伟大的科学家诺贝尔

时间:2023-04-24 14:40:18 手机站 来源:网友投稿

在苦难中成长

阿尔弗里德·诺贝尔(1833年-1896)出生在瑞典首都斯德哥尔摩一个勤奋的家庭。父亲伊曼纽尔-诺贝尔是一位颇有才干的机械师、发明家。就在小诺贝尔出世的前一年,一场火灾烧毁了他家的全部家当,生活完全陷入穷困潦倒的境地,靠借债度日。为躲避债主上门,伊曼纽尔只好单身离家出I走,先到芬兰,后到俄国谋生。诺贝尔的两个哥哥就像安徒生童话里那个卖火柴的小女孩一样,也站在街头巷尾卖过火柴,以便赚几个钱帮助维持家庭生计。在那场大火中,诺贝尔的母亲为了救出孩子几乎丧了命,精神和健康都受到影响。

诺贝尔从出生的第一天起,就纤弱多病,全靠母亲的精心照料,才活了下来。由于健康不佳,他的童年没有像别的孩童那样调皮、活泼和欢快,当别的孩童们在一起玩耍时,他只能充当一个旁观者。童年生活的这一遭遇使得他的性格比较孤僻、内向。到了8岁他才上学,只读了一年。这是他受过的惟一的正规学校教育。

伊曼纽尔的一些发明在俄国受到欢迎,经济状况开始好转。1843年诺贝尔全家迁居到俄国的彼得堡。由于语言不通,诺贝尔和两个哥哥都进不了当地的学校,只好在家里请一个瑞典教师指导他们学习俄、英、法、德等语言,当有了一定的俄语基础后,再跟俄国教师学习自然科学和工程技术。体质虚弱的诺贝尔学习特别勤奋,学识不亚于他的两个哥哥,他好学的态度,不仅得到教师的赞扬,也赢得父兄的喜爱。后来,诺贝尔来到他父亲开办的工厂当助手。他细心地观察,认真地思索,凡是经他耳闻目睹的重要学问都被他敏锐地吸收进去,生活本身成为他的大学。

为了进一步扩展他的视野,学到更多的东西,1850年他父亲让他出国进行旅行学习。两年中,他先后去过德国、法国、意大利和美国。由于他善于观察、认真学习,知识迅速积累。当他返回俄国时,已成长为一位精通德、英、法及俄语的学者,受过科学训练的化学家。同家后,他立即投入他父亲创办的“诺贝尔父子机械铸造厂”工作。当时,丁厂正为俄国生产急需的武器装备,在工厂的实践训练中,他考察了地雷、水雷及炸药的生产流程,研究过大炮和蒸汽机的设计。在这里,他不仅增添了许多实用的工艺技术,还熟悉了工厂的生产和管理。

从实践中磨练

没有真正学历的诺贝尔,正是通过刻苦、持久的自学,逐步成长为科学家、发明家的。

1856年,克里米亚战争的结束,使“诺贝尔父子机械铸造厂”的生意惨淡。伊曼纽尔于1859年带着妻子和最小的儿子埃米尔回瑞典了。留下三个儿子在俄国管理工厂。诺贝尔的二位哥哥致力于企业的复兴,诺贝尔则全力投入他心爱的发明创造。他废寝忘食地坚持研究设计,终于在两年多的时间完成了三项发明并获得了专利,对此诺贝尔全家都很高兴,希望他像父亲那样成为一个有为的机械师。尽管这些发明不是特别重要,但是它给诺贝尔以信心,他决心以更大的热情投入新的发明创造中。据不完全统计,他一生共获得的专利达355项,其中有关炸药的发明有127项。

多年跟随父亲研究炸药、鱼雷,使他的兴趣很快从机械方面转到应用化学。早在1855年曾担任他的化学教师的津宁教授告诉过他:1846年意大利化学家布雷罗将甘油慢慢加到浓硝酸与浓硫酸的混酸溶液中,充分反应后将全部物料倒入水中,分离出底部的油状物,再用水洗去残留的酸,就制得了一种无色油状液体——硝化甘油,它具有猛烈的爆炸性能,由于它受到震动就会发生爆炸,故不易控制,无法应用。

诺贝尔和他父亲都深信硝化甘油具有发展前景,因而他们分别在俄国和瑞典研究它。父亲伊曼纽尔根据他在黑火药研制中的经验,将10%的硝化甘油加到黑火药中,企图制出一种强化炸药,但是由于他的化学知识有限,无法解决炸药的安全点火的问题。

诺贝尔则不一样,他首先仔细研究了硝化甘油的性质和制法,还参考了别人的研究成果,使他明确地认识到,要将硝化甘油变为实用炸药,一是要寻找一种合适的方法来点燃炸药;二是在不减弱其爆炸力的前提下,使硝化甘油变得尽可能安全。

研究中进展不大的父亲把诺贝尔召到瑞典,父子合作研究。诺贝尔以其活跃的思维,经过50多次试验,终于在1862年完成了一项重要的发明——诺贝尔专利雷管。他先将硝化甘油装在玻璃管里,再把玻璃管放进装满火药的锡管内,再装上导火线。装好后,邀他两个哥哥来到河边,将导火线点燃,投入水中,“轰”的一声,只见火花四溅,爆炸力果然比黑火药大。这初步的成功表明他弄清了引爆硝化甘油的办法,但是这次爆炸的主体仍是黑火药。为此他继续潜心研究。

在悲痛与困境中奋起

研究的道路是不平坦的。1864年9月3日,试验中发生了硝化甘油爆炸,他们的实验室被炸成一片废墟,诺贝尔的五位助手,包括他的幼弟埃米尔都被当场夺去了生命。诺贝尔因当时不在实验室而幸免于难。他父亲也因这一沉重打击,悲伤过度,因中风而半身不遂。这次爆炸事故还使住在周围的居民对他们的试验更加恐惧,纷纷要求政府当局封闭这一实验室,有人甚至直接告诫诺贝尔,不准他在市内做试验。事故给诺贝尔带来的悲痛和困难是可以想象的,究竟该怎么办?

诺贝尔面临一次严峻的考验。挫折和不幸并未动摇诺贝尔的决心,他以不屈不挠的勇气把试验设备搬到郊外马拉湖中一艘平底船上,继续研究。经过百多次的试验,他终于发现运用雷酸汞可引爆硝化甘油。雷酸汞对震动非常敏感,受到冲击或摩擦能立即引起爆炸。但发明了装有雷酸汞的雷管终于解决了炸药的引爆难题。这一发明可以说是爆炸科学中一次重大突破。

19世纪下半叶,欧洲许多国家正处于工业革命的高潮,矿山开发、河道挖掘、铁路修建及隧道的开凿都需大量烈性炸药,硝化甘油炸药的问世受到了广泛的欢迎。诺贝尔因此及时在瑞典、英国、挪威、美国等国家申请了专利,并在瑞典建成了世界第一座硝化甘油厂,随后又在德国建立了国外的生产硝化甘油的合资公司。硝化甘油炸药在许多国家的企业获得了成功的使用。

但是好景不长,因为硝化甘油存放时间一长就会分解,强烈的震动也会引起爆炸,使它成为运输或贮藏中的隐患。不久,果然在美国旧金山发生运输硝化甘油大爆炸,整列火车被炸得粉身碎骨。德国一家工厂因搬运时发生碰撞,爆炸把工厂变成废墟。一艘满载硝化甘油的轮船行驶在大西洋,由于遇到大风浪,颠簸引起的爆炸,使船和人都沉到了海底。针对上述一系列惨剧,瑞典政府和其他国家先后下令禁止运输诺贝尔的炸药,并扬言要追究其法律责任。诺贝尔再次面临考验。

诺贝尔没有被吓倒,而是决心运用科学和智慧来解决问题,即一定要生产出安全的炸药。经过反复实验,他终于找到一种合适的配料:硅藻土。这种蓬松的物质不仅化学性质稳定,而且具有较大的吸收力。将它与硝化甘油按1:3混和,就得到被称为黄色炸药的安全炸药。这一炸药使诺贝尔重新获

得信誉,生产黄色炸药的工厂获得了很快的发展。

黄色炸药研制成功了,诺贝尔的研究仍在继续。他认为黄色炸药虽然解决了安全运输的问题,但是不活跃的硅藻土降低了硝化甘油的爆炸力,应该研制新的配方。火棉(硝化纤维)也是一种炸药,能否将它与硝化甘油混合起来?诺贝尔决定试试。

1875年的一天,诺贝尔在试验中不慎捅破了手,他顺手用火棉敷了伤口。夜里,伤口的疼痛使他不能入眠,于是他默默地思考,怎样才能使火棉与硝化甘油混合呢?眼前这火棉使他想到:可能使用含氮低的火棉效果较好,他立即起床做试验,当天亮时,一种新型的胶质炸药研制出来了。胶质炸药的发明在科学技术界引起了重视,实践证明它是一种兼有安全可靠、爆炸力强的新式炸药。

胶质炸药的发明已充分表明诺贝尔在这一领域是优秀的,然而诺贝尔并没有就此裹足不前。当他获知无烟火药的优越性后,又投入混合无烟火药的研制,并研制出他命名为C89的无烟火药等。

在诺贝尔之后,人们还发现一些有机合炸药。1885年,德国一家染坊用作染料的苦味酸(三硝基苯酚)意外发生了爆炸,结果使人发现苦味酸具有更猛烈的爆炸性。这之后许多国家都采用它作为军用炸药。但它的酚羟基具有较强的酸性,能腐蚀金属弹壳和炮膛。这使化学家的注意力转向了TNT。TNT(三硝基甲苯)从二十世纪初首先在德国用于做炸药,很快得到推广,这是因为它爆炸力强,而撞击和摩擦的敏感度低,使用安全,且原料来源丰富。

诺贝尔的发明兴趣不限于炸药,他有丰富的想象力,更有千方百计把这些想象付诸于现实的不屈不挠的毅力。为此他还研究过合成橡胶、人造丝,做过改进唱片、电话、电池、电灯零件的实验,还试图合成宝石。尽管这些研究相比之下,成绩不是很大,但是他那勇于探索的精神为后人留下了深刻的印象。

高瞻远瞩流芳百世

纵观诺贝尔的经历和成就,有两点不寻常的特色是耐人寻味的。作为一个化学家,诺贝尔的主要兴趣似乎在应用化学方面。他的许多发明创造实际上都是将前人或别人的研究成果进一步转化为实用产品或技术。翻阅诺贝尔的专利发明目录,可以看到他的发明绝大部分都是直接应用于生产、生活的实用化工技术。因为他深刻地认识到,只有把科学成果转变成生产、生活的实际应用,科学才能造福于人类,科学研究才有意义。例如硝化甘油早在1846年已被意大利化学家布雷罗在实验室制得,在研究它的化学性质时就已认识到它具有强烈的爆炸性,而且非常敏感,但他没有找到安全使用硝化甘油的方法,仅把它用作治疗头晕和心脏病的药物。因为使用它带有相当的危险性,许多化学家都不敢碰它。

诺贝尔则看出了它的价值,于是冒着极大的危险研究它,经过锲而不舍的努力终于使它成为一种驯服的实用炸药。诺贝尔发明创造的另一个特色是他始终站在时代的前面。从19世纪90年代他的书信中可以看到,当时他对通过空中摄影来进行勘测和制作地图很有兴趣。由于当时还没有飞机,诺贝尔建议采用气球来实现这一目的。他还清楚地预见到未来的空中交通将不是通过气球或飞船,而是通过由快速推进器推进的飞机。这事情表明,诺贝尔时时刻刻都在关注科技的新成果,并准备为它们的应用和发展做出自己的努力。

历史的经验指出:人类社会发展不仅需要一批从事基础理论研究的科学家,更需要一大批将科学研究成果应用于生产生活的发明家、技术专家。诺贝尔就是一个楷模。诺贝尔除了将相当多的精力用于发明创造外,兴建自己的企业也花费了他不少的心血。当硝化甘油炸药研制成功后,他立即组织了几场大胆的示范表演,以取得企业对硝化甘油炸药的信任。与此同时,他联系了有远见的实业家共同办起了世界第—个生产硝化甘油的公司,他亲自出任公司的经理,还负责工程技术、公关、广告和财务工作。

黄色炸药的销量从1867年的11吨,发展1870年的424吨,到1874年已达3120吨。诺贝尔公司发展到19世纪80年代,已成为世界性的企业。仅从这一点,就可以看出诺贝尔不仅是一位杰出的科学发明家,还是一个熟练的、有很强组织能力的企业家。

与许多富豪不一样,诺贝尔一贯轻视金钱和财产。当他母亲去世时,他将母亲留给他的遗产全部捐献给瑞典的慈善事业,仅留下慈母的照片作为纪念。诺贝尔说:“金钱这种东西,只要能够解决个人的生活就行,若是过多了,它会成为遏制人类才能的祸害。对于有儿女的人,如果除去留给必需的教育费用外,再传给很多的财产,我认为那是错误的,这样只能鼓励懒惰,使他不能发展个人的独立生活能力和才干。”

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