晶莹剔透的曲颈瓶躺在煤火炉上,在它被火焰炙烤着的大肚子里,人们第一次见到某种珍贵气体源源不断地生成……后来,我们习惯称之为氧气。
那是1773年,氧气还被称作火气,收集它的,是连在曲颈瓶纤细脖子上的动物膀胱。
在化学的世界里,精密却枯燥的各色仪器早已称霸操作台,而那些奇形怪状的早期仪器就像武侠小说里相貌独特的隐士高手,在历史的角落静静看着岁月流逝。
如今,这些几乎和化学一样古老的仪器终于有机会拂去身上的尘埃,打扮一新登上舞台。曾经把各种化学反应拍摄成精美短片的原创科普项目“美丽化学”,瞄准故纸堆,一口气找出了15台历史上重要的化学装置,并与上海映速联手,对其进行CG图像复原。
“对学化学的人来说,最熟悉的就是那些瓶瓶罐罐,最容易被忽视的也是它们。”项目负责人梁琰说。
我们或许忘不掉那个证明大气压强的马德堡半球实验。但有几人记得,实验结束6年后,来自爱尔兰的罗伯特·波义耳设计出更为精妙的真空泵。
大大的脑袋连着细细的柱子,手摇的齿轮拉下注射器一样的活塞,顺便带走真空泵里的空气。比起直径半米、花费4千英镑完成的“半球”,这个真空泵纤细而婉约。透过它,波义耳第一次发现,原来当空气被抽光,蜡烛是没有办法燃烧的。
那时,“水火土气”四元素理论支配着人们对世界的认识,人们笃信一旦“气”被抽走,“火”将有更大的空间伸展。“化学之父”波义耳和他设计独特的真空泵一举铲掉了这个从亚里士多德时代就根深蒂固的理论。
“你难以想象排出外部空气有多困难,哪怕只有一会儿。”波义耳回忆其实验过程时说。
所有这些化学成就的起点,都来源于历史上这些简陋的设备。”梁琰感慨,“人们看到科学,第一想到的都是那些看不懂的名词、公式,但实际上,它们背后的东西是很美的。”
“美丽化学”拍摄的短片,曾被梅赛德斯-奔驰时装周使用,也曾被意大利艺术家作为舞蹈背景。它更新非常缓慢的网站,一年多来“每天都有近千人访问”。
2014年,上海一名高中生的家长无条件捐出10万元资助“美丽化学”,只因孩子“太喜欢”。依靠这笔钱,资金紧张的梁琰才开始化学史部分的研究。
他主要选取了1660年到1860年时代的15种化学装置,因为“这两百年是化学从神秘的炼金术发展到精确的科学的重要时代,装置的演变,能提供一个观察化学发展的另类视角。”
挖这些老“角儿”并不容易。梁琰直接跳进400多年前那个科技刚刚开始苏醒的时代,找到化学家的原始手稿,从中一点点梳理出装置的长、宽、高、材质、使用方法,再把数据交给复原团队。
“以前太注重化学家的成果,有点忽视他们的装置。”梁琰解释,“其实那个时候科学家自己设计的装置中就包含了他们的科学设想。”
锌片、铜片和浸过盐水的湿润纸版一层层堆叠成红白相间的立柱,这就是人类最早的可连续供电电池。这个瘦高的家伙被粗粗的螺丝固定在古朴的木架上,虽然与那些有着7号或者5号身躯的后起之秀相比,它身形太过笨重,但是由它开创的电化学却成功从水里分解出氧气和氢气,并发现了钠、钾等元素。
旺盛的火焰在细长的金属网柱子里跳动,绕着黄铜做的提手,1818年化学家汉弗里·戴维改造了传统的玻璃罩安全灯,如果灯内的火焰触及金属网,热量就会传递给金属网而迅速降低,无法点燃充斥在矿井内的危险气体。
这招轻松化解了英国安全事故频发的老大难问题,有人建议戴维为安全灯申请专利,戴维却在回信中说,从来没有考虑过这件事儿,“唯一的目标就是为人类服务。”
梁琰和他的团队经过一年时间打造出的古老化学仪器复原图像其实并没有引起那么多的关注。但是他仍然认为这一年的投入非常值得。
“有了化学史的部分,让化学的美丽更加完整。”这位年轻科学家说。