登陆注册
21370200000010

第10章 机遇故事(2)

父亲原本是希望儿子安分一些,所以让他在神学院受点“正统教育”。可是,正是父亲的这一举动,让达尔文站在了人生的转折点上——在剑桥大学期间,他巧遇“伯乐”——有名的植物学教授亨斯洛。亨斯洛精通植物学、昆虫学、化学、矿物学和地质学,长期不断地观察和研究自然。达尔文正是由于他的帮助和指导,才成为一个真正的自然科学家。

在剑桥大学的最后一年里,有两件事大大地影响了年轻的达尔文。一是他读了两部书:德国自然科学家洪堡著的《南美旅行记》,以及英国天文学家约翰·赫歇耳著的《自然哲学入门》。这两部著作激起了达尔文火一般的热情,他很希望自己能在自然科学的宏大建筑上添加一砖一瓦。

另一件事是,亨斯洛教授因势利导,鼓励达尔文努力钻研地质学。达尔文听从他的意见,读了好几本地质学著作,并且在短时期内考察了家乡附近的地质情况,绘制了一套彩色地图。

达尔文快毕业时,亨斯洛介绍他跟随剑桥大学地质学教授塞奇威克去北威尔士旅行,考察那里的古岩层地质。在这次旅行考察中,达尔文学会了发掘和鉴定化石,学会了整理和分析科学调查的材料,并且总结出一条十分有益的经验:某些现象如不注意观察,即使有显著的特征也极容易被忽略掉。后来的事实证明,物种的起源和进化,就是一个显著而历来被人们所忽略的现象。这次北威尔士之旅只是达尔文后来环球旅行的一个铺垫,而后者导致了一场伟大的革命——生物进化论的创立。

达尔文的成才走的是一条独特的道路。他虽然受过正规的大学教育,但是他“所学到的任何有价值的东西都是从自学中得来的”。这里所说的自学,首先的和主要的就是向大自然学习。

盗窃案的启示

1829年9月7日,德国卓越的化学家奥古斯特·凯库勒(1829~1896)在达姆施塔特诞生了。凯库勒原来的理想是成为一名优秀的建筑师,曾入吉森大学学习建筑。然而,在吉森大学读书期间,一次偶然的开庭审判,改变了凯库勒的人生道路,使他成为一名闻名于世的化学家。

1847年,18岁的凯库勒从出生地达姆施塔特市考入了吉森大学。

在吉森大学,凯库勒第一次听到尤斯图斯·李比希的名字,大学生们对李比希教授无比尊敬、钦佩。同学们多次劝凯库勒去听李比希教授的化学课,他都没有去,因为他对化学毫无兴趣。此时,他正期待修建比哥特式和巴洛克式风格还要别致的新型建筑。

这时,轰动一时的赫尔利茨伯爵夫人案件发生了。

案件是这样的:赫尔利茨伯爵夫人有一只名贵的宝石戒指,戒指上镶嵌着两条缠绕在一起的蛇,一条是赤金的,一条是白金的,异常精美。伯爵夫人的仆人偷去戒指,伯爵夫人告到法庭,仆人坚持说这枚戒指原是他的,而且早在1805年就归他所有了。

法庭无法决断,于是请著名化学家李比希帮助断案。李比希测定了戒指的金属成分后,当庭用平和、坚定的语气说:“白金就是金属铂,1819年起才用于首饰业,罪犯硬说1805年就拥有这枚戒指,显然是谎话。”

确凿的实验结论,迫使罪犯供认了盗窃戒指的事实。戒指案轰动一时,人们无不佩服李比希教授的渊博学识。

凯库勒出于好奇,也旁听了法庭的审判。耳听为虚,眼见为实,凯库勒终于忍不住去听了李比希教授的课。课堂上,李比希在教学过程中贯穿着巧妙的幽默,其中不仅包括丰富的化学知识,而且还介绍了与化学有关的多种学科的知识,如生物学、农学、哲学等方面的知识,从而引起了凯库勒的极大兴趣。

他为李比希精深的化学知识所折服。这位世界闻名的教授,给他留下了难以忘怀的印象,化学如同磁石一般愈来愈强烈地吸引着他。听过一堂化学课之后,凯库勒就决定经常去听李比希的课程。从此对化学的兴趣一发不可收拾。不久,凯库勒说服了亲友们,打定主意抛开建筑学,转而研究化学。经过10年的刻苦努力,终于成为有机化学现代结构理论的奠基人。

人们可能会惋惜建筑界失去了一位优秀的设计师,但是抛开建筑学的凯库勒,要为有机化学结构理论建筑一座精美的大厦!

1849年秋天,经过艰辛的努力,凯库勒终于以优异的成绩,跨进了李比希的化学实验室。在吉森大学,这是一种莫大的荣誉。

凯库勒投身化学的时期,正是有机化学成为化学研究主流的时期。但在1850~1858年期间,有机化学处在比较混乱的状态。当时,化学家们发现了有机化合物大量存在的事实,也合成出许多有机化合物。丰富的有机化学知识,为人类打开了新世界的大门。但是,当时有机化学家们基本上是在盲目探索中前进,不像无机化学那样有道尔顿原子论的理论为指导。

虽然某些化学家已提出一些概念,列出了一些结构式,但多属不真实的假设。多数化学家不能理解为什么有机化合物中竟能集合那么多碳原子。没有或缺乏理论指导的实践,必然是盲目、混乱的,凯库勒看到的有机化学研究正是这样的情形。为了描述醋酸的结构,人们使用了19种表达方式,各种观点矛盾对立,奇谈怪论到处流传,有机化学界一片混乱。

经过10年刻苦钻研的凯库勒,已经在化学各个领域中颇有建树,成为一位优秀的化学家了。

1859年春,凯库勒担任了根特大学的化学教师。他在根特化学实验室集中研究了有机化合物的主干——碳链问题。人们知道,自然界中的碳原子,不像其他无机元素那样单个的组成物质分子,而是在碳原子之间形成手拉手似的碳链。短的链有几个碳原子,长的链有成百上千个碳原子。通过醋酸的氯化研究,凯库勒认识到,碳链的化学反应中是不变的,牢固稳定的。他用醋酸、琥珀酸、富马酸及顺丁烯二酸等有机化合物,进行了一系列实验研究。

凯库勒不仅表述了碳链的见解,而且还提出了有机化合物的结构理论。他以碳四价为核心,建立起碳链结构理论。后来,经过俄国著名化学家布特列洛夫的发展与完善,成为经典的有机化合物的结构理论。

在根特大学向学生进行系统化学教学时,凯库勒感到应该编写一本有机化学的新教科书。在搜集资料过程中,凯库勒深深地感到了化学界理论上的混乱。为了提高化学家的理论统一性,他于1859年秋来到卡尔斯鲁厄。

凯库勒和卡尔斯鲁厄高等工业学校的化学教授卡尔·魏尔青一起讨论关于召开世界化学家会议的想法。和凯库勒一样深有同感的不仅有魏尔青教授,45名欧洲各国著名化学家也曾经联合呼吁,召开一次国际化学家大会,解决化学家们在化学价、元素符号、原子和分子概念等方面的问题。凯库勒的想法得到了世界化学界的响应。

经过凯库勒、魏尔青、武兹和霍夫曼等化学家耐心细致的组织,第一届世界化学家大会于1860年9月3日在德国卡尔斯鲁厄城召开。来自十几个国家的150位化学家汇集卡城,讨论化学理论发展中迫切需要解决的问题,这在世界科学发展史上还是首次。

卡尔斯鲁厄会议几乎解决了所有无机化学中存在着的混乱问题,但是对于凯库勒魂牵梦绕的有机化学结构问题作用却不大。化学家会议虽然很成功,但是凯库勒却不满意,因为会议的中心人物竟然不是会议发起人凯库勒,而是意大利化学家康尼查罗。

康尼查罗复活了他的同胞阿伏伽德罗的分子假说,使无机化学达到了系统化、明晰化的程度,赢得了化学界的好评。凯库勒提出的问题,却被化学家们淡忘了。凯库勒的科学探索太超前于时代了。当绝大多数化学家为无机化学所困扰时,凯库勒却着手解决比无机化学更为复杂的有机化学问题,所以未能引起众人的兴趣。

无机化学因卡尔斯鲁厄会议收获累累,但凯库勒的问题仍然没有解决。不久苯的结构问题又一次叫凯库勒为难了。

苯是一种重要的有机化合物,自从法拉第从煤焦油中分离出来以后,一直没有人予以深入研究。后来,化学家们研究苯的化学性质,又使有机化学结构理论处在风雨飘摇之中,实验和理论矛盾引起了凯库勒的思索。

所有其他简单有机物的化学实验都显示,碳在有机化学反应中呈链状结构,这一点本来已经是确定无疑的,可是突然之间冒出来一个“怪”苯。它的实验显示链状结构理论是“错误”的,那么,错误在哪里?

凯库勒精心研究了苯,苯的6个碳原子应该形成一条链呀!但是化学反应实验却不是以人们的意志为转移的。苯的6个碳原子和6个氢原子是如何排列的呢?面对苯实验的挑战,有的化学家退却了,宣布应该放弃以前的碳链学说。凯库勒却坚持认为碳链理论是建立在以往实验的基础上,不能轻易抛弃,要在更深的一个层次上理解它。

凯库勒提出几十种苯结构的碳原子排列法,但是经过仔细推敲之后,他又都放弃了。碳链理论正确,凯库勒坚信这一点,但是,它无法解释苯的化学性质等问题。

一天,他搁下一叠厚厚的手稿,把安乐椅移近壁炉,火光像春天的暖流一样抚遍了凯库勒的全身,使他感到了惬意和舒适。是啊,凯库勒太疲倦了,这位科学家朦胧地入睡了。梦境中的凯库勒还在工作着,他看到6个碳原子像蛇一样连成了一条链子,弯弯曲曲地蠕动,忽而又跳起奇形怪状的蛇舞来了。一会儿,他又看到李比希在赫尔利茨伯爵夫人案件中那只蛇形戒指,是的,在他的手掌上就放着那只蛇缠绕的宝石戒指……凯库勒颤动了一下,猛然醒了过来,多么荒诞无稽的梦呀!疯狂的蛇舞,环形的白金戒指。

蛇,环形戒指。有了,灵感的火花一下子冲开了凯库勒的思维阻塞,平日冥思苦想的各种思路,一下子连接起来了。

碳链理论根本没有错误。苯不过是一个首尾相接的环形链子。苯的分子是个环状的碳链构成的分子,仍然是链状的!凯库勒从此把研究重心转向环状碳链的角度上去了。

当激流奔腾而来冲出狭谷的阻碍后,就会一泻千里。凯库勒就像大河之水一样,迅速地冲开了苯的结构问题。1865年1月,载有凯库勒《论芳香族化合物——苯的结构》的论文在《法国科学院通报》刊出了。科学史上又创立了一个崭新的有机化合物结构理论——环状碳链理论。

凯库勒关于苯环的理论,不仅解决了有机化学结构理论的问题,使人类进入了复杂有机化合物的研究领域,并且启迪了一代化学家。他们在研究生物大分子过程中,也采取凯库勒的环状结构思维方式,进一步将它发展成为平面网状、立体网状等多种有机物质结构理论,为人类探索生命运动,研究蛋白质、核酸等大分子结构,奠定了牢固的基础。

凯库勒之后,有机化学结构理论得到了迅速发展,成为化学研究的主导方向。如果说,19世纪是无机化学的世纪,是小分子的世纪,那么20世纪则是有机化学的世纪,是大分子、高分子的世纪。而凯库勒正是拉开有机化学理论序幕的人。1858年他指出碳的四价构成,碳原子能相互连结形成长链的特性,1865年创立了环状碳链理论。他首先揭开了有机化合物的结构之谜,为有机化学结构理论的建立奠定了基础,从而开始了绚丽壮观的科学探索之路。他在有机化学领域的功绩,为人类探索生命运动奠定了坚实的基础。

垃圾堆里的发光物

1912年,英国冶金学家亨利·布里尔利受英国政府军工部兵工厂的委托,研究改进步枪枪膛易磨损而引起射击不准的缺点。这个任务非他莫属。他的思路是,在普通钢铁中加入另外一种金属,以此来增加钢的硬度,使之成为一种不易磨损的适于制造枪管的合金钢。他试着将铬掺入钢中冶炼,但结果却不能如愿以偿,冶炼得到的合金仍不耐磨,他大失所望,他只好心灰意冷地把它们扔入垃圾堆中。

许多试验失败后的合金堆在那里,垃圾越堆越多。那些废钢铁日晒雨淋,日子一久,全都生锈了,连地上也留有褐色的锈迹。大家一边清除垃圾,一边为还没有制出硬度较高的钢而苦恼不已。忽然间,布里尔利发现,垃圾堆中有几块金属在闪闪发光,这在一堆锈铁中特别耀眼。仔细一看,正是那几块原来扔掉的合金。大家争先恐后地拿过来看:样子就像普通的钢嘛,可为什么它偏偏不一样呢?他很奇怪,为什么其他的金属都生锈了,只有这几块金属没有生锈呢?它们的成分组成一定有什么特别的地方。因为丢弃的东西都是乱放的,没有编码登记,他们只好将这块“奇钢”进行仔细分析,结果是:碳占024%,铬占128%,其余为铁。这就是著名的不锈钢。真是有心栽花花不开,无心插柳柳成荫,不锈钢就是这样被布里尔利发明出来了。

不锈钢是一类能抵抗酸、碱、盐等腐蚀作用的合金钢的总称,任何一种不锈钢都不能抵抗各种介质的腐蚀。能抵抗何种介质腐蚀,由不锈钢中的组成部分决定。常用的不锈钢有铁铬镍不锈钢和铬不锈钢两种,但具体因含量不同又可分为很多种。那种是否被磁铁吸引而鉴别不锈钢的方法是靠不住的。1915年,布里尔利取得了这一发明的美国专利,并生产出了世界上第一把不锈钢刀具;1916年他又取得了这一发明的英国专利;他还与莫斯勒合办了一个生产不锈钢餐刀的工厂,这种餐具很受欢迎,轰动欧洲,后来又传遍全世界。从此,布里尔利被尊称为“不锈钢之父”。至今各类不锈钢的产品已广泛用于各个领域。

其实,布里尔利并不是不锈钢的惟一发明者。在20世纪初,法国居耶和波鲁兹已经发现铁中掺有铬后的金属可抗腐蚀,但他不知道能用这种合金来做什么,没有加以利用。1912年,美国赫莫斯也产出不锈钢制品,同时,德国舒特劳斯和毛勒发明了铁铬镍不锈钢,这和布里尔利不锈钢中金属的种类是一致的,也是至今使用最广泛的一种不锈钢。但是由于他们都没有作更深入的研究和阐述,更没有申请专利,因而与荣誉和巨大的经济利益失之交臂,令人遗憾。

炼金者的小便

同类推荐
  • 我发誓你没见过这些鸟

    我发誓你没见过这些鸟

    神秘的百慕大、金字塔,神奇的恐龙世界,千奇百怪的动植物,还有遥远的太空及外星人,以及历史上数不清的传奇人物和故事,对孩子来说,都有着莫大的吸引力。根据调查研究表明,中、小学生对历史知识、生物知识、未解之谜等特别感兴趣,而探究这方面的知识,有利于孩子增加阅读量,加强知识的储备,更重要的是孩子能主动寻找问题的答案,对小学生思维的训练和潜能开发起着重要的影响。
  • 珍稀动物1

    珍稀动物1

    你喜欢动物吗?你想了解一些有关珍稀动物的知识吗?这是本美丽而有趣的书籍,它将把你带入五彩缤纷的动物世界,书中介绍的动物都是地球上存量很少的珍惜动物。通过阅读本书,你将知道这样一个道理:人类和动物都应该在同一个蓝天下共同生活,和谐相处,这样的一个生物大家庭才能使我们人类的前景充满生机和希望,才能使我们的天更蓝,树更绿,水更清,世界更美好。
  • 世界儿童故事经典——战争故事

    世界儿童故事经典——战争故事

    古今中外丰富多彩的故事是世界各国社会和生活的结晶,是高度艺术化的精神产品,具有永久的闪光魅力,非常集中、非常形象,是中小学生了解世界和社会的窗口,是走向世界、观摩社会的最佳捷径。这些著名故事,伴随着世界各国一代又一代的青少年茁壮成长,具有广泛而深远的影响。我们青少年只要带着有趣的欣赏的心态阅读这些美丽的故事,便非常有利于培养积极的和健康向上的心理、性格、思维和修养,便有利于了解世界各国的社会和生活,并能不断提高语言表达和社会交往的才能。
  • 教育青少年珍惜理解的感恩故事

    教育青少年珍惜理解的感恩故事

    有些爱不计任何的得与失,不需要任何的回报;有些爱没有华丽的辞藻,没有惊涛骇浪,在平实中感动你我;有些爱如细流般隽永而无声……拥有一颗感恩的心才能体会到我们身边无处不在的爱,本书选取了关于感恩的故事,它们或许会让你泪流满面,或许让你感受到丝丝温暖,或许让你开始有了珍惜这份爱的感悟,但不管它会带给你怎样的感动,这些都是难得一见的好故事。
  • 尖叫宠物店1:离奇宠物店的无解密室

    尖叫宠物店1:离奇宠物店的无解密室

    某一天,学校周围突然出现了一排排奇怪的宠物店广告牌,这些看似普通的广告牌里却隐藏着一个只有孩子们才能发现的大秘密。无数的小学生涌入这家诡异的宠物店,以自己的灵魂来和古怪的店长立下契约从而换取那些看似呆萌无比的宠物。所有签下契约的孩子都被店长带往了一间神奇的密室,诡异的事情也随之发生了……小伙伴们在好奇心旺盛的邓杰克的怂恿下踏上了宠物店冒险之旅,殊不知这个决定却将大伙推向了恶魔的深渊……
热门推荐
  • 鹿晗:一生有你便足矣

    鹿晗:一生有你便足矣

    她,慕雨寒。一个容貌并不好看的女孩儿,可却很努力,成为了鹿晗的律师。他,鹿晗。因为慕雨寒而逐渐放弃演艺事业,从事商业,并迅速崛起!!两人之间会擦出怎样的火花呢?
  • 重生之后我成了大佬的白月光

    重生之后我成了大佬的白月光

    被一个沙雕系统绑定。好像成了大佬的掌中宝
  • 超越对手——向竞争对手学习

    超越对手——向竞争对手学习

    本书介绍了超越对手,向竞争对手学习的7个要素:学习乃晋升的基石、聪明的员工拜一切人为师、向竞争对手学习需要良好的心态、向竞争对手学习的方法和策略等。
  • 任君独孤天下

    任君独孤天下

    书籍情节虽然脱胎于南北朝,却又不完全等同于历史。作者塑造的主人公成了这段历史的参与者和缔造者,能将历史如此完美的融合到剧情之中,成为推动主线发展的情节,环环相扣、伏笔连连,作者的构思堪称独具匠心。简约干练的对话方式,入目三本的人物刻画,美轮美奂的场景描写都是一魔温婉文笔逐渐成熟的标志。除了精彩的剧情,精致的文笔也将是一大看点。
  • 银匙花殇

    银匙花殇

    我叫雪曦,来自21世纪,十九岁那年,路遇一个黑衣人,一个不小心,穿越了。摇身变上神,多了个夫君,想是薄情自古多离别,夫君见我第一句话就是纳妾。小妾是个凡人,也叫雪曦,姓柳,大概她就是夫君心心念念的“曦儿”吧。奈何人间神界时差大,可怜凡人伤不起,她才在夫君身边待了十多天就老了......朱颜短,禁不住岁月荏苒,恰巧,我的封号就是荏苒。误入藏书阁,背负起前世留下的罪孽,找回魂魄,泪为谁流,发为谁白。前世,夫君救别人弃我,今生,他选谁?我,还是妾?既然不爱,何苦给予希望和温情?恍然,我回到了21世纪,一切尚好,唯那段记忆难以忘怀,但那向我求婚的人是怎么一回事?[注:封面图片来自互联网]
  • 我也想当个人哪怕是剑人

    我也想当个人哪怕是剑人

    这是一个悲催的小伙子穿越成了一把魔剑然后逐步成为修真界最大混子的囧事……
  • 筑界师

    筑界师

    言灵界,有这么一部分特殊的人,他们拥有言灵,可以做到言出法随,是为灵师而灵师中最特殊的一部分可以成为筑界师,是社会改变的主要因素。新世界逐渐增多,弊处也逐渐显露旧元历3115年灵灾频繁爆发,言灵大陆人口锐减。世界线脆弱无比。旧元历3220年,七位筑界师站了出来。重新构筑世界线,言灵大陆再次恢复平静。那一天被叫做新界日,自那一天起就是新元历元年。新元历125年一个少年从言灵界出发,去寻找答案
  • 叶宗主的败家爷们

    叶宗主的败家爷们

    一个老套的故事开头,张舒书穿越了。然后系统给他发了一个仙女老婆(修真层面)等等、这哪里不对啊,说好的努力、奋斗、莫欺少年穷呢!直接发个仙女可还行?系统:吃软饭给修仙大礼包呵呵,你这是看不起我张舒书,软饭王我当定了!……千年以后,“修真界大发明家”“蓝海星现代化改革推动者”“修真者文明之光”“灵虚能源大亨”“无尽虚空开拓者”张舒书这样回应记者:“我真不是修真奇才!”“我也不是什么社会变革者!”“我明明只想吃一点软饭,蹭蹭便宜。”“我最初只是想当叶小花的败家老爷们,仅此而已。”……
  • 浮生刹海

    浮生刹海

    《庄子·外篇·刻意第十五》其生若浮,其死若休。人生来这世上,都是要经历劫难的,有时她羡慕没能来到这世上历经磨难的早亡英灵,他们永远不知人心和世道的艰难;有时她恨苍天无眼,恼世人龌龊;还有些时候,她浑浑噩噩之中,却见了人生千样,那是在极乐世界里也少有的珍贵的谈资。
  • 高温危机

    高温危机

    《新幻想故事选:高温危机》讲述幻想小学五年级(1)班的丁奇是个顽皮聪明的小男孩,这天他和爷爷万能博士用望远镜看传说中的九星连珠。突然看见一颗闪亮的流星落在他们家的院子里。接连几个晚上丁奇总是听到有人在哭泣,后来他果然在院子的小屋里找到了一个美丽的女孩,这个女孩抱着一个漂亮的盒子,她的名字叫潘多拉,来自远古的希腊。因为她放出了魔盒里的灾难,受到惩罚,她是在逃跑的时候被一股强大的力量吸引到这里来的。丁奇和神秘的潘多拉成了好朋友,并带她去学校,潘多拉有很多神力,让丁奇在学校里出尽风头。潘多拉的盒子能变出各种各样的东西,丁奇用这些东西对付捉弄同学,在学校里上演一幕幕闹剧。