海明威的发明

    海明威的《老人与海》许多人都读过，可是，提到这位文豪的化学发明，就鲜为人知了。

    大文豪海明威在他的著名小说《老人与海》中讲述了渔夫桑提亚哥与鲨鱼斗争的故事。这故事歌颂了人的尊严、勇气、毅力和信心。也许桑提亚哥就是海明威自己的象征吧！海明威自己就曾与鲨鱼斗争过。

    那是在第二次世界大战方兴未艾的时候，辽阔的大西洋、太平洋已成为残酷的战场。这是一场钢铁消耗战，双方都有大批船只被击沉。在危急关头，官兵们不得不弃船逃生，然而，那些跳到海里去的官兵很少能够生还，因为海里有许多鲨鱼正在等着他们。在鲨鱼阴冷的眼里，每个落水者都是一顿点心，不论你是士兵还是军官，也不论你是日军还是美军。那些挂了彩的士兵，更逃不脱鲨鱼灵敏的鼻子。

    为了使自己一方的士兵免遭鲨鱼的攻击，美国当局号召全国有识之士都来研究防鲨药品。许多科学家和捕鲨者纷纷响应，投入了以药防鲨的试验。海明威也在鲨鱼出没的海域里圈了一块海面，选用化学物质进行试验。有一次，他把含有硫酸铜和不含硫酸铜的诱饵交错地布置在海面上，看鲨鱼有什么反应。两天后，当他乘船来检验这些诱饵时，他由惊奇到振奋，高兴得手舞足蹈。他发现，鲨鱼把不含硫酸铜的诱饵吃得精光，含硫酸铜的诱饵一点也没动。他又做了一次试验，结果还是一样。

    海明威把自己的发现告诉了海军当局。人们对这位作家的话将信将疑，这人既非生物学家又非化学家，他的发现可靠吗？直到海军指挥部的官员亲自观察了海明威的试验，才不得不相信了！可是澳大利亚的专家们提出了疑问，他们说：“这也许是美国鲨鱼太温顺了吧，如果在澳大利亚，也许情况会不一样呢！”于是，澳大利亚专家在本国海岸的鲨鱼湾里进行了类似试验，结果与海明威的试验完全一样，以凶恶闻名的澳大利亚鲨鱼对硫酸铜照样是唯恐避之不及。

    就这样，一种有效的防鲨药物被找到了。美国海军的将士，无论官阶大小一律佩戴由这种常见盐类制成的“护身符”。

    硫酸铜是一种重金属盐，能使细菌身体里的蛋白质发生变性而死亡，在我们普通的游泳池里就溶有硫酸铜，不过，这可不是用来防鲨的，而是用来消灭众多游泳者身上带进来的细菌，以保证游泳者身体健康。

    无水的硫酸铜是一种白色固体，能溶于水，溶于水后生成蓝色的溶液。从这种溶液里析出的晶体是蓝色的，俗称胆矾或蓝矾，含有结晶水，化学式是ＣｕＳＯ４·５Ｈ２Ｏ。胆矾受热又能失去结晶水，成为白色ＣｕＳＯ４。在工业上，精炼钢、镀铜以及制造各种铜银的化合物时，都要应用硫酸铜。

    硫酸盐的种类很多，除硫酸铜外，还有一些在实际应用上很有价值。比如硫酸钙，它是白色固体。带两个分子结晶水的硫酸钙，叫做石膏（ＣａＳＯ４·２Ｈ２Ｏ）。石膏在自然界以石膏矿的形式大量存在。给石膏加热到１５０～１７０℃时，石膏就失去所含大部分结晶水而变成熟石膏（２ＣａＳＯ４·Ｈ２Ｏ）。熟石膏跟水混合成糊状物后很快凝固，重新变成石膏。人们利用这种性质，通常把石膏用来制造各种模型。医疗上用它来作石膏绷带。水泥厂也要用石膏来调节水泥的凝结时间。

    带７个分子结晶水的硫酸锌（ＺｎＳＯ２·７Ｈ２Ｏ）是无色的晶体，俗称皓矾。医疗上用做收敛剂，可使有机体组织收缩，减少腺体的分泌；在铁路施工上用它的溶液来浸枕木，是木材的防腐剂；在印染工业上用它能使染料固着于纤维上，是一种媒染剂。硫酸锌又可用于制造白色颜料（锌钡白等）。

    硫酸钡（ＢａＳＯ４）可作白色颜料。天然产的硫酸钡叫做重晶石。重晶石是制造其他钡盐的原料。硫酸钡不溶于水，也不溶于酸。利用这种性质以及不容易被Ｘ射线透过的性质，医疗上常用硫酸钡作Ｘ射线透视肠胃的内服药剂，俗称“钡餐”。

    硫酸和硫酸盐溶于水时都会产生硫酸根离子。可以利用硫酸钡的不溶性来检验硫酸根离子的存在。比如在硫酸或硫酸钠的溶液里加入氯化钡溶液，就生成白色的硫酸钡沉淀。

    ＢａＣｌ２＋Ｈ２ＳＯ４ＢａＳＯ４↓＋２ＨＣｌＢａＣｌ２＋Ｎａ２ＳＯ４ＢａＳＯ４↓＋２ＮａＣｌ在碳酸钠的溶液里加入氯化钡溶液，也生成白色沉淀，这是碳酸钡沉淀。

    ＢａＣｌ２＋Ｎａ２ＣＯ３ＢａＣＯ３↓＋２ＮａＣｌ白色的硫酸钡既不溶于水，也不溶于盐酸或稀硝酸，但白色碳酸钡能够溶于盐酸或稀硝酸。

    ＢａＣＯ３＋２ＨＣｌＢａＣｌ２＋Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２↑ＢａＣＯ３＋２ＨＮＯ３Ｂａ（ＮＯ３）２＋Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２↑许多不溶于水的钡盐（如磷酸钡）也跟碳酸钡一样，能溶于盐酸或稀硝酸。

    由此可见，用可溶性钡盐溶液和盐酸（或稀硝酸）可以检验硫酸根离子（ＳＯ２－）的存在。

    石灰的妙用

    公元１８０年，苍梧（今广西梧州市南）、桂阳（今湖南省郴州）一带出现一股叛军，攻打郡县，声势很大。

    零陵郡太守杨璇想出兵清剿，又感到兵少力弱，于是心生一计。他找来几十辆马车，每辆车上装一个大布袋，袋里放满石灰粉末，并在马尾巴上系一条布绳子。

    战斗开始时，杨璇命令拉石灰的马车走在前面，让士兵顺风使劲敲打石灰袋子，飞散出来的石灰粉末遮天蔽日，使敌人看不到这边的情况。接近敌人后，杨璇又叫士兵点燃马尾巴上的布绳子。马被烧后，拼命地向敌阵冲撞，更使石灰粉末纷飞，呛得敌人睁不开眼，喘不过气。这时，装有弓箭手的兵车在石灰烟幕的掩护下，冲了上去乱箭齐发，很快就杀散敌军，敌人首领也被打死了。

    在近代中国反帝反封建的斗争中，石灰也书写过它光彩的一笔。让我们追溯到１８３９年６月３日，这一天是中国人扬眉吐气的日子，值得我们永远纪念。

    这一天，广州虎门炮台人山人海，旗幡招展，鼓乐喧天，围观的百姓数以万计。在虎门炮台的高坡上，搭了一座帅帐，高挂着串串彩灯。帅帐正中上方，供着道光皇帝的圣旨以及尚方宝剑，下前方设帅位。帅帐前摆着钦差大人的全套执事：立瓜、卧瓜、长枪、银戟、雁翎刀、金钺、铜斧，肃静牌、虎头牌、回避牌、官衔牌，旗罗伞盖，指、掌、权、衡。

    ５００名御林兵分站左右，一个个身穿锦衣，肋挂弯力，甚是威风。在帅帐左右，还搭起两座观礼台。左面台上站满了被邀请来的各界代表，右面台上都是在广州的洋商，有英国人、美国人、瑞典人、荷兰人、葡萄牙人、西班牙人等。本来也邀请了鸦片贩子英国人义律、颠地等前来观礼，只因他俩心怀鬼胎，没敢露面。

    上午１０时，钦差大臣林则徐率领广州文武来到虎门，在一片欢呼声和鞭炮声中，林则徐下轿，升坐帅位，邓廷桢、关天培、广东巡抚怡良、广州知府余保纯等人都入了座。

    林则徐今天格外高兴，端坐在帅位之上，满面红光，神采奕奕。稍微休息片刻之后，问道：“都准备好了没有？”关天培满面赔笑着回答：“都准备好了，钦差大臣请看。”说着，用手指向海滩。

    林则徐欠身一看：只见海滩上并排挖了６个大坑，呈正方形，每边长４丈５尺，深约９尺。靠海水那面设有闸门，可以把海水引进坑内。每个坑边都站着５０名水勇，正在把一箱箱鸦片倒在坑里；还有许多人往坑里倒生石灰，然后用竿子把鸦片和生石灰搅拌在一起。在海滩上是鸦片箱子堆积如山，无数水勇持械守护。

    林则徐看罢，连说：“好，好，好！”马上传令道：“关将军，传我的令，开始销烟！”“是。”关天培手举大令，站在帅帐外高声喝道：“钦差大臣有令，销烟开始！”

    这真是“一声令下如山倒，兵随将令草随风”。水勇们听到命令，立即行动起来，忙绞起闸门，把海水灌入坑内。海水遇上生石灰，产生了高温，这大坑里就“咕嘟咕嘟”开了锅。气泡连成片，浓烟冲上天，被销毁的鸦片随着海水流入大海，什么也剩不下了。

    据说过去也销毁过鸦片，方法是用火烧。烧的结果，鸦片由固体变成液体，这种烟液，一部分化为烟雾飘散，一部分则渗到地里。有些精明鬼儿就把渗进烟液的土挖出来，又炼出了不少大烟。对比之下，用海水和生石灰销烟，实在高明。

    人们看着把一箱箱鸦片倒入坑内，顿时烟雾腾空，销烟池里黏稠的废水流入大海，老百姓欢声雷动，洋商们瞠目结舌，中国人扬眉吐气，侵略者狼狈不堪。林则徐虎门销烟，震惊中外，流芳千古。

    从６月３日开始，至６月２５日截止，一共烧了２３天，才把２万多箱、共２３０余万斤鸦片销尽。当然，销烟所用的石灰也是数量惊人。

    石灰的生产有着悠久的历史。生产石灰的原料是石灰石。石灰石的主要成分是碳酸钙，它也是重要的建筑材料。把石灰石放在石灰窑里，经过高温煅烧，就制得生石灰，同时释放二氧化碳气体。

    高温

    ＣａＣＯ３ＣａＯ＋ＣＯ２↑

    生石灰的主要成分是氧化钙，而建筑上直接使用的是熟石灰。生石灰吸水就变成熟石灰：

    ＣａＯ＋Ｈ２ＯＣａ（ＯＨ）２

    人们在粉刷墙壁时用的是由熟石灰做成的石灰膏。墙壁在刚用石灰粉刷后，含有大量的水分，空气中的二氧化碳溶于水后生成碳酸，碳酸在水中离解成氢离子和碳酸根离子，碳酸根离子和钙离子结合，生成不溶于水的碳酸钙。这是一个不可逆的化学反应过程。这样，原来粉刷墙壁的熟石灰与二氧化碳发生化学反应，又逐渐变成了白色的碳酸钙。

    无心插柳柳成荫

    美国北卡罗来纳州的木棉工厂有一位工人叫詹姆斯·穆尔黑德，自称加拿大的发明家ＴＬ威尔逊向他说了一些他感兴趣的事情。威尔逊说，如果像炼铁那样，把木炭掺入氧化铝中加以高温，就会还原成金属铝。但是，这需要比炼铁高得多的温度，不能用熔矿炉，必须用电炉。穆尔黑德听信了这番话，出钱成立了一个公司，由威尔逊指导生产铝，当然，铝并不是用这种方法就能轻易得到的，所以屡遭失败。威尔逊并没有灰心，他又提出了第二个方案：把木炭掺入生石灰（氧化钙）中加以高温，使它还原成金属钙。再把金属钙掺入氧化铝加热，抽去氧使铝分离出来。这个方案的后半部分是合理的，但前半部分同前面提到的方案一样，仍然是不可能实现的。但是，穆尔黑德仍然支持这个新建议。威尔逊在生石灰中掺入作为碳来源的煤焦油，用电炉加高温，得到了结晶状物质，这种物质有金属光泽。看来，如所预料的那样，得到了金属钙。

    为了证实是不是金属钙，威尔逊便把这种物质投入了水中。他想如果是钙，它会使水分解，释放出氢气。结果的确冒出了不少气泡。他将火移近，立即燃烧起来。他断定气体是氢，制造出来的肯定是金属钙。但是，他没有高兴多久，火焰就变黄了，而且开始冒黑烟。如果是氢，火焰应该是无色的。

    仔细分析以后，才知道制造出的物质是碳化物，即碳化钙。抛入水中所生成的气体是乙炔。制造铝的美梦虽然破灭了，但是却掌握了碳化物实用制法。穆尔黑德和威尔逊进一步研究和改进制法，取得了美国的专利权。从那时直到今天，碳化物的制法在本质上没有什么改变。

    变色的紫罗兰

    在一个春意盎然的早晨，化学大师波义耳像往常一样来到实验室。

    刚刚坐下，一位花匠走进他的书房，在书房里摆下一篮美丽的深紫色紫罗兰。

    波义耳见状，随手拿起一束，观赏着，不断放在鼻子上闻闻。

    “威廉，有什么新情况吗？”波义耳向实验室里年轻的助手问。

    “昨天晚上运来了两大瓶盐酸。”

    “我想看一看这种盐酸，请从烧瓶里倒出一点来。”波义耳把紫罗兰放在桌子上，去帮助助手倒盐酸。

    盐酸在倾倒时，发出一种刺鼻子的气体。这种气体像白烟一样，刺得人很是难受。只见白烟缓缓漫过放紫罗兰的桌面。

    “年轻人，这种盐酸好极了。”波义耳高兴地对威廉说。

    正当波义耳从桌上拿起那束紫罗兰准备离开实验室的时候，他突然发现紫罗兰上冒出轻烟。原来盐酸的飞沫溅到花儿上了。

    波义耳赶紧把花放进水杯里冲洗。过了一会儿，令人不可思议的事情发生了，只见紫罗兰的颜色变成红色。

    这个出人意料的现象，引起了波义耳的兴趣。

    他再次走回书房，把那个盛满紫罗兰的篮子拿到实验室，对威廉说：

    “取几只杯子来，每种酸都倒一点，再拿些水来。”

    威廉按照波义耳的吩咐，一个杯子倒进一种酸，再往每个杯子里放进一朵花。

    波义耳低下头，仔细地观察着。他看见，深紫色的花朵逐渐变色了，先是带点儿淡红色，最后完全变成了红色。

    “威廉，你来看，不仅是‘盐酸’，其他种类的酸，都能使紫罗兰由紫色变成红色。”波义耳兴奋地对助手说。

    “这个发现太有意思，太重要了！今后我们只要把紫罗兰的花瓣放进溶液里，就能知道是不是酸了。”

    “可是……先生，紫罗兰并不是一年四季都开花的呀！”威廉带着遗憾的口气说。

    “你真聪明，我也这么想。”波义耳说。

    “我想，我们还是先收集一些紫罗兰的花瓣，把它们泡出汁液来。今后我们研究溶液是不是酸，只要把它们放进去，根据变出的颜色就知道了。”

    “先生，说不定碱也能使紫罗兰改变颜色？”威廉迟疑地推测说。

    “你说得很有道理，我们不妨试一下。”

    接着，波义耳开始着手进行实验。在实验的过程中，他还采用丁香、苔藓、蔷薇等各种植物的花和根，浸泡在液体里，结果泡出很多不同颜色的浸液，最有趣的是用石蕊泡出的液。酸和碱本来像水一样，是无色透明的，可是把酸液滴到石蕊浸液里，就出现红色，碱能使石蕊液变成蓝色。

    后来，波义耳又想出一个更简便的方法，他吩咐威廉用石蕊浸液把纸浸透，再把纸烘干，只要将一小块这种试纸放进被检验的溶液里，根据纸的颜色变化，就能知道这种溶液是酸性的还是碱性的。

    波义耳把这种石蕊纸和起同样石蕊纸作用的其他物质叫做“指示剂”。

    “指示剂”能帮我们分辨什么是酸，什么是碱，它为科学研究工作带来了很大的方便。

    阴天里的射线

    ２０世纪９０年代中期的一天，贝克勒尔挤在人群中，在巴黎参观首次展出的Ｘ射线照片展览，他完全被这次展览迷住了。当时，Ｘ射线是怎样产生出来的问题，还没有一个明确的结论。有的科学家认为，Ｘ射线是产生荧光的玻璃管的管产生的。贝克勒尔从他父亲那一代起就开始研究荧光，他特别详细地研究了发出荧光的铀的化合物。如果玻璃在发出荧光时放出Ｘ射线，那么，其他的荧光物质不是也能放出Ｘ射线吗？贝克勒尔这样想，并利用手头的铀化合物致力于发现新的Ｘ射线源的研究。他在用黑纸严密包好的感光板上，放上一块铀化合物的结晶体，在旁边放上一枚银币，再在银币上放上另一块结晶体。铀化合物一旦见到阳光就会发出荧光。贝克勒尔把这种准备好的感光板放在有太阳的地方，让阳光长时间照射。之后，再将感光板显影，他发现，如他所料，放第一个结晶体的地方明显地感了光，而在放第二个结晶体的地方，清晰地映出了银币的轮廓。

    的确，铀化合物在放出荧光时也放出了Ｘ射线。不用说，贝克勒尔是非常高兴的。

    就在这一年的一天，他重复做了同一个实验。但是，那一天整天都是阴天。第二天，他又把感光板拿到室外，但仍然是阴沉沉的天。显然，两天里放出的荧光还不及晴天１０分钟放出的多。他为了等待晴天的到来，把感光板收进了壁橱。但是，其后又过了两天仍然没出太阳。无奈，他把感光板显了影。他想，铀化合物几乎没有发出荧光，当然，发出的Ｘ射线也不会多，因此，在感光板上，根本不会出现图像，即使能映出也很淡。然而，显影后的感光板上，图像清晰可见，图像和银币的影子同上次实验时照得一样清楚，贝克勒尔大为吃惊。这次实验的结果证明，铀化合物即使不用太阳照射使它发出荧光，也仍然放出Ｘ射线。为了慎重起见，他和上次一样，准备了放有结晶体和银币的感光板，完全不用阳光照射，把它放入黑黑的壁橱中过了几天。然后将感光板显影，仍然出现了清晰的图像和影子。他进一步研究后发现，铀化合物放出的并不是Ｘ射线，而完全是另一种射线———铀化合物的射线。

    １８９６年５月１８日，贝克勒尔宣布：发射铀射线的能力是铀元素的一种特殊性质，与采用哪一种铀化合物无关。铀及其化合物终年累月地发出铀射线，纯铀所产生的铀射线比硫酸铀酰钾强三至四倍。铀射线是自然产生的，不是任何外界原因造成的。

    火炉上的发现

    １９世纪４０年代前后，美国康涅狄格州新黑文的居民是这样嘲笑古德伊尔的。

    “如果你在路上看到头戴胶皮帽，身披胶皮风衣，内着胶皮背心，下穿胶皮裤子，脚登胶皮鞋，手拎胶皮钱包（里面没有一文钱）的人，那他一定是古德伊尔。”

    确实，查尔斯·古德伊尔对橡胶入迷了。他一生都很贫穷，生活困苦不堪，因为还不起借债而几次坐牢，但他却终生热衷于研究橡胶的制法和改良质量的方法，从未间断过。

    橡胶是生长在南美的橡胶树的树液收集起来凝结而成的。刚开始时，橡胶只是用来做橡皮。１９世纪２０年代初，美国的麦金托什把橡胶涂在布上，做成雨布后，橡胶的水密性和气密性引起了人们的注意。但是，橡胶有很大的缺点，夏天在高温下溶化，黏糊糊的，而冬天却又硬邦邦的。要使橡胶实用化，首先必须克服这种缺点。

    古德伊尔从１９世纪３０年代左右，便开始研究改良橡胶的质量问题。他想出了一种办法，即把氧化镁掺入橡胶，然后用石灰水煮，使橡胶表面光滑，但这种办法未能实际应用。接着，他发现了用硝酸煮橡胶，可以消除其黏性的方法。他在纽约成立了公司，用这种橡胶制造台布和围裙等，但在之后的金融恐慌中破产了。

    １９世纪３０年代后期，古德伊尔回到他的故乡新黑文，认识了纳撒尼尔·海沃德。海沃德想出了在橡胶表面撒上硫黄粉末，然后拿到太阳底下晒，以改变橡胶质量的方法，获得了专利。古德伊尔买下了他的专利权，合资生产政府征购的橡胶邮袋，但又失败了。

    有一次，他把橡胶、硫黄和松节油精掺在一起用坩埚煮。他手里捏着坩埚耳和朋友谈话，谈着谈着，忘记了手里的坩埚，一打手势，橡胶块从坩埚里飞了出来，落在烧得通红的炉子上。若是普通的橡胶，遇热就会熔化流下来，然而这块橡胶却没有熔化，逐渐烧焦了。古德伊尔的脑海里立刻闪现出一个念头，在橡胶里加入适当的硫黄，用适当长的时间进行适当地加热，就一定能得到不发黏的胶皮。他又反复进行实验和研究，终于确立了橡胶加硫的制造法。这形成了后来橡胶工业发展的基础。

    葡萄的“保护神”

    波尔多是法国西南部的一座小城。这里阳光充足，气候宜人，又加上靠近河流，农业较为发达。尤其是盛产葡萄，每年收获的葡萄又大都用来酿酒，这里酿制的葡萄酒色泽艳丽，风味独特，香飘万里，驰名世界，并以产地命名为“波尔多葡萄酒”，波尔多城也因此闻名于世。

    在１８７８年，欧洲大地流行一种葡萄霜霉病，这病也流行到了波尔多城，全城的葡萄也因此遭殃。霜霉病使得枝繁叶茂的葡萄逐渐变得枝叶凋零，果农们面对这奄奄一息的葡萄，个个心急如焚，使尽浑身解数也无法遏止病情的蔓延，正当果农束手无策之际，一位名叫米拉德的人却意外地发现：靠近公路边一个果园的葡萄依然安然无恙，郁郁葱葱，枝叶繁茂，长势良好，似乎没受到霜霉病的侵害。

    这是怎么回事呢？细心的米拉德通过认真观察，他发现这些靠近公路两旁的葡萄的枝条从叶到茎都洒上了一些蓝、白色相间的粉状物。他想，是不是就是这些东西在起作用呢？于是，他登门请教果园的主人。

    主人告诉他，这公路两旁的葡萄，常被一些路人顺手采摘，为防止行人随意采摘而影响葡萄的生长，他就往这些葡萄枝叶上喷洒了石灰和硫酸铜的混合液。喷洒后，过路人看到后认为这些葡萄是害了病的就不再摘了。

    米拉德听完果园主人的介绍后，立即进行了实验和研究，终于发现了其中奥妙，这些葡萄之所以没染霜霉病正是这“蓝白液”的功效所致。原来，这石灰和硫酸铜混合后发生了化学反应，生成碱式硫酸铜。而碱式硫酸铜具有很强的杀菌能力，从而保护了这些葡萄不染霜霉病。他的石灰和硫酸铜混合后可防霜霉病这一发现，很快就在波尔多全城推广开了，果农采取防护措施后，有效地防止了霜霉病的扩散，使波尔多城的葡萄又繁茂了起来。

    这种“蓝白液”的杀菌液，还可广泛用于防治其他果树和植物的病虫害，因而得到广泛的应用。由于这杀菌剂是在波尔多城发现而推广使用的，于是，后人就将石灰和硫酸铜的混合液命名为“波尔多液”，并流传到了世界各地，其名声大大超过了波尔多葡萄酒。

    善良的弗莱明

    弗莱明在医学院毕业后分配到英国的一支细菌部队中任职。不久，第一次世界大战爆发，他也上了前线。战场上无数伤员因伤口溃烂、化脓感染而带来的难以忍受的痛苦，给他留下极为深刻的印象。当他看到伤员被痛苦折磨的样子和因伤口感染无法医治而惨死时，深感内疚，并发誓要解决伤口感染这个难题。因此，从１９２８年开始，他集中精力研究伤口的感染、溃烂、生脓长疮的祸根———葡萄球菌。

    他把这种细菌接种在培养皿上，给予些培养液，让其生长发育，并观察细菌的形态和生长发育的规律，目的是寻求解决办法。

    一天早晨，他像往常一样，进入实验室后第一件事就是检查一下细菌生长情况。检查中发现有一个培养皿中的葡萄球菌几乎比昨日少了一半，这属于正常现象，因为这可能是葡萄球菌被其他细菌污染而停止生长所致。一般的处理是将其倒掉重新培养就是了。正当弗莱明在将要倒掉培养皿上的细菌之际，他转念一想，我何不看看到底是被何种菌污染的呢？

    他细心观察这被污染的培养皿，发现上面长了一层常见的绿霉，又发现在这绿霉周围的葡萄球菌都无法生长。这是怎么回事呢？为寻求答案，他继续进行实验，他用白金丝挑了一点霉菌，放在培养皿内进行培养，并用显微镜细心观察这霉菌的生长情况。发现开始是长出一点白色的绒毛，后来这白色的绒毛就逐渐变成了一层绿色，如“地毯”一般，又看到，在每一绒毛的头上都长出伸向四周的十分强悍的细毛。

    通过观察，他认为，这霉菌的生长力这么的强，恐怕不只是和葡萄球菌争夺养分，很可能它还能分泌出什么物质来直接杀死葡萄球菌。于是，弗莱明将这霉菌的培养液认真进行过滤收集后，将其向一个生长满葡萄球菌的培养皿内滴入几滴。

    几小时后观察发现，那些长在培养皿里的可恶的葡萄球菌都消失得无影无踪了。见此，弗莱明高兴得跳了起来，他又过滤了一些霉菌的培养液，继续进行实验。通过实验，他发现这种霉菌不仅可杀灭葡萄球菌，而且对许多病菌的生长和发育都有抑制作用。接着，弗莱明又把这霉菌培养液的滤液进行加水稀释，从而得到不同质量分数的溶液，然后再分别对几种细菌进行杀伤实验。结果发现，当滤液为１％时足以杀死链球菌；为１∶３００时，就能阻止葡萄球菌的生长和繁殖；为１∶８００时还可杀死肺炎球菌。

    由于这种霉菌可将其他一些病菌杀死或抑制它们的生长，故将其称为抗菌素。弗莱明将这第一个抗菌素命名为“青霉素”。

    直到１９４１年，经过德国的钱恩、澳大利亚的弗洛里的进一步研究和完善，“青霉素”才真正投入工业生产并得到纯品，从而广泛应用于临床，取得良好的效果。正因如此，弗莱明、钱恩和弗洛里三人曾同时获得了诺贝尔奖。接着，人们于１９４３年发现了链霉素；１９４７年发现了氯霉素；１９５０年发现了土霉素、四环素等。从此，抗菌素得到了越来越广泛的应用。

    长在脚上的“妖魔”

    １８８６年，一个名叫艾克曼的荷兰医生被抓到当时荷属的东印度（现在的印度尼西亚）去工作。那里当时流行着严重的脚气病，每年约有十几万人因患此病而死亡。人们称这脚气病为“妖魔”，对其束手无策，只有祈求神灵保护。在当时日本的海军官兵中也有不少人患有脚气病，大约每１０名海军官兵中就有４人得此病。另外，在一艘环球航行的日本轮船上，共有３７６人，其中竟有１６９人患脚气病，还有２５人因患此病而死亡。

    为解除脚气病对人们的折磨，艾克曼到东印度后就投入了对脚气病的研究。开始，他认为患病的原因可能是由某种细菌引起的，于是，他就用一些鸡来试验，在饲养过程中，大部分鸡都得了一种多发性神经炎，病状和人患脚气病时十分相似。为寻找病因，艾克曼医生继续进行观察和研究。大约过了４个月后，他发现了一件怪事：大部分得病的鸡不仅没有死亡，而且还逐渐病愈健康了。为解开这个谜，他又继续进行深入的研究，但都没有找到答案。他突然想到，会不会是饲料有问题？于是，他转而研究鸡饲料，并从中获知，原来早先的饲养人员是用从军队医院食堂吃剩的白米饭来代替鸡饲料进行喂养的，而把本来的鸡饲料偷偷地拿回家里。后来换了饲养员，这位新饲养员又用通常的鸡饲料进行喂养。据此，他经分析后得出结论：这鸡患病是由于吃米饭所致，而普通的鸡饲料又使鸡康复，问题是出在喂养饲料上。

    接着，艾克曼医生做了一组对照试验，即将一批鸡用精白大米饭喂养，另一批用普通的鸡饲料喂养。结果那些用饲料喂养的鸡，健康无病，而用精白大米饭喂养的那组鸡，很快就得了脚气病。据此，他就用“米糠”为药，给一些患脚气病的人服用，不久，他们的脚气病都痊愈了。这时，艾克曼医生断定，脚气病与食物有关，是食物中缺少某种东西而造成的，而米糠中就存在有一种可治脚气病的“药”。为找出这种“药”，艾克曼又进行研究试验，他将米糠放到水里浸泡后过滤，用其滤液给患脚气病的人服吃，也能治好脚气病。因此，他又得出这“药”可溶于水的结论。但这“药”究竟是什么物质呢？他始终没有找出来。

    到２０世纪初，波兰化学家汤克和日本化学家铃木等从米糠里提取出了这种可防止某些疾病发生、维持人体健康的物质，并称之为“维生素”。

    由于艾克曼医生为维生素的发现做了大量的有成效的创造性工作，他于１９２９年获得诺贝尔奖。

    从艾克曼医生发现维生素以来，人们已认识和发现了４０多种维生素，主要的有十几种。它们大体可分为两大类：一类是水溶性的，如ＶＢ、ＶＣ等；另一类是脂溶性的，如ＶＡ、ＶＤ、ＶＫ等。各种维生素的组成结构、生理作用也都在进一步地揭示出来，从而使它们成为维持生命活动的不可缺少的物质，造福于人类。

    废品中的“宝贝”

    １９１３年英国的冶金学家布列尔制造出了不锈钢，从而为人类的生产和生活开辟了广阔的新天地，因此人们敬佩地称布列尔是“不锈钢之父”。

    在第一次世界大战期间，英国政府从前线运回来的不仅仅是伤员，还有大量的废枪支。这些废枪支都是因为枪膛严重的磨损和锈蚀而报废的。为了减少损失，提高作战能力，研制出一种耐磨损、不锈蚀的枪支成了英国军工部门一项刻不容缓的任务。

    当时担负这一重任的是冶金学家布列尔。他和助手们为此大量搜集国内外所生产的各型号钢材，并且逐一进行各种机械性能的试验，从中选取性能较好的制成枪膛，再进行实弹射击的检测，希望能从中找出耐磨损不怕锈蚀的好钢材来。

    他们做了一个又一个的试验，但一直都没有找到理想的钢材。于是，试验室外的院子里的废钢管也就越堆越多，时间一长，经日晒雨淋，这些废管也都锈迹斑斑了。

    一天，布列尔对一种掺有铬、镍等金属的钢材进行了试验，结果发现也并不耐磨。按习惯也把它当废品扔到院里废品堆上。

    一次，在清理院子里的废品时，布列尔看到有几支钢管闪闪发亮，拿起来细看，发现没有一点锈迹，他觉得奇怪，便捡回这几支钢管，马上追查其钢材的来历。据查，原来这几支钢管是德国的毛拉先生送来的含铬、镍的合金钢管。

    布列尔想这种钢既然风吹雨淋都不生锈，那么在酸或碱的环境下情况又如何呢？于是他便取来这种钢管，将其分别浸泡在酸碱和盐的溶液里。经过一段时间后，他惊喜地发现这些钢管没有什么变化，依旧闪闪发光。他想，这种钢材不生锈，但不耐磨，做枪膛不合适，那把它做成餐具不是很好吗！于是，他就用这种合金钢制做了一把水果刀，切完水果不洗净，也不擦干，放上一段时间后，发现它也不生锈，因此，他认为这种钢材做餐具和用具非常合适，并把这种钢材称为不锈钢。

    后来人们根据不同的用途和需要，制出了各种不同型号和性能的不锈钢材。一般不锈钢的大致组成是铬占１４％～１８％、镍占７％～９％，其余的则全是铁。

    煤焦油中的“奥秘”

    １８５６年，年仅１８岁的英国青年帕金在德国著名的化学家霍夫曼实验室做实验助手。当时霍夫曼正在研究从煤焦油中提取多种化学物质来制造治疗疟疾的药物———奎宁。

    一天，年轻的帕金按霍夫曼教授的布置，对一些从煤焦油里提炼出来的物质进行实验。当他把从煤焦油提炼出来的苯胺硫酸盐和重铬酸钾的混合液倒进玻璃量杯时，他发现在量杯底部出现了一些紫色的物质。以前的实验中没见过这种现象，好奇心使他又向这种混合液中加入了些酒精。结果发现酒精能溶解这种紫色的物质，使这混合液染成紫色。帕金想，这煤焦油一定含有一种可作紫色染料的物质。于是，他立刻又用这煤焦油提取物进行了一系列的反应实验研究，终于提取得到了一种鲜艳的紫色物质。帕金给它取名叫“苯胺紫”，他将这苯胺紫送到染坊去试验，给衣料染色，结果发现染过色的衣料耐洗、且不易褪色，因此，便把它作为一种染料。

    为让人工合成的染料能投入工业化生产，帕金于１８５７年筹建了一座染料工厂并组织生产。生产的主要程序是从煤焦油中提取出苯，再以苯为原料制成硝基苯，然后将其转化为苯胺，最后再用重铬酸钾去氧化而制成苯胺紫。这人工合成的染料一问世，立即受到欢迎。后来，帕金还研制出其他一些人工合成染料及香料等。

    帕金在人工合成染料方面作出了突出的贡献受到人们的爱戴和敬佩。

    １９０６年，美国化学界举行一次别具一格的欢迎会来欢迎帕金。欢迎会要求赴会的人一律结着紫色的领带，以示对帕金的尊敬。

    蛇与“石子”的斗争

    公元前８００年的一天，天气晴朗，河山明媚。印度东部的一条河边，一位农民正在捕鱼。半天过去了，他一条鱼也没捕到，感到十分晦气，于是便沿着河谷往家走。走着，走着，突然发现一条眼镜蛇，正在同一颗“石子”搏斗。他感到很奇怪。蛇为什么要同“石子”搏斗呢？仔细一看，发现这颗石子非同一般。它光芒四射、艳丽夺目。他想这一定是宝贝，于是，把眼镜蛇赶走，拿到了这颗“石子”，赶回家中。后来，他找到识宝人鉴定，识宝人说这是“不可战胜的法宝”。梵语里的“不可战胜的法宝”就是人们所说的“金刚石”。

    眼镜蛇为什么要跟“金刚石”搏斗呢？

    原来，眼镜蛇有一对“热眼”，它特别敏感闪光的东西，而“金刚石”具有强烈的折光性能。阳光透过金钢石，能被折射成彩虹般的七色，就连紫外线和Ｘ射线也能使钻石发出蓝、黄、绿的荧光。这种折光引起眼镜蛇的恐惧，所以与之展开搏斗。

    金刚石是由碳构成的，可以说它是自然界最纯净的碳。它在纯净的氧气中也会燃烧，生成二氧化碳。碳原子在金刚石中排列的非常规则、致密，每一个碳原子的周围都有４个等距离的碳原子，构成一个正四面体结构，所以它比重很大，相当坚硬。人们用它裁玻璃，制作钻头，通称它为“钻石”。由于钻石具有非凡的折光本领，所以人们用它制作首饰。

    世界上首批钻石发现于中世纪末期的远东。历史学家认为，最初是印度西南部绵延１０００公里的钻石矿脉，源源不断地供应着威尼斯、伦敦等欧洲最大的钻石市场。真正的钻石工业源于非洲。人工合成钻石源于瑞典。

    １９５３年，瑞典一家实验室成功地制出第一颗人工合成钻石。现在，我国也能用石墨制造金刚石。

    马德堡“半球表演”

    １６５４年的一天，德国科学家、马德堡市市长格里克，在马德堡市中心广场当众表演了他的“马拉铜球”实验。这一天，中心广场显得格外热闹，在场的观众数不胜数，不仅有知名的贵族、热心科学研究的学者、平民百姓，而且国王也亲临现场。在他们当中，既有支持实验，希望实验取得成功的人，也有怀疑和反对实验的人。议论、争论、吵吵嚷嚷……实验开始了，格里克和他的助手先把两个精心制作的直径为３６厘米的半球壳中间垫上橡皮圈，再把两个半球灌满了水合在一起，然后把水全部抽出使球内形成真空，再把气嘴上的龙头拧死，这时大气把两个半球紧紧地压在一起。

    一系列工作做完后，格里克一挥手一名马夫牵来８匹高头大马，在球的两边各拴上４匹。格里克一声令下，４名马夫用皮鞭抽打两边的马。无奈马的力量太小，两个半球仍然紧紧地合拢在一起。见此情景，观众无不感到惊奇，广场上肃静起来，一双双带有疑惑的眼睛都集中在这８匹马拉的这两个半球上来。格里克见８匹马没拉开两个半球，又命令马夫牵来８匹高头大马。在１６匹马的猛拉下，两个半球才勉强被拉开。在两个半球分开的一刹那，外面的空气以巨大的力量、极快的速度冲进球内，实验场上发出了震耳的巨响。在场的人们无不为这科学的力量而惊叹。

    这个实验有力地证明，空气不但具有压力，而且压力之大，是十分惊人的。

    马德堡半球实验，否定了亚里士多德的“自然界憎恶真空”的学说，结束了科学上的一场激烈的争论，从而启发人们去进行真空技术的研究。不久，格里克发明的抽气机被波义耳改进，用来研究“空气的弹力和重量”问题，并由此导致波义耳发现了气体的体积随压强而改变的客观规律，使人们对气体的认识与研究，大大向前迈进了一步。

    臭气熏天的费舍

    艾密尔·费舍是费舍家业的唯一继承人，可是他对父亲的公司从来不感兴趣，他负责的账本一塌糊涂，而且常常在账本上计算着化学式子，经劝诫了无数次，但毫无效果。艾密尔·费舍还是个音乐迷，城里举行的音乐会或歌剧演出，他是场场必到的。

    １８７７年的一天，费舍走出慕尼黑实验室，到慕尼黑城的一家剧院看戏。他刚刚坐定，邻座的观众纷纷掏出手帕，还互相咬耳朵，女士们则抗议似的掏出香水瓶来。

    “谁把这个马夫给放进剧场来了？”有人在喊着。

    这时，费舍才突然觉醒，赶忙离开剧场，回去洗澡。但是那股令人厌恶的臭味，仍从他的皮肤里不时地散发。

    费舍是何许人也？为什么身上会有奇异臭味呢？观众们当然不会知道，他就是当时德国著名的青年化学家，后来的诺贝尔化学奖获得者。

    原来，在去剧院之前，他在实验室中合成了一种重要的化合物３－甲基吲哚。这种化合物奇臭无比，是粪便中的粪臭素。

    说来有趣，费舍在导师拜尔教授的指导下，本来是研究靛蓝及其他具有类似结构的化合物的。费舍发现，苯肼相当活泼，易于同醛和酮发生化学反应，形成苯腙晶体，可以利用苯肼的这一性质来分离醛和酮的混合物，并根据苯肼与不同的醛或酮生成相应的苯腙在熔点上的差异，来鉴别醛或酮。然而，他把苯肼作用于丙醛，却意外制得了一种晶体，这种晶体与作为吲哚衍生物之一的粪臭素类似，仅在分子上多１个氮原子和３个氢原子，恰好是１个氨分子。能否从这种苯腙的分子中去掉这个氨分子，使它变成粪臭素呢？费舍边思索边做实验。

    开始，他采用各种催化剂与之共热，但没有奏效；又加入酸类，结果又分解成丙醛和苯肼了；后来又改用氯化锌，使它与苯腙共热，结果烧瓶里冒出一股臭味。实验室的其他人被这臭气熏得纷纷停止实验跑出了实验室。可费舍却欣喜若狂，因为这是他第一次取得的成绩。虽然他的衣服、头发和皮肤上布满了粪臭素的分子，但是他毫不介意，继续进行试验，把制得的物质重结晶、测定熔点、进行元素分析，直到取得圆满的结果。

    粪臭素的人工合成，使有机合成领域又增添了一个新的化合物，另一方面也体现了科学家的敬业精神。

    伤员的“救星”

    在古代战争中，许都士兵都是被伤口细菌引起的坏疽病和毒血症夺走了生命，为此，军医们伤透了脑筋。

    一次，威震欧洲的拿破仑将军，率兵亲征。虽然打了胜仗，但是官兵伤亡甚大。数百名官兵血流疆场，英勇牺牲。数以千计的伤员，在军营里顶着夏日奄奄一息，接连不断地死于毒血症。目睹那纷纷离去的战士，医生们落下了泪水。然而，医生却惊奇地发现，许多重伤员眼看着苍蝇在伤口产卵、生蛆而无力驱赶，苦不堪言，可是最后却保住了性命，成了免遭死亡的幸运儿。被绿头苍蝇侵扰过的伤员，为什么不出现毒血症，而且他们的伤口愈合速度较快呢？当时，法国医生没有弄清这个秘密。

    后来，在美国国内战争时期，美国军医得知法国军医的发现，有意识地把绿头苍蝇的蝇蛆引入伤口，结果也起到了清除伤口的坏死组织，加快伤口愈合的效果。

    蝇蛆究竟含有什么物质呢？科学家们对此进行了研究。结果发现，蝇蛆唾液腺中有一种棒状细菌，它能分泌出一种化学物质，把伤口的病原体杀死。美国明尼苏达大学的科学家，从这种化学物质里分离出两种化合物———苯醋酸和苯乙醛。不错，这两种物质都有很强的杀菌能力，它们能够通过穿越脂质细胞抑制细菌利用氨基酸发挥作用，还能够阻断病菌菌体内部的化学反应。这不仅揭开了伤口生蛆有利愈合的秘密，而且还为医生们提供了一种新的杀菌药物。

    苯醋酸和苯乙醛在ｐＨ值为２５的酸性环境中，能穿透细菌的细胞膜，在几秒钟内把绝大多数致病菌杀灭。然而，在枪伤或外伤性创口中，常常呈中性或弱碱性，根本不利于苯醋酸或苯乙醛发挥杀菌作用，蝇蛆究竟是怎样调节伤口的ｐＨ值的呢？原来，在绿头苍蝇的体内中，ｐＨ值为２９，这种情况非常适合苯醋酸和苯乙醛的杀菌活动。实际上，蝇蛆就像伤口中的消毒过滤器，把致病菌吞进口中，然后由唾液腺中分泌出来的苯醋酸和苯乙醛，把它消灭。真是难以想像，令人讨厌的蝇蛆，还有这等非凡的功能呢！

    眼泪治好了毒疮

    相传，三国时期的一个夏天，名医华佗正在吴国建邺一带行医，偶然遇见一群人围着一个奄奄一息的病人，嚎啕大哭。他走近一看，原来病人的背部生了个疮，疮口不断流脓淌水，全身发热，生命垂危。华佗看后，不慌不忙地让众人把他们的眼泪收集起来，并用它洗涤病人的疮口，然后将眼泪和几味中草药混在一起，贴附在患处。过了几天，这位生命垂危的病人竟奇迹般地恢复了健康。

    当然，那时华佗用眼泪治疗毒疮，只不过是凭着他的医疗经验，知道眼泪具有消毒作用罢了。其实，从眼泪中真正获得科学发现的是英国细菌学家弗莱明。

    １９２１年，对眼睛的抵抗力颇感兴趣的弗莱明提出一个疑问：“人的眼睛终日张着，难免不受细菌的侵害，但为什么眼睛却很少受细菌的感染呢？”带着这个问题，他进行了实验研究。把细菌接种到眼泪中，结果发现，被接种的细菌很快就会死去。于是，弗莱明断定，人的眼泪中存在着一种能致细菌于死地的化学物质。经过数年的实验研究，他终于在眼泪中找到了一种未知的蛋白质。由于它遇到细菌时，细菌的细胞壁很快就会溶化掉，从而使细菌丧失抵抗力而消亡，所以科学家们称这种能溶解细菌细胞壁的蛋白质为“溶菌酶”。的确，眼泪中的溶菌酶杀菌力很强，尤其是对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等具有惊人的杀伤力。限于当时的科学技术水平，弗莱明对溶菌酶的化学结构及它的杀菌机理，却是一无所知。直到２０世纪６０年代，用电子计算机武装起来的分析蛋白质序列器诞生后，化学家们才弄清了溶菌酶的结构。

    原来，溶菌酶是一种分子量不大的蛋白质，由１２９个氨基酸组成，平时缩成球状，在电子显微镜下像个鸡蛋，活性部分在第３５和第５２个氨基酸上，如将这两个氨基酸换掉或制成衍生物，溶菌酶就会立即失去活性。眼泪中的溶菌酶与其它溶菌剂有明显的差别，它的个子很小，到处乱窜，常常吸附到细菌细胞壁的夹缝上，暗中偷袭，使细菌土崩瓦解！

    溶菌酶袭击细菌，主要依靠的是第３５个氨基酸———谷氨酸上的羧基和第５２个氨基酸———天门冬酸上的羧基，这两个羧基如同两把铁钳，能钳断细菌细胞壁上糖蛋白的糖键，从而破坏细胞壁，使细菌遭受灭顶之灾。

    溶菌酶的发现，不仅揭开了眼泪治病的秘密，而且也为有机化学和生物化学谱写了新的篇章。

    让羊发狂的“魔豆”

    相传，１６世纪的一天，阿拉伯有位牧羊人在小山前牧羊，突然发现羊群有些异常：刚牧不久的羊群，怎么不像往常那样低头吃草，还到处乱跑？他以为有野狼惊扰了羊群，于是便四处搜寻，可是搜遍山坳，什么也没有发现。“难道是魔鬼作祟？”他越想越害怕，急忙下山向修道院院长报告。

    修道院院长听完牧羊人的报告后，立即随他一起上山，亲自探查羊群。院长发现羊群吃了一种灌木上结的豆子。这种树以前从未见过，院长对这树上结的豆子也很陌生，但他由此断言，羊群的惊乱很有可能与这豆子有关，于是，院长拾起一些豆粒带回修道院，放在水里浸泡起来。他想，修道院晚祷时，有些修道士往往昏昏欲睡，不妨在他们身上试一试。晚餐时，他把这豆子浸过的水给修道士喝，结果他们晚祷时，不再打瞌睡了。从此，这种豆子就成了修道院院长的提神术，每天晚餐时，都给修道士们服用这种豆子的浸液。这豆子就是咖啡豆。

    的确，咖啡有提神醒脑之功，如今它已成为风靡世界的饮料。咖啡为何具有如此神奇的提神功能呢？经过化学分析，人们发现，咖啡中主要含有咖啡因、可可碱和茶碱等生物碱，这三种生物碱都是黄嘌呤衍生物，它们的结构与环磷酸腺苷相类似，都能够同磷酸二酯酶相结合。在人体内，有一种称为三磷酸腺苷的物质，它是核酸的组成物质之一，也是提供能量的源泉。这种物质在腺苷酸环化酶的作用下，能转变成环磷酸腺苷。如果脑组织内的环磷酸腺苷的含量增多，会提高大脑皮层的兴奋性。然而，它也会在磷酸二酯酶的作用下，分解而失去兴奋作用。当咖啡经胃肠道吸收，通过血液循环到达脑组织时，咖啡中的三种生物碱就会与磷酸二酯酶结合，抑制了磷酸二酯酶与环磷酸腺苷的结合，从而使脑组织内环磷酸腺苷的含量相应增多，这就改变了中枢神经系统突触膜离子通道，使神经反射的潜伏期缩短，对大脑皮层起着明显的兴奋作用。所以，人们饮了咖啡后，会觉得精神兴奋，思维活跃。今天，咖啡不再是修道院的神秘提神术，已经成为了许多家庭的普通饮料。

    由蜘蛛织网想到的

    三百多年前，英国有一位年轻的科学家对“八卦飞将军”蜘蛛发生了浓厚的兴趣。从此他经常从早到晚，目不转睛地观察蜘蛛。他看见蜘蛛忙忙碌碌，吐丝织网。刚从蛛囊里拉出的细丝是黏液，迎风一吹，一瞬间变成又韧又结实的蛛丝。

    这位青年科学家想，要能发明一个机器蜘蛛，“吃”进化学药品，抽出晶莹的丝来纺线织布，那该多好啊！他一头扎进化学实验室，摆弄起瓶瓶罐罐，用各种化学药品做起了试验。他用硝酸处理棉花得到了硝酸纤维素，把它溶解在酒精里，制成黏稠的液体，通过玻璃细管，在空气中让酒精挥发干以后，便成了细丝。这是世界上第一根人造纤维，但是这种纤维容易燃烧、质量差、成本高，没法用来纺纱织布。

    后来，科学家模仿吐丝的蚕儿，将便宜、易得的木材里的木质纤维素溶解在烧碱和二硫化碳里，做成黏液，再在水面下喷丝，拉出千丝万缕。这就是大名鼎鼎的“人造丝”黏胶纤维。它的长纤维可以织成人造丝印花绸、人造丝袜。

    可是，人们并不满意。人造丝、人造棉潮湿的时候很不结实，洗涤后容易变形，缩水严重。再说，人造纤维虽然扩大了原料的来源，把不能直接纺纱织布的木材、短的棉花纤维、草类利用了起来，可是，资源毕竟有限。于是，人们又把眼光从天然纤维跳到了矿物上，石头、煤、石油能不能变纤维呢？

    五十多年前，德国出现了用煤、盐、水和空气做原料制成的聚氯乙烯纤维（氯纶）。它的化学成分和最普通的塑料一个样，这是最早的合成纤维。用氯纶织成的棉毛衫裤、毛线衣裤，既保暖又容易摩擦后带静电，穿着它，对治疗关节炎还有好处呢！

    比氯纶晚几年出世的尼龙（锦纶），比蛛丝还细，但非常结实，晶莹透明，一下子便以其巨大的魅力使人们着了魔。曾经很流行的“的确良”

    （涤纶），挺拔不皱，免烫舒适，是产量最大的一种合成纤维。锦纶棉絮酷似棉花，人称“合成棉花”。

    后来，由丙烯聚合而成的丙纶一跃而起，成为合成纤维的新秀。丙纶是比重最轻的合成纤维，入水不沉。飞机上的毛毯、宇航员的衣服用它制作，可以减轻升空的负担。

    如今，化学纤维的年产量已经和天然纤维平起平坐了，而它在国民经济和国防事业上的作用却远远超过了天然纤维。不过，今天规模巨大的“机器蚕”在日夜运转，还多亏了蚕儿吐丝、蜘蛛织网给人们的启示呢！

    金刚石的偶然发现

    １８９３年，法国科学院宣布了一条振奋人心的消息：法国化学家莫瓦桑研制出了人造金刚石！片刻间，这一爆炸性的特大喜讯传遍了全法国，传遍了全世界。

    莫瓦桑发明人造金刚石是十分偶然的。

    有一次，莫瓦桑准备进行一项化学实验，需要用一种镶有金刚石的特殊器具。这种器具非常昂贵，因此实验室里的助手们对它倍加爱护。

    早上，莫瓦桑来到实验室，做好实验前的准备工作。这时，各项仪器都准备好了，却找不到那镶有金刚石的昂贵器具。奇怪，怎么会突然不见了呢？

    助手突然惊叫起来：“啊！门好像被撬过了！莫非有小偷光顾？”原来，小偷是看上那昂贵的金刚石了。

    这桩意外使莫瓦桑萌生了一个念头：“天然金刚石如此稀少而昂贵，如果能人工制造金刚石，该有多好！”可这谈何容易！

    作为化学家，莫瓦桑心里最清楚：“点石成金”只不过是美好的神话。要想制造金刚石首先要弄清楚金刚石的主要成分，并了解它是怎样形成的。

    翻阅了许多资料之后，莫瓦桑了解到，金刚石的主要成分是碳。至于它是如何形成的，在这方面研究的成果很少，只有德布雷曾提出金刚石是在高温高压下形成的。

    紧接着莫瓦桑想到，要人工制造金刚石，得有可供加工的原材料。选什么材料才合适呢？还从未有人做过这方面的尝试，看来，一切要靠自己摸索了。

    有一回，有机化学家和矿物学家查理·弗里德尔在法国科学院作了一个关于陨石研究的报告，莫瓦桑也参加了。

    在报告中，查理·弗里德尔说：“陨石实际上是大铁块，它里面含有极少量的金刚石晶体。”

    听到这儿，莫瓦桑猛地想到：石墨矿中也常混有极微量的金刚石晶体，那么在陨石和石墨矿的形成过程中，是否可以产生金刚石晶体呢？

    想到这里，莫瓦桑头脑中出现了制取人造金刚石的设想。他对助手们说：金刚石的主要成分是碳。陨石里含有微量金刚石，而陨石的主要成分是铁。我们的实验计划是：把程序倒过去，把铁熔化，加进碳，使碳处在高温高压状态下，看能不能生成金刚石。

    历史上第一次人工制取金刚石的实验开始了。没有先例，没有经验，更没有别人的指点，一切都像在黑暗中探路一样。第一次失败了，认真总结经验，找出问题的症结所在，第二次再来……经过无数次的反复探索，莫瓦桑的实验室里终于爆发出一阵激动的欢呼声，大家紧紧地拥抱在一起：成功了！人造金刚石诞生了。

    但是，人造金刚石不仅颗粒小，而且色泽深暗。那时有一颗最大的接近无色的小晶体，其直径还不足１毫米。可是人们却把它作为最贵重的珍宝收藏在罗浮宫里，并命名为“摄政王”，使它跟宫里的那颗世界上最大的金刚石———库林南相媲美。

    直到２０世纪５０年代中期，化学家本迪等用镍等金属为催化剂，使用２０００℃和７万个大气压下的设备，才使石墨转化为金刚石的试制成功。美国电气公司、瑞典通用电气公司投入工业生产。此后，美国通用电气公司应用晶种的触媒法，以金刚石粉为碳源溶解于熔融金属铁镍之中，借助反应室中适当的温度梯度，把碳输送到高压釜反应室中温度较低处的金刚石晶种上，并在晶种上沉积出晶层。这种方法在大约６万大气压和１５００℃温度下，几天之内就长出０２克左右的宝石级优质人造金刚石。在１９世纪７０年代，又采用爆炸法生产金刚石。这种方法是利用ＴＮＴ和黑索金等炸药引爆后产生强烈的冲击波和在几微秒的瞬间产生的几十万大气压及高温使石墨转化为金刚石。此外还有气相法、液向外延生长法、气相固相外延生长法、常压高温生产金刚石的。由于天然金刚石不能满足工矿业的需要，人造金刚石的世界年产量逐年都在增长。据统计，１９６７年为２４吨，１９６８年为４４吨，１９６９年已达到６０吨。

    北周军队的“秘密武器”

    中国北周宣政元年，突厥人派兵攻打位于河西走廊西部的禄福县城。守城的北周军队奋力反抗，但因兵少将弱，加上伤亡过重，被迫退到城内，闭门坚守。

    怎样才能击退突厥人的进攻呢？北周将士们想出这样一条计谋。

    一天，突厥人利用云梯攻城。他们拿着盾牌，在一片喊杀声中，攀着云梯向上爬，却不见北周军队有什么动静。第一批突厥兵接近城头时，突然，一桶桶、一盆盆黑糊糊、黏稠稠、有一股臭味的东西从城头泼了下来。突厥兵惊魂未定，只见无数个火把从天而降，那黑糊糊的东西立即燃烧起来，木制云梯烧得噼啪作响，身上沾着黑糊糊东西的突厥兵被烧得哭叫连天。突厥兵败下阵来，急忙收兵，但他们并未就此罢休。第二天，又带来了云梯，还运来许多盛有水的大木桶，想以此来对付北周军队的“秘密武器”。当突厥兵再次攻到城下时，只见城墙上的北周守军又运来许多大桶、大盆，将桶内、盆里的黑糊糊、黏稠稠、臭烘烘的东西倒下城去，随后又纷纷扔下火把，烈焰顿时冲天而起。突厥兵急忙用桶里的水灭火，谁知，火不但没有被扑灭，火势反而更猛，突厥兵被烧得抱头鼠窜。北周守军趁势杀出城门，杀得突厥兵横尸遍野。从此以后，突厥兵再也不敢进犯北周了。

    北周军队用来打败突厥人进攻的黑糊糊、黏稠稠、臭烘烘的东西究竟是什么呢？原来是当时被称做“石脂水”的石油。

    除北周外，北宋也曾以“沥青”“猛火油（石油）”作武器。当时的《武经总要》一书曾描述过这种武器的威力：“中人皆糜烂……若水战，则可烧浮桥、战舰。”

    人类进入现代社会以后，石油与战争更是结下了不解之缘。第一次世界大战期间，法国军队总指挥加里宁将军为了抢在德军之前占领巴黎附近一个军事要地，征用了巴黎街头３０００多辆以汽油为燃料的出租车，满载上万名士兵开赴前线，这是烧汽油的汽车第一次被用于陆上战争，这次成功的行动使法国在战争中由防御转为进攻。

    １９１４到１９１６年，英国皇家海军与德国海军在海上打过两次硬仗。军事专家后来评论说，英国皇家海军打败德国海军的重要原因之一是英军舰艇用柴油作燃料，而德军舰艇大部分仍然用煤做燃料。

    在第二次世界大战期间，对石油供应线的攻击成了双方军事进攻的首要目标。日本偷袭珍珠港是为了掠取东印度的石油资源而保护其侧翼；德国进攻前苏联的一个重要因素，就是要夺取高加索地区丰富的石油。战争后期，德国和日本的燃料库都已耗尽，而美国石油方面的优势是保证盟国取得胜利的重要因素。

    在现代战争中，谁控制了石油，便意味着控制了战争主动权。第二次世界大战期间，德军在北非战场的主力———以“沙漠之狐”著称的隆美尔所率领的“非洲铁骑”曾一度所向披靡，但盟军以马耳他岛为基地，封锁了“非洲铁骑”漫长的军需运输线，“非洲铁骑”的所有坦克便因为没有汽油而变成了一堆废铁。隆美尔在惨败后曾说：“对那些既拥有勇敢的士兵，足够的枪和子弹，又拥有现代机械化交通工具的军队来说，汽油燃料是取胜之关键。没有了燃料，那些现代机械化交通工具就不再是取胜的工具，而是导致失败的废铁。”人类社会进入２０世纪９０年代初，又发生了一场充满石油味的现代高技术战争———海湾战争。

    １９９０年８月２日凌晨２时，伊拉克兵分两路大举入侵科威特，有国无防的科威特不到９个小时就被伊拉克占领。因为美国和西方盟国在海湾地区有着巨大的石油利益，他们决不能容忍伊拉克控制中东的石油资源。所以，１９９１年１月１７日，以美国为首的多国部队发起了代号“沙漠风暴”和“沙漠军刀”的海湾战争，意在从海湾强人———伊拉克总统萨达姆手中重新夺回对石油的控制权。战争从１９９１年１月１８日开始至３月１日结束，进行了４２天，以伊拉克军队失败而告终。

    石油主要含碳和氢两种元素，主要是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃所组成的混合物。石油的大部分是液态烃，同时在液态烃里溶有气态烃和固态烃。

    从油田里开采出来没有经过加工处理的原油先经过脱水、脱盐等处理过程，然后进行炼制。通过分馏法，经过加热和冷凝，就可以把石油分成不同沸点范围的蒸馏产物。

    石油是一种极其重要的资源，是发展国民经济和国防建设的重要物资，被称为“工业的血液”。通过石油炼制，可以得到汽油、煤油、柴油等燃料和各种机器所需要的润滑油以及许多气态烃（称为炼厂气）等产品。用石油产品和石油气（炼厂气、油田气、天然气）做原料来生产化工产品的工业简称石油化工。利用石油产品做原料，通过化工过程，可以制造合成纤维、合成橡胶、塑料以及农药、化肥、炸药、医药、染料、油漆、合成洗涤剂等产品。石油产品已被广泛地应用到国民经济各个部门。

    为了更多地从石油里得到较高质量的汽油等产品，可对石油进行裂化。就是在一定条件下，把分子量大、沸点高的烃断裂为分子量小、沸点低的烃的过程。

    重油、石蜡等较大的烃分子，在５００℃左右和一定的压强下，被裂化而转变为分子量较小的烃。例如：

    △

    Ｃ１６Ｈ３４→Ｃ８Ｈ１８＋Ｃ８Ｈ１６

    这样就生成了分子量比较小、沸点比较低的、类似汽油的饱和烃和不饱和烃的液态混合物。

    有些裂化产物还会继续分解，生成饱和的和不饱和的气态烃。例如：

    △

    Ｃ８Ｈ１８→Ｃ４Ｈ１０＋Ｃ４Ｈ８

    △

    Ｃ４Ｈ１０→Ｃ４＋Ｃ３Ｈ６

    △

    Ｃ４Ｈ１０→Ｃ２Ｈ４＋Ｃ２Ｈ６

    苯和甲苯等芳香烃过去完全是从煤的干馏产物制得的，现在工业上已采用石油产品的催化重整方法来大量生产了。

    在石油化工生产过程里，还常对石油分馏产品（包括石油气）进行裂解，裂解气里以乙烯为主的烯烃含量比较高，因此，常把乙烯的产量作为衡量石油化工发展水平的标志，而把裂解产物进行分离，就可以得到所需的多种原料。这些原料在合成纤维工业、塑料工业、橡胶工业等方面得到广泛应用。

    近年来，随着石化工业的发展以及对石油的需求不断增加，人们又将目光更多地投向海洋。现在的南沙问题可以说主要就是因石油而引起的。南沙群岛本属中国，这是被大量史料所证实的。２０世纪６０年代，南沙地区发现有丰富的石油资源。此后，菲律宾、越南、马来西亚等国相继侵占了我南沙群岛的许多岛屿。我国政府本着有理、有利、有节的原则，以强大的国防力量作后盾，一定会圆满解决南沙群岛问题，更好地开发南沙群岛丰富的石油资源。

    后来者居上

    １８２８年，德国青年化学家维勒用氨水和氰酸制得一种无色透明的晶体。这种晶体，四年前在法兰克福的家庭实验室里，他就曾制成过，但由于当时条件的限制，他没有分析出这种晶体到底是什么东西。这一次，他在柏林工艺专科学校的正规实验室里，又一次合成出来。他经过仔细分析，断定它就是尿素。

    尿素本身并没有什么奇异之处，人和一切哺乳动物的尿中都含有它，但是，用人工合成的方法制出了尿素，这在当时却是异乎寻常的奇迹。当时，许多化学家都认为，像尿素这样的有机化合物，只能在人和哺乳动物的体内制造。没有“生命力”的作用，就不可能产生有机化合物，所以，维勒在确定所得晶体是尿素以后，欣喜若狂地写信报告他的老师贝采里乌斯：“我报告您一个好消息，不借助于人或狗的肾脏，也可以制造尿素了！”

    贝采里乌斯是瑞典著名化学家，维勒在瑞典留学期间，他曾作过维勒的导师，对维勒的影响很大，二人感情颇深。维勒回国后，经常把自己的研究实验情况向贝采里乌斯报告，有问题也经常向他请教。

    维勒这次向老师报告，一是介绍他的新发现，二是想通过他的发现使老师放弃“生命力论”的主张。谁知当时的化学权威贝采里乌斯却死抱住“生命力论”不放，根本不相信维勒的发现。

    “哼！这个毛孩子，素来做实验就粗心，跟我上学的时候，因为这毛病还挨过我的批评，今天竟然拿什么‘实验结果’来向我炫耀，他能做出什么可信的实验结果？他这么狂妄，还想来教训我，眼里还有我这个老师吗？”贝采里乌斯一边读着信，一边想，越想越生气。他猛一挥手，不小心把桌上的一个精致的中国瓷杯打翻在地，“咣当”一声，摔个粉碎，杯里的水撒了贝采里乌斯一身。

    贝采里乌斯拿起笔给维勒写信，于是，化学论战在师生间展开了。

    贝采里乌斯在信中训斥维勒不尊敬老师，不尊重他这个“生命力论”的开山祖师，他气愤地质问维勒：“你忘了我对胆汁、血液、排泄物所作的许多实验？你忘了在实验中那些有机物是从哪里取来的？不靠生命力，这些有机物能形成吗？你说你在实验室里用无机物制造出了有机物尿素，你大概在实验室里还能够制造出一个小孩来吧？”

    维勒读了贝采里乌斯的信很难过，一片好心遭到了误解，怎么不使他伤心呢？

    一阵伤心与激动过去，维勒冷静下来。他想，“老师发火了，怎么办？放弃我的观点吗？那是千真万确的实验结果，是真理，怎么能在维护真理面前退缩？唉，尊敬的老师，我不是有意要扫你的面子呀！”他又提笔给老师写信，并进一步解释了他的做法，可是，贝采里乌斯坚决反对维勒的观点。

    是的，生命力论者把有机物质神秘化，使有机化合物和无机化合物之间，人为地制造了一条不可逾越的界限。所以，维勒的科学发现不仅遭到许多“生命力论”者的反对，也遭到了老师的痛击。这场论战一直持续了十几年。然而，维勒坚定地站在科学的立场上，始终没有放弃他的观点，他认为：既然一种有机化合物可以在实验室里合成出来，那么别的一些有机化合物也必然可以在实验室里合成出来！这里面根本不需要什么“生命力”！对“生命力论”进行坚决挑战。最后，醋酸、脂肪、糖……这些有机化合物都一个一个地在实验室中被人用无机化合物合成了，“生命力论”

    终于像肥皂泡似的破灭，禁锢人们思想的桎梏被打碎，一个崭新的有机化学时代开始了。遗憾的是，贝采里乌斯没能看到“生命力论”的下场，就离开了人世。

    度假村的云雾

    １８９４年秋天，英国物理学家威尔逊到苏格兰的山区度假。清晨，威尔逊站在山顶望着喷薄而出的红日和山间变幻莫测的云雾，不禁心旷神怡、浮想联翩。他看着、想着，突然心里一动：“这么美丽的云雾是怎样形成的？人类可不可以造出云雾来？”

    威尔逊在世界著名的物理实验中心卡文迪许实验室工作。这里具有世界一流的科学家和仪器设备。度假归来后，威尔逊进入实验室，开始探索云雾的秘密。

    经过长期的研究，威尔逊发现云雾的形成需要两个条件。其一，得使潮湿的空气处于饱和状态。其二，空气要很“脏”，而且越“脏”越好。因为“脏”空气里含有大量灰尘，灰尘上面聚集着一些电荷，电荷则把饱和空气中的水汽凝成小水珠———雾滴。

    发现了云雾形成的原理，威尔逊进一步想，能不能利用这个发现做些对科学有用的事呢？理论上讲，在一只干净的瓶子里形成了过饱和的空气，如果一个肉眼看不到的带电微粒闯进去，那么在带电微粒周围会立即凝结成一串串雾点，而且这些雾点随着微粒运动形成一条径迹，显示带电粒子经过的路线。若真能实现这个过程，那无疑对基本粒子的研究具有重大意义。

    威尔逊继续探索着，经过艰苦的努力实现了上述理想，发明了“云雾室”。利用云雾室，人们看到了过去只能猜测而无法见到的原子核反应过程，了解到原子核的一些衰变现象，发现许多基本粒子。为了纪念威尔逊的功绩，科学家们给这种仪器起了个名字———威尔逊云雾室。威尔逊也因为发明云雾室荣获了１９２７年诺贝尔物理学奖金。

    能否像在原子核里点燃普照全球的熊熊烈焰呢？哈恩没料到，斯特拉斯曼没料到，迈特纳也未料到。然而，哈恩和斯特拉斯曼发现了！迈特纳接受了这一新发现，并由此确立核裂变的理论。从而使科学进入到一个崭新的阶段，“核裂变反应”进入化学王国。

    十几年后，一位身临其境的物理学家，在费米的葬礼中遗憾地说，“上帝按照自己不可思议的动机，使我们当时在核分裂现象上成为盲人”。

    氨气的发现历程

    １８世纪２０年代后期，英国的牧师、化学家哈尔斯，用氯化铵与石灰的混合物在以水封闭的曲颈瓶中加热，只见水被吸入瓶中而不见气体放出。１８世纪７０年代中期，化学家普利斯德里重做这个实验，采用汞代替水来密闭曲颈瓶，制得了碱空气（氨）。

    １９世纪末，法国化学家勒夏特利是最先研究氢气和氮气在高压下直接合成氨的反应。很可惜，由于他所用的氢气和氮气的混合物中混进了空气，在实验过程中发生了爆炸。

    虽然在合成氨的研究中遇到的困难不少，但是，德国的物理学家、化工专家哈伯和他的学生勒·罗塞格诺尔仍然坚持系统的研究。起初他们想在常温下使氨和氢反应，但没有氨气产生。他们又在氮、氢混合气中通以电火花，只生成了极少量的氨气，而且耗电量很大，后来才把注意力集中在高压这个问题上，他们认为高温高压是最有可能实现合成反应的。

    但什么样的高温和高压条件为最佳？什么样的催化剂为最好？这还必须花大力气进行探索。以锲而不舍的精神，经过不断的实验和计算，哈伯终于在２０世纪初取得了鼓舞人心的成果。这就是在６００℃的高温、２００个大气压和以锇为催化剂的条件下，能得到产率约为８％的合成氨。８％的转化率不算高，当然会影响生产的经济效益。哈伯知道合成氨反应不可能达到像硫酸生产那么高的转化率，在硫酸生产中二氧化硫氧化反应的转化率几乎接近于１００％。怎么办？哈伯认为若能使反应气体在高压下循环加工，并从这个循环中不断地把反应生成的氨分离出来，则这个工艺过程是可行的，于是他成功地设计了原料气的循环工艺。这就是合成氨的哈伯法。

    哈伯把他们取得的成果介绍给他的同行和巴更苯胺纯碱公司，并在他的实验室做了示范表演。尽管反应设备事先做了细致的准备工作，可是实验开始不久，有一个密封处经受不住内部的压力，于是混合气体立即冲了出来，发出惊人的呼啸声。

    他们立即把损坏的地方修好，又进行几小时的反应后，公司的经理和化工专家们亲眼看见清澈透明的液氨从分离器的旋塞里一滴滴地流了出来。但是，实验开始时发生的现象确实是一个严重的警告，说明再设计这套装置，必须采取各种措施，以避免不幸事故发生。哈伯的那套装置，在示范表演后的第二天发生了爆炸。整个设备顷刻之间变成一堆七歪八扭的烂铁。随后，刚刚安装好的盛着催化剂锇的圆柱装置也爆炸了。这时金属锇粉遇到空气又燃烧起来，结果，把积存备用的价值极贵的金属锇几乎全部变成了没有多大用处的氧化锇。

    尽管连续出了一些爆炸事故，但巴登公司的经理布隆克和专家们还是一致认为这种合成氨方法具有很高的经济价值。于是该公司不惜耗巨资，还投入强大的技术力量，并委任德国化学工程专家波施将哈伯研究的成果设计付诸生产。波施花了整整５年的时间主要做了两项工作。

    第一，从大量的金属和它们的化合物中筛选出合成氨反应的最适合的催化剂。在这项研究中波施和他的同事做了两万多次实验，才肯定由铁和碱金属的化合组的体系是合成氨生产最有效、最实用的催化剂，用以代替哈伯所用的锇和铀。第二，建造了能够耐高温和高压的合成氨装置。最初，他采用外部加热的合成塔，但是反应连续几小时后，钢中的碳与氨发生反应而变脆，合成塔很快地报废了。后来，他就将合成塔衬以低碳钢，使合成塔能够耐氢气的腐蚀。解决了原料气氮和氢的提纯以及从未转化完全的气体中分离出氨等技术问题。经波施等化工专家的努力，终于设计成了能长期使用的操作合成氨装置。

    哈伯合成氨的第二年，巴登苯胺纯碱公司建立了世界上第一座合成氨试验工厂，三年后建立了大工业规模的合成氨工厂。合成氨生产方法的创立不仅开辟了获取固定氮的途径，更重要的是这一生产工艺的实现对整个化学工艺的发展产生了重大的影响。合成氨的研究来自正确的理论指导，反过来合成氨生产工艺的研究又推动了科学理论的发展。

    １９１４年世界大战爆发，民族沙文主义所煽起的盲目的爱国热情将哈伯深深地卷入战争的漩涡。他所领导的实验室成了为战争服务的重要军事机构，哈伯承担了战争所需的材料的供应和研制工作，特别在研制战争毒气方面。他曾错误地认为，毒气进攻乃是一种结束战争、缩短战争时间的好办法，从而担任了大战中德国施行毒气战的科学负责人。

    根据哈伯的建议，德军把装盛氧气的钢瓶放在阵地前沿施放，借助风力把氯气吹向敌阵。第一次野外试验获得成功。接着，在德军发动的伊普雷战役中，在６公里宽的前沿阵地上，德军５分钟内施放了１８０吨氯气，约一人高的黄绿色毒气借着风势沿地面冲向英法阵地（氯气比重较空气大，故沉在下层，沿着地面移动），进入战壕并滞留下来。这股毒浪使英法军队感到鼻腔、咽喉疼痛，随后有些人窒息而死。英法士兵被吓得惊慌失措，四散奔逃。据估计，英法军队约有１５０００人中毒。这是军事史上第一次大规模使用杀伤性毒剂的现代化学战的开始。毒气所造成的伤亡，连德国当局都没有估计到。

    然而使用毒气进行化学战，在欧洲各国遭到人民的一致谴责。哈伯也因此在精神上受到很大的震动，战争结束不久，他害怕被当作战犯而逃到乡下约半年。

    战后，哈伯庄严地声明：“４０多年来，我一直是以知识和品德为标准去选择我的合作者，而不是考虑他们的国籍和民族，在我的余生，要我改变认为是如此完好的方法，则是我无法做到的。”科技的发明对人类而言，永远都是把双刃剑。用得好，会为人类的发展做出贡献。用不好，则会带来难以想象的后果。发明化学毒气不是化学家的错，而是被战争集团利用的结果。因此，化学武器在战场上的运用与化学家没有必然的联系，这也不是哈伯的错。

    一波三折的“空气”发现

    １８世纪７０年代初，卢瑟福在密闭容器中燃烧磷，除去寻常空气中可助燃和可供动物呼吸的气体，对剩下的气体进行了研究，发现这种气体不被碱液吸收，不能维持生命和具有可以灭火的性质，因此他把这种气体叫做“浊气”或“毒气”。同年英国化学家普利斯特里也了解到木炭在密闭于水上的空气中燃烧时，能使１／５的空气变为碳酸气，用石灰水吸收后，剩下的气体，不助燃也不助呼吸。

    １８世纪７０年代中期，普利斯特里利用一个直径为一英尺的聚光镜来加热各种物质，看看它们是否会分解放出气体，他还用汞槽来收集产生的气体，以便研究它们的性质。那年，他如法加热汞煅灰（即氧化汞），发现蜡烛在分解出的“空气”中燃烧，放出更为光亮的火焰，他又将老鼠放在这种气体中，发现老鼠比在同体积的寻常空气中活的时间约长了４倍。可以说，普利斯特里发现了氧。遗憾的是他和卢瑟福等都坚信当时的“燃素说”，从而错误地认为：这种气体不含燃素，所以有特别强的吸收燃素的能力，因而能够助燃，当时他把氧气称之为“脱燃素空气”，把氮气称之为“被燃素饱和了的空气”。

    事实上，瑞典化学家舍勒在卢瑟福和普利斯特里研究氮气的同时，也在从事这一研究，他可算是第一个认为氮是空气成分之一的人。他用硝酸盐（硝酸钾和硝酸镁）、氧化物（氧化汞）加热，制得“火气”，并用实验证明空气中也存在“火气”。

    综上所述，可见舍勒和普利斯特里虽然都独立地发现并制得氧气，但普利斯特里却与成功失之交臂。

    法国化学家拉瓦锡较早地运用天平作为研究化学的工具，在实验过程中重视化学反应中物质质量的变化。当他知道了普利斯特里从氧化汞中制取氧气（当时称之为脱燃素空气）的方法后，就做了一个研究空气成分的实验。在试验中，他摆脱了传统的错误理论燃素说的束缚，尊重事实，做了科学的分析和判断，揭示了燃烧是物质跟空气里的氧气发生了反应，指出物质里根本不存在一种所谓燃素的特殊东西。

    １８世纪７０年代后期，拉瓦锡在接受其他化学家见解的基础上，认识到空气是两种气体的混合物，一种是能助燃，有助于呼吸的气体，并把它命名为“氧”，意思是“成酸的元素”；另一种是不助燃、无助于生命的气体，命名为氮，意思是“不能维持生命”。

    １８世纪８０年代中期，英国化学家卡文迪许用电火花使空气中氮气跟氧气化合，并继续加入氧气，使氮气变成氮的氧化物，然后用碱液吸收而除去，剩余的氧气用红热的铜除去，但至终仍残余有１％的气体不跟氧气化合，当时就认为可能是一种新的气体，但这种见解却没有受到化学家们应有的重视。

    百余年后，英国物理学家瑞利于１９世纪末发现从含氮的化合物中制得的氮气每升重１２５０５克，而从空气中分离出来的氮气在相同情况下每升重１２５７２克，虽然两者之差只有几毫克，但已超出了实验误差范围，所以他怀疑空气中的氮气中一定含有尚未被发现的较重的气体。瑞利沿用卡文迪许的放电方法从空气中除去氧和氮；英国化学家拉姆塞把已经除掉二氧化碳、水和氧气的空气通过灼热的镁以吸收其中的氮气，他们二人的实验都得到一些残余的气体，经过多方面试验断定它是一种极不活泼的新元素，定名为氩，原文是不活动的意思。

    １９世纪６０年代末的一天，在印度发生了日全食。法国天文学家严森从分光镜中发现太阳光谱中有一条跟钠Ｄ线不在同一位置上的黄线，这条光谱线是当时尚未知道的新元素所产生的。当时预定了这种元素的存在，并定名为氦（氦是拉丁文的译音，原意是“太阳”）。地球上的氦是１９世纪９０年代中期，从铀酸盐的矿物和其他铀矿处中被发现的。后来，人们在大气里、水里，以至陨石和宇宙射线里也发现了氦。

    接着，拉姆塞又在液态空气蒸发后的残余物里，先后发现了氪（拉丁文原意是“隐藏的”）、氖（拉丁文原意是“新的”）和氙（拉丁文原意是“生疏的”）。

    １９世纪的最后一年，德国物理学教授道恩在含镭的矿物中发现了一种具有放射性的气体，称为氡（拉丁文原意是“射气”）。

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