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1669年深夜,德國(guó)漢堡一座教堂地下室里,一個(gè)男人盯著眼前冒出幽幽藍(lán)光的白色物質(zhì),激動(dòng)得渾身發(fā)抖。他剛剛蒸干了50桶尿液,本想提煉黃金,沒(méi)想到意外發(fā)現(xiàn)了一種改變世界的神秘元素。這個(gè)男人叫亨尼格·布蘭德,他的這次"惡心實(shí)驗(yàn)",成了化學(xué)史上最傳奇的意外。
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布蘭德盯著曲頸瓶底部那團(tuán)白色固體,手都在顫抖。兩個(gè)星期了,整整兩個(gè)星期,他每天守在爐火旁,忍受著尿液蒸發(fā)時(shí)那股熏得人想吐的惡臭。50桶尿液,約5000升,全是他花光積蓄從軍營(yíng)買(mǎi)來(lái)的。現(xiàn)在這些尿液已經(jīng)變成黑乎乎的殘?jiān)直凰蜕匙印⒛咎炕煸谝黄穑磸?fù)加熱蒸餾。
熄滅爐火,地下室陷入一片黑暗。就在這時(shí),奇跡出現(xiàn)了——那團(tuán)白色物質(zhì)竟然自己發(fā)出光來(lái)!幽幽的藍(lán)綠色光芒,像鬼火一樣在黑暗中跳動(dòng),把整個(gè)地下室照得詭異而神秘。布蘭德伸手摸了摸,冰涼的,完全不燙手。這是什么東西?他從沒(méi)見(jiàn)過(guò)這種物質(zhì)。
此時(shí)的布蘭德已經(jīng)快40歲了,算不上年輕。這個(gè)當(dāng)過(guò)玻璃工匠學(xué)徒、打過(guò)仗的男人,年輕時(shí)還做過(guò)一段時(shí)間商人,賺了點(diǎn)錢(qián)就開(kāi)始迷上煉金術(shù)。17世紀(jì)的歐洲,煉金術(shù)正火得不行。大大小小的煉金師都在尋找傳說(shuō)中的"哲人石",據(jù)說(shuō)這玩意兒能把普通金屬變成黃金,甚至能讓人長(zhǎng)生不老。
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布蘭德信這個(gè)。他花錢(qián)搭建實(shí)驗(yàn)室,購(gòu)買(mǎi)各種稀奇古怪的材料,整天在地下室里倒騰。很快,第一任妻子留下的家產(chǎn)被他花得差不多了。妻子去世后,他又娶了個(gè)富婆,一個(gè)叫瑪格麗塔的寡婦。這女人倒是支持他,不僅出錢(qián)幫他繼續(xù)實(shí)驗(yàn),還讓自己的兒子在實(shí)驗(yàn)室當(dāng)助手。
錢(qián)有了,實(shí)驗(yàn)繼續(xù)。布蘭德翻遍了能找到的煉金術(shù)書(shū)籍,終于在一本1630年出版的手冊(cè)里找到了靈感。書(shū)上說(shuō),用明礬、硝酸鉀和濃縮人尿混合,能把普通金屬變成金子。人尿?布蘭德越想越覺(jué)得有道理——尿液金黃金黃的,跟黃金顏色多像啊!再說(shuō)了,人體本身就很神奇,吃進(jìn)去的東西和排出來(lái)的完全不一樣,說(shuō)不定尿液里真藏著什么秘密。
說(shuō)干就干。他先用自己的尿做實(shí)驗(yàn),很快發(fā)現(xiàn)這點(diǎn)量根本不夠。于是跑到附近軍營(yíng),花錢(qián)收購(gòu)士兵們的尿液。那些喝啤酒的德國(guó)大兵估計(jì)也納悶,怎么會(huì)有人花錢(qián)買(mǎi)這玩意兒?不管了,反正有錢(qián)賺。就這樣,布蘭德陸續(xù)收集了50多桶尿液,堆滿(mǎn)了整個(gè)地下室。
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鄰居們受不了了。那股味道,隔著幾條街都能聞到。有人說(shuō)這個(gè)瘋子在搞邪術(shù),還有人懷疑他在制造毒藥。布蘭德不管這些,他沉浸在自己的"偉大實(shí)驗(yàn)"里無(wú)法自拔。先把尿液在太陽(yáng)下曬幾個(gè)星期,等發(fā)出腐臭味了,開(kāi)始蒸煮,煮到像糖漿一樣稠。表面浮起一層紅色油狀物,提煉出來(lái)備用。剩下的黑色渣滓放進(jìn)地窖,讓它繼續(xù)腐爛發(fā)酵。幾天后取出來(lái),去掉鹽分沉淀,再和紅油混合加熱。
整個(gè)過(guò)程繁瑣得要命,布蘭德記不清自己失敗了多少次。煉金術(shù)書(shū)上的配方含含糊糊,全靠自己摸索。好幾次差點(diǎn)把實(shí)驗(yàn)室炸了,眉毛都燒沒(méi)了半邊。妻子瑪格麗塔看著心疼,勸他算了,別折騰了。布蘭德?lián)u搖頭,他已經(jīng)投入太多,不可能放棄。
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慢慢地,布蘭德發(fā)現(xiàn)了一些規(guī)律。這玩意兒可以?xún)?chǔ)存在水里,一旦暴露在空氣中就開(kāi)始發(fā)光,有時(shí)候甚至?xí)约簾饋?lái)。他試著用它當(dāng)蠟燭,在地下室里看煉金術(shù)古籍,效果還真不錯(cuò)。又試著調(diào)配發(fā)光墨水,寫(xiě)出來(lái)的字在黑暗中閃閃發(fā)光。可無(wú)論怎么折騰,這東西就是變不成黃金。
布蘭德犯愁了。花了這么多錢(qián),費(fèi)了這么大勁,結(jié)果弄出個(gè)沒(méi)用的東西?他開(kāi)始自稱(chēng)"布蘭德博士",試圖給自己增加點(diǎn)權(quán)威性,實(shí)際上他連個(gè)正經(jīng)學(xué)位都沒(méi)有。更糟糕的是,瑪格麗塔的錢(qián)也快被他花光了。眼看著要斷糧,他決定對(duì)這個(gè)發(fā)現(xiàn)嚴(yán)格保密,也許將來(lái)能賣(mài)個(gè)好價(jià)錢(qián)。
這一保密就是六年。六年里,布蘭德偶爾拿出一小塊發(fā)光物質(zhì)給人看看,吊足了大家的胃口。消息還是傳開(kāi)了,越傳越神,說(shuō)有個(gè)瘋子發(fā)現(xiàn)了比黃金還珍貴的寶貝。
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1675年,化學(xué)家約翰·孔克爾找上門(mén)來(lái)。這個(gè)精明的德國(guó)人聽(tīng)說(shuō)了布蘭德的發(fā)光物質(zhì),馬上意識(shí)到這里面有商機(jī)。他軟磨硬泡,表示愿意買(mǎi)下布蘭德手里所有的這種物質(zhì),有多少要多少。布蘭德動(dòng)心了,可他還不想公開(kāi)制作方法。孔克爾沒(méi)辦法,只能先買(mǎi)走一些樣品,回去自己琢磨。
孔克爾不愧是個(gè)有本事的化學(xué)家。他通過(guò)各種渠道打聽(tīng),終于確認(rèn)這東西是從尿液里提煉出來(lái)的。接下來(lái)就是反復(fù)試驗(yàn),改良工藝。1678年,孔克爾成功了。他的方法是把新鮮尿液蒸餾,蒸到快干的時(shí)候取出黑色殘?jiān)旁诘馗G里腐爛幾天,再拿出來(lái)和細(xì)砂按1:2的比例混合,裝進(jìn)曲頸瓶加熱蒸餾。先用小火,后用大火,等尿液里的揮發(fā)物質(zhì)完全蒸發(fā),白磷就在收容器里凝結(jié)成白色蠟狀固體。
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孔克爾沒(méi)有公開(kāi)這個(gè)秘密,他也想賺錢(qián)。可布蘭德的麻煩來(lái)了——又一個(gè)精明商人出現(xiàn)了,叫丹尼爾·卡夫。這家伙更狠,直接跟布蘭德討價(jià)還價(jià),愿意出高價(jià)購(gòu)買(mǎi)配方。布蘭德這時(shí)候已經(jīng)窮得叮當(dāng)響,妻子的錢(qián)全花光了,實(shí)驗(yàn)也沒(méi)法繼續(xù)。他猶豫再三,最終還是把秘密賣(mài)給了卡夫,價(jià)錢(qián)低得可憐。
卡夫拿到配方后,立刻開(kāi)始制作磷,然后帶著樣品滿(mǎn)歐洲跑。他專(zhuān)門(mén)去各國(guó)宮廷表演:在黑暗的房間里,拿出一小塊白磷,那幽幽的藍(lán)綠色光芒把貴族們看得目瞪口呆。有人說(shuō)這是魔法,有人說(shuō)這是神跡。卡夫笑而不語(yǔ),只管收錢(qián)。就這樣,他賺得盆滿(mǎn)缽滿(mǎn),在歐洲各地出盡風(fēng)頭。
布蘭德氣得要死。他才是發(fā)現(xiàn)者,憑什么別人賺錢(qián)自己受窮?可他已經(jīng)把秘密賣(mài)了,能怪誰(shuí)呢?更讓他郁悶的是,連大哲學(xué)家萊布尼茲都來(lái)找他。萊布尼茲也相信煉金術(shù),聽(tīng)說(shuō)布蘭德發(fā)現(xiàn)了神奇物質(zhì),認(rèn)為這也許真的是"哲人石",說(shuō)不定大量生產(chǎn)就能找到點(diǎn)石成金的辦法。布蘭德又把秘密賣(mài)給了萊布尼茲,又是一筆微薄的收入。
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真正讓磷走進(jìn)科學(xué)殿堂的,是英國(guó)化學(xué)家羅伯特·波義耳。1679年,也就是布蘭德發(fā)現(xiàn)磷大約10年后,波義耳從德國(guó)弄到了相關(guān)信息。作為近代化學(xué)的重要奠基人,波義耳的態(tài)度和那些投機(jī)商人完全不同。他成功復(fù)制了實(shí)驗(yàn),詳細(xì)研究了磷的各種性質(zhì),然后把制備方法和研究成果全部公開(kāi)發(fā)表。
波義耳還專(zhuān)門(mén)寫(xiě)了一本書(shū),叫《關(guān)于寒冷的夜光的新實(shí)驗(yàn)和觀察》。書(shū)里詳細(xì)記錄了磷的特性:取半粒干燥的磷和6倍重的硫磺粉,放在折疊的紙片中,用刀柄摩擦,磷就會(huì)燃燒。他的學(xué)生漢克維茨更厲害,用類(lèi)似方法制造了大量的磷,當(dāng)作商品賣(mài)到歐洲各國(guó)。一時(shí)間,歐洲化學(xué)界都在研究這種神奇物質(zhì)。
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直到1796年,法國(guó)著名化學(xué)家拉瓦錫才真正認(rèn)識(shí)到,布蘭德提取出來(lái)的發(fā)光物質(zhì)是一種化學(xué)元素。拉瓦錫沿用了"Phosphorus"這個(gè)名字,正式把磷列入元素家族。這時(shí)候距離布蘭德發(fā)現(xiàn)磷已經(jīng)過(guò)去127年了,布蘭德本人早就死了,連具體的死亡時(shí)間都沒(méi)人知道。
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布蘭德發(fā)現(xiàn)的這種白色固體,其實(shí)就是白磷。這玩意兒的脾氣可不好,燃點(diǎn)只有40℃,稍微加熱或者摩擦、撞擊,局部溫度一上去就自己燒起來(lái)了。更要命的是,白磷有劇毒,致死量只有0.1克左右,還沒(méi)一顆花生米重。
中國(guó)古人早就見(jiàn)過(guò)磷的"表演",只是不知道那是什么。荒郊野外的墳地附近,經(jīng)常能看到幽幽的藍(lán)綠色火光,飄忽不定,嚇得人以為見(jiàn)鬼了。漢代王逸在《九思·哀歲》里寫(xiě)"鬼火兮熒熒",宋代陸游在《老學(xué)庵筆記》里也提到見(jiàn)過(guò)很多鬼火。其實(shí)那就是磷化氫在燃燒,人和動(dòng)物的尸體腐爛發(fā)酵,產(chǎn)生的磷化氫接觸空氣就會(huì)自燃發(fā)光。
1845年,奧地利化學(xué)家施勒特爾又發(fā)現(xiàn)了紅磷。紅磷和白磷化學(xué)成分一樣,物理性質(zhì)差別可大了。紅磷是暗紅色粉末,無(wú)毒,燃點(diǎn)240℃,安全多了。很快,紅磷取代白磷成為火柴的主要原料。早期用白磷做的火柴太危險(xiǎn),經(jīng)常自己燒起來(lái),還容易中毒。紅磷火柴就穩(wěn)定多了,一直用到現(xiàn)在。
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磷在生命中的作用大得驚人。它是人體第6大元素,僅次于氧、氮、氫、碳、鈣。我們身體里的DNA和RNA,那些存儲(chǔ)遺傳信息的長(zhǎng)鏈分子,全靠磷酸鍵連接起來(lái)。就像一串珍珠項(xiàng)鏈,珍珠是各種堿基,穿珍珠的線就是磷酸。沒(méi)有磷,遺傳信息根本沒(méi)法傳遞,生命也就不存在了。
磷的"魔鬼"一面在戰(zhàn)場(chǎng)上展現(xiàn)得淋漓盡致。19世紀(jì),愛(ài)爾蘭獨(dú)立組織"芬尼亞兄弟會(huì)"首先把白磷做成武器。他們把白磷溶解在二硫化碳里,裝進(jìn)玻璃瓶,瓶子摔碎了,二硫化碳揮發(fā),白磷接觸空氣就燒起來(lái),這就是所謂的"芬尼亞之火"。
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真正的白磷彈到二戰(zhàn)才大規(guī)模使用。1944年諾曼底戰(zhàn)役,美軍20%的81毫米迫擊炮彈都是白磷彈。解放瑟堡的時(shí)候,第87迫擊炮營(yíng)一個(gè)營(yíng)就發(fā)射了將近12000枚白磷彈。這玩意兒打到德軍陣地上,磷粒四處飛濺,沾到衣服上就燒個(gè)不停,跳進(jìn)水里也沒(méi)用,只有燒完了才會(huì)停。燒傷的士兵痛苦萬(wàn)分,吸入白磷蒸汽的人肺部會(huì)被灼傷,就算躲過(guò)一劫也會(huì)磷中毒
1771年,英國(guó)畫(huà)家約瑟夫·懷特完成了一幅油畫(huà),叫《尋找哲人石的煉金術(shù)士發(fā)現(xiàn)了磷》。畫(huà)面上,布蘭德虔誠(chéng)地注視著蒸餾瓶中那團(tuán)神秘的光芒,眼神里滿(mǎn)是敬畏和驚喜。這幅畫(huà)成了化學(xué)史上的經(jīng)典,永遠(yuǎn)紀(jì)念著那個(gè)在黑暗地下室里,用50桶尿液意外開(kāi)啟化學(xué)新時(shí)代的德國(guó)人。
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布蘭德追求黃金,得到了磷。他想發(fā)財(cái),結(jié)果窮困潦倒。他發(fā)現(xiàn)的這種元素,既能構(gòu)成生命的基礎(chǔ),又能制造恐怖的武器。從煉金術(shù)的荒誕,到現(xiàn)代科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn),布蘭德的故事告訴我們:真正的發(fā)現(xiàn)往往來(lái)自意外,科學(xué)的價(jià)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)黃金。那50桶尿液沒(méi)有變成黃金,卻變成了比黃金更珍貴的東西——人類(lèi)對(duì)物質(zhì)世界認(rèn)識(shí)的一次飛躍。
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