诺贝尔一直没有放弃瑞典国籍,也常常回去看望母亲,但是他也同样热爱他的事业,因此,在事业的初期,他的“根据地”是汉堡。他的家、实验室和工厂都在这里。如今,事业越来越大,为了能更好地照顾遍布欧洲的工厂,他在巴布的建议下决定迁居巴黎。那是一个大都市,经济繁荣,消息灵通。法国政府也很开明,刚刚颁发给他“黄色炸药”的生产执照。那里还有很多优秀的科学家,足以作为他的技术后盾。在到了巴黎后不久,诺贝尔就设立了一个科学咨询委员会,请来了不少专家。另外,巴黎也是一个很适合生活的地方。
这一年诺贝尔40岁,他在巴黎埃特瓦尔区马拉科大街附近的上流社区买下了一幢漂亮的小别墅。这幢房子是他买下的第一座长期住宅。他聘请了优秀的设计师,把这幢房子装修得大方典雅而不失舒适。房子有一个花园,还有一个温室花房,种植他喜爱的兰花。还有一个整洁的马棚,漂亮的马匹和马车也是诺贝尔的爱好之一。当然,房子的核心是由两个房间改造成的实验室,这是诺贝尔毕生的最爱。他将在这里继续进行他的科学实验。他还聘请了年轻的化学家费伦巴赫作为助手。
黄色炸药使诺贝尔取得了巨大的成功,然而他还不完全满足。硅藻土能够使硝化甘油变得安全,但也减弱了它四分之一的威力。因为硅藻土的化学惰性使它不参加任何反应,反而还要吸收硝化甘油爆炸的部分热量。而且,在温度和湿度发生变化的时候,硅藻土吸收的硝化甘油还会渗漏出来,产生隐患。这些都是需要进一步改进的地方。诺贝尔想找到一种比硅藻土更好的物质,既有硅藻土那样的安全性,又能维持甚至增大硝化甘油的爆炸力。但是,这样一种神奇的东西到底在哪里呢·诺贝尔做了无数次的实验,都未能获得突破。
早在60年代,著名的英国化学教授弗雷德里克·艾贝尔就发明了另一种新型炸药——火棉。这种物质最早是德国化学家发明的,方法是将棉花纤维浸入硝酸与硫酸的混合物中,因此也叫硝化纤维素。我们可以发现,它与硝化甘油其实很像,像是同一家族中的亲戚。它燃烧十分迅速,高度硝化的火棉在密闭环境下还会发生剧烈爆炸。艾贝尔在科学史上是有名的人,他曾多年献身于火棉应用的研究工作,就像阿尔弗雷德的父亲对硝化甘油做的研究一样,把火棉应用到爆炸物领域是艾贝尔的功劳。当1867年硝化甘油法案在英国议会通过时,他是政府和议会的专家顾问。很自然,他把诺贝尔看成是一个有威胁性的对手。因此,他从不错过任何机会,甚至利用他的官方讲坛来顽强宣扬他的观点,说黄色炸药将比硝化甘油对社会有着更加严重的危险,而他所发明的火棉,则有着无限的优越性。由于艾贝尔教授的影响,诺贝尔多次想从伦敦的金融界获得资助来在英格兰建立一座黄色炸药厂的试图均遭破产。直到好几年后,这一障碍才被克服。因此,对于艾贝尔教授和他的火棉,诺贝尔是再熟悉不过的了。
火棉可以根据爆炸性分为两种:当硝酸与硫酸的混合液中,硝酸的比例高于一定值时,将棉花纤维浸入其中获得的火棉能够剧烈爆炸;而当硝酸的浓度较低时,得到的火棉只会迅速燃烧而不会爆炸。后者被称为低硝化火棉。将它溶解在酒精和乙醚的混合溶液中,能得到一种胶状溶液,溶液挥发后产生一种白色的固体胶状薄膜,叫做硝棉胶,又叫柯罗酊,可以用来包扎伤口。日后这种胶状溶液以及低硝化火棉溶于其他溶剂产生的类似的胶状溶液,被发现还可以用来制造人造丝,或者用来生产胶片、乒乓球等,就是我们现在熟悉的赛璐珞。诺贝尔的企业后来就曾经经营过人造丝的工厂,这是后话。
诺贝尔曾经尝试用火棉吸收硝化甘油,然而吸收率十分有限。因此他就转向其他材料了。他后来用一种由碳氢化合物和含氧物质构成的有吸收性的混合物,来取代硅藻土;这种混合物的比例,要以爆炸时能被完全燃烧为限。这种炸药在英国和美国叫做“活性剂”黄色炸药,曾在很多国家以不同名称广泛应用,而且直到现在,还被用于某些特殊的目的。但是同样地,这种炸药的缺陷是爆炸力还不够理想。
直到1875年的一天,诺贝尔在实验中不慎割伤了手指,便用硝棉胶包扎。当天夜里,手指剧烈的疼痛令他不能入睡,他突发奇想,将硝化甘油与硝棉胶溶液混合会怎么样呢?于是他在凌晨4点钟匆忙跑到实验室去,马不停蹄地开始了他的实验之旅。当他的助手费伦巴赫像往常一样在清晨来到实验室时,诺贝尔已经能将第一份爆炸胶状物放在玻璃平盘里端给他看了。
实验室的日志表明,诺贝尔与费伦巴赫此后又进行了250多次实验,确定了火棉与硝化甘油的比例应该为8%比92%。这样得到的胶状炸药性能稳定,安全可靠,对较高的温度和剧烈震荡都毫无反应,然而被雷管引爆后爆炸力却比原来增强了将近一半!这可真是个了不起的成就。不仅如此,这种塑胶炸药还具有很强的防水性,因此特别适合水下爆破。生产这种新型炸药还很安全,它在真正意义上讲是不会引起爆炸的,除非在坚实的岩层中,用雷管来精确地引爆。事实上,塑胶既可以在滚烫的钢质的滚子之间辗转,也可以在热气下被很方便地压制成条状、绳状等各种形状,按照工程要求随意塑形。大多数人在参观工厂的时候看到这一幕,都惊讶得目瞪口呆。
很快地,这种新型炸药于1875年在英国首先取得注册,并在以后的几年里在其他许多国家获得专利权。诺贝尔迅速地将它投入市场,给它起的名字先后有“诺贝尔特号黄色炸药”、“特快黄色炸药”、“爆炸胶”、“撒克逊人炸药”和“葛里炸药”等,至于其他厂商给它起的很多名字,这里还没有提到。在未来的几十年内,它始终保持着在工业和交通服务中最有效和最畅销的炸药地位。地球母亲的脸上所发生的很多改观,都是由它造成的。在发明它的那年,这项新产品便在诺贝尔的大多数黄色炸药工厂里投产。只有英国,由于它有着严格限制爆炸物的法律,像黄色炸药被引进时的情况一样,议会长期踌躇不定。诺贝尔在英国开办的最大的阿迪尔工厂,直到1884年,当昔日的竞争者艾贝尔教授在公开场合宣布诺贝尔的爆炸胶是“在已知的炸药中各方面最为圆满的一种”时,这才等到了一张准许完全制造的许可证。
塑胶炸药比黄色炸药更安全、更便于运输,最重要的是,它的威力也更大了。它的首次应用是在开凿圣哥达隧道的施工中,这条隧道贯穿阿尔卑斯山脉,全长9。25公里,沿途全是坚硬的花岗岩。开凿这样一条隧道,仅仅二十年前还是不可想象的,就是使用黄色炸药来开山炸石,也困难重重。可是等到塑胶炸药登场,一切都迎刃而解,坚硬无比的花岗岩就像鸡蛋被铁锤砸碎一样,轻而易举地被粉碎了。
到此为止,诺贝尔父子发明新型炸药的尝试终于可以告一段落了。回顾几十年来的奋斗,阿尔弗雷德唏嘘不已。从最初父亲摆弄黑色火药,导致事故而不得不远走俄国;再到在俄国重新创业,稍有起色后又突遭变故的辛酸经历;再到重回故里二次创业,开始尝试硝化甘油,发明了间接引爆法和雷管,初步掌握了控制硝化甘油爆炸的技术;再到再次发生事故,亲爱的弟弟命丧黄泉——那是这段科学探索的路上最悲惨的记忆;再到终于发明黄色炸药,用硅藻土将脾气暴虐的液态硝化甘油彻底征服;最后发明塑胶炸药,将这一系列发明之举推向完美的终点。这一路走来,包含了多少危险、艰辛和困苦!四十多年的发明创造,终于给人类带来了一种全新的炸药,这不仅仅是一项物件的发明而已,而是宣告了人类改造大自然的能力的大幅度提高,宣告了一个新时代的来临。
最后值得一提的是,在发明了塑胶炸药12年之后,1887年,阿尔弗雷德又有了一种重要的新发明——无烟火药。这是一种特种火药,专门用于军事领域。它是在爆炸胶的基础上,加入百分之十的樟脑以及其他添加物制成的,燃烧的时候无烟或者只有极少量的烟,因此在战场上不会暴露目标,也不会产生遮挡射击视线的硝烟。
诺贝尔在介绍发明这种新型火药的过程的时候说:“赛璐珞通常包含着大约相当于其重量三分之二的硝化棉,但是由于樟脑成分和这种物质的密集浓度,赛璐珞即使在做成细粒的情况下燃烧,使它作为抛射物的一种适宜推进力,也并不嫌慢。通过用硝化甘油来完全或部分取代樟脑,就可以产生一种赛璐珞,其浓度足以形成固体颗粒;将这种赛璐珞装在火器里,它就会以缓和的燃烧率进行燃烧;如果用这种物质代替黑色火药的话,具有下列的优越性:它产生巨大的力量,不留下任何渣滓,而且是无烟或非常接近于无烟的。此外,它还可以无限期地储存,并且便宜。”
无烟火药的问世惊动了世界各国的军事专家,各国纷纷打探和引进这种新式火药以装备武器。但是它在英国所引起的关注,却给这位发明家带来了一场麻烦。
诺贝尔在黄色炸药时代的老敌手弗雷德里克·艾贝尔教授,侵犯了诺贝尔的专利权。在此之前,尽管存在着技术意见方面的分歧,但本着以绅士身份相对的态度,这两位专家相处得还算相当友好。十多年来,他们曾就技术问题交换信件,并且不时在伦敦或巴黎相见。诺贝尔同艾贝尔的好朋友、著名的苏格兰物理学家詹姆斯·迪尤尔教授,也有着密切的接触。英国政府在1888年任命了一个炸药委员会,负责“调查新的发明,特别是那些对军用有影响的炸药,并且向国防部提出委员会能够推荐的、关于在这方面的某些技术改良品的建议”。这个委员会的成员中,包括艾贝尔和迪尤尔教授,他们以委员会的名义与诺贝尔接触,要求他将自己的新发明及其发展情况,尽可能完整、秘密地提交给这个委员会,出于信任,诺贝尔这样做了。前面已经说过,1887年诺贝尔原来的发明专利权的处方是:用分量相同的硝化甘油和可溶硝化棉,加上百分之十的樟脑。艾贝尔有兴趣地研究了这些轻易得来的详细情况,并且当即发现这个配方中的缺陷,认为樟脑由于它的挥发性,是一种不适宜的成分。诺贝尔得到了这个意见,于是继续进行试验,并且提出了用丙酮来作为替代物等建议(早在1876年在瑞典的专利注册中,就已经用过这种处方)。艾贝尔告诉他说,不溶解的硝化棉比诺贝尔用的可溶硝化棉要好得多,他认为可溶硝化棉的特性太变化无常了。到那个时候为止,两个人的交往还是比较友好和互助互惠的。
可是随着事态的发展,在迪尤尔教授的合作下,艾贝尔在国家实验室里研制出了改良型炸药,用百分之五十八的硝化甘油,百分之三十七的硝化棉,加上百分之五的凡士林,用挥发性的有溶解力的丙酮,把它们做成胶质物。这种火药的成品被挤压成索状使用,因此给它取名为“线状无烟炸药”。这项发明,立即在英国和其他几个国家登记了发明专利权。在英国的发明专利权移交给了英国政府,并很快在英国陆军和海军中使用了。
当已经拥有诺贝尔混合无烟炸药专利权的诺贝尔炸药公司试图向国防部提供它的炸药时,才发现了艾贝尔和迪尤尔的行径。虽然诺贝尔本人觉得诉讼毫无效果,但公司不是他一个人的,最终公司决定提出诉讼。
这一引起轰动的案件拖了很长时间。仅存放在诺贝尔基金会档案架上的印刷文件,就有好几英尺高。然而,结果却是,所有的法庭都驳回了诺贝尔公司向英国提出的索赔要求。此外,原告诺贝尔炸药公司被勒令支付二万八千英镑的诉讼费。
在这件案子的审理期间,阿尔弗雷德·诺贝尔在这个领域开创性工作的重要性,被各界人士普遍认同。科学界的学者们曾对国防部和政府提出了尖锐的批评,而那些政治家和军事当局,则袒护艾贝尔和迪尤尔。在最后的一次审讯中就连当时的一位法官,在不情愿地宣布他是纯粹依照法律条文,被迫同意其他法官关于驳回原告案件的决定后,接着宣布:
相当明显的是,一个被允许爬到巨人背上的侏儒,能够比这位巨人本身看得更远些。在这桩案件中,我不能不对原来的发明专利权持有者表示同情。诺贝尔先生搞出了一项伟大的发明,这项发明在理论上是卓绝的,是一项真正伟大的发明。之后,两位聪明的化学家,得到了这项专利品的详细说明,仔细地阅读了这些说明,然后,发现了他们实际上可以使用差不多同样的物质,只是其中之一改用了不同的东西而已,并且产生了彼此相同的效果。如果可能的话,人们会发现,想从诺贝尔先生那里拿走一项极其重要的发明专利权的价值,那是办不到的事情。
诺贝尔的助手拉格纳·索尔曼,在谈到他对这件事的看法时说道:“对诺贝尔的剽窃者的尖锐批评,是非常激烈的;但是,都还没有接触到最根本的痛处——诺贝尔同艾贝尔和迪尤尔先生之间过去在炸药问题上的亲密合作。对于诺贝尔感到受了侮辱及他的信任遭到背叛的心情,人们是能够理解的。这种心情当然要影响他那已经变坏的健康,并不是金钱上的损失使得他大为愤懑,而是他认为不正当地取消了他作为发明家的成就,对于这一点他始终是敏感的。”
诺贝尔把这件事通知了他在世界各地的朋友。在他的信里,他尖刻地写道:“那位正义之神,经常两腿瘫痪,因此行动迟钝;但是现在,她的头也遭到了打击,看起来她比疯人院那些疯子有过之而无不及。对于这场官司在金钱方面的损失,我可以不去注意,但却难以抑制我对表现出来的那种卑鄙的极大厌恶。人们说,牛奶洒了,哭也没有用,我说这些也是这样;但一个国家作了非常不公正的事情,却不能不使我产生憎恶的感情。……整个线状无烟炸药诉讼的道德,正像哈姆雷特所预示的那样:国家法律中的某些东西已经腐烂了。”
在诺贝尔发明无烟硝化甘油炸药后的十年期间,这种炸药被很多国家所引进,其中主要是意大利、德国、奥匈帝国、瑞典和挪威。阿尔弗雷德·诺贝尔因此收到了数额可观的专利许可费。
尽管受到世界的如此重视,我们仍然认为无烟火药只是一种锦上添花的发明,它的重要性远远比不上诺贝尔的另外三项发明:雷管、黄色炸药和塑胶炸药。实际上,阿尔弗雷德一生有351项发明专利。他关心的课题有:含硝化甘油的导火线,枪炮的无声发射,金属的淬火与焊接,抛射体的稳定、旋转与冷却,气体封闭与安全,以及海上救险用的一种火箭等许多发明。他还在溶解于各种半挥发性溶剂中的硝化纤维素的基础上,发明出了各种油漆。
诺贝尔对早期合成橡胶的制造也有强烈兴趣,尽管在他生前没能取得多少进步,却对后来人造橡胶和人造革的制成,无疑起了推动作用。诺贝尔在初期阶段感兴趣的硝化纤维素的另外一个用途,是制造人造丝。一八九三年至一八九四年间,他曾在圣雷莫的实验室里,与瑞典工程师斯特雷勒纳特一道,进行过这方面的试验。他发明的洞孔极细的玻璃压力喷嘴,在一八九六年取得了专利权。这种喷嘴,是将硝化纤维素或赛璐珞溶液挤压出来,然后硬化成丝状纤维所必需的工具。它是用很细的白金丝穿进溶液的玻璃里,冷却之后,再用王水将白金丝腐蚀掉而制成的。这种思路曾被后来的很多继承者所发展。
阿尔弗雷德·诺贝尔还从事过改进唱片、电话、电池、白热电灯零件的试验,并且用融合矾土试制宝石(刚玉石、红宝石、蓝宝石等)。所有这些探索性的工作,都曾帮助后来有着更好设备的发明家们,解决了很多问题。
在列举了上述那么多种发明之后,我们还是可以毫不迟疑地说,诺贝尔毕生的成就和功勋是建立在雷管、黄色炸药和塑胶炸药三项发明之上的。
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