新元素;而巴斯德,则是以固态变为液态,发现了蚕的致病细菌。 那么,创造艺术中有没有运用固态变为气态、液态变为固态的呢? 回答是肯定的。 让我们先来看看,科学家们是怎样,使固态变成气态,进行创造发明的。 在美国发明家爱迪生发明电灯之前,我国上海就被誉为——“火树银花不夜城”。 那么,当年用什么,使上海的夜晚,能大放光明,成为“火树银花不夜城”的呢? ——是松明吗? 不错,松明可以用来照明,诚如苏轼《夜烧松明火》诗所云:“夜烧松明火,照室红龙鸾”。但那毕竟是,一千年前遥远的古代。 ——是用油灯、蜡烛? 诚然,这些也能冲破黑夜,但终究未能把人类,从黑夜的限制中解放出来。 那么,使那时候的上海成为“火树银花不夜城”的究竟是什么? ——是煤气! 1865年11月1日,上海成立了我国最早的上海煤气公司,只是由英国人开办的。 1863年,英国工程师德尔,从英国招聘了一批英国煤气工人,来到上海的租界,在西藏路桥南堍,兴建起了生产煤气的工厂。 当时,这个煤气厂叫做“上海大英自来火房”,并在租界的大马路上,树起了一排排灯杆,安装上了煤气灯。 后来,法国人也不甘寂寞,很快在广西南路和永寿路之间,也建起了另一家煤气厂,取名叫“法商自来火行”。由于煤气灯的灯头上,装有一种特殊材料制成的纱罩,煤气的火焰跟灯头上的纱罩一接触,马上会发出强烈的光,因而能将上海夜晚的马路,照亮得如同白昼一样。“火树银花不夜城”就是由此而来。 但是,最早发现煤气可以,用来照明的不是英国人,而是法国人。 法国工程师莱庞曾听说,煤在封闭的容器内加热后,能产生出“易燃气体”,但是否真实,谁也说不清。 1801年,莱庞在巴黎的一个房间内,通过埋在墙壁灰泥中的管子,接到别的几个房间内,进行输送煤气的实验,结果得到了证明。但当时,并未引起人们的重视。 后来,苏格兰机械师威廉·默多克,根据法国人莱庞的实验,对煤气又进行了反复试验,并在康瓦尔郡烈杜符地方的一所房间内,用煤气灯照明,终于获得了成功。他把十五磅煤,放进了一个大铜壶里面,用火加热……当煤气从壶嘴里冒出来时,就将煤气点着了。点着后的煤气火焰,通过一根二十多米长的镀锡铁管,引到了房间里用来照明。后来,又用同样的方法,将煤气引到工场,开始用于工作照明。 第二年,即1802年,威廉·默多克便在自己的工厂里也安装上了,许多煤气灯,举行了盛大的照明活动,吸引了许许多多市民来观赏,以此来宣传自己科学发明的成果。 从此,法国的巴黎、德国的法兰克福、英国的伦敦等街头,先后都亮起了煤气的路灯。 威廉·默多克,用固体燃料煤,经过干馏和气化而获得煤气,并最早用于照明。他应用的就是变态,即化固态为气态,进行创造发明的典型一例。 我们再来看看哈尔滨。 哈尔滨是我国著名的北疆江城,是一座充满了异国情调的城市。 它那造型优美、小巧玲珑的俄罗斯式建筑,那风格各异的罗马式、西欧式、伊斯兰式的别墅、教堂、寺院和中国古典式的民居,形成了这座美丽城市,所固有的独特风格。尤其是那些充满了俄罗斯风情的建筑,往往使人误以为自己置身在俄罗斯首都。因此,哈尔滨素有“东方莫斯科”之称。 但是近几年来,每年入冬以后,吸引着国内外千千万万游人,前来观光、游览的,既不是16世纪意、俄混式布洛克建筑的南岗区秋林公司,和松花江畔横卧在封冻的江面上的最大公路桥——松花江大桥,也不是中央大街,那全用小方石铺起,两边覆以红尖顶、圆穹顶、皇冠式、古堡式屋顶等各式建筑物,以及千姿百态、错综林立、楼顶窗框,全用花型铁架装饰,最富有俄罗斯色彩的地带,或者是驰名中外、林木深荫、环境幽静的太阳岛,而是得天独厚的“冰雪节”。 每年1月5日开始,为期40天的“哈尔滨冰雪节”,是最吸引人的旅游热潮。尤其在兆麟公园,举办的冰灯游园活动,更是游人如潮。 每当夜幕降临、华灯初上之时,专程赶来江城的中外游人,纷纷涌入兆麟公园。在五光十色、光怪陆离、琳琅满目的灯会中,展现在游人面前的,无论是楼台亭阁、人物塑像、苍山垒翠、童话世界、飞禽走兽,或者神话故事、古塔山洞、龙宫帝殿……无不都是造型奇特、雕琢细腻、惟妙惟肖的艺术杰作。然而,所有这一切,从本质上来说,都是用松花江的江水制成的,只是冰雕艺术家们,利用了自然界严寒的自然条件,创造性地进行了加工而已——这不也是应用变态——由液态 变为固态而获得的艺术创造? 除了气态变液态、固态变液态、固态变气态和液态变固态来创造外,还可通过气态变固态和液态变气态来创造…… 前者如在拉姆齐,获得空气中的氦后,1908年荷兰物理学家卡美林·奥涅斯在-269℃超低温下,获得了液态氦;不久,基索姆又在卡林·奥涅斯的基础上,继续降低温度至-271℃,并增大压力而获得了固体氦。后者,如人们用来烧水、做饭的石油液化气,不就是由石油液化罐里的液态物,变成气态后当作燃料的吗? 总之,无论在科技、生产、艺术或日常生活中,变态创造技巧的用处,都是很广泛的……
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