蜡烛和肥皂泡的故事/世界科普巨匠经典译丛

作者简介

迈克尔·法拉第（1791～1867），英国物理学家、化学家，电磁场理论的奠基人，自学成才的最的科学家。一生从事电学、磁学、磁光学、电化学方面的研究，在多个领域取得重大突破。1812年，还是书店学徒的法拉第，第一次有幸走进英国皇家科学院演讲大厅聆听当时著名化学家戴维做报告，从此改变了自己的命运，迈入科学的殿堂。1860年，为回馈广大热爱科学的少年儿童，他以69岁的高龄在英国皇家科学院，围绕蜡烛这一司空见惯的物品作了6次报告，这些报告就是本书的由来。1867年8月25日，法拉第在英国病逝。

内容简介

感谢大家来到这里参加本次讲座。在此，我们共 同探讨的问题是：蜡烛中存 在的化学变化。其实，这个课题我以前就讲过了，但 我今天仍然要讲，并且希望 每年都有这样一次机会。因为这是一个相当精彩的题 材，它展现了科学在各个领 域中的多姿多彩与神奇，里面还涉及了天地间所有的 法则和定律。假如你想在自 然科学方面有所造诣的话，蜡烛理化现象的研究将会 是你最好的敲门砖。这也是 我没有选择其他新课题的主要理由，我相信大家不会 扫兴的，那些新的课题虽然 也很好，但远没有这个问题更具代表性。 在即将涉入正题的时候，我还要强调一点：由于 这个课题的覆盖面很宽，并 且，我们都会以严谨的科学态度来面对这个问题，虽 然这对台下共事多年的朋友 们来讲，有些不太合适。因此，我希望大家能像孩子 们聚会时一样，积极地说出 自己的观点。在先前的讲座中我做到了，而今我仍然 想得到大家的支持。因为只 有这样，我站在这个讲台上才能轻松自如地讲解。 咱们言归正传吧。我先给大家讲一下构成蜡烛的 材质。有的蜡烛是相当另 类的，正如我手边这几根短木和树丫，它们都具有良 好的可燃性。另外，大家请 看，这里还有一个人们称之为“烛木”的东西，它的 木质异常坚硬，开采自爱尔 兰的泥炭洞穴。由于这种“烛木”点燃后的亮度与蜡 光相差无几，因此，把它分 割之后，就成了当地人用来照明的工具。我觉得，这 类木头足以体现蜡烛的一般 特性，也是我们这次讲解最具有代表性的实体教材。 此时，我们具备了可燃物和 导致这种可燃物发生化学变化的物质，再把空气持续 不断地输入到发生化学变化 的地点，这块小木头就能燃烧起来，就如同一支天然 的蜡烛。 为了迎合题目，我们还是以市面上出售的那些加 工型蜡烛为例进行讲解。 大家看一下，这里就有两支加工型蜡烛，我们平时用 的都是这种蜡烛。要想制作 这种蜡烛，首先要把做烛芯用的粗棉线按一定的长度 剪好，再把它的一端系成活 套，最后用木棒吊着浸在盛满牛脂的容器里，并不断 地提起晾凉，再浸泡。正如 图1.1所画的那样，不间断地重复这种操作，直到烛 芯上包裹了足够的油脂，蜡 烛也就成型了。现在，我想以手里拿的这几支蜡烛为 例，来对它们的特点进行介 绍，也可使大家的脑海中形成一个初步的 概念。这里有几支精致小巧的蜡烛，就是 从前煤矿工人在井下作业时的照明工具， 直到今天，它仍在一些矿井中发挥着作用。 当时，那些采煤的矿工，在下井前都要自 己备好蜡烛，同时，他们觉得，蜡烛越小， 瓦斯发生爆炸的几率就越低。正是出于这 个原因的考虑，再加上要节约成本，于是 这种精美绝伦的小蜡烛就出现了，如果把 二三十支甚至五六十支放在一起进行称重，总共也超 不过450g。随着时代的发展， 出现了油灯，于是这种微型的蜡烛就退居二线了，再 后来，各种高性能的灯具又 占据了主要位置。我手里还有一支来自英皇乔治号邮 船。上的蜡烛，它与这条沉 船一起被海水浸泡了很多年，可见，蜡烛的持久性是 非常好的。虽然这支蜡烛浑 身布满了裂纹，但将它点燃后，仍旧能够正常燃烧， 我们从遇热熔化的蜡油里看 到了它真实的本相。 我有几支朋友赠送的蜡烛和制作这种蜡烛的原材 料，借此机会我也向大家介 绍一下。我觉得，最初的蜡烛原料就是动物的脂肪— —牛脂。随着时代的发展， 这种动物脂肪又被人们加工成了硬脂。你们看到了吗 ？我手边就放着这样一块硬 脂。大家都很清楚，和牛油蜡烛相比(如图1．2所示) ，硬脂蜡烛早已摒弃了那 种油乎乎的感觉，取而代之的是异常的洁净，就算溢 出的蜡液被一层层刮下、碾 碎，也不会粘附在其他东西上。要想做成硬脂的话， 必须经过这样几个环节：首先， 将生石灰混入牛油或其他动物脂肪中加热至沸腾，直 到呈糊状后，再加入去除石 灰用的硫酸，最后就得到了由脂 肪演变而成的硬脂酸，其中还掺 杂着一部分叫做甘油的物质，是 牛油在本次化学反应中产生的， 它与麦芽糖有很多相似之处。由 于它掺在硬脂酸中，因此我们不 得不通过挤压的方法将它与混合 物分离，大家看到的这些饼子都 是挤压之后才形成的，可见随着 压力的不断增大，在油质流出的 同时，那些杂质也被挤压出来了， 此时，只要把剩余的物质加以融 化，再进行浇灌之后，就形成了 我拿的这种蜡烛。我手上这支蜡 烛就是硬脂材质的，制作方法跟上面介绍的一样，这 种硬脂就是从牛油里提炼出 来的。你们瞧，这是一支鲸脑油烛，原材料就是抹香 鲸的脑油。还有一些蜡烛是 用黄蜂蜡和纯蜂蜡做成的。另外一种叫做石蜡的物质 更是十分有趣，大部分用石 蜡做成的蜡烛，其原材料都是来自爱尔兰的泥炭地里 。大家看这个东西，它是远 在日本的朋友给我捎过来的，这是一种特殊的蜡，也 是最新的蜡烛原料。 那么，这些蜡烛究竟是如何制作的呢？前面我已 经介绍了将烛芯浸入油脂的 方法，接下来我们探讨一下模具法。假设，做成这些 蜡烛的材料都是可浇灌的，“当 然可以浇灌了！”在坐的各位会说，“既然蜡烛可以 熔化，当然也能浇灌。”然而， 事实并非如此。令人感到不可思议的是，随着生产的 发展，在为了追求目标而不 断思索时，事物通常会发生难以预料的变化，总是想 着用浇灌的方法来制作蜡烛 是非常不可取的。就拿用蜡浇灌来说吧，根本就无法 取得成功，所以我们必须采 用一种更为新型的制作工艺。 P4-6