书城传记炸药大王:诺贝尔(创造历史的风云人物)
1792000000006

第6章 发明之路(2)

但是,当时美国的企业经营方法,极为松散,而且不讲信誉。诺贝尔对美国的经济和社会环境,又缺乏深刻的了解。加上他在美国的合股人朱利叶斯·班德曼,也就是诺贝尔在汉堡的合股人班德曼律师的一个兄弟,原来竟是一个蹩脚的顾问。

结果,使诺贝尔在美国遭受了不少挫折。

这样,诺贝尔不得已便将美国的专利权转让给了另一家新公司。

这家设在旧金山的新公司,名叫“大火药公司”,起源于加利福尼亚金矿,工人给这种高效炸药起个绰号叫“大火药”。

此后不久,诺贝尔又在旧金山的西郊,里士满,即现在的金门公园,兴建了一座工厂。工厂雇员中,大部分是中国华侨劳工。

四、达纳炸药

1866年克鲁梅尔工厂大爆炸,留给诺贝尔的是一片废墟。就在这片废墟上,诺贝尔重建了一个简陋的小型实验室。他在实验室里,安置了铺盖。接着,便夜以继日地开始了紧张的实验工作。

他首先考虑到,为了便于运输和安全操作,应该把液态的硝化甘油制成固态。

他想:“把硝化甘油同黑色火药、火棉或火药纸混合起来。”但是,这一思路曾经是他父亲走过的失败之路。“如果把硝化甘油吸入到多孔的非爆炸性物质的孔穴内,而且这种物质又不影响硝化甘油的化学性能,这样准行。”

他用纸、纸浆、木屑、砖屑、炭粉、石膏粉、干黏土等各种东西,做过无数次试验。这些东西的效果都不理想,最后,他才想到硅藻土。

硅藻土是一种天然的矿物质。它是硅藻的细胞壁沉积而成的生物化学沉积岩,呈浅黄色或浅灰色,质软而轻,多孔,易磨成粉末,具有极强的吸附能力。

诺贝尔经过反复试验后,获得了比较合理的配方:三份硝化甘油加一份经过煅烧和筛选的硅藻土。

按照这种配方,制成了硝化甘油和硅藻土合为一体的固体火药。剩下的问题,就等着实验它的安全性能了。

首先将它从高处抛下来,没有问题。接着将它置于铁板上,用铁锤砸,还是没有问题。如果是以前的液态硝化甘油,这样做早就发生强烈的爆炸了。

可是,这种新炸药的爆破力又如何呢?

硅藻土硝化甘油炸药的可塑性很好。诺贝尔把它做成棒状,直接放入炮眼内,用雷管引爆。结果爆破成功了。

经测试,它的爆破力要比纯硝化甘油低四分之一,但是仍然比普通黑色火药高四倍。它最大的优点在于,不会因为震动、撞击、加温而自发地引起令人震惊的爆炸。

1867年,诺贝尔亲自到德国的克劳斯塔尔、柯尼舒特和多特蒙德三座矿山,进行了成功的爆破示范实验。

随后,他为这种新型爆炸物申请了专利权。

同年5月,又获美、英两国的专利。9月,获得了瑞典的专利。

诺贝尔给这种炸药取名为“达纳炸药”。“达纳炸药”的“达纳”一词,在希腊语中是“强力”的意思。

“达纳炸药”的名字,在世界各地不胫而走。以前曾经对硝化甘油怀有恐惧感的人,曾经指责、反对诺贝尔的人,都很快改变了看法。报纸也开始赞扬诺贝尔,称他是“一位不向任何艰难困苦低头的青年发明家”。

这个时期,社会上也流传着一种说法,说诺贝尔有一次发现硝化甘油从容器中漏出来,被包装箱里的硅藻土所吸收,形成了一种生面团似的东西。于是,他从中获得了启发。

但是,在这种说法出现后不久,诺贝尔就在许多场合,郑重其事地宣布,并没有发生过这样一件偶然的事情。

他说:“我的确从未在任何场合,注意到硝化甘油偶然渗漏到硅藻土里的事,而这种硅藻土竟然装得如此之多,以至于能够形成一种可塑的或湿润均匀的材料。这种想象中的事,必定是出自某位把猜测当作事实的人。”

“导致我采用硅藻土制造达纳炸药的原因,是它在干燥后出现的体积膨张,自然还有它在经过实验后所表明的多孔特性。”

“因此,达纳炸药并非由于偶然的原因产生的,而是由于从一开始,我便注意到了液态炸药的不利方面,并且着手寻找一种克服这一缺点的方法。”

达纳炸药的发明,既不是突如其来、唾手可得的东西,也不是某种浪漫的巧合的结果。而是像诺贝尔所有的发明一样,说得更恰当一点,是坚持不懈的研究与勤奋努力的结果。

1868年,瑞典皇家科学院决定授予诺贝尔父子俩莱特斯蒂特金质奖章,以表彰他们所作出的“对人类具有实用价值的重大发现”。

其中对伊曼纽尔的颂词是:

“表彰他在使用硝化甘油作为一般性炸药方面的贡献”。

对阿尔弗雷德的颂词是:

“表彰他作出了达纳炸药这样一种更为实用的发明”。

瑞典皇家科学院创建于1739年。该院颁发莱特斯蒂特奖的宗旨是:鼓励那些在艺术、文学或科学领域中出现的杰出成就,以及那些对人类具有实用价值的重大发现和发明。

这种奖在当时是很有权威性的一种奖励,它与后来设立的诺贝尔奖十分相似。而且瑞典皇家科学院后来还被诺贝尔指定为,负责颁发诺贝尔物理学奖和化学奖的诺贝尔机构。

此时的伊曼纽尔,虽然长期卧床不能动弹,但是他在有生之年,荣幸地获得了祖国给予他的最高奖赏,心里感到由衷的高兴。

另外,由于他的儿子阿尔弗雷德在事业上的成功,因而过上了没有经济忧虑的好日子,心安理得地享了几年清福。

在荣誉面前,阿尔弗雷德首先想到的是他的父亲。

他在信中写道:

父亲,热烈地祝贺您。我的达纳炸药是微不足道的。如果说有一些成就的话,那也是因为从小受到您的指教,最后才取得这一发明的。

阿尔弗雷德不禁想起,自从圣彼得堡诺贝尔父子工厂破产后,回到阔别二十多年的瑞典,自己同父亲,还有当时健在的弟弟埃米尔,在一间狭小、昏暗的实验室里埋头实验,那种令人难以忘怀的情景。

海伦涅堡试验车间的爆炸声,使他失去了唯一聪明可爱的弟弟,老父从此卧病不起……阿尔弗雷德不禁潸然泪下。

达纳炸药这一新产品的出现,立即在全世界引起了巨大的反响。

美国的大发明家爱迪生,当时年仅21岁。此时他正在波士顿西部联盟电报局工作。

一日,爱迪生在阅读了1868年的一份技术刊物后,在他自己的日记本上写道:

去年,瑞典科学家阿尔弗雷德·诺贝尔改进了一种方法,把硝化甘油溶入到不起化学反应的物质里,因而能够比较安全地处理这种爆炸物。

爱迪生兴奋地告诉他的助手亚当斯说,他完全被诺贝尔发明的达纳炸药的惊人性能“激动起来”了。

在亚当斯的帮助下,爱迪生决定对达纳炸药的性能作一番研究。

爱迪生接着写道:

我们测试了我们认为分量很小的一点,但却产生了如此可怕和预想不到的结果,以至令我们感到惊恐不已。我们开始认识到,我们拥有的实际上是一个十分累赘而又很大的珍品。清晨6点钟。我把炸药装进一个汽水瓶,系上一根绳子,用纸包好,然后小心翼翼地把它弃于国土偏僻处和华盛顿街区的下水道内。

自从达纳炸药进入世界市场之后,过去一些由于过分费钱费时而不可设想的工程,例如矿山、工业和交通运输方面的工程,几乎立即上马了。

其中仅以诺贝尔生前进行的几项大型工程为例,就有在1872年至1882年间完成的圣哥萨特铁路线上的隧道工程;1876年和1885年纽约市东河海尔盖特河道上水下礁石的爆破清除工程;1890年至1896年间进行的多瑙河铁门段河道的疏浚工程;1881年至1893年间希腊科林思运河的开凿工程;等等。

尽管如此,各国当局对达纳炸药仍然心有余悸,并且制订了种种限制措施,禁止这种以硝化甘油为主要成分的达纳炸药进口。

另一方面,那时从科学家到包工头,都对达纳炸药怀有浓厚的兴趣。

五、炸胶的发明

任何事物都是在不断解决矛盾中前进的。旧的矛盾解决了,新的矛盾又突显出来。阿尔弗雷德·诺贝尔就是一个善于发现矛盾、解决矛盾的革新家。

阿尔弗雷德用硝化甘油和硅藻土制成的猛炸药的威力低于纯硝化甘油,它还有一个缺点,在受到压力或接触潮湿的情况下硝化甘油有渗出的危险。

1873年,阿尔弗雷德·诺贝尔在巴黎设立总部,建立起一所试验室,聘请法国青年化学家法伦巴赫当他的助手。从此,法伦巴赫追随他18年,一直到1890年,阿尔弗雷德将他的试验设备迁往圣雷莫。巴黎的试验室最初附设在马拉科夫街59号诺贝尔的住所里。1881年迁到巴黎附近的塞夫朗。阿尔弗雷德在十九世纪七八十年代里系统地进行了各种试验,特别注意改进炸药的制造和生产。

要使硝化甘油安全而又保持它的爆炸力,关键在于找到一种比硅藻土更好的吸附剂。因为硅藻土本身不参与爆炸的任何化学反应,而且还吸收不少爆炸时产生的热量,降低了爆炸力。安全炸药这种新的技术发展趋向,其他研究炸药的化学家也看到了。1867年5月31日,瑞典人奥尔逊和诺宾用硝酸铵和木屑、木炭粉或一些类似物质以及有机硝基化合物与硝化甘油混合,而取得专利。

阿尔弗雷德在年轻化学家法伦巴赫帮助下又向新的目标冲击。1869年,他们用可以燃烧而不能发生爆炸的物质取代硅藻土,以减少硝化甘油爆炸的热能的损耗,增强爆炸威力。他们反复地试验、探索,先是选用化学药品。后来,工作使他们入了迷,顺手可以拿到的东西,都拿来进行试验。

就这样,他们试验范围超出了化学试剂,将一切有希望提高硝化甘油爆炸威力的东西都拿来试验。然后分析、鉴定、筛选。认定硝石粉、松香、糖、淀粉等都可以用做吸附剂。事后将这些成果,申请了专利。

但是这种用不同吸附剂制成的猛炸药,有一个难以避免的弱点,那就是它既可以吸附硝化甘油,也就可能吸附水分,使炸药受潮而失效。为提高猛炸药的防潮性,阿尔弗雷德又用不同的添加剂进行试验,加人石蜡、石油精、硬脂酸等等,使之生成一种保护膜,不再吸收水分,又可以避免猛炸药中硝化甘油的渗漏。这些繁复的试验,细致的改进,提高了猛炸药的质量。当时,这些改进都获得了专利证。但是,却没能从根本上消除猛炸药威力不够大的弱点。因为,所有这些改进措施,只不过是用不同的吸附剂制成了不同的猛炸药罢了。

当时与阿尔弗雷德猛炸药并行于世的还有硝化棉炸药。硝化棉炸药也曾多次发生严重事故。英国的阿贝尔教授摸索出了安全处理硝化棉的方法,得到了安全性能好的硝化棉,开创了硝化棉在军事上应用的实际途径。但是,由于彻底清洗硝化棉中的杂质非常困难,硝化棉的生产也受到限制,而且爆炸事故又时有发生。阿尔弗雷德的猛炸药,虽然在安全性能上高于硝化棉,但不能在军事上应用。在这种情况下,阿尔弗雷德·诺贝尔断然停止了对猛炸药的小修小改,以极大的胆略和气魄,为自己确立了一个新的课题是:将硝化棉与硝化甘油炸药的优点融为一体,制成一种威力大,安全性能好而又适用于枪炮的新炸药。使它在实际应用的竞争中不仅超过猛炸药,而且优于硝化棉。

目标既已确定,马上全力投入工作。阿尔弗雷德·诺贝尔全神贯注,如醉如痴,不断地试验硝化甘油与硝化棉不同比例的配方,不断地分析试验结果,顽强地探索解决问题的途径。为获得一种新的化合物,化学家总是反复试验,逐步逼近,完全凭经验工作。所以,阿尔弗雷德·诺贝尔要将两种炸药掺在一起,是一件极具危险性的实验。

美国有一名叫美纳尔的医科学生,曾做过用棉花和酸的实验。他让棉花与硝酸发生轻微的作用,制成了类似棉火药剂,这种药剂很容易溶解于酒精中,若把这种溶液涂抹在物体表面,酒精会很快挥发,于是留下一层薄膜,这层薄膜就是硝酸纤维素胶片。

美纳尔是个医科学生,所以很自然地把他的发现应用于医疗上,这就是大家熟知的绊创膏的由来。美纳尔把他的发现制成水溶液出售,销路出奇的好。这种液体就叫“棉胶”或“哥罗丁”,它一直被当做绊创膏来使用。有时也当做浆糊来用。

阿尔弗雷德·诺贝尔正是由这种棉胶,引发了他的灵感。

1875年的一天,阿尔弗雷德·诺贝尔在实验室工作,不慎划破手指,助手法伦巴赫拿哥罗丁帮他涂抹了伤口,当天的工作只好提前结束了。

那一天晚上,阿尔弗雷德手指疼痛,难以入睡,在辗转反侧之中,他盯着受伤的手指,突然想到了哥罗丁的配方。这种胶质溶剂,在它所含的液体发挥以后,就形成一种薄膜,封住了伤口,他想,用硝化程度低的硝化纤维(含氮量只有11%),溶于乙醚或酒精,是不是也可以制成一种新的胶棉呢?用这种胶棉与硝化甘油混合,会不会制成可以成型的炸药呢?想到这里,他忘记了手指的疼痛,急忙起身到楼下实验室去验证自己的设想。从凌晨4时一直工作到旭日东升,当法伦巴赫来上班时,他已成功在即。两人极为兴奋,法伦巴赫竟忘记了劝阿尔弗雷德去进早餐和治疗伤口,两人一起继续工作,直到制成了硝化棉与硝化甘油的混合物--炸胶样品。

进行爆炸试验的结果,威力远在猛炸药之上,且兼有硝化棉和硝化甘油的优点。新的成功使阿尔弗雷德和法伦巴赫欣喜若狂。不过当阿尔弗雷德以一个工业家的眼光来审视时,他清醒地认识到,要将这种新炸药付诸生产,还有许多工作要做。他说:“凡一件东西,不能因为仅具有爆炸力,甚至具有强烈的爆炸力,就可以有实际用途,还有问题,必须加以考虑。我们要看它能否与采用的那些东西较量和竞争。再就是在同一体积内是否具有同等的效力;制造的成本高低;有无相应的化学稳定性;在实际应用时,是否能安全运输,在受潮时有何影响;最后,爆炸产生的烟和气,是否对矿工的健康有害。”他知道,现在仅仅是工作的开始。然而,他却只向助手提出了与当前研究直接有关的问题,他说:“法伦巴赫先生,你能说这个制品所含硝化纤维的硝化程度是最佳状态吗?你能说这种胶化程度刚好符合使用的要求吗?……”年轻的法伦巴赫明白阿尔弗雷德·诺贝尔的意思,就是要在已取得成功的基础上,分别找出纤维硝化程度和胶化程度的最佳点。为此,还要不懈地反复进行试验。

为了寻求满意的配方,阿尔弗雷德·诺贝尔在试验室用棉纤维和其他纤维素进行了几百次的不同硝化程度的试验,又对硝化纤维的含量进行比较,使之递增或递减之后,检验爆炸效果。这些试验在生产这种新炸药的工厂中继续进行着较大规模的试验。

里德贝克制成需要的机械设备,他和法伦巴赫共同指挥在保里尔、阿维里安拉、阿迪尔、施莱布西等地工厂生产这种新炸药。