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工业革命—正传:24.爱看书的学徒

 星光闪亮图书馆 2018-02-04

正传:24.爱看书的学徒 来自科学史评话 26:28

《科普经典解读课》上次讲完了《宇宙的琴弦》这本书。下个礼拜开始讲基普·索恩的书《黑洞与时间弯曲》,我们好好把黑洞讲个透。整本书就是用科幻故事开头的,但是本书也是一本有关科学史的书,你也可以了解到爱因斯坦的父亲是如何为了儿子的工作而不得不到处求爷爷告奶奶。不得不承认,索恩是讲故事的高手。无论科幻还是历史,他都信手拈来。有兴趣的话,在喜马拉雅大家不妨去听听《科普经典解读课》,去听听我和汪洁老师的唠叨。


书归正传,上文书讲到了戴维最早发现了笑气的麻醉作用,可以用来减轻牙痛。哪知道在伦敦引起了一场流行风潮。很多人都以吸笑气为乐。上流社会进入了一种狂笑的癫狂状态。但是,等到笑气的各种弊端都显现出来了,大家新鲜劲儿也过去了,大家也就不再追捧笑气了。笑气又回到了戴维的实验室里,就此沉寂下来,几十年后,笑气才被用于牙医手术。

说起来,到现在不少牙医还是在用笑气麻醉。但是国内用的不多,可能高端点儿的在用。因为使用笑气麻醉要办理一系列的资质证书,比较的麻烦。说到底,麻醉是一门专门的学科,不是什么人都能随便搞的。

戴维那个时代的化学家胆子都够大的,戴维不仅仅是敢吸一氧化二氮,人家连一氧化碳都敢吸,滋喽一口吸进去三升多,差点儿就挂了。后来实验三氯化氮,直接搞坏了眼睛,因此才需要一名助手,结果就选中了法拉第。

戴维为什么选中法拉第呢?说来话长了。这个法拉第真的不是一般人啊。

法拉第家里很穷,父亲是个铁匠,没读过书,自己在伦敦城外的萨里郡开了个铁匠铺。法拉第5岁的时候,他家搬到了伦敦城里,他父亲还是当铁匠。

19世纪初的铁匠铺

法拉第在公立小学读书。但是不久以后,他父亲丧失了劳动能力,不能干活了。他们全家没了经济来源,只能领救济粮。老妈把一块面包切成14片。孩子一顿只能吃一片。他家一共四个孩子,这哪吃得饱啊。

就这么忍饥挨饿过了几年,法拉第的哥哥长大了,可以去别的铁匠铺打工了。母亲给别人家里帮工。算是有点收入。法拉第13岁的时候,也到了一家书籍装订的铺子里面去帮工。

19世纪初,那时候印刷业还不发达,书是一种奢饰品。只有有钱人才买得起书。穷人家里偶尔买了一本书,也是当宝贝的。还要传给儿子传给孙子呢。某些书页掉啦,某些封面磨坏了,就需要拿到装订铺子里面去修理修理。法拉第就到这么一家店铺里面去帮工。老板里波为人很不错,对法拉第也很好。

老板里波的店铺

当时里波的店铺还经常接到合并装订的业务,有些书是一本一本的小册子,有人收集了一大堆,打算订成一本合订本,也是拿到里波的铺子里来装订。当时还有租报纸的业务,某人租了一份报纸,看两个钟头,然后还回来。这种收发快递的业务,老板经常让法拉第去跑腿。

法拉第很喜欢看书,老板也放心让他去送书,因为老板知道,法拉第是绝对舍不得把书弄坏的。很快,一年过去了,老板同意让法拉第当学徒。本来学徒是要负担自己的饮食费用以及学费的,但是老板里波全免了。要不说这老板是个好人呢。

法拉第学手艺非常快,装订书本的技术非常好。高档书的封面都是羊皮之类的做包装的,非常的考究。毕竟这东西是可以代代相传,当然客户也舍得下本钱。当然,法拉第是什么书都看,而且还什么书都信。他连《一千零一夜》都信以为真。他以为魔鬼真的能从瓶子里冒出来。他还到处问人家,这是真的吗?弄得别人哭笑不得。后来他读到沃茨博士写的一本专门谈学习方法和自我修养的书,才渐渐懂得了怎样选择书籍。原来也不是什么书都是真的。

大英百科全书

在里波先生的店里,他读到了《大英百科全书》和玛西特夫人写的 《化学漫谈》。这两本书把法拉第给迷住了。特别是有关电现象的描述和化学实验。为什么一块琥珀,用丝绸去摩擦,周围的纸屑就会被这块琥珀所吸引呢?为什么一个瓶子,里外放上两层锡箔,就能用来储存电荷。这是当时法拉第最着迷的部分。《化学漫谈》这本书里介绍了,用一块铜片和一块锌片插进盐水里,就能做成伏打电池。用许多伏打电池串联起来,就可以电解水,而且电解出来的两种气体遇到火星子还会爆照。

《一千零一夜》里面讲到的雷鸣电闪和喷烟吐火都是假的。但是《百科全书》和《化学漫谈》里面讲的可都是真的。于是,法拉第开始收集各种废旧的瓶瓶罐罐。也有很多东西不得不花钱买,他就一点一点的攒钱去买,日子过得苦巴巴的。

他还经常去听塔特姆先生的自然科学讲座。而且他总是非常细心的记笔记。回到店铺以后,店主一家人早就睡了。但是法拉第还要在昏暗的灯光下仔细的修订和誊写笔记。

法拉第的字写得非常好,大家都想不到这个没上过多长时间学的半大孩子居然能写的一手好字。而且他还特别向住再隔壁的一位法国落魄画家学习过绘画。所以法拉第画的插图也非常漂亮。法国人当然不是白教他,他是要替人家擦皮鞋的。所以你也看得出法拉第有多努力。没人逼着他学习,是他自己如饥似渴的要学习知识和技能。有条件要上,没有条件,创造条件也要上。

他去听了十几次塔特姆先生先生的讲座。整理出来一本《塔特姆自然哲学讲演录》,装订的非常漂亮。打开一看字迹也漂亮,插图画的也非常清晰,你都不敢相信这是纯手抄的版本。他把这本书送给了自己的老板里波先生。

老板和科学界以及艺术界的关系很密切,好多人都到他的店铺来装订东西。这一天当斯先生来店铺里装订书籍。看到有个年轻的伙计干活非常麻利。而且还非常喜欢看书,在店里不干活的时候,他总是捧着一本书在看。老板里波先生把那本《塔特姆自然哲学讲演录》拿出来给当斯先生看,这孩子不但喜欢看书,人家自己编书的本事也很厉害啊。

当斯先生被惊到了,天哪!这孩子这么厉害!他把4张皇家学院的讲座票塞到了法拉第的手里。法拉第高兴坏了,因为讲座的嘉宾正是当时最出名的化学家戴维先生。1812年2月29日晚上,法拉第来到了皇家学院的门外,他来得太早了,苦等了一个小时才进了门。

皇家学院

这个皇家学院是个什么机构呢?这要从伦福德伯爵讲起了。这位本来是美国人,从小也很苦,后来美国闹独立的时候,他也参了军,但是他是个保王党,心里向着英国人,后来逃到了英国的军舰上,跟着英国人跑了。后来他到了德国,在巴伐利亚选帝侯手下干活,开始飞黄腾达,最后受封为贵族。早年从美国逃出来的事儿也就没人再提了。他后来娶了拉瓦锡的遗孀为妻,可以算是名副其实的接盘侠啊。

但是伦福德伯爵非常热爱科学。上次我们提到过他。他发现在镗床在镗制炮膛的过程里会一直发热,因此他怀疑热质说。假如是热质在转移,那么怎么会源源不断的冒出热质呢?这不可能啊。所以伦福德伯爵他不相信热质说。我们现在都知道了,摩擦生热实际上是机械能转化成了热能。但是当时科学界并没有这种观念,热也是能量这个观念也要很多年以后才被大家确认。

伦福德爵士(本杰明·汤普森)

在当时,很多科学研究和生产生活是脱离的。我们讲了这么多集,大家也能发现,推进工业革命的人大部分是工匠,说好听一点儿叫工程师。很多人都没文化,正经八百的科学家参与不多。伦福德伯爵感到这是个大问题。他自己也是苦出身,因此他觉得应该搞贫苦大众的职业教育,提高他们的知识水平。他上下奔走呼吁建立皇家学院,来搞平民的普及教育和职业技能培训。但是到了1799年,皇家学院建立之后。办学宗旨已经发生了很大的变化。开始面向新兴的中产阶级提供服务。因为皇家学院主要靠私人捐款,穷人可是没钱的。而且他们感兴趣的是填饱肚子而不是科学知识,像法拉第这样的是个另类。

但是皇家学院还是有一部分面向大众的服务,每个礼拜一次的科学讲座就是内容之一。皇家学院的院长是皇家学会的会长班克斯,当然不怎么管事儿。管事儿的是理事会秘书伦福德伯爵。他请了一位加内特教授来当化学讲座的主讲嘉宾。但是这位加内特教授口才不好,外带最近死了妻子,情绪过于悲痛,讲座变得像追悼会差不多。伦福德伯爵不得不开始找人顶替他。再不顶替他,皇家学院变成殡仪馆了。皇家学院全靠各界捐款啊,你打算把人全吓跑啊!

找来找去,伦福德伯爵找到了戴维。当时戴维才22岁,长相英俊,一看就招人喜欢。而且口才极佳,出口成章,直接都能拿去当论文发表。他试讲了一次,听得伦福德伯爵两眼直放光,就这个年轻人了。戴维的职务是皇家学院助理化学讲师、 兼任实验室主任和出版部助理编辑,年薪100吉尼,比他自己预计的500磅要少,但是也很多了。而且房子不要钱,外带取暖补贴。烧柴火烧煤,全是皇家学院包下来了。

年轻的汉弗莱·戴维

1802年5月,戴维才23岁就被任命为皇家学院化学教授。戴维教授的通俗化学讲座风靡伦敦。他的成功不是偶然的,水平非常高,而且讲的通俗易懂,外带人家长得非常精神,堪比现在的流量明星啊。

那年头中产阶层开始崛起,到皇家学院听戴维教授讲演,谈论一些电呀,元素呀,合成、分解呀,成了上流社会的时髦。700个座位的大讲演厅总是座无虚席。无数的夫人、小姐们成了戴维教授的铁杆粉丝。当然戴维的邮筒就被挤爆了,女粉丝特别疯狂,寄来不少十四行诗表示爱慕之情,有署名的,也有匿名的。除了通信方式和现在的追星族有区别,其他的都很相似。本来阳光底下就没有新鲜事。

戴维是根本没心思管这些事儿,人家还是抓紧时间研究科学。他干起活来可是不要命的。1803年,戴维不到25岁,他已经是皇家学会的会员了。两年以后他就拿了皇家学会的最高奖克普利金质奖章。他的讲座不仅人气高,也带来了大量捐款,1807年他生了一场大病。探望的人太多。不得不在门外贴戴维教授的病情公报。每天都要刷新最新情况。第二年他没有搞讲座。皇家学院的收入立刻锐减,从4000英镑下滑到了1000英镑。可见这家伙多招人喜欢,大家把捐款都当成打赏了。皇家学院一看不行啊,戴维教授您还是出来吧,别猫着了。

后来伦福德伯爵和拉瓦锡的遗孀结婚了,他去巴黎当接盘侠了。皇家学院就全都由戴维在管理。到33岁的时候,戴维已经赢得了崇高的国际声誉,整个欧洲都知道了戴维的大名。就连和英国不对付的拿破仑都是知道他的。

法拉第在皇家学院门口等着,看到大门开了,好多人都往里走。这时候当斯先生走出来带着法拉第上了大厅的二楼。在这儿看的清楚,记笔记也方便。对法拉第来讲,戴维就是偶像就是榜样啊。戴维来了,讲的题目是发热与发光。讲座时间只有一个小时,很快就结束了。法拉第低着头拼命记笔记啊。后面几次讲座,法拉第还是早早到了,专心的做笔记,画插图。

日后的1865年,法拉第自己登上这座讲坛,提出了“场”的概念

4月9号那一次讲座给法拉第留下了深刻的印象。戴维拿出个小瓶子,从里面那镊子夹出一个小颗粒,看上去灰不溜秋的,戴维把这一小块东西扔进水里,看着小颗粒在水上乱窜,冒出大量气体,水面还冒出一团火光。在场的人看傻了,这是什么东西啊?

现在了解中学化学知识的人都知道这是一种碱金属钾和水发生化学反应表现出的现象。钾与水剧烈反应,甚至在冰上也能着火,生成氢氧化钾和氢气,反应时放出的热量能使金属钾熔化,并引起钾和氢气燃烧。所以大家看到有火苗子冒出来。

钾在水面燃烧

碱金属的发现是戴维非常大的成就。戴维发明了电解方法,他把从草木灰里提取的苛性钾放在白金盘子上通电,干燥的苛性钾是不导电的,加入一点点水,这样苛性钾块就变得导电了。和电线接触的部位发声熔化,很快就留下了金属液滴。但是这些液滴马上就开始燃烧。这实际上就是金属钾。也就是他在讲座上扔进水里的东西。

金属钠

他还依靠类似的办法电解苏打获得了金属钠。当时不少的化学家并不相信它们是金属元素,戴维自己也曾怀疑其中含有氢。法国化学家盖吕·萨克和泰纳干脆认为他们就是碳酸钠和碳酸钾与氢的化合物。通过反复的实验验证却始终也没有发现其中氢的存在。这时化学界才承认了这两种金属元素。

金属钙

在获得了钾和钠以后,戴维又把眼光盯向了石灰石。他把生石灰和氧化汞混合在一起,然后电解。生成了一种金属汞齐。所谓的汞齐就是金属溶解在水银里面获得的溶液。戴维电解完了以后,得到了金属汞齐,那么只要让水银蒸发,最后留下了金属残渣,收集起来分析一下,这是一种新的金属,戴维起名字叫做“钙”。原意就是石灰的意思。所以说,戴维是碱金属和碱土金属的的发现者。在非常短的时间里,戴维发现了7种元素,钾、钠、钙、锶、钡、镁、硼。因此在化学史上,戴维是发现元素最多的人。

戴维在讲座上展示的正是当时最新的科学成果。法拉第当然仔仔细细的完全记录下来了。而且把实验装置的图都画了下来。很快,讲座就到了尾声。戴维今天没着急走,因为这是他开始讲座10周年的纪念日。但是戴维当众宣布了三件事情,第一件是几天前他被封为爵士,他已经拥有了贵族头衔。因为科学成就而受封是非常大的荣誉了。第二件事是后天他要举行婚礼,然后去苏格兰度蜜月。第三件事就是他不再进行讲座了。已经经历了10年时光,是时候画个句号了,他要专心科学研究工作。这是戴维首次以爵士身份来讲座,但是也是最后一次了。

法拉第一如既往回家去整理笔记,也就在1812年,法拉第满师了,可以独立出去闯世界了。法拉第到了另外一家书店去打工。他梦绕魂牵的还是科学研究,他不想把一生都花费在装订书本上。他写一封自荐信给班克斯爵士,可是石沉大海。那么只有写信给戴维本人了。他那么忙,有时间看到自己的信吗?他度蜜月回来了吗?这都是未知数。

但是,命运开始垂青这个不甘被命运摆布的年轻人了。我们下回再说……

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