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听书 ▏太图网上读书会·第893期——《播火录》3-化学——勇敢者的领地

2021年09月22日 16:54:37


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作者简介

赵致真,1943年生于河南洛阳,高级记者,首批国务院政府津贴专家,中国作家协会会员。曾任中国科技新闻协会副理事长,中国科教影视协会副理事长。创建大型科普电视栏目《科技之光》。1999年被评为全国科普先进工作者,1999年获意大利普利莫·罗菲斯国际科普奖,2003年被香港科技大学聘为“包玉刚杰出访问艺术家”,2005年被评为全国先进科技工作者,2005年被推荐为联合国卡令加科普奖中国候选人,2008年被评为科技奥运先进个人,2008年被推荐为“全国10位传播科技优秀人物”候选人。

 

内容简介

书中讲述了近代科学的先驱和巨匠,为开拓人类知识疆界做出的奋斗牺牲;在创建现代医学的奋斗中,利他行为的意义和奉献精神的价值;一代天文学家为测量地球形状和金星凌日而进行的科学远征;无数探险者为征服北极南极而留下的英雄史诗。





化学之所以被称为“中心科学”,因为它是众多学科的源头和基础。而现代化学的创立和缔造,却靠着几代人的筚路蓝缕和前仆后继。他们探究物质的终极特性,捕捉元素的纯净形态,合成自然界不存在的东西。当试管、烧杯中亿万条化学键转移重组,浩荡的新分子脱颖而出,时常伴随着爆炸、燃烧、腐蚀和剧毒。化学家的职业特征之一,也许就是离危险很近。

英国皇家学会第二十三任主席戴维爵士是近代化学重要的奠基人。1807年,他使用伏打电池对熔融状态的氢氧化钾和氢氧化钠进行电离,第一次得到纯净的金属钾和钠,次年接连发现了钙、锶、镁、钡,宣告了“电化学”的诞生。化学界曾把电解获得的金属通称“戴维金属”。戴维最早确定氯是一种元素。戴维的一生成就,得益于对化学实验的不厌其详和不避艰险。

21岁时,戴维为测试各种气体属性,曾大量吸入一氧化碳导致严重中毒,多亏及时抢救才起死回生。朋友们调侃说他就像“有两三条备用的性命”。

当蒸汽机把英国煤矿挖进地球深处,亿万年积存的甲烷便破煤而出,接连不断的矿难成为最恐怖的社会新闻。戴维很快研制出著名的“戴维灯”——用细密的金属丝网罩住灯芯,将火焰变成“笼中的金丝雀”,让界面温度下降到瓦斯的燃点以下又不影响空气流通。戴维因此获得1816年拉姆福德奖。

1829年5月29日,戴维在日内瓦旅馆去世,年仅50岁。没人知道究竟哪次化学实验成为“压倒骆驼的最后一根稻草”,但日积月累的毒物浸染,无疑是他死于盛年的重要原因。

舍勒不愧为近代化学的著名先行者。这位瑞典药剂师实现了磷的规模化生产,带来瑞典火柴工业的世界领先地位。舍勒做过上千次化学实验,在极其原始的条件下,他习惯了用舌头和鼻子充当最便当的“检测仪器”。

化学教科书上关于许多物质“无臭、无味”等描述,都是一代化学家用肉身感官去体验和认知的。砷、汞、铅是舍勒的“家常便饭”,他品尝和嗅闻过无数有害物质。1785年秋后,健康的“欠债”开始总清算,他的皮肤发生病变,肾脏迅速衰竭,医生的结论是汞中毒。1786年5月21日,舍勒最终病逝,时年43岁。舍勒沉迷实验,淡泊名利,成为科学精神的楷模,“舍勒尝百毒”的故事也不胫而走,留给后人久远的遐思和追念。

大凡在高中上过化学实验课的人都熟悉“本生灯”。它也许最能体现发明者——德国化学家本生的性格和人品。本生电池则用碳棒取代格鲁夫电池中的铂做阴极,成为廉价高效的通用电源,带来电镀业和镁光灯的问世。

本生从1843年起研究剧毒易燃的二甲胂腈,实验中发生爆炸掀开了面罩,玻璃碎片飞进本生右眼造成永久失明。1868年实验室又发生铑和铱金属粉末爆炸,几乎夺去他另一只眼睛。本生的一双大手如同专为化学实验定做的,在酸碱腐蚀和烟火熏烤中像铁匠和木匠的手一样长满老茧。他从来不用钳子而用手揭开灼热的坩埚盖,他用指头在本生灯上测试火焰温度,他的右手拇指在“用进废退”中比左手拇指大一号,能轻松利索地堵住测气管口。他的学生中有门捷列夫和3位诺贝尔奖获得者拜耳、哈伯、勒纳德。而大巧若拙、履险若夷的本生精神成了化学行业的表率和典范。

化学界最旷日持久、英勇悲壮的一役,大约要数将氟“捉拿归案”了。氟作为卤族元素中“个头”最小、电负性最强的原子,化学性质超级活泼,几乎能和一切金属、非金属剧烈反应,产生牢不可破、难解难分的化合物,地球上从来没有游离状态的氟。打从1771年舍勒从氟石中制出氢氟酸后,戴维便对氟加以命名并率先尝试用电解法分离出单质。而氟却会“咬烂”电极,“撕裂”容器,没有一种材料耐得住它的腐蚀。氢氟酸的毒性尤为可怕,不仅吸入后摧毁肺脏和软组织,只要接触皮肤便能以小分子的“灵巧身段”钻进体内,并向纵深穿插直至刻骨,和体内的钙、镁结合,破坏神经系统而造成肌肉麻痹和心脏停搏。

历经百年损兵折将和生聚教训,法国化学家莫瓦桑挑起了天降大任。莫瓦桑可谓“使尽了拖刀计,费尽了担山力”,1886年6月26日,“撒旦元素”氟终于一举成擒,现出淡黄色气体的原形和“真身”。人类自此把卤族元素尽收彀中。1906年莫瓦桑成为法国第一个诺贝尔奖得主,但2个多月后便在巴黎猝然病逝,年仅54岁。

因为和化学打交道而遇险蒙难的科学家是指不胜屈的。盖-吕萨克、法拉第都曾在爆炸中眼睛受伤;诺贝尔家族更为“安全炸药”付出了亲人的生命;万花筒的发明者布鲁斯特曾因化学毒物溅入双目而终身备受煎熬;太阳光谱吸收线发现者夫琅禾费长期研制玻璃透镜而铅中毒,39岁便英年早逝;碳14发现者鲁本在实验事故中死于碳氯中毒。随着防护技术的进步和操作规范的严格,化学实验室不再是危机四伏的地方,但却从来没有告别风险。

1996年8月14日,美国新罕布什尔州达特茅斯学院48岁的化学教授沃特哈恩不慎将一滴二甲基汞落在左手手套上,虽然立即彻底清洗,但剧毒却已经渗透乳胶进入皮肤,沃特哈恩最终因汞中毒于次年6月8日去世;2006年3月24日,法国米卢斯国立高等化学院实验室发生爆炸使大楼摧毁,41岁的光化学家布尔吉特当场身亡;2008年12月29日,美国加州大学洛杉矶分校23岁的化学助理桑吉在处置叔丁基锂时不慎起火,造成三度烧伤并于18天后去世……令人痛心的清单每年都在继续延伸,并且永远不会打住。在化学家们已经发现118种元素和掌握6000万种物质及其相互作用的今天,诚如诺贝尔奖得主沃尔伍德所言,“从老的自然界旁边又建立了一个新的自然界”。而人类知识疆界的每次开拓,都必须准备跨过未知的雷区和不测的陷阱。





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