第二章學生科普閱讀故事9
86.瓦特乘散步之機設想蒸汽機型
１７６５年５月，一個晴朗的星期日下午。
瓦特坐在工作台前麵，連實驗也懶得去做。他時而坐在已經停止轉動了的機械前，靜靜地沉思，時而站起來，嘴裏嘟嚷著，在房間裏走來走去。
對瓦特來說，一星期當中隻有星期日下午的片刻時間，他才得以舒一口氣。
從教堂做完禮拜回來，瓦特和妻子簡單地用過午飯後，瓦特對妻子說：“我出去走走。”
這是瓦特從少年時代就養成的一個習慣，每每要思考什麼事的時候，就馬上從家裏跑出去，在故鄉格利諾克的樹林中踱來踱去，一直到日落西山才回家。
瓦特盡可能地往行人稀少的路上走，腦子裏卻一直被一個問題所占據。
“汽筒需要蒸汽時就加熱，要使它凝結時就加以冷卻……冷卻時盡可能使用大量的水，反之，加熱時就盡可能用少量的水……”
在這幾天當中，無論是睡覺、吃飯或工作，瓦特都不停地思考著這個問題。
從大街到小巷，從廣場到大路，瓦特足足走了差不多有一個鍾頭。
“要使汽筒不必一冷一熱地改變溫度，就可以加快速度，並且不浪費蒸汽了！”
長期實驗的結果，歸納起來就是這麼一句話，而剩下來的就是技術問題了。
這時，一片綠如油的草地映入了瓦特的眼簾，瓦特停下腳步，欣賞這美麗的景色，讓緊張的大腦鬆馳一會兒。
不久，“熱量和凝結”的問題，在瓦特的腦中悄然消失了，這使瓦特感到無比的舒暢。
“唉！回家吧！”
瓦特伸了一個懶腰，然後慢條斯理地往家走去，剛走過洗衣店，到達牧羊人所住的小屋時，又一個念頭飛進了他的腦海裏。
“由於蒸汽是一種具有彈性的物體，因此，凡是有真空的地方，它就無孔不入。如果在汽缸和蒸汽室之間加一個通道，蒸汽就會進入裏麵而冷凝，這樣就不用冷卻汽缸，紐科門機的問題不就迎刃而解了嗎？”
想到這裏，瓦特便開始重新設想未來蒸汽機的構造：蒸汽因為具有推動力，所以能夠衝入真空的容器裏。要是把真空的容器附在汽筒上，蒸汽經過汽筒後就必定會進入那個容器裏去，那麼，蒸汽就可以在那個容器裏凝結，而不必在汽筒中凝結。也就是說，為了蒸汽的凝結，隻要另外再做一個凝結器連接在汽筒上就行了。這樣一來，蒸汽就在那裏凝結，而不需要再把汽筒冷卻，汽筒就始終是真空的了。
這樣各種不同的作用，分別在不同的容器內進行，汽筒就可一直保持熱度，凝結器就可以永遠使它冷卻下去，這樣一來，連一絲蒸汽也不會浪費掉了。
初步的設想完成了，接下來的問題是如何把設想變為現實。瓦特又開始思考了，傳統的紐科門機的冷凝器是如何使噴灑的水、凝結的水以及漏進來的空氣排出去的呢?
這個問題又在困擾著瓦特，經過反複的思考，他想出了一個辦法：在下麵設計一個排水口，將水自管子中擠壓出來，當蒸汽衝進去時，又可以將空氣也擠壓出來。
瓦特的想法，一步一步地接近了成功的邊緣。想到這裏，他已走過了兩條街。此時，他已得出結論——在汽筒旁邊再做一個冷凝器。
瓦特自從有了這種奇妙的構想，整個人都被它迷住了，他匆匆回到家裏，一頭鑽進了實驗室。
第二天一大早，瓦特就跑到格拉斯哥大學的一位朋友家裏。
“你家裏是不是有一個大的黃銅製的注水器？”
“哦！有的。”
“能不能暫時借我用一下？”
“好的，你拿去吧！反正是沒有用的東西。可是，瓦特先生，你拿它幹什麼呢？”
瓦特微笑著說：“我想製造一個新的蒸汽機模型。”
瓦特把那個直徑１０厘米、長７５厘米的注水器帶回家後，馬上把它改製成了汽筒。
瓦特最初的蒸汽機模型形成了：一個汽筒，汽筒裏麵有一個活塞，活塞的最下麵，有一個吊東西的鉤子。
汽筒通過管子與一個小鍋爐相接，蒸汽沿管子進入環形的汽筒內，汽筒因此能保持很高的溫度。
汽筒的旁邊接著一個冷凝器，冷凝器頂上有一個可以排氣的閥門，下麵有一個排水的小管子。
小鍋爐裏產生的蒸汽順著管子進入汽筒，汽筒裏的空氣就被壓進冷凝器，隨著蒸汽越來越多，冷凝器裏的空氣也從頂上的閥門被壓出，這時冷凝器和汽筒都充滿了蒸汽。
然後，冷凝器被冷水製冷，裏麵的蒸汽凝成水，通過小管子不斷擠出。與之相連的汽筒內的蒸汽就不斷地湧過來被凝結，汽筒成了真空。這樣活塞就被空氣向上壓，不斷上升，活塞的鉤子上所吊的東西就給吊起來了。
這個裝置比紐科門機先進了許多，它能充分地使蒸汽進入到小管子裏凝結，由於不浪費蒸汽，效率大大提高了。
“不錯！不錯!”瓦特高興得拍起手來。瓦特成功了，他使以往所利用的大氣壓力改為蒸汽，使過去的氣壓機械一變而成為真正的蒸汽機械。
87.舍勒由研究“黑苦土”到發現氧
為生活所迫，舍勒１３歲時就去哥德堡一家大藥店當了學徒。
如果隻想當一名合格的學徒倒也簡單，可舍勒偏偏要在平凡的製藥工作裏有新的發現、新的創造，當一名出色的藥劑師兼化學家。
於是，舍勒在向藥店主人包赫學習實際操作技術時，還精心鑽研當時最有名的化學家的著作。這樣，他很快就能夠獨立思考，甚至發現包赫先生的錯誤。
一天，包赫先生囑咐舍勒：“在取用藥品時，千萬不能讓液體的‘鹽精’跟那種特殊的‘黑苦土’藥混合，否則兩種藥都會失效。”
舍勒聽到後答應了一聲，可心裏麵卻在想：“為什麼會失效呢?”
晚上，舍勒偷偷來到實驗室，想用實驗證明包赫先生說的話。可是，當他從兩個注明是“黑苦土”的器皿裏各取出一份跟“鹽精”混合時，卻發現其中一份根本沒發生變化。
舍勒研究了大半個夜晚，終於發現了包赫先生的錯誤所在：這位資深的藥劑師把石墨和另一種外貌相似的黑色礦石都叫作“黑苦土”，而“石墨”跟“鹽精”混合是不會發生什麼變化的。
很快，舍勒成為年輕出色的藥劑師，他先後在設備優良的斯哥爾摩沙倫貝格大藥房和烏普薩拉大學實驗室工作過。
在實驗室，舍勒發現銀鹽被光照射後會還原出黑色銀粒，這為以後照相底片的發明奠定了基礎。
接著，舍勒對各類有機酸產生了興趣，並親手提煉出乳酸、草酸、蘋果酸、沒食子酸，成為這一方麵的專家。
一天，舍勒在去實驗室的路上，看到一排從意大利來的酒桶裏邊有一層紅色硬殼，便敲下一塊帶回去研究。結果發現，這種硬如石塊的凝結物能溶於硫酸，變成晶體狀的透明物，這種透明晶體能溶於水，且有一股酸味，能作治病的藥。他把這種藥叫作“酒石酸”，並因此名氣大振，成為了一名化學家。那時他隻有２５歲。
舍勒並不滿足於此時的成就，轉向研究當學徒時非常熟悉的“黑苦土”，想知道它到底是什麼物質。
舍勒先把“黑苦土”和鹽酸混合在一起加熱，隻見從混合物中冒出一陣刺鼻的氣味，這種氣體略呈綠色，他便稱這種氣體為“氯氣”。這時候“黑苦土”已經變成了白色的物體。
後來人們在發現金屬錳之後，才知道“黑苦土”原來是二氧化錳，白色的物體是氯化錳。
舍勒又把“黑苦土”和更強的酸硫酸混合再加熱，結果冒出的是一種無色的氣體。這種氣體很活潑，能使火燃燒得更旺。於是舍勒把這種氣體收集在豬尿泡裏，以便日後繼續研究。
在以後的研究中，舍勒驚奇地發現：加熱硝酸鎂、碳酸銀或碳酸汞時，都會泄出同樣特點的無色氣體，而且這種氣體在空氣中也大量存在，是萬物賴以生存的“活命氣體”。得出這個結果後，舍勒正式把這種氣體命名為“氧”，並在１７７７年出版了一本關於氧氣的專著——《論人與空氣》。
88.達爾文由給樹苗培土到寫作《物種起源》
出身名門的達爾文，在優美的環境中一天天長大。他學會了走路、說話、采摘野草和花朵、捕捉小飛蟲，有時還用棍棒當“刀槍”，在花園裏和沿河小路上到處“衝鋒”，向樹上的小鳥“開槍”。
一天，風和日麗，蔚藍的天空飄著幾朵白雲，大地散發著誘人的清香。蘇珊娜帶著達爾文和凱瑟琳在花園裏玩耍，兩個孩子采了一些花朵，又打算去捕捉蝴蝶。蘇珊娜拿起花鏟想給丈夫栽的幾棵樹苗培土。她鏟起一撮烏黑的泥土，用鼻子聞了聞，然後把它培在小栗樹的樹根旁邊。
“媽媽，我也要聞聞。”達爾文歡天喜地蹦跳過來，學著媽媽的樣子聞著烏黑的泥土，又提出了問題，“媽媽，你為什麼要給樹苗培土？”
“我要讓樹苗像你一樣壯實地成長。”蘇珊娜說，“別小看這些帶著大自然氣味的泥土，它卻是萬物生長的基礎。是它長出了青草，青草育肥了牛羊，我們才有了肉、奶、奶油和幹酪；這泥土使花朵開放，蜜蜂才成群飛來；這泥土滋養著燕麥和小麥，我們才有了糧食和麵包。”