诺贝尔的家庭是一个火药世家。据说,有一次少年诺贝尔看到父亲在试制炸药,便好奇地问道:“炸药要炸死人的,你干嘛整天研究这东西呢?”父亲抚摸着儿子的头说:“孩子,你说得不错。可是炸药发出的巨大力量可以开矿,可以在筑路时用来开土,这要省下多少人工呀!”老诺贝尔的话,在小诺贝尔的心田里埋下了一颗献身炸药的种子。诺贝尔长大后便和哥哥一起,跟着父亲研制起炸药来了。
当时俄国正和英、法、土耳其交战,急需火药。一天,有位教授来找老诺贝尔,请求他在硝化甘油的基础上制造一种威力极大并可以使用的新炸药。硝化甘油是意大利人索伯莱发明的烈性炸药,问世已经近20年了。这种炸药比千百年前中国人发明的火药威力强多了,可是它非常容易爆炸,无论制造、存放、运输、使用都非常危险,所以一直没有人敢真正使用它。老诺贝尔觉得这项任务极有挑战性,就承担下来了。可是不久,战争结束了,火药的需求急速下降,诺贝尔家的工厂难以维持,再加上一场大火,他们全家一夜之间又成了穷光蛋。彼得堡呆不下去了,一家人回到了瑞典。可是诺贝尔却不灰心,他一心要研究出用硝化甘油制造可控炸药的办法。
诺贝尔对这个问题想得入了迷,经过100多次失败,他终于设计了这样一个实验:把一小玻璃管硝化甘油放进一个装着黑火药的金属细管内,装上导火索后把金属管口封死,然后再点燃导火索,扔进预先挖好的一个深沟里。刹那间,“轰”的一声巨响,山崩地动似的。诺贝尔的母亲听到巨响,吓得手脚冰凉,只见从实验室里喷出夹着火苗的浓烟,她心想:这回完了!我的可怜的孩子这回要遭殃了。忽然间,从浓烟中跑出一个人来,母亲定睛一看,正是诺贝尔!只见他满脸鲜血,袖口裤角处还带着火苗,一边跑一边大声喊道:“成功了,我成功了!”母亲见了,忙追上前去搂住儿子,又帮他扑灭火苗,并喃喃地说:“感谢主的保佑,你真是命大啊!”诺贝尔吻了吻妈妈的额头,说:“好妈妈,感谢你虔诚的祷告,上帝保佑了我的成功。”从这次实验中诺贝尔发明了用雷管使硝化甘油引爆的办法。
从此,硝化甘油炸药便开始进入实际使用。可是,由于当时的人们对硝化甘油的无知,竟把它当做普通的油,有的用它来润滑车轴,有的用它来擦皮鞋,甚至用来点灯,所以不断有使用硝化甘油不慎而招来横祸的消息。就连他们家开的炸药厂也发生爆炸事故,有5人血肉横飞,他的弟弟也不幸丧生。诺贝尔生产的新炸药确实存在许多问题,其中最突出的是性能不稳定,在运输过程中屡屡发生事故。有艘名叫“欧罗巴”号的海轮在运输这种炸药的途中遇到大风浪,因船体倾斜,导致硝化甘油爆炸,结果船毁人亡。在美国,一列运载这种炸药的火车也因为途中颠簸而引起爆炸。
接连不断的事故,使诺贝尔简直成了死神的化身。警察局向他发出了严厉的警告,并禁止他在城内从事炸药试验和生产。他家的门口常常围着许多愤怒的人,人们见了他就高喊:“快离我们远点,死神!”他的邻居们更加恐慌,在他家的大门上刷上刺目的大字:“这是家专门制造恐怖和死亡的人家!”以示抗议。一连串血和命的代价,使人们对硝化甘油产生了深深的恐惧,有些国家甚至下令禁运。一个新的研究课题摆在诺贝尔的面前,必须发明一种威力强大又使用安全的炸药才能挽救炸药的前途。他的研究当然不能在城里进行了,于是他来到人烟稀少、森林环抱的梅拉伦湖畔,买了一条廉价的旧船,他将船停泊在湖心,又夜以继日地开始了新的试验。住在附近的人们,常常会听到从湖心传来阵阵爆炸声。每到入夜,远望湖心,在一片漆黑之中,总是闪着一点灯火,人们知道,这是那个不要命的炸神诺贝尔,又在通宵达旦地思索。
他终于想到,成功的关键是将液体甘油变成固体,这样不仅容易保存,便于运输,自然也安全。最好是能找到一种固体的吸附材料,让它吸收硝化甘油。于是,他接连做了一系列试验,希望采用某种多孔的物质来充当吸附剂。他试了木炭、锯木屑、煤末子、水泥等,但效果都不理想。说来也巧,正在诺贝尔为找不到理想的材料而苦闷时,一辆运输车上的硝化甘油罐不慎打破了,流出来的硝化甘油和被当做防震填充料的硅藻土混在了一起,不仅很快被它吸收了,而且安然无恙。诺贝尔大受启发,经过多次试验,他终于制成了用1份硅藻土吸收3份硝化甘油的固体炸药。硅藻土的好处是可以天然生来,取之不竭,旦多孔、重量轻,将硝化甘油往里一拌,可以随心所欲地捏成型。假如要开山打洞,只要把它搓成一个长条,塞进预先在岩石上打好的圆洞里,然后再点着雷管就行了。它威力大又安全可靠,可靠到把它放在铁砧上用铁锤砸也不会爆炸。诺贝尔终于把炸药这匹“野马”套进了笼头,于是他创办的炸药公司源源不断地向欧洲各国行销安全炸药。后来,诺贝尔再接再厉,继续改进他的炸药,制成了胶质炸药和无烟炸药。
1880年,德国化学家赫普用硝酸和硫酸处理从煤焦油中提炼出来的甲苯得到三硝基甲苯,这就是TNT(梯恩梯)炸药。TNT炸药一直用到现在,是有机化学最有实用价值的产品之一。
随着炸药的需求量在全世界与日俱增,诺贝尔公司的炸药生产也十分火暴。他在14个国家建立了16座炸药工厂,成了名扬世界的“炸药大王”和富可敌国的大富翁。
1895年11月29日,终身未娶的诺贝尔已经62岁了。一生从事炸药研究,使他浑身带伤有病,他自知不久于人世。回顾一生,他知道自己的发明大大促进了公路、铁路和隧道的修建,大大方便了矿山的开采,但他也明白,炸药在战神的手里,就成了吞噬人命的魔鬼。他为由炸药而造成的死亡而痛心万分。现在,他将离开这世界,他要让他的财富永远造福人类。于是他提笔写下了这样一份永垂青史的遗嘱:
请把我的全部财产作为基金,以其利息作为奖金。
把奖金分为五等分,作为下列五种奖的奖金。它每年奖给为人类作出最卓着贡献的人。
一、物理学奖:奖给在这个领域有最重要发现或发明的人;
二、化学奖:奖给在这个领域有最主要发现或重要改良的人;
三、生理学和医学奖:奖给在这个领域有最重要发现的人;
四、文学奖:奖给在这个领域表明了理想主义的倾向,有最优秀作品的人;
五、和平奖:奖给为国与国之间的友好、撤除或裁减军备、召开和平会议及实施和平会议的原则作出了最大努力的人。
诺贝尔献出的这笔基金共是920万美元。每年的利息约20万美元。
诺贝尔不仅将他一生的数百次发明留给了后人,同时也把一名科学家最可贵的奉献精神留给了这个世界。
可喜的是,在诺贝尔奖获奖者的名单上,有四位龙的传人。他们是:1957年获奖的杨振宁、李政道,1976年获奖的丁肇中,1986年获奖的李远哲。可以相信,在这份名单上还会有更多的炎黄子孙的名字。
让诺贝尔的名字与科学和文明同在!
二十六、除了门捷列夫,谁还发明过元素周期表呢?二十六、除了门捷列夫,
谁还发明过元素周期表呢?1907年1月27日,俄国首都彼得堡比往日更加寒冷、萧瑟。太阳暗淡无光,大风呼啸着卷起积雪,又洒落下来,像是有意撒着白纸花。街道上,到处点着蒙着黑纱的灯笼,一派凄哀的景象。
由几万人组成的送葬队伍正在街上慢慢地移动着。队伍的最前头,既不是花圈,也不是遗像,而是十几个青年学生抬着的一块大木牌。上面画着一张表格,表格中写着各种元素的化学符号。它象征着一位伟人一生的主要功绩--这位伟人在7天前伏在他的写字台上与世长辞了。当时,他的手里还握着笔,一本未完成的科学着作的手稿还摊开在桌子上。
他,就是着名的俄罗斯化学家、化学元素周期表的创始人--德米特里·伊凡诺维奇·门捷列夫。
常言道:“三十而立。”门捷列夫正是在他31岁时被彼得堡大学聘为正教授的。从这一年起,门捷列夫改教无机化学。那时的彼得堡大学还没有现成的教材。所以,在科学研究之外,门捷列夫还得抽出大量时间来编写教材。每当这个时候,门捷列夫总会有一种思绪如麻的感觉。因为从18世纪中叶到19世纪中叶这100年中,科学家们平均每两年半就发现一种新元素。1789年的拉瓦锡时代,已知元素只有23种,而到1869年,人类发现的元素达到了63种,而且元素的种类还在不断增加。这时,人们已经猜想,元素之间可能存在着某种次序关系。许多化学家都试图探索元素间的关系之谜,排出它们的次序。譬如,1829年,德国的德柏莱纳将当时已知的54种元素按其性质的相似程度分成若干组,结果发现元素系列中间的某个元素的性质正好介于它前后的两个元素之间,而其原子量也正好是前后两个元素的平均值。1850年,德国的培顿科菲发现各元素原子量值之差常为8或8的倍数。例如:碱族元素中的锂、钠、钾,锂的原子量是7,钠是7+2×8=23,钾是23+2×8=39。1859年,法国的杜马发现各元素的原子量有一个公差,如卤族元素中的氟为19,氯为19+16.5=35.5,溴为19+2×16.5+28=80,碘为19+2×16.5+2×28+19=127……1860年,意大利的坎尼柴罗提出了测量原子量的新方案,从此化学界对元素化合价和原子量的确定有了统一的规范。此举意义重大,这对后来门捷列夫发现元素周期表具有决定性的意义。1862年,法国的德·尚古特瓦创造了一个元素《螺旋图》,成为科学史上第一个提出元素性质有周期变化的人。可惜他的这项成果被法国科学院埋没了20多年才重见天日。那时,门捷列夫的元素周期表已经问世将近20年了。英国人奥德林和纽兰兹,德国人迈耶尔都先后列出过元素周期表,不过都由于有种种缺陷而显得不够成熟。到1869年门捷列夫的元素周期表问世之前,有关探索元素周期律的记载多达几十处,真是“天时、地利、人和”,前人的贡献,为门捷列夫的元素周期表“水到渠成”创造了条件。
不过,前人的努力只是为他的成功奠定基础,而在当时元素之间的联系还是一个谜,因此门捷列夫无论怎样编教材总觉得杂乱无章,支离破碎。门捷列夫和他的前辈一样坚信元素间存在着某种规律,而又殚思竭虑找不出这种规律。1868年的冬天,门捷列夫决定搁下教材的编写工作,全力以赴投入探索元素间规律的研究。他天天独自坐在他那高大的写字台前,苦苦思索着,计算着。为了摸索元素间的内在联系,他用硬卡纸制了63张像扑克牌似的卡片,每张卡片写上一种元素的化学符号,以及它的性质和原子量。然后,他玩起这些“纸牌”来。他想按原子量的大小把卡片排成一张表,就像打扑克一样,一会儿排齐,一会儿分开,不断地调换着桌子上纸牌的位置。可是横排竖排,他总是不能排成。
门捷列夫是个有惊人毅力的人。当年他写《有机化学》一书时,几乎有两个月没有离开过书桌。所以,对于周期表,他自然是不达目的誓不罢休的。他仍然天天坐在写字台前,摆弄着这些奇特的“纸牌”,简直到了废寝忘食的地步,有时甚至通宵达旦连续几昼夜都不停息。有一次,他从按原子量大小排列的表中,惊奇地发现有好几处都是在某个元素之后,隔了7个元素又出现了一个与这个元素性质十分相似的元素。他心里豁然开朗,他将“纸牌”稍作调整后,一副新的“牌阵”出现在他眼前,一望这“牌阵”,63种元素间带规律性的关系居然一目了然。门捷列夫兴奋极了,马上把他的研究所得写了一篇论文。几个月后,正赶上俄罗斯化学学会召开学术讨论会。别的与会学者有的带上论文,有的带着样品,有的带着实验器具当众演示,只有门捷列夫只身空手,将那一副纸牌揣在怀里。三天会期,他一直不言不语,主席觉得奇怪,在讨论会快要结束时,他问门捷列夫是否可以发表些意见。不料门捷列夫起身走到那张演示实验的大桌子前,从怀中掏出一副纸牌,排起“牌阵”来。众人无不吃惊,都以为堂堂大学教授,竟在全国性的学术会议上开这种玩笑。只见门捷列夫将那副牌一会儿便排出一个牌阵来,众人上前一看,方知每张牌上写的是一种元素的名称、性质、原子量等,共是63张牌,代表着当时已知的63种元素。大家瞧着牌阵,都如进入云里雾中,看不出什么名堂来。门捷列夫这才清了清嗓子,开口说道:“世上这些众多的元素,看起来杂乱无章,其实有两条纽带将它们彼此间联系起来,期一是原子量。”说到这里,门捷列夫指着桌上的“牌阵”说道,“诸位不知是否看出,按原子量的大小,元素的性质呈现出周期性的重复?”在场的毕竟都是全俄一流的化学家,“心有灵犀一点通”,经门捷列夫这样一说,还有谁不明白的?个个都禁不住点起头来。门捷列夫接着说:“另一个是化合价。你们看,竖的一排的各种元素化合价相同,构成性质相似的一族,按周期循环,这就是元素周期律。”
真是“一语道破天机”。不少老教授当时就目瞪口呆,想不到自己钻研这个问题几十年还不着边际,现在却被这个年轻人用几张纸牌说得明明白白。
当然,也有人不以为然。有位先生当众提出问题说:“铟的原子量是75.4,应排在砷和硒之间,可这样一来砷就要被挤走了,不再跟性质相似的磷排在一族,硒也被挤走了,不再跟硫排在一族。”他一发难,门捷列夫一时倒无言以对。这时早已生气的门捷列夫的老师发起脾气来,把他的演示斥为儿戏。门捷列夫挨了训斥,心里却一百个不服。为了证明自己的发现,他更加废寝忘食地钻研起元素周期律来。他觉得,如果铟的原子量75.4是对的,那就证明他的周期表有问题;如果他的周期表是对的,那肯定铟的原子量不是75.4。于是,他决定自己来计算铟的原子量,最后得出的结果是113.1。这样,铟应该排在镉和锡之间。门捷列夫如释重负,更坚信他的周期表的正确了。按照同样的道理,他一一纠正了铍、钛、铈、铀等一些当时被算错原子量因而在周期表中“捣乱”的元素的原子量。重新排列的元素周期表就能天衣无缝地显示元素周期变化的规律了。
门捷列夫排定的周期表中留出了不少空缺,这都是因为没有恰如其“位”的元素而造成的。门捷列夫断言这些空缺的位置,都是未发现的元素。这样他-口气预言了11种未知元素。谁知却遭来了一些权威的否定,有人甚至攻击他在“研究鬼怪--世界上不存在的元素”。