书城科普读物揭秘五千年的科技世界
20983800000012

第12章

今天,天文学界一致认为,海王星的发现者是法国的勒威耶、英国的亚当斯和法国的加勒。

海王星的发现,立刻轰动了整个科学界,因为它不仅证实了牛顿的万有引力定律,同时也证实了哥白尼的日心说。

表示星体亮度的等级,称为星等。亮度越大,等数越小。

二十四、现代用的麻药是华佗发明的吗?

在1700多年前的东汉末年,一天夜里,名医华佗家的大门被人擂得山响。原来是病家抬着个奄奄一息的重病人前来求医。

华佗从睡梦中惊醒,急急穿了衣服,就来为病人诊治。

病人蜷曲着双腿,头上滚着豆大的汗珠,脸色惨白。家人告诉华佗,病人肚子痛,现在已经昏死过去了。

华佗按了脉,又解开病人的衣服,在他肚子上轻轻摸了摸,便告诉病人的家人,说他生了肠痈,得立刻开刀,否则生命难保。

在华佗为病人开刀的静室里,华佗的助手们忙碌地准备手术的用具。华佗把一包名叫“麻沸散”的药让病人服下,又用硫磺在要开刀的地方消了毒,接着剖开腹腔,割去肠痈……不一会儿手术就做完了。

在手术时,病人连哼都不哼一声,他醒来后,压根儿就不知道自己的肚子被华佗用刀划开过呢!

麻醉药最早是由我们中国人发明的,可惜“麻沸散”的单方没有能流传下来。很长时期以来,开刀动手术对病人来说,始终是痛苦万分的。直到现在,在英国伦敦医院里,还陈列着一座巨大的吊钟。100多年前,这吊钟就悬挂在医院大厅里,每当遇到病人手术时因为剧痛难熬而拼命挣扎时,就擂响这口钟,医院里的医生护士就会闻声赶去,将那挣扎着的病人,死死按住,好让医生动手术。

那时,手术无论对医生还是病人,都是令人望而生畏的。如何消除病人在开刀时的疼痛,成为外科医学发展道路上必须攻克的大难题。

1798年,年方二十的英国青年化学家戴维在贝多斯创办的气体研究所工作,研究一氧化二氮是否对人体有害。一天,贝多斯来检查工作,不当心打破了盛一氧化二氮气体的瓶子,手上也划了一个大口子,直淌鲜血。戴维忙从衬衣上撕下几条布条想给贝多斯包扎。不料贝多斯却突然大笑不止,像中了邪一样。戴维正在大惑不解,没想到自己也控制不住地大笑起来。在整个过程中,那老贝多斯自始至终没叫过一声疼。

事后,戴维推测引起人大笑不止和不觉疼痛都跟一氧化二氮气体有关。后来正好戴维去牙科医生那里拔掉了一颗蛀牙,痛得难熬。他想起了一氧化二氮来,于是拿来吸了几口,牙痛果然止住了,不过他当然免不了又发疯似的大笑了一阵。戴维终于证实了一氧化二氮有麻醉作用以及能引人大笑。所以,这种气体又被称为“笑气”。从此,“笑气”就在临床上作为麻醉剂被广泛地使用。“笑气”尽管有麻醉作用,但麻醉的效果不很理想。1845年1月,美国牙医威尔士在波士顿麻省总医院做用“笑气”麻醉拔牙的公开试验。由于对麻药的剂量掌握不准使药力不足,拔牙时,病人大声呼痛,前来参观的人大多本来就持怀疑态度或抱有成见,于是取笑起哄之声四起。有人乘机发难,扔掉了威尔士的皮包和药品,连推带搡把他赶出了医院大门。倒霉的威尔士连气带恨,竟一病不起。

威尔士的手术失败了,可是在威尔士诊所里当实习生的医学院学生摩顿却不灰心。他仔细分析了他的老师的整个试验过程,发现一氧化二氮麻醉的效力不够,要想在手术中取得满意的麻醉效果,必须寻找更有效的麻醉剂。

有一天,摩顿听化学家杰克逊无意中说起一件事:一次,杰克逊和几个牌友一起玩牌,当时酒精灯中的酒精快用完了,一位牌友起来给灯添加酒精,不料却错将同样是无色透明的乙醚当做酒精加进了灯里。屋里随即弥漫着-股异样的清香。不一会儿,整个屋子里的人都昏昏欲睡,有的竟进入了梦乡。言者无意,听者有心。摩顿从此受到启示,猜想乙醚可能有麻醉作用。

摩顿让一条狗吸入乙醚蒸气。几分钟以后,这条狗就睡着了,失去了知觉和对疼痛的反应。摩顿连续在不同动物身上做试验,都取得同样的效果。摩顿高兴万分,他充分证实了乙醚的麻醉作用。

1846年10月16日,摩顿在马萨诸塞州总医院公开演示乙醚麻醉术。

手术开始了。病人经乙醚麻醉后,很快就昏睡了,手术十分顺利。美国诗人兼医生霍尔姆斯建议把这种镇痛药称为“麻醉药”。从此,动手术就不那么可怕了。

当时,英国的产科医生辛普逊,也正在研究麻醉剂。乙醚麻醉法成功的消息传来,辛普逊深受启发,会不会有一种气体化学药物比乙醚蒸汽有更强的麻醉效果呢?辛普逊和他两位好朋友相信一定存在这样的气体,他们发信向一些化学家、医学家征求气体化学药物,并声明这是为了寻找新的麻醉药而进行实验的需要。

不久,各种各样的化学品从四面八方寄到辛普逊家。辛普逊和他那两位朋友,竟冒着生命危险,一件件、一样样地亲自进行了试验。

1847年一天,他们的试验已经过去10个月了。10个月来,他们并没有找到理想的麻醉药。这时,可供实验用的药物差不多都试完了,三个人都有些沮丧。

辛普逊在储藏室里仔细地搜寻着,想找出几样没有试验过的药品,可是他的努力失败了。所有的盛药品的瓶子上都贴着“实验过”字样的标签。

辛普逊无可奈何地摇了摇头,退出了储藏室,当他顺手关门的时候,突然瞥见门后放着一瓶药。他一眼就认出了这只模样有些奇特的瓶子,他记得它是法国化学家杜马寄来的。怎么会扔在这里呢?害得漏了试验它,还好,让我们来试一试。

他把瓶子拿到客厅里,对他的伙伴们说:“这是最后一瓶药了,要么成功,要么是毒药,我们一起命归黄泉。要是既不成功,又不归天,那我们的试验就只能暂告结束了。”

他把药物在三只高脚酒杯中各倒了少许,然后举杯说:

“愿主保佑我们,赐予我们成功!”

一股很臭的气体吸进三个人的鼻子,然后他们都不约而同地闭上眼睛,坐在沙发上,静候变化。没过多久,三个人都昏睡过去了。等到他们醒来时,三个人竟像孩子似的狂欢起来,庆祝他们的成功。

这三个人固然勇气可嘉,但他们的试验毕竟过于盲目而冒险,在科学实验中并不可取。幸好用量微弱,否则后果将不堪设想。

他们吸入的这种药物叫氯仿,化学名称叫三氯甲烷,这是一种比乙醚麻醉性能更强的麻醉药物。

这以后又发现了多种麻醉药物和麻醉方法,从此外科医学进入了一个飞速发展的新时代。

“原始森林”里的开路人--李比希。

19世纪以后,德国科学进入了繁荣发展的时期,着名科学家成批涌现。在数学方面,有雅科比和高斯;在物理学方面,欧姆发现了欧姆定律;在地理和地球物理方面,有冯·伯尔特等等。而最值得骄傲的是化学。在这一时期,由于德国产生了以李比希为代表的一大批化学家,德国成了研究有机化学的中心。

1828年,德国化学家维勒用氰酸氨制成了有机化台物尿素(尿的成分)。在这以前,有机物只能从有机生物体中找到,所以维勒用无机化合物合成有机化合物的创举,震动了整个化学界。从此,有机化学兴起。但是,有机化学好像没有什么规律可循,维勒为此伤透脑筋。他写信给他的老师--瑞典的化学大师柏齐力阿斯,无可奈何地诉说他自己好像进入了“一片充满最神奇事物的原始热带森林,它是一片狰狞的、无边无际的、使人没法逃得出来的丛莽,也使人非常害怕走进去”。维勒在有机化学这座“原始森林”面前望而却步了,他放弃了有机化学的研究。

可是,这座吓退了维勒的“原始森林”,却吓不退与维勒同时代的另一位德国化学家李比希。他率领他的学生们勇敢地闯进了这片荆棘丛牛的莽野,并闯出有机化学的新天地,被尊为德国的“化学之父”。

1803年,李比希出生在一个经营化学药品和颜料的商人家庭。他父亲时常在家里做些化学实验,李比希在他父亲开的店里帮忙,逐渐掌握了制造一些化学品的本领,使李比希从小就领略到化学的神奇的魅力,并且对它产生了浓厚的兴趣。他最爱做炸药,他把自制的炸药装进仿真的玩具炸弹里,卖给当地的孩子们,挣些钱贴补家里的开销。有一次,他的一个同学要买“小炸弹”,李比希把“炸弹”偷偷带到了学校,不料竟在上课时爆炸了,吓得全班师生乱成一团。一场虚惊之后,余怒未消的校长把李比希永远赶出了学校。中途辍学的李比希就这样进了一家药房当学徒。但他依然钟情于他热爱的化学,常常趁老板熟睡后,一个人偷偷地做起化学实验来。可他偏偏运气不好,一次在做实验时,突然引起了爆炸,把老板家的天花板炸出了一个大洞,闯了祸的李比希自然被老板“炒了鱿鱼”。这时李比希已经17岁了,李比希意识到要想真正踏进化学的圣殿,必须系统地学习化学知识。于是他考入大学深造,以后又在法国拜化学大师盖·吕萨克为师。学成回国后,担任德国吉森大学的化学教授,那时他才2l岁!

李比希在吉森大学里创办了有名的吉森实验室,培养了大批化学家。他在自己的实验室里研究化肥,钾肥、磷肥和氮肥都是他发现的。他在研究与人类关系密切的脂肪类、脂肪酸类、醇类等有机物的过程中,提出了分子结构的概念,给有机化学的发展指明了方向,以后又进一步阐明了分子结构对化学性质的影响,为他的学生凯库勒发现分子结构奠定了基础。

当时,随着石油工业、炼焦工业的迅速发展,一个难题摆到了有机化学家们的面前。那就是:如何理解苯的结构。苯是一种从煤焦油中提炼出来的芳香液体。它的分子中含有6个碳原干和6个氢原子。已知碳的化合价是4价,而氢只有1价。按照常识,要有4个氢原子才能和1个碳原子化合。而苯怎么会是6个碳原子和6个氢原子化合的呢?

这个难题使凯库勒百思不得其解,为了破解这个谜,他着迷似的日思夜想。常常通宵达旦地在纸上、黑板上、墙壁上,甚至桌布上、床单上都画着各种分子结构式,画来画去,始终没有找到令人满意的答案。

1865年的一天晚上,凯库勒开完一个学术会议乘着马车回家,由于人疲倦了,在一路颠簸中,他不知不觉地睡着了。常言道:“日有所思,夜有所梦。”在梦中他仿佛看见了苯的分子结构,它像建筑物的骨架是立体状的,百相勾连的。正在这时,车夫大声叫醒他:“凯库勒先生,您到家了!”凯库勒这才大梦初醒。他飞身进屋,立刻把梦中所见画了下来。凯库勒原来是学建筑的,他把建筑中的结构概念引进了化学,终于画出了苯的分子结构图,完满解决了有机化学中的这一难题。

霍夫曼是凯库勒的同门师兄。焦油是当时最主要的工业废料之一,霍夫曼打算变废为宝--从焦油中提取有用的物质。1850年,他终于成功地从焦油中提取出了苯胺。苯胺是有机化学工业最重要的原料,正是霍夫曼的贡献,使有机化学的工业化成为可能。

霍夫曼有个学生名叫帕金。1856年,读大学二年级的帕金刚满18岁,霍夫曼独具慧眼,把他破格提升为助教。霍夫曼根据自己的实践认为可以用氧化苯胺衍生物来制造冶疟疾的金鸡纳霜(奎宁)。这年暑假,他把这个课题交给了帕金。

年轻的帕金准备好了实验器具和一切应用的东西,便废寝忘食地干开了。

实验一次又一次失败了,眼看暑假即将过去,仍然一无所获,帕金为自己无法向老师交一份合格的答卷而忧心忡忡。

这一天吃罢早饭,帕金又一头钻进了实验室。他用重铬酸钾处理苯胺盐,如果实验成功,他将得到白色的奎宁结晶。可是实验偏偏又失败了,他得到的是一种黑色的粘稠的液体。他无可奈何地摇了摇试管,正准备将它扔掉时,忽然想:

“不管它是什么东西,我何不把它研究一下,看它有些什么特性,说不定能派上什么用处呢!”黑色的粘稠液体在掺合进酒精后变成了深紫色的液体。

当时,纺织品染色用的都是从植物中提取的天然染料,颜色的品种不多。很多化学家已经想到用化学合成来制造染料,但这还仅仅是一种设想。

帕金看到如此漂亮的紫色,很自然地就闪过一个念头:它能不能当染料呢?于是他拿过一条平时围在西服里的白围巾,用那紫色液体染了一番后,便挂在了户外的绳子上。

第二天一早,他发现这条美丽的紫围巾掉在地上,粘上了尘土,他只好放到水盆中去清洗,不料那围巾竟一点也不褪色。他再用热水浸泡,又用肥皂搓洗,鲜艳的颜色还是依然如故,哪怕是放在太阳下晒上两三天也毫无变化。兴高采烈的帕金迫不及待地向老师报告了自己的发明,并且申请了专利,成了英国染料化学的权威和染料业的“大王”。从此,合成化学工业便发展起来。1863年,帕金的老师霍夫曼,制成了“霍夫曼紫”。1875年,帕金义发现合成香豆素的方法,这是香料工业的开始。1869年,德国化学家格拉伯和李普曼发明了人造茜素并设厂大量生产。1882年,德国人拜耳研究成功靛蓝合成法还因此获得了1905年的诺贝尔奖金。

在这些工作的基础上,有机化学工业一日千里地发展起来。俄国人布特列洛夫和德国人肖莱马又发展了有机化学的理论。从此,有机化学作为最有活力的一门学科,进入了20世纪。

二十五、为什么很多人说诺贝尔是“死神的化身”?

自从1900年以来,每当12月10日,瑞典首都斯德哥尔摩的音乐大厅金碧辉煌,灯火通明。来自世界各国的学者、名人和政界要人济济一堂。瑞典国王向当年评出的在物理学、化学、生理学和医学、经济学、文学及和平方面“为人类利益作出最大贡献的人”颁奖。这就是着名的诺贝尔奖的授奖典礼。这项大奖,是遵照瑞典利学家阿尔弗雷德·诺贝尔1895年11月29日的遗嘱而设立的,而12月10日,正是这位科学家的忌日,选定这一天举行授奖典礼,自然是为了永远纪念他。

1833年10月21日,诺贝尔在瑞典首都斯德哥尔摩降生。父亲老诺贝尔是个研究炸药的机械师,有一次,他在家做试验,不料引起爆炸,大火把他们家烧个精光,还殃及街坊四邻。老诺贝尔一下子倾家荡产,只好带着一家老小到国外谋生,跑了好几个国家,最后在俄国的彼得堡定居下来。因为那时老诺贝尔发明了一种水雷,大受俄国军界的赏识,并出资帮他办了生产这种水雷的工厂。当了厂主的老诺贝尔富有起来了,他请了最好的家庭教师来培养他的孩子。诺贝尔天资聪明,在俄国侨居的年代里,他学会了5种语言,这为他以后走遍世界打下了极好的基础。