【传奇人物】瑞典科学家诺贝尔与诺贝尔奖

【新唐人2010年1月10日讯】大多数人都知道“诺贝尔奖”这个奖项,它是依据瑞典科学家—阿弗雷德•诺贝尔的遗嘱设立的。从1901年起,每年对于物理、化学、生理或医学、文学、和平五个领域中具有重发明或贡献的人颁予奖金。(1968年,瑞典中央银行为了庆祝成立三百周年,出资创设了“瑞典中央银行纪念诺贝尔经济学奖”,就是一般所说的“诺贝尔经济学奖”)。这个六个奖项之所以深获重视,不仅因为奖金丰厚高达100万美元,更重要的是在于得奖者需符合诺贝尔先生所冀望“为人类带来最大贡献”。换句话说,这个奖项是对这些领域有非凡成就者的最高肯定。那麽诺贝尔,作为一个科学家怎么会有这么多资产?他为什么要设立这些奖项呢?

家学渊源,多才多艺

弗雷德˙诺贝尔在1833年10月21日出生于瑞典斯德哥尔摩,共有8个兄弟姊妹,但只有阿弗雷德和其他3个兄弟存活。阿弗雷德的发明长才可以说是“家学渊源”,祖先有好几位是学者,并列名于瑞典的文化史,其中最知名的是发现“淋巴组织”的欧鲁夫˙鲁德贝克(Olof Rudbeck, 1630~1702),他是十七世纪北欧最有名的科学家兼博物学家。阿弗雷德的父亲伊曼纽尔˙诺贝尔天生具有绘画及机械制图的才能,既是建筑师,也是位元机械工程师,他曾研制蒸汽引擎和水雷,并且是军火制造先锋者,研究数种爆破石头的技术;母亲安得丽塔,是个坚定而聪慧的女人,即使在阿弗雷德小时候经济拮据的岁月中,仍能保有乐观的态度,并一直照顾出生后健康状况不佳的阿弗雷德。

阿弗雷德5岁时,父亲在故乡的事业失败,因此决定离开瑞典前往俄罗斯圣彼得堡重新开始,从事军用机械制造工作。当阿弗雷德9岁那年,父亲在俄国的事业已有小成,便将他们接到俄国。由于经营军火和军事机械制造,诺贝尔家境逐渐富裕,一家人在圣彼得堡享有很高的生活水平。重视教育的父亲为诺贝尔兄弟聘请大学教授级的家教,诺贝尔因此从未进过高等学校,主要经由家庭教师学习而完成教育。家庭教师教导诺贝尔兄弟各类领域的知识,从物理、化学、数学到文学、哲学和语言等。这造就诺贝尔不仅是极为优秀的科学家,也在文学和哲学领域颇有造诣,更是位精通瑞典文、俄文、法文、英文和德文的语言天才。

硝化甘油与黄色炸药

1850年,十七岁的阿弗雷德奉父亲之命,前往西欧及美国进行研究之旅。1852年,阿弗雷德回到圣彼得堡,与二位哥哥共同协助父亲工厂的研究开发工作。1853年,克里米亚战争爆发,“诺贝尔父子钢铁机械制造公司”因生产大量军用物资供应俄军而赚了不少钱,但在1856年战争结束后,俄国沙皇尼古拉一世去世,新政府片面毁约,这使得公司不久后宣布破产。

家庭事业的停摆,反而使得诺贝尔父子开始有余力研究新的爆破材料。阿弗雷德的化学老师曾提起过一种炸药物质–硝化甘油,它的化学构成当时并不完全清楚,只知是一种威力大但不稳定的爆炸物。于是阿弗雷德开始实验研究,他发现少量的硝化甘油在同时受热或受捶击的情况下才会发生爆炸,否则只会产生燃烧,但在实际工程运用(如岩石爆破)时,让较大量的硝化甘油一次受捶击或同时受热会是个很大的技术问题。所以,他订定的研究目标有二:一是要找出油状炸药的安全起爆法;二是要在不减少爆炸威力的前提下,改变炸药的形状,将危险性降到最低。

最先的成就是在1865年“雷管”的发明。为了要能够将一定份量的硝化甘油引爆,他制作了栓紧密封的黑色火药管,并将之置放于硝化甘油之中,如此,借着管子的爆炸来引发硝化甘油更强烈的完全爆炸。这种能使火药(不仅限于硝化甘油)完全爆发的装置便是“雷管”。雷管的发明,导出了爆炸技术的“起爆原理”,也奠定了这方面的技术及日后的发展基础。这种油状炸药让各国需要爆破的工程,进度加快很多,因此订单蜂拥而至,公司的生意十分兴隆。

硝化甘油虽然已能安全起爆,但是不耐摇晃撞击、对温度变化敏感的特性,让搬运、储存成为一个头痛的大问题。1864年9月3日,诺贝尔新建的硝化甘油工厂发生爆炸,弟弟埃米尔也在爆炸中丧生,世界各地的交通工具、 仓库、工厂也不断传来可怕的爆炸事故。尽管这油状炸药的性能优于一般火药,但社会人士及买主却因此笼罩在恐怖的阴影中。阿弗雷德因此再投入研究,想要找出不减少爆炸威力,而又能够提高安全度且容易搬运的方法,最好是把硝化甘油变成固体。他试了许多材料:纸、木屑、煤块、干泥、石膏、黏土等。最后利用硅藻土来混合硝化甘油,果然,它可以吸收比本身多三倍的硝化甘油,成为像黏土一样软硬适中的块状物体,从高处投落、制成小粒放在铁板上敲击都不会爆炸。阿弗雷得将之命名为"Dynamite"(中译名为“黄色炸药”或“硅藻土炸药”)。从此,硝化甘油以固态呈现于世人面前,无谓的伤亡事件也大大减少了。

在发明硅藻土炸药之后的数年间,诺贝尔的工厂与其组织都按部就班发展,除了研究事业,阿弗雷德还必须经常奔波各国推动商务,过着忙碌的生活。就在此时,他的势力与财产基础开始奠基,炸药王国从此底定。

威力更大的炸药

1875年,在偶然的机会下,他发现硝酸纤维素(棉火药)及硝化甘油这两种爆炸物质可以完全溶合,成为一种类似果冻般软硬的胶质合成物,而且在运输或使用的安全性上与硅藻土炸药不相上下,威力更强且不怕潮湿,这种炸药叫做“明胶炸药”。明胶炸药之后,阿弗雷德于1887年又发明了“无烟炸药”。无烟炸药的优点是爆炸后无残渣且近于无烟。

诺贝尔发明炸药当时,正是工业与城市高度发展的时候,拥有可降低岩石爆破和开挖山洞的成本技术的人,当然赚足了荷包。到阿弗雷德去世的1896年,诺贝尔系列的公司已分布于瑞典、挪威、德国,奥国、法国、英国、美国、南非等二十个国家,工厂数有九十三家,年度生产量为六万六千五百吨炸药。

三百五十项发明专利

诺贝尔毕生共取得全球超过350项的发明专利,除了炸药,对于使用硝化甘油的导火线、无声枪炮、金属的硬化处理、焊接、熔接,以及子弹的安定、使用瓦斯的海底装备及其安全性、救助海难用火箭等,都有理论与实际的成就;他在人造橡胶、人造皮革及以硝化纤维素为基础制造真漆或染料、人造宝石等方面的实验研究虽然没有直接的成果,但因有他的研究成果作为基础,才导致后世的成功。

最后的遗书

1896年12月10日诺贝尔因心血管疾病死于意大利寓所,留下在当时价值约四百万美元的资产,这笔钱约等于现今一亿七千三百万美元的价值。诺贝尔在去世前十年的时间里曾先后写了三封内容不同的遗书,前两封都因1895年的第三封而失效。他最终的遗嘱如下:

“本人经过审慎考虑之后,关于我死后财产作如下的分配:(接着是其赠与个人的名单,略)…,其余换成现款,作如下的处置:遗书执行人可投资于有价证券作为基金,将每一年所得的利息授与在前一个年度对人类社会有最大贡献的人。该利息分成五等分,分别颁给对物理学有重大发明或发现者;在化学上有重大发现或改良者;在生理学或医学上有重大发现;在文学上朝向理想主义而有最优良之作品问世者;调停各国间之纠纷,废止或缩小目前之军备,并对和平会议的组织尽最大、最好的努力者。…”

许多人对诺贝尔因发明炸药而致富感到不以为然;但是没有人会否认,以他为名所设立的诺贝尔奖,在这一百年之中,代表着举世最高的荣誉。

转自:科学名人堂

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