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戴维

时间:2019-06-22    点击: 次    来源:网络    作者:佚名 - 小 + 大

戴维

 

  

伦敦为他倾倒

 

19 世纪初,英国伦敦的男女老少,都在谈论一个新明星。街头,广

场,到处张贴着关于他的海报。他,既不是芭蕾舞的名演员,又不是古典歌

剧的独唱家,更不是文豪名流,王公贵族。

看戴维去!人们蜂拥着挤进皇家学院礼堂。讲坛上,一个年轻人侃

侃而谈。他,就是戴维,24 岁的青年教授。

他显得聪明伶俐,落落大方,对这样的大场面毫不拘谨。要知道,他身

后坐着英国皇家学会会长班克斯爵士、皇家学院院长朗福德伯爵和一些社会

名流。台下的那些教授们,目不转睛地注视着戴维的一举一动,自不必说;

就是那些华贵妇人,少爷小姐,也都全神贯注,津津有味,好像在欣赏动人

的芭蕾舞剧。

戴维从神秘的炼金家的哲人石,谈到拉瓦锡的天平、道尔顿的元素符号;

穿插着石蕊液由红变蓝、又由蓝变红的试验。这红和蓝两种颜色的突变,只

要加进去半滴碱水或者酸水。

戴维向大家介绍意大利科学家伏打最新的发明——伏打电池。他把从电

池两极引出的两根白金丝插进水中,从水中就冒出了许多气泡。他把在阳极

收集到的气体装在瓶里,传到台下,请别人闻闻。感觉到新鲜、畅快吧?戴

维介绍说,这就是普利斯特里新发现的氧。普利斯特里曾经谈到,这种气体

说不定会变成时髦的奢侈品呢。刚刚熄灭的蜡烛伸进氧气里,立即又旺盛地

燃烧起来,放出耀眼夺目的亮光,比空气里的蜡烛光要亮好多倍。

戴维把阴极一端收集到的气体,装进一个铁罐里,用火焰靠近罐口,嘭

的一声,铁罐像爆竹一样蹦得老高。这真是高超的魔术,在场的人个个看得

入迷。

戴维这样边讲演边做实验,好像磁石吸引铁屑那样,全场的听众都跟着

他,一会儿惊讶,一会儿欢喜,一会儿堕入疑问的云雾,一会儿又云开雾散,

豁然开朗。戴维吸引住全场,全伦敦城为他倾倒。

皇家学院的科学讲座,许多教授都胜任不了,戴维却把它搞得生龙活虎,

名噪全国。倡导科学讲座的朗福德院长欣慰地笑了。戴维的科学讲演,激起

了广大公众学习科学的热潮。原先神秘得令人生畏的皇家学会,从此门庭若

市,门票收入一时成了学会主要的经济来源。

谁也不曾想到,年轻的戴维教授,竟是一个出身贫寒的平民。更令人惊

异的是,他没有进过大学校门,而且在少年时代虚度年华,丢失了不少宝贵

的时光。后来,他才发奋读书,急起直追赶上来的。

  


惊人的转变

 

戴维出生在康沃尔郡彭桑斯镇的一个木刻匠家庭。这里依山靠海,风景

绮丽。

小戴维和他的伙伴们一样,顽皮,散漫,对学校的功课不感兴趣。在老

师的眼里,他没有任何出众的地方。他的老师柯里顿是一个脾气古怪的人,

特别嗜好揪孩子们的耳朵。小戴维的耳朵常常被他揪扯得火辣辣的,疼得钻

心。有一次,柯里顿老师看见戴维的小耳朵上粘了一大块胶泥,就斥问他是

怎么回事。不料戴维竟毫不畏惧,大声回答道:报告老师,这是为了怕我

的耳朵被你揪烂。哄堂大笑使柯里顿只是摇头叹气。对戴维这样的调皮鬼

又有什么办法呢?

后来,戴维干脆不上学了。他整天在彭桑斯海边钓鱼,爬迈克尔山,逮

鸟,诌打油诗……荒废了许多宝贵的时光。

16 岁那年,爸爸得病去世,扔下妈妈带着戴维和他的  个妹妹、1 个弟

弟。生活这样艰难,戴维清醒了:不能再闲逛下去,要自谋生路了。

17 岁时,戴维到镇上外科医生波拉斯那儿当学徒,帮助配药和包扎。那

时候,药品大多要现配。他天天接触的,就是粉碎矿石呀,萃取药材呀……

这里面有好多戴维不明白的道理。他开始感觉到自己缺乏知识。

这时候,恰好有个青年化学家来到彭桑镇养病,他就是大名鼎鼎的蒸汽

机发明家瓦特的儿子。戴维很快和他交上了朋友。

小瓦特领着戴维参观安装在康沃尔的瓦特发明的第一台蒸汽机,给他讲

蒸汽做功的道理。戴维在外科医生那儿遇到的难题,对小瓦特来说,简直是

不费吹灰之力就解决了。

小瓦特知识那么渊博,使戴维头一次感到不学无术的羞耻。他暗自思忖:

瓦特比自己的岁数大不了多少,他的知识天地这么开阔,我再也不能放任自

流了。要有一个严格的学习计划。

从此,戴维好像变了一个人。迈克尔山上再见不到他的踪影,淘气包群

里也找不到他了。他订了一个周密的自学计划,把时间安排得满满的。他给

自己开列了自学的科目:1.神学;2.地理学;3.我的职业必读——植物学、

药学、病理学、解剖学、外科学和化学;4.逻辑学;5.语言——英语、法

语、拉丁语、希腊文、意大利文、西班牙文和希伯来文;6.物理学;7.力

学;8.修辞和讲演术;9.历史;10.数学。

年轻的戴维花了整整  年的时间,从算术的四则运算开始,把初等数学

补习完。接着,他又钻研物理和化学。他早期的化学读物,是拉瓦锡的《化

学原理》和尼可尔逊的《化学辞典》。前一本书以事实和论证十分精确著称,

后一本书只是汇集了一些化学方面的知识和观点。但是,这并不妨碍戴维的

思路。书籍给他引路,他的头脑却不受书本的限制。他用手头能找到的日常

用具,比如酒杯呀,烟斗呀,风箱呀,以及在波拉斯药房里现成的酸和碱等


药品,做起试验来,判断书上讲得对不对,核对是拉瓦锡的理论对,还是尼

可尔逊的看法对。因为没人指导,他的化学实验免不了常常引起爆炸和着火。

每当听见乒、乓的巨响,波拉斯医生就为他的学徒捏把汗,担心会不会把他

的诊所送上天。

戴维勤奋自学,大胆实验,他的名声很快在彭桑斯传开了。好心的人们

借给他书刊,让他参观工场和试验室。戴维头一次见到原来只在图片上画的

物理、化学仪器,看到书本上记载的五光十色的化学药品时,他的心情十分

激动。

戴维对比在迈克尔山上的踯躅,康沃尔海滨的漫游,从心底里感到知识

山峰的奇幻奥秘,科学海洋的瑰丽魅力。他下决心追赶时间,加快了前进的

步伐。

经过  个月的发奋钻研,戴维就对热的本质提出了自己的独特见解。

当时,人们有一种错误看法,认为热是一种物质,好像水一样,可以从

温度高的地方流到温度低的地方。戴维运用他自学得到的物理知识,设计了

一个巧妙的实验:让两块冰互相摩擦,得到融化的水。在这里,两块冰都是

同样的温度,又没有温度高的东西挨着冰块,这使冰融化为水的热是从哪儿

来的呢?戴维用这个实验,证明摩擦能够生热,热不是物质,而是一种运动

形式。

戴维设计的这个简单明白、又有说服力的著名实验,后来编进了各种教

科书。

波拉斯医生不敢收留的戴维,后来被牛津大学化学教授贝多斯看中。贝

多斯新建立的气体研究所,正需要他这样的人才。戴维当上研究所实验

室主任时,还不到 20 岁。

气体研究所的工作条件,比波拉斯诊所可好多了。戴维如鱼得水。他自

己动手,制备各种气体——从氧气到剧毒的氟化氢气。当他吸进纯净的自制

氧气时,觉得神志一清,心胸畅快;氨气却把他呛得头痛;氟化氢气险些置

他于死地。

尽管这样,戴维还是认为研究化学一定要亲身体验。教科书上记载的化

学物质的颜色、气味和滋味,他都要复验一遍,何况新发现的化学药品,不

尝一尝,闻一闻,这怎么行呢?

从硝酸铵加热得到的一氧化二氮气,有人说它有剧毒,吸多了会得败血

症。戴维觉得这种说法根据不足。他动手制备了不少一氧化二氮气。他一边

做,一边吸,一共吸进  升半。他好像厨师品尝炒菜那样,仔细体会切身的

感受。他吸着吸着,竟变得兴奋起来,哈哈大笑,手舞足蹈,原来的牙疼病

也意外地消失了,身体并未受到毒害。戴维用他的实践,推倒了前人加给一

氧化二氮气的不实之词,给它取名为笑气,把它介绍给外科医生做麻醉

药用。直到今天,笑气仍然是医院常用的麻醉剂。

当然,现在要确定一种化学药品有毒还是无毒,都先对小动物白鼠、兔


子等进行试验。戴维不怕牺牲,大胆探索的事迹,随着他的有趣而又著名的

笑气试验,在英国和欧洲迅速传播开来。不久,英国皇家学院院长郎福

德伯爵请戴维到伦敦,在新设立的高级试验室里任教授,主持科学讲演。他

是朗福德院长选中的第二个教授。

  

发现新元素

 

在戴维生活的时代,化学家们热衷于寻找这样一个问题的答案:我们这

个千变万化的物质世界,究竟由多少种最简单的物质构成?他们从维苏威火

山口,从尼罗河畔,从阿尔卑斯山的金矿,一直到热带的莽莽森林里,到处

搜集稀奇古怪的矿石、矾土、泉水和污浊的臭气,用火烤,酸浸,碱泡和别

的药品混在一起灼烧,直到再也分不出新东西为止。于是,化学家们说,又

找到了新的化学元素。

当时,在最有学问的大化学家拉瓦锡提出的元素表里,才记载着 33 种物

质,而且连石灰、苦土(氧化镁)、重土(氧化钡)、矾土(三氧化二铝)

和硅土(二氧化硅)这  种化合物都包括在内。就拿很普通的苏打和草木灰

来说,大家也认为是元素。那时候的元素表里,就这样混进了好些假元素,

而真正的元素,还有好些没有发现出来。

正好在这个时候,意大利科学家伏打发明了一种电池,用两种不同的金

属,比如银和锌,通过一定的装置,可以发生电流。戴维对新鲜事物特别敏

感,马上联想到:既然电流能使死去的青蛙的大腿抽搐起来,能将水分解成

氢和氧两种气体,那么,电流不是也可以用来分解物质,从中发现新元素吗?

他在苛性钾的水溶液里通上电流,得到的结果和电解水一样:放出氢气

和氧气。戴维试了一次又一次,发现无论是酸、是碱或者是盐,它们的水溶

液通电以后,结果都相同。戴维断定,水是捣乱分子,必须先除掉水,可是

又要像水一样能流动,电解才能顺利进行。于是,戴维动手电解熔融的苛性

钾。可惜,伏打电池的力量太弱了,电解没有成功。

戴维赶紧改造伏打电池。他用 250   英寸长、4 英寸宽的极板,做成

一个特大电池,这一下,果然得到了强大的电流。

电解苛性钾开始了。戴维看见在阴级周围冒出水银般的小亮珠,有的立

即燃烧,发出淡紫色的光焰;有的还因剧烈燃烧而爆炸,噼啪有声。于是,

戴维得到了一些从未见过的银白闪亮的东西:用小刀很容易切开,比水轻。

戴维把它投进一盆水里,它贴着水面冒出许多细小的气泡,吱吱作响,窜来

窜去,化为一团银色的珠子,像是荷叶上的露珠在滚动。

戴维高兴得蹦了起来,把实验台上的玻璃仪器都震倒掉地。成功了,成

功了,从草木灰里发现了新元素——钾!戴维用力捶了自己一拳,喊着:

维,你真棒!

这一天是 1807  10   日,戴维的实验记录上留下,行引人注目的字:


出色的试验!!!

戴维马不停蹄,一天也不休息,紧接着从土碱里电解得到又一种白亮如

银、柔软如蜡的新金属,和钾相象,是一对孪生的脾气急躁的烈性金属。戴

维给他取名叫钠。

戴维在皇家学会的科学讲演里,当场表演了钾和钠的新奇特性。就像哥

伦布发现新大陆一样,从人们日常使用的苏打和不显眼的草木灰里,居然得

到了银白色的活泼的金属钠和钾。人们惊奇地瞪大一双双眼睛,开始感到在

自己的身边,没有发现的元素还多着哩!即使是列入元素名单的物质,说不

定还是化合物,是冒牌的元素哩!老教授们向他表示热烈的祝贺。请柬、名

片、鲜花……戴维成了科学上的明星。他的诗兴大发,立即赋诗一首:

质既不灭,人心当不死;心物化为一,永存定无疑!且论智慧光,永远耀人

世,愈洁亦愈亮,人意岂能熄。

过去,炼金术的分析手段,拉瓦锡的天平,道尔顿的原子论,使化学成

为科学,取得了飞跃的进步;今天,戴维给化学介绍了电的崭新手段,电和

化学结合,好像给化学插上了翅膀,飞上了新的高度。当时的著名化学家,

柏采留斯、卡文迪许、盖 -吕萨克、泰那尔、维勒……都钻研起化学和电的结

合来。

戴维和这些化学大师赛跑,继续保持领先的地位。他日以继夜追赶时间,

从石灰里得到钙,从苦土里得到镁,从锶矿石得到锶,从重晶石得到钡。这

 种元素都是从碱性矿土里发现的,是碱土金属的主要成员。戴维几乎发现

了整个碱土金属家族。

他发现的钾和钠,是碱金属家族的主要成员,非常活泼。它们不仅帮助

戴维从硼砂里夺去氧,得到新元素硼;而且帮助其他化学家,发现了硅、铝

等八九种新元素。

在化学史上,还没有一个化学家像戴维那样,在不到两年时间里,连续

向世界宣告发现  种新元素。他可以说是创造了发现化学元素的世界纪录。

戴维尝到过丧失时间的苦恼。他勤奋自学,追回了少年时代虚度的时光。

以后的工作,也是分秒必争,他工作起来像一团烈火。

在实验室里,戴维一会儿安装仪器,一会儿又穿插着加热化学药品,往

往在一天里指挥助手同时进行数十项试验。

药品弄脏了他的衣服,他都忙得顾不上换洗。又有报告会等着他去参加,

便急急忙忙套上一件干净衣服去做讲演。回到实验室,他又接着工作。衣服

套上一层又一层,戴维显得起来。忽然有一天变了,那是戴维

有功夫彻底换洗一层又一层的衣服了。同事们打趣地说:戴维在发胖

说明实验正在紧张地进行;他了,就是说实验有了结果,告一段落啦!

他发现实验笔记有错误,随即用手指蘸墨水将错误的段落涂掉。仪器往

往刚组装好,截维又想出更好的办法,又迅速拆掉重装。

国外一有新发明或者新仪器,戴维马上联想在他的实验里能不能用上,


能不能改进。他把伏打电池串联起来,直到做好 500 对极板的特大电池,才

把石灰分解了。他虚心求教。连当时最怕见生人、性格孤僻得出奇的卡文迪

许,戴维都争取得到他的指导。那时,卡文迪许已是 60 多岁的老人,却常去

看年轻的戴维教授电解碱金属的实验,还送给戴维一些比金银贵得多的白金

做化学试验用具。

找寻新元素钙的时候,改换过几十次试验方案也没有成功。但是戴维并

不气馁,从著名的瑞典化学家柏采留斯的信里得到启发,总结失败的教训,

终于获得胜利。戴维在拿到银白色的钙后,致函柏采留斯表示诚挚的谢意。

戴维去欧洲大陆养病期间,还带着他的助手,和各国著名的科学家交流

经验,探讨学术问题,做了不少精彩的科学讲演和化学实验表演。

他参观煤矿,见到工人使用明火照明,往往引起矿井里积聚的煤气爆炸,

造成重大的伤亡事故。这种悲惨景象萦回在戴维心中,一回国就开始研制矿

工安全灯,发明了戴维灯,使无数井下矿工能比较安全地从事生产。

  

慧眼识才

 

戴维的科学讲演,吸引着伦敦城的男女老少。入场券的前座和正座,被

有钱的上流人物买去,而最热情好学的一般听众中,买的是便宜的边座票。

在边座的听众,有一个书店学徒,他就是后来著名的电学家法拉第。

法拉第是铁匠的儿子,当过报童,13 岁开始装订书籍,从此一边钉书,

一边就看钉着的书。在装订大英百科全书的时候,科学宫殿的奇异光彩把法

拉第迷住了。他忘记了生活的贫困和工作的劳累,陶醉在自学的无穷乐趣中。

有一个好心的顾客送给法拉第一张戴维讲演的入场券。法拉第听得津津有

味,将笔记工工整整地誊写清楚,还附上自己的见解,寄送戴维。

戴维发现法拉第才识过人,约他谈话。在戴维实验室的走廊上,戴维和

法拉第进行了第一次谈话。戴维这才闹清楚,法拉第没有上过大学,和自己

一样,全靠自学跨进了科学宫殿的大门。

戴维警告法拉第:科学是位刻薄的主妇,要求给她服役的人付出极大

的劳动,而支付的报酬却很微薄。况且,实验常常引起爆炸,使你受伤、出

血甚至昏迷。

法拉第说:这些对我全不在乎,因为我追求科学,科学工作的本身就

是一种报酬啊!再说,科学家都是些道德高尚的人……”

戴维深深地被感动了,破格录用法拉第做助手。

后来,法拉第在电磁学上做出了巨大的贡献。人们谈起戴维的贡献来,

总是说,发现法拉第是他在科学上最大的贡献。

戴维出身寒微,没有进过大学校门,甚至还虚度过十多年宝贵的时光。

但是,一当他立志成才,奋发读书,勤学苦练,大胆探索,他便成为时间的

主人,不仅夺回了损失的时间,而且大大超过了同时代的人,成为 19 世纪初,


英国最引人注目的科学家。戴维第一个把电流用于化学研究上,靠电流的帮

助,在短短两年内,发现了  种元素,在化学元素发现史上留下了光辉的一

页。加上其他许多贡献,戴维深受各国科学界的崇敬。英国科学界的最高荣

誉奖章,就是以戴维的名字命名。居里夫妇荣获过戴维奖章。

戴维在科学研究上勇于创新,勤于思索,无所畏惧的精神,和他在科学

上的巨大贡献,将永远留在人们的记忆中。


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