物资匮乏的时代,家家户户都离不开火柴这种极为常见的东西,这就离不开磷;而在生产、军事等诸多领域,对于磷的需求也是巨大的,可以说,这是人和动植物体内最重要的化学元素之一。
拆开“磷”这个字本身的含义来说,它在希腊语中的意思为“鬼火”,这也能从侧面说明:磷的科学与“玄学”之间有着千丝万缕的关系。
炼金时代的伟大产物
炼金本身就是一种“玄学”,它的目的是将不是金子的东西变成金子,从现代角度来看,这显然是痴心妄想,那是贪心之人为少劳多得研究的法子。
可在古代,大家都不了解世界奥秘的时候,炼金就成为一种非常常见的行为。
后来,炼金这件事就在不断流传,不少古老的国家都对此事乐此不疲。
欧洲开始搞这件事大概是在罗马陷落之后,一个时代结束后,希腊的人文科学体系彻底崩盘,“愚昧”的思维重新占据上风。
“玄学”有了巨大的市场,欧洲的很多人也对炼金术以及“东方神秘主义哲学”产生了浓厚兴趣。
“炼金”成为了这些人的主要工作,他们也总想着通过自己的努力攫取大量财富。
影视剧中经常能提到“炼金”的场景:房间中充满了黑暗与潮湿氛围,四周总是散发着神秘烟雾,就像是新手刚刚进入厨房那般;而房间内摆放着各种各样稀奇古怪的仪器,甚至还有骇人的骸骨。
其实,这样的描绘也有一定的道理,主要是在表现炼金时的神秘感,若是看上去就不知所以然,那感觉就对了。
年出生的牛顿刚好在那个“混乱”的年代,很多人不知道的是,这位被誉为“科学代名词”的人,过去还是一位“炼金术师”。
牛顿出名已久,所以20世纪之前的传记作家都主动去维护着他“现代科学家典范”的形象,从未将他炼金相关的手稿公布出去。
对于牛顿炼金活动的性质,不同史学家也持有不同的理解,如今剑桥大学图书馆内还保留有牛顿炼金期间的笔记,很多科学家都将其视为一种“化学笔记”,并拒绝这些笔记和“玄学”沾染关系。
实际上,在这种“玄幻”的操作之下,会产生很多有意思的现象,这些东西也游走于物理与化学之间。
几乎每一位自然哲学家都有着自己独特的思想体系,17世纪的炼金术相关研究也没有什么统一的范式,大家都是闷着头开始研究,破解其中的奥妙,当然,能真正弄出来金子的人显然没有出现。
牛顿的《光学》其实已经能窥探出一些东西了,通过其附录所写下的疑问,月能看出他的跨学科思维:从物理问题延伸到化学问题。
而他最初对炼金产生兴趣,也和波义尔的相关试验有关。
可波义尔的思想当中,实验哲学是与自然神学以及神学所联系在一起的,他希望能在基督教唯意志论神学世界图景的基础上重建自然哲学体系,而他的思想参考则是赫尔蒙特等炼金术师提出的思路。
比如,他已经认识到构成世界的基本板块是粒子,那是“自然最小质”。
可他却同样认为粒子是由上帝创造的,有着固定的大小和形状;粒子本身是没有任何动力的,是上帝在造物的过程中将它们置于运动的过程中。
这些观念深刻影响着牛顿,在牛顿还是青少年的时候就已总体接受了他的自然哲学理解。
牛顿也有着“唯意志神学”立场,还对赫尔蒙特的思想进行了升级,采用微粒哲学的看法研究世界。
这样一来,他将炼金术当成自然哲学研究中一个组成部分就不奇怪了,还将相关的实验一弄就是数十年。
在他的那个年代,就连医药学对炼金这件事都没什么深入研究,不过牛顿的出发点还是和一般贪财之人不一样,他不仅是希望通过这种方法获得黄金,更是希望能将这些代入到光学、力学等领域中。
而这一切背后真正的动机在于:了解物质和自然的谜语,从而更好的侍奉上帝。
他也并没有将炼金当成一种无知、物质的方式,在获得炼金手稿后,他还在最前端写下了这样一句话:
炼金术处理金属并不是像无知的俗辈们所想的那样,他们的错误已使他们为那高贵的哲学而悲痛,这种哲学并不是更倾向于虚弱和欺骗,相反,它是有益的。
和那些做白日梦的人也不同,牛顿之所以没有在这件事中被嘲讽,是因为他比更多愚昧的人能看清本质。
在他的认知中,那种他通过一系列化学反应所制造出的“金”并非真正意义上的自然金,而是“人造金”。
年,皇家学会《哲学学报》上,牛顿刊登了一片《论酸的本质》,文章中就明确带着炼金术的性质。
虽说在现在看来,炼金本身就是一个笑话,这是完全违背了自然基础的,可在那个时代,炼金确实在某种程度上推动着自然科学向前疾行,无论这些炼金术师们是出于发财或是侍奉上帝,在实验的过程中,他们也能找到一些自然规律。
当然,运气好的人还能发现一些新的物质,对于整个世界都是好事。
有一位和牛顿同时期的炼金术师就在无意中发现了磷,这绝对是关乎到世界的一件大事,因为有了磷,这个世界将会不一样。
而这位炼金术师名为布兰德,来自汉堡,他还有一个身份:庸医。
磷的发现历程充满了巧合
布兰德和牛顿就完全不同了,他的经历比较复杂,家里经济拮据促使他只好不断寻找着生存的路子,在他的个人履历中,也同时出现了士兵和医生两个看起来毫不相关的职业。
不了解他的人感觉他每天都吊儿郎当的,一天都没什么正经事去做,可了解他的人都知道他的化学天赋异禀,是一位老练的人。
当时化学在欧洲同样不算普及,所以外人也会觉得他充满了神秘感。
而那会的化学多多少少都和“玄学”挂钩,作为“投机分子”,布兰德也想着能不能走些偏路去挣钱。
为了寻求到点石成金的“哲人石”和真正的炼金术,布兰德日夜都将自己关在房间里,并做了无数试验。
年的一天,他经历了无数次失败后,已经彻底走投无路,甚至想到了尿液。
于是,他将尿、砂、木炭、石灰等混合在一起加热蒸馏,起初时他也没想那么多,顶多是撞撞运气罢了。
没想到,点石成金的梦想失败后,他竟无意中得到了一种奇妙美丽的物质,那种物质在黑暗的实验室中也能闪闪发光,看起来有点像是燃烧物。
为了弄清楚这种物质的奥秘,布兰德专门拿手试探了一下,发现竟然没有什么热度的感觉,因此,他给这种物质起了个名字:冷火。
作为化学实验者,他还是收获了一种兴奋的感觉,为了表示这是自己的发明,有时他还专门称这种“火”为“我的火”。
这则消息不胫而走,很快传遍了整个德国。
布兰德发现了磷,可他并不知道如何去使用这些东西,也不知道这些能用来做什么,单纯觉得好玩而已。
而好的东西就得需要一双善于发现的眼睛,那个人名叫孔克尔,人家是专业的化学家。
孔克尔了解了事情的来龙去脉后,立即给好友克拉夫特博士写了一封信,邀请他一起去拜访布兰德先生,这样看起来会比较隆重。
有了教授和化学家,那么布兰德发现的磷就能真的被合理评估了。
三人见面后聊的还是比较愉快的,考虑到布兰德缺钱,其余两人便向他建议:可以将这种物质的提炼方法卖给皇族贵人。
布兰德听说这样做能搞回来一大笔钱也没有起疑心,很快就一股脑的将自己发现磷的全部过程讲述给二人。
孔克尔回家后就开始细化试验过程,可最初并没有成功,看来是某个环节出现了问题。
经过连续几年的努力,孔克尔终于在将布兰德的方式改造一下后获得了磷,而且新方法更加稳定,看起来也更加专业。
这种新方式可以说是完全在布兰德思想影响之下开始的。
用极为新鲜的尿液蒸馏,在水分快干的时候取出黑色的残渣,并放到地底下直到它快要腐烂。
几天过后再去将残渣给拿出来,接着用两倍于“尿渣”的细砂混合,再度加热蒸馏,等到尿液中的挥发性物体完全蒸发后,剩余的磷块就会在容器中凝结,并呈现出白色蜡状的固体。
因此,孔克尔也认为自己才是磷真正的发明人,因为布兰德的方式太过于凑巧,涉及到概率问题。
为了能将研究成果体系化,孔克尔专门写下了一本《论奇异的磷质和奇异的发光丸》,迅速在欧洲引起了巨大的轰动。
佐罕·腓特烈公爵甚至给他安排了终身养老金,以鼓励他的奇异发明。
另一边,还有一位伟大的科学家同样在进行相关研究,那人便是波义尔。
波义尔的研究还是要晚几年的,他是在年发现了怎么制造磷,并将相关研究发表在《夜光气》和《夜光冰》之中。
不过,波义尔的研究同样是超前的,人家已经开始研究磷究竟能用来干嘛了。
在著作中,波义尔描述了发光现象背后蕴含的各种事实:同空气接触是发光的一个重要过程;长期将磷暴露在空气当中,会散发出一种强烈的臭味,是因为产生臭氧;1份重量的磷融合入份重量的水中后,这一份磷依旧能够发光。
优秀科学家的会晤,发生于克拉夫特博士旅居英国时期,他见到了波义尔。
波义尔在后来的论文《空气中的夜光体》中就提到了这件事,他写道:一位经验丰富的化学家克拉夫特先生曾来访问过我,临别时,他还自愿向我泄露了一些秘密,其中包括了“磷元素是极为重要的,甚至是人体中的东西。”
实际上,磷对于人体十分重要,甚至占到了人体重量的百分之一;磷与钙的结合又是骨骼中的重要组成部分,补充起来也比较方便:在日常的食物中,成人每天都可以吸收到0.7克磷,尿液则会将这些排出去1克左右,这也是布兰德能从尿液中发现磷的原因。
在了解到磷的重要作用后,波义尔开始着手于大规模生产磷的研究,他的助手多次将制磷方式加以改进,使之能够大规模量产。
助手也同样敏锐地意识到了商机,他将磷作为工业产品出售,还制作了相关广告运往全国各地。
既然是生意了,那么很多秘密就是不适合被公开的了。
后来,这位助手还发表过一篇论文,不过对于磷的制作方式就没怎么去提,给后人留下了无数想象空间。
事情的转机发生于我年,瑞典科学家甘恩在动物骨头中找到了磷物质,这又是一次进步。
就在第二年,来自瑞典的化学家更是又往前推进了一步,他找到了提取骨头中磷质的方式,所以波义尔、孔克尔这些人的古老方式就不再适用了。
随着科学的推进,磷也被细化为白磷、红磷、黑磷,能够用于不同的事情上,且磷的储备是非常充分的,即使它不容易被发现。
根据美国地质调查局年的统计,全球可供开采的磷矿石储量达到了亿吨,中国有40亿吨储备。
这是生命的必备元素,也是生命的“限制元素”。
参考
尿中发现的化学元素——磷张纶江苏教育
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作者:理理
编辑:墨浓