正文

发明雷管

伟大的科学家和企业家:诺贝尔 作者:晓树 主编


发明新炸药

生命,那是自然赐给人类去雕琢的宝石。

——诺贝尔

发明雷管

父亲回到瑞典之后,诺贝尔三兄弟仍然留在圣彼得堡。

他们三兄弟仍在原先的工厂里工作。所不同的,是他们由老板成为受雇的员工。工厂的新老板由于不懂得工厂的企划经营,所以任命老二路德维格为工厂营业负责人。

罗伯特负责各种机械的设计工作,阿尔弗雷德则一面做机械操作工作,一面不断地思考着硝化甘油的各种实验。

从这时候起,阿尔弗雷德的发明能力开始充分发挥,他利用他那异于常人的特殊才能改良了晴雨计、水量计等,并取得了专利。

不料,刚进入10月不久,阿尔弗雷德的身体就随着季节的转变而越来越虚弱。他虽然茶饭不思,但每天仍然照常上班,身体一直处于劳累疲惫的状况下。

他总是勉强自己去工作,不愿休息;每当吃饭时,总不见他的人影。若到房间去找,往往看到他的手握着试管疲倦地趴在桌上的情景。

“阿尔弗雷德,你自己要多保重呀!”看到弟弟这般模样,哥哥罗伯特心痛地说道。

但是,一切都晚了!阿尔弗雷德从此一直卧病在床,无法去工作了。

有一天,罗伯特比平常回来得晚,当他穿过院子的树丛时,发现院中那栋独立的屋子里没有灯光。

“奇怪!”一个不祥的预感出现在他脑海中。

他把门打开,里面是一片黑暗。

“阿尔弗雷德!”罗伯特摸着黑叫着,但无人回答。

就在即将燃尽的壁炉前,他隐约看见有一个人躺在地上,那正是阿尔弗雷德。

“振作点!”罗伯特跑过去,用手去摸弟弟的额头,这才发现阿尔弗雷德正在发高烧。接连几天,阿尔弗雷德的高烧始终没有退。

经医生诊断后证实,是由于疲劳过度引起急性胸膜炎,外加旧疾复发而迸发了心脏病。

阿尔弗雷德虽然恢复了意识,但病情却更加恶化。

罗伯特全心全意地照顾着阿尔弗雷德。最令罗伯特懊恼的是,如今竟无法和以前一样马上送他入院治疗或立刻请医护人员帮忙照顾。

在这个不太方便的小屋中,阿尔弗雷德不得不忍受着疾病带来的一切痛苦。

“春天快点到来就好了!”阿尔弗雷德躺在床上望着窗外的天空想着。

但北国的冬天似乎特别漫长难捱,外界的一切景物,诸如屋顶、树木都被白雪所覆盖,大地呈现一片凄凉的惨白。

偶尔能听到外面小孩们快乐的歌声,想必是圣诞节快要来临了吧!但在阿尔弗雷德的房中,却一点也嗅不到圣诞或新年的气息。

北国的冬天与阿尔弗雷德盼望春天的心情恰恰相反,冬天的脚步,似乎愈来愈深,外面结冻的大地上,偶尔传来一阵阵雪橇滑动的声音。

时间好像在拖拉不前地漫步着,但那迟缓的脚步终于走完了1月,迈向2月。

“哥哥,我好多了。”

“嗯,发烧已经退了,脸色也好看多了。”

“我已经不要紧了,哥哥,你去上班吧。”

“嗯,好的!”

事实上,罗伯特也不能一直陪伴、照顾这个生病的弟弟,所以他又恢复了从前的生活,每天到工厂去工作。

侧身靠在枕头上,阿尔弗雷德听见哥哥的脚步声渐渐远去。他每天都以这种方式送走要到工厂去的大哥。

每当睡醒一觉,他就感觉到胸部的疼痛缓和了许多。阿尔弗雷德的病已进入复原期。

“春天快到了,这真是一个又长又冷、阴寒的冬季。”罗伯特一面打开窗户,一面说着。

溶化的水滴从屋檐上一滴滴地掉落下来,春的使者似乎正忙着传达信息,被坚硬冰雪封锁的大地,也渐渐在复苏。

“啊,真舒服。”阿尔弗雷德躺在床上伸伸懒腰。

半年多卧床不起的日子,也因春天的来临而告一段落。

有一天,好像知道了阿尔弗雷德的病情痊愈,父亲伊曼纽尔从瑞典寄来了一封信:“我最近开始为希宁博士所说的硝化甘油做研究,阿尔弗雷德你的进展如何?这事情比想象的还要难,但我一定会设法找出硝化甘油正确的使用方法。”

阿尔弗雷德心中想:“是呀,我得再做做看,绝不可以输给爸爸。”

他决定立即动手开始研究。阿尔弗雷德于是再度开始寻找、搜集有关硝化甘油的性质和制造的一切资料。

发明硝化甘油的沙布利洛出生于1821年,他是在意大利的色林大学药品室中从事这项研究的。

他二十八岁在法国留学时,受到贝鲁斯教授的指导,他进行着以硝酸来混合其他物品,而观察其所能产生作用的研究工作。

大部分的物质受到硝酸作用时,都具有爆炸的特性。当沙布利洛把甘油、硝酸、硫酸互相混合时,他发现这是一种能产生强烈爆炸力的液体,因之他将此液体命名为硝化甘油。

阿尔弗雷德细心地研读着沙布利洛所发表的研究报告,用来作为自己实验的根据。

“把没有混合水的甘油以浓硫酸2、浓硝酸1按比例混合,再将此液体一滴一滴慢慢地滴下……”

阿尔弗雷德在烧杯里放入硝酸、硫酸和甘油的混合体。

“温度上升就会发生危险,要先冷却到零度后再加以混合。”

然后把混合好的液体倒入水中,这时烧杯底部会有像油一般厚重的液体沉着,这就是硝化甘油。

阿尔弗雷德现在已能自制硝化甘油了。由于这是极易爆炸的东西,所以必须要特别小心。

阿尔弗雷德又很细心地读着沙布利洛的报告资料——把一滴硝化甘油滴在白金板上加热,会发生火焰而燃烧,甚至有时会引起爆炸。有一次虽然仅仅是一滴的爆炸,但却使玻璃碎片打伤了我的手和脸,使我造成重伤。现在阿尔弗雷德看完这段资料,心中为之一震。

“置一滴硝化甘油于弧形玻璃盘上,再插入烧红的白金线也会产生爆炸。”

阿尔弗雷德似乎已经能了解硝化甘油爆炸的原因了。

“硝化甘油用铁锤敲打时也会爆炸,这和以前希宁博士所做的一样。”

阿尔弗雷德心想:“硝化甘油既然有这么强烈的爆炸力,那么不仅可以用在水雷上,也可用于挖隧道、开马路。对了,在岩石上钻孔,再把硝化甘油灌入洞中引爆,必能使岩石破碎。”

问题是如何引爆?当然不能直接点火,那太危险!用锤子来砸?那就更不用说了。

“嗯,这没问题,只要做一条含有黑色火药的线蕊作为导火线,使它由远处慢慢燃烧,人再躲到安全的地方就可以了。”

阿尔弗雷德开始动手实验,他将做好的一根很长的黑色火药线一端插入装有硝化甘油的小容器中,再从远处的另一端点火。

奇怪的是硝化甘油并没有爆炸,虽然着了火,但是只有着火的部分使其余的硝化甘油喷出来,产生零落的火星也很快就熄灭了。

他再用绳子吊起重铁块,使它击落在放有硝化甘油的盘子上,结果仍然无法爆炸。

一连串的疑问使阿尔弗雷德再度拿起过去的实验纪录卡,不断地沉思着。

“把硝化甘油置于盘中,再由底部加热,能产生爆炸。”

“对了,希宁博士曾以铁锤敲击地板上的一滴硝化甘油……我知道了,必须让全部的硝化甘油同时加热或同时受到锤击才会引起爆炸!”

若要使一滴或少量的硝化甘油同时受热或受到锤击,固然容易;但在爆破岩石时,想使岩洞中的硝化甘油一次受锤击或同时受热,又谈何容易?

阿尔弗雷德苦思不得,于是把自己研究的结果写信告诉父亲:“爸爸,您的硝化甘油研究工作已有相当的成效,我也正想奋起直追,但却没有得到良好的爆炸效果。若爸爸有新的发现和进一步的见解,请来信告知。”

父亲很快就回信说:“我已想到使硝化甘油安全爆炸的方法了,你试着把硝化甘油渗透到黑色火药里,如此一定可使爆炸安全而且稳定。”

阿尔弗雷德觉得父亲的想法很有道理。

“两物加以混合后,当黑色火药爆炸产生热量时,就可使渗透在其中的硝化甘油同时受热。”

于是阿尔弗雷德满怀希望地着手实验,但仍然没有效果。

“奇怪,为什么不能引发爆炸呢?”

阿尔弗雷德在百思不解中忽然回忆起小时玩火药的情景:“那时把火药装入铁罐中,紧紧封闭后点火,曾引起强烈的爆炸。看来硝化甘油和黑色火药的原理应当是相同的。”

于是他把硝化甘油装在小玻璃管中放入铁罐里,再在四周的空隙中填满黑色火药,然后用导火线点火。

“轰”的一声巨响,硝化甘油终于爆炸了!

“哈,好极了。这样一来,硝化甘油就可以有效地使用了。”阿尔弗雷德鼓掌叫好,内心高兴极了。

“嘿,我要让哥哥们大吃一惊,我要吓唬吓唬他们。”

他就以同样的方法来装置硝化甘油,并做成点火后可抛出的弹丸状。

“哥哥,今天我有一件很有趣的东西要给你们看,快跟我到河边去。”等哥哥们下班回到家里,阿尔弗雷德对他们说道。

“你到底在玩什么把戏?”

“很新鲜的玩意儿,我想你们一定会喜欢而且会很惊奇的,快来呀。”

罗伯特和路德维格看见阿尔弗雷德如此兴奋,就好奇地跟着他来到河边。到了河边,阿尔弗雷德将导火线用火点燃,哥哥们目不转睛地看着他用力把装有硝化甘油的铁罐向河的远方投去,火药拖着一条很长的烟雾在向河里掉落,随即响起一阵极大的迸裂声,水面上升起一根壮丽的水柱。

“哇!真可怕,这是什么炸弹?”

“这就是硝化甘油呀!”

“真的?你终于控制了硝化甘油不稳定的爆炸性?你的研究成功了!恭喜你!”大哥兴奋地说道。

“嗨,你看,鱼都浮起来了,这炸药还可以用来捕鱼呢!”

“哈哈,真有趣。”二哥也高兴地说道。

现在,阿尔弗雷德似乎已成功地使硝化甘油爆炸了。

但这种形态的硝化甘油炸弹仍不太实用,所以阿尔弗雷德又继续努力研究更方便、更实用的制造方法。

首先,他把塞满黑色火药的小管插入装有硝化甘油的容器中,再以导火线点火,但这样并不能使硝化甘油完全爆炸。

经过多次试验的结果,他终于制成了栓紧密封的黑色火药管,再将这种火药管置放于硝化甘油之中,借着管子的爆炸来引发硝化甘油更强烈地完全爆炸。

这次做的很成功,只要用这种装有黑火药的密封小管,不管装有多少硝化甘油,都能产生完全爆炸的效果。

这种能使火药完全爆发的小管,便是阿尔弗雷德的发明物中著名的“雷管”。

雷管的发明,不仅适用于硝化甘油的爆破,对其他各种爆炸性物体也都能引发完全的爆炸。这也是诺贝尔最重要的发明项目之一。

阿尔弗雷德虽然能以雷管对硝化甘油的爆炸性做有效地控制,但仍没有达到十分理想的实用地步。

“不知道有没有比黑色火药更强烈的引爆物?”

阿尔弗雷德又开始逐一分析各种化合物的特性,他终于发现了属于水银化合物的雷汞。只要以极少量的雷汞装入管中,就足以引发硝化甘油的爆裂。

知识链接雷汞

雷汞又称雷酸汞,化学式Hg(CNO)2。纯的雷汞是白色晶体,但大部分情况下呈棕黄色。它溶于热水、乙醇和氨水,在干燥时受轻微摩擦、撞击或加热就会爆燃;另外应避免让雷汞接触到铝、锰、锌、铜等金属。

雷汞是枪械上第一种拿来做专门引药的物质,在19世纪中使用在雷帽撞击式枪枝上。因为性质不稳定,后来被其他化学物质取代。

粗雷汞的制造是在厚壁圆底玻璃瓶中进行的。将加热至50℃的乙醇倒入反应瓶中,并将长颈瓶中的硝酸汞也小心地倒进去。瓶中的反应进行得很剧烈同时放出热,因此,瓶中物质的温度在反应过程终结时达到85℃,并且有红棕色有毒可燃气体生成;整个反应过程要持续到两小时。

雷汞成重沉淀物而析出,瓶中温度降低即表示反应已告结束。硝酸汞溶液和乙醇相互作用非常复杂,同时发生一系列的副反应。

制得的粗雷汞用过滤法使与母液分开,为此将反应瓶内的容物倒入真空过滤器内或小心地用滤纸过滤出雷酸汞晶体;倒的工序是危险的,因此将瓶倒放在有导管的接受器上,而剩在反应瓶内的粗雷汞以喷射的冷水洗涤。在真空过滤器上的雷汞也需用水洗一次或用蒸馏水洗涤晶体数次,直到用蓝色石蕊试纸测不出酸性为止。为了彻底洗去雷汞中残余的母液,包括对雷汞的安定性和制品的金属零件有害的各种杂质和酸,将雷汞和真空过滤器一起移入洗涤装置上,洗涤40~60分钟,水流是在不大的压力下从下方流过雷汞层。

将洗过的雷汞收集于玻璃罐中,注满水保存。使用雷汞制造药剂和装填信管时,须首先用真空过滤器从雷汞中滤出水分,然后在温度为50℃,真空度为50公厘,以热水加热的真空干燥器中进行干燥。

如今硝化甘油已经大量应用在开矿和公路工程上,这是因为诺贝尔雷管的出现使硝化甘油能发挥强大的爆炸力。然而雷管的贡献不止于此,它使棉火药、三硝基苯醇(C6H2(NO23·OH又称苦味酸)及各种具有爆炸性的化合物都能成为强力的火药。

诺贝尔发明的雷管,在火药历史上可说是从黑色火药出现以来的一项举世注目的伟大成就。

工厂大爆炸

由于阿尔弗雷德发明了雷管,使硝化甘油能安全地使用于矿山、隧道的爆破工程,因此他满怀高兴地带着这项发明回到了故乡斯德哥尔摩的父亲身旁。

“爸爸,我们将可以有大的作为了。”

“是呀,我还以为你的研究工作没有太大的进展,我自己也一直停滞在黑色火药与硝化甘油混合的试验中。”

“让我们携手合作,共同组织一个诺贝尔硝化甘油公司如何?”

“构想是很好,但哪儿来的资金啊?”

“这我来想法子。”

阿尔弗雷德离开斯德哥尔摩前往法国,他四处拜访巴黎银行,向他们说明硝化甘油的利用是一种具有伟大远景的事业。但是,没有一家银行愿意贷款给他。

不过,上天不负苦心人,幸运之神终于向他伸出援手了。法国国王拿破仑三世听到有关诺贝尔发明了强力火药的消息,非常感兴趣。他认为硝化甘油在军事上将有广泛的用途,银行应该贷款给他,以帮助他发展这项事业。

阿尔弗雷德因此而获得了十万法郎的贷款,愉快地回到斯德哥尔摩与父亲开始筹建工厂。

工厂位于父亲住处与实验室附近的斯德哥尔摩郊外,是一个不起眼的小型工厂,也就是后来诺贝尔火药工业公司的前身。

1863年,诺贝尔年满三十岁,诺贝尔火药工厂正式开始制造硝化甘油。

工厂里五六个员工在伊曼纽尔与阿尔弗雷德的指挥下,十分忙碌地从事于硝化甘油的制造。

由于当时肥皂工业特别发达,制造硝化甘油过程中所需的原料甘油又是肥皂工业的副产品,因而价格低廉,并可以大量收购。

“在制造硝化甘油的过程中,要特别小心留意才行。”父亲叮嘱着阿尔弗雷德。

“只要把硝酸冷却,就不会发生危险。”阿尔弗雷德说道。

“但甘油绝对要一点一滴慢慢倒入混合。”

在谨慎的作业下,硝化甘油的成品就这样产生了。

现在在矿业与土木业界,大家都已经知道硝化甘油的爆炸足以使岩石粉碎,而且威力远比过去黑色火药大好几倍。

用凿子和铁锤先将岩石钻洞,再把硝化甘油放进去,以诺贝尔的雷管使之爆炸,岩石就会很快地破裂粉碎,这种方法远较以前的办法快速而有效。因此,订购硝化甘油的人越来越多,诺贝尔工厂也随着一再地扩大。

“爸爸,我们的生意已经相当兴旺了。”阿尔弗雷德兴奋地对父亲说。

“这都要归功于你的发明。”

“我相信,硝化甘油的时代即将来临。”阿尔弗雷德说。

由于硝化甘油即使用导火线点火也不会爆炸,所以伊曼纽尔和阿尔弗雷德竟和常人一样,误以为它比黑色火药还要安全。

然而他们却忽略了沙布利洛的教训,由于过分地大意,终于发生了一件惨事。

那是1864年的夏天,在大学里读书的弟弟艾米尔·诺贝尔因放暑假而回到斯德哥尔摩的家里。

他很尊敬他的哥哥阿尔弗雷德,而阿尔弗雷德也因为艾米尔是最小的弟弟也特别疼爱他,他甚至超出兄弟的情谊,如同父亲一样地呵护照顾他。

艾米尔和哥哥一样,对硝化甘油也非常感兴趣。他利用暑假期间到工厂里来帮忙,也借这个机会锻炼一下自己。

“哥哥,我要想办法使硝化甘油的制造过程更简化、更方便一些,目前这种方法太麻烦,而且费用又高。”

“那当然很好,但你要格外小心才是!”

“您放心好了,我会注意不使温度升高的。”

艾米尔于是每天在工厂实验室里认真地从事硝化甘油制造过程的简化研究。

“艾米尔,你也真是有心人,将来一定能和你哥哥一样是个成功的发明家。”父亲对艾米尔的努力表示嘉许。

不料,9月3日,诺贝尔工厂突然发生爆炸,整座工厂很快地被火舌包围、吞没,成为一片火海。

阿尔弗雷德和父亲伊曼纽尔立刻赶到现场,但火势太大,已无法挽救,只能是颤抖着身体,眼睁睁地看着工厂化为一片灰烬。

火势扑灭后,从残留的灰烬中找出了五具遗骸,其中的一具便是阿尔弗雷德最疼爱的小弟艾米尔。

父亲和阿尔弗雷德所遭受的打击远胜于硝化甘油爆炸时所产生的冲击,母亲更是悲痛欲绝,终日以泪洗面。

经过这次重大的刺激后,经常呆若木鸡、望着远处出神的父亲被叫到警察局去接受询问。“你们对于这么危险的物品,为什么未经许可就擅自制造?”警察问道。

“我做梦也没想到,硝化甘油这么不容易引爆的东西竟然会自然爆炸,确实连做梦也没想到!”伊曼纽尔难以置信地回答。

“既是如此,为什么会爆炸呢?”

“硝化甘油只有在室温超过华氏180°时才可能自然爆炸,难道艾米尔在实验室中忘了看温度计?”伊曼纽尔努力地回想着原因。

“会不会是因为太靠近火源呢?”警察提醒说。

“不可能,硝化甘油直接点火都不会爆炸呀!”伊曼纽尔肯定地回答。

“硝化甘油的制造过程是怎么样的?”警察接着问道。

“就是把硝酸和甘油在很低的温度下混合产生作用,那是绝对不会发生意外的。”

“那你为何没有事先申请备案?”

“我们还在实验阶段,制造量很少。”

伊曼纽尔并未因此次爆炸事件而受处罚,但从警察局回来的伊曼纽尔却因脑溢血而病倒了。

事实上,硝化甘油具有非常危险的性质,这次事故很可能不是因为艾米尔使温度升高所引发的。

诺贝尔很快从悲伤中重新振奋起来,他立下一个宏愿:“我一定要找出硝化甘油最安全地使用、存放和大量制造的方法。”

他试图采取以浓硫酸混合冷的浓硝酸再掺合甘油的方法进行实验。无奈警察机关在此事发生后严禁诺贝尔火药工厂复业,也不准许他们在斯德哥尔摩五公里境内再发展这种危险事业。

诺贝尔的决心并未因此而动摇,他决定到乡下去寻找用地,但没有人愿意租让土地给他建立危险的火药工厂。为了自身及附近人家的安全,人们都拒他于千里之外。诺贝尔不得不死了这条心。

他最后只好到一个大湖上,买了一艘大船作为工厂,这便成了临时的“水上工厂”。

把船锚抛下来固定好船只的位置,这条停泊的大船就成了诺贝尔的工作场所。但其他的船只顾虑到自己的安全,也都为了上次的爆炸事件而心惊胆寒,他们不停地指责、反对诺贝尔的行为。为了避开这些令人难堪的困扰,诺贝尔只得一再改变泊船的位置。像这种移动式的工厂,在当时可以说是独一无二的了!

诺贝尔每天都充满干劲而愉快地从事着硝化甘油的研究与制造。

由于上次的爆炸事件,诺贝尔无法得到人们的谅解,大家都认为硝化甘油是足以致命的危险品,根本没有人愿意购买。

“真糟!没有人敢使用,我的努力岂不等于白费了?我一定要想个办法!”诺贝尔暗自想道。

“对了,何不做点宣传工作?”

于是,他就发出帖子,邀请学者、技术人员、土木业者及军人等,前来参观示范表演,请帖的内容是:

用硝化甘油作为炸药,不仅威力强大而且安全性很高。关于这一点,似乎很多人对此都有误解,为了证明它的安全性与实用性,我将做一次表演性的示范,届时欢迎光临指教。

阿尔弗雷德·诺贝尔敬上

等人到齐了,诺贝尔就在这些受邀者(他们大都出于被动,虽然前来观摩,心中却极不乐意)的面前细心地做着示范表演。

他首先从瓶中取出硝化甘油置入盘中,再用木棒引火点燃,但硝化甘油只是燃烧而不爆炸,诺贝尔立刻把火熄灭,然后说道:“硝化甘油只会像这样燃烧,并不会爆炸。”

他接着又用烧红的铁棒插入硝化甘油中,这次依然没有爆炸。

“像这样用灼热的铁棒插入,仍不足以使硝化甘油发生爆炸,由此可以证明它的安全性。但有一点最重要的就是,若以雷管来引发,它就成了威力最强大的爆炸物了。”

于是诺贝尔以雷管来引发硝化甘油,为大家做示范表演。受邀者亲眼目睹这些试验,才又慢慢地了解和接受了硝化甘油,因此工厂的订单又源源不断而来。

其实这是一次冒险的试验,只要稍有差错,诺贝尔就会性命难保。

在用木棒点火的实验中,若不是诺贝尔以极灵敏的手法,在未发生爆炸前即把火熄灭,那么火势的蔓延将会造成可怕的爆炸。

至于用红透的铁棒插入而没有引起硝化甘油的爆炸,那是诺贝尔命不该绝。如果不幸爆炸,单单铁棒飞起来就足以置他于死地了。


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