十万个为什么

可水和炭又到什么地方去了呢？
水变成水蒸气，飞走了。当我们把匙子罩在烛焰上的时候，正是这些水蒸气凝结在了匙子上。
那么，炭到哪里去了呢？
当蜡烛冒烟的时候，炭就以烟炱——微小的炭粒——的形式飞散开去，然后落到了天花板上，落到了墙壁上，落到了周围一切可以落到的东西上。
可是，如果蜡烛燃烧得非常好的话，就不会冒烟了，因为炭全部都燃烧了。
燃烧？
可燃烧究竟是什么意思呢？
这件事情还得从头说起。
炭燃烧之后到哪里去了呢？
不是完全消失了，就是转化成其他的物质了。二者必居其一，只不过是我们看不见罢了。
那么，现在就让我们来试着捉住这个隐身人。这需要两只装果酱的瓶子和一个蜡烛头。
首先，为了把蜡烛头放进瓶子里，我们要在上面插一根铅丝。再拿一只杯子，倒一些石灰水进去。
石灰水是这样制备的：取少许的生石灰，把它放到水里面搅拌，再用吸墨水纸过滤。假如得到的溶液是混浊的，那就再过滤一次，直到使它变得完全透明。
接下来把蜡烛头点燃，把它小心地放进空瓶里。蜡烛头烧着烧着，终于熄灭了。把它拿出来，点燃之后再放进瓶子里面去，这一次蜡烛很快就熄灭了，就好像被浸在了水里一样。
由此可见，瓶子里面现在有一样东西正在妨碍蜡烛燃烧。
那会是什么东西呢？瓶子看起来完全是空的，你非常清楚这一点。现在我们需要这样做：往瓶子里面倒入一些石灰水，水变混浊了，变成白色的了。可是如果我们把石灰水倒进另外一只瓶子里面去，那里面没有起任何变化，水仍然是透明的。可知那个原先有蜡烛燃烧过的瓶子里面有一种我们看不到的气体，正是这种气体使石灰水变混浊的。
科学家们把这种气体叫做二氧化碳。研究发现，炭燃烧的时候就会产生二氧化碳。
现在，我们终于可以回答那个蜡烛到哪里去的问题了，它先是变成了水和炭，水飞散了，而炭则经过燃烧转化成了二氧化碳。
这也正是劈柴所发生的情况。劈柴也同样变成了水和炭。炭继续燃烧，尽管没有全部烧掉，总会有少许没有充分燃烧的炭粒留在炉子里。而那些烧掉的炭就转化成了二氧化碳，与水蒸气一起从烟筒飞了出去。冬天，烟筒里冒出了滚滚白烟，这就是水蒸气遇冷而凝结成的小水滴。如果烟是黑的，那就说明烟里还有不少尚未燃烧的炭，这种东西就是烟炱。
炉火旺盛的时候，为什么会呼呼作响？
冬天，只要炉火一旺盛，屋子里就开始热闹起来了。炉子呼呼作响，就如同乐队里的大喇叭，炉门也砰砰地响着，好像铜铙钹一样。
这些响声都是从哪里来的呢？
如果想让喇叭呼呼作响，那就必须要有人去吹它。
可究竟是什么人在吹炉子呢？
事情是这样的：当我们把炉子点起来的时候，炉膛里的空气被烧热了，而热空气是要比冷空气轻些的，所以它会往上升，而屋子里的冷空气则进来填充空出来的位置。因此便产生了一股气流——空气从炉底经过炉膛向上流去。
要想证实这一点很容易。你只需要拿几张小纸片放在一个硬纸板上，不过，小纸片一定得放在硬纸板的边缘。接下来，把硬纸板靠近炉门的小孔处，你就会发现小纸片一张一张地飞进了炉膛里。
那么，是什么东西把小纸片带进去的呢？
是从室内流进炉膛的气流。气流把小纸片带走，就如同河水把扔到里面的小木片带走一样。由此可见，并没有任何人在吹炉子，而是空气自己跑向那里的。
空气热了之后真的会往上升吗？
这个现象是你可以亲眼看到的。在阳光充足的日子里，你拿一支点燃的蜡烛或者一盏灯放在窗台上。这时，你会在窗台上看到火焰的影子，而且在火焰的影子上面还有向上流动的空气的影子。正是由于这个原因，火焰才总是向上伸展的，因为空气会带着火焰一起向上跑。
现在你应该明白为什么要在炉门上钻孔了吧？就是为了让空气进去。可是，为什么需要空气呢？因为要让炉子里面的劈柴燃烧。
如果没有空气——比如说在一只密不透风的炉子里——劈柴就无法燃烧。通风越好，劈柴的燃烧也就越充分。你或许已经注意到了：当通风良好的时候，劈柴就会烧得很旺；而当通风不好的时候，劈柴烧得就有些有气无力了。
科学家们在实验室里仔细地研究了一下空气。研究发现，空气是几种气体的混合物，其中绝大部分是氮和氧。而燃烧所需要的气体正是氧气。
当劈柴在炉子里面燃烧的时候，发生的情况是这样的：劈柴中存在的炭与从空气里来的氧化合生成了二氧化碳，而氢和氧则化合生成了水。
由此可见，空气在它的旅途上——沿着炉子到烟筒这条路线的前进过程中已经完全改变了。这时，空气里面所剩下的氧已经不多了，而代替氧的则是水和二氧化碳。
水为什么能够灭火？
假如把点燃的蜡烛浸到水里面去，它就会熄灭。
可这究竟是为什么呢？
因为蜡烛燃烧所需要的东西是空气，而不是水。
这正是水可以灭火的基本原理：因为它可以阻碍空气接近燃烧的物体。
因此，也可以用其他的方法来灭火：盖上毯子或者撒上沙子。毯子或者沙子同样可以不让空气接近火源，火于是就熄灭了。
一个关于炉子的谜
你先来猜一猜这个谜：炉子燃烧着，可是却没有火焰。空气从什么地方进来，烟就从什么地方出去。这是什么？
这是人。
你知道的，当人呼吸的时候，吸进的是空气，而呼出的是水和二氧化碳，这是不是很像一只炉子？
实际上，这是很容易证实的，你在匙子上呵一口气，匙子上就会蒙上一层水雾，这就是你的水。接着，拿一根麦秆向石灰水里吹气，水会变混浊，这就是你的二氧化碳。
我们的鼻子就好像是进空气的炉门和出烟的烟筒。
而我们人这个“炉子”里面燃烧的就是我们吃进去的食物。我们的身体总在发热，也正是这个缘故。





十万个为什么 第3章 餐桌和炉灶(1)
厨房实验室
干燥的松树劈柴燃烧得正旺，噼啪作响。火焰愉快地舞动着，就像是一个乡村的音乐教师，使得聚集在炉灶上的群众都高兴得蹦蹦跳跳：蓝色的搪瓷茶壶把自己的盖子像帽子一样抛向空中，然后又立刻接住；平锅咯吱咯吱地响着，兴奋得直颤抖；就连那口大铜炖锅也放下了自己的威严，正在使劲儿地翻滚着，把沸水溅到自己的邻居——卑微的生铁小锅上。
在你看来，这是厨房，可在我看来，这就是化学实验室。
这里就像化学实验室一样，一种物质转化成另外一种物质，变得和原先的物质截然不同。
其实，很多难以理解的事情就发生在这些炖锅、瓦钵和小锅中。
在一只普普通通的厨房用的瓦钵里，一块不大的面团似乎活了一样，开始不断地长大，长得比钵边还高。
炖锅里的一块肉，几个小时之后就会变成另外一个样子，变得你根本就认不出来了：分成了一丝一丝的纤维，只是还连在一块儿，由红色变成了灰色。
马铃薯也会发生改变，刚才还是硬邦邦的，一会儿的工夫就变得又软又面。而创造这一切奇迹的并不是什么化学家，而是腰系围裙、卷起衣袖的最普通的家庭主妇。
这位家庭主妇此刻正在炉灶旁忙碌着，她根本不会想到自己眼前的瓦钵和小锅里正起着剧烈的变化。举个例子来说，她知道煮马铃薯的时候有什么变化吗？
马铃薯是什么东西？
马铃薯是什么东西？真是的，这个问题不是人人都知道吗？
不，不见得，这个问题并不是人人都能够回答出来的。
就拿你来说吧，你知道马铃薯是由什么做成的吗？
假如你不知道的话，那就来做这样的一个实验：把一个生马铃薯捣成浆糊，放在一个小罐里，用水调匀，再用一块纱布过滤一遍，之后让液体静置一会儿。
接下来，小罐的底部会出现一层白色的物质。
将水完全除掉，把沉淀物平铺在一张吸墨水纸上，使之干燥。
于是，你便得到了一种白色的粉末。
这是什么东西呢？
这就是淀粉，如果按照家庭主妇的说法，这是马铃薯粉。
马铃薯里面有很多的淀粉，可我们平时为什么看不到呢？
这是因为马铃薯里面的淀粉就像放进仓库里的东西一样，是藏在一个小型储藏室——细胞里的。
我们为什么不吃生的马铃薯？
要获取淀粉并不是一件容易的事情，我们必须要用擦菜板把马铃薯擦碎。可我们的胃里却并没有什么擦菜板，所以，胃是不能完成这项工作的。
这就是为什么没有人生吃马铃薯的原因了。马铃薯煮熟之后，细胞壁因受热而破裂了，水于是便渗透进了淀粉的颗粒里。这就使得淀粉颗粒不断膨胀，最后变得很软了。
我们平时所看到的马铃薯之所以是干的，那是因为淀粉颗粒把所有的水分都吸收进去了。在水里面煮熟的马铃薯捞出来之后是干的，也是这个缘故。
为什么烘烤的马铃薯有硬皮，而煮的却没有？
当马铃薯被烘烤的时候，它受热很厉害，比煮的要厉害多了。由于受到了强热，所以马铃薯表层的淀粉变成了糊精（一种胶），于是，一颗颗的淀粉颗粒就胶结成了一层红色的硬皮。用糊精制成的胶，你或许早已用过不止一次了，只是还不知道它是由什么做成的罢了。在这里要顺便说一下，邮票背面或者贴标签用的就是这种胶。
浆过的衣服为什么是硬的？
浆过的衣服用熨斗一烫，衣服上面就会生出一层硬皮来，就像马铃薯上的一样。这是因为淀粉由于受到强热而变成了糊精。也正是因为这个缘故，浆过的衣服领子才会常常硬得刮破脖子。
面包的皮是从什么地方来的？
面粉中（不是马铃薯粉，而是普通的面粉）也含有淀粉。因此，面包一经烘烤，上面也会结一层硬皮。
然而，面粉中真的含有淀粉吗？会不会是我哄骗你的，那里面其实根本没有什么淀粉？你最好亲自尝试一下，验证我说的话究竟对不对。
用一块布裹住一块生面团，就像把它放在一只小口袋里一样。然后把面团放在一碗水中淘洗，不断地揉搓它。
这个时候，水就会变得跟牛奶一样白。让它静置一会儿，接着你就会在碗底看到一层沉淀物，就与我们从马铃薯中得到的一模一样。
由此可见，我对你说的那些话都是真的：面粉里面的确有淀粉。
为什么陈面包会变硬？
把一小袋面粉拿到水龙头下面冲洗，直到把所有的淀粉冲完为止。这时，袋子里便留下了一团黏性的、非常柔韧的东西。这就是面筋。
面筋是很容易辨认的，因为它有这样的一个特点：把它放上两三个小时，它就会变得和玻璃一样又硬又脆。
陈面包之所以会变硬，那是因为它里面的面筋变硬变脆了。
为什么面团里边放上酵母就会发起来？
这与皮球里吹进空气就会鼓起来是同样的道理。
只是在面团里面的不是橡皮，而是同样柔软的面筋；不是空气，而是二氧化碳。下次，当你做面包发面团的时候，你把一小块面团放在小罐里，然后把这个小罐密封好。第二天，你小心地把小罐打开，点一根火柴放进里面，火柴立刻就熄灭了。这是为什么呢？因为小罐里面积存了很多二氧化碳。
当把酵母放进面团里的时候，它里面会出现很多二氧化碳的小气泡。正是这些小气泡把面团顶得像小山一样高。
那么，这些二氧化碳是从哪里来的呢？
是面团里的酵母制造出来的。每一个酵母菌，都是一个制造二氧化碳的小化工厂。
面包里的小孔是从哪里来的？
面团一放进锅里，面筋就会因受热而慢慢变干变松。一直用来锁住二氧化碳的那些小口袋破裂后，二氧化碳便跑了出来。
这就是面包为什么会松软多孔的原因了。面包里面的每一个小孔，都是二氧化碳气泡留下的遗迹。
面包的化学史
现在，我可以把关于面包的全部化学史从头到尾讲给你听。你会觉得它们都很熟悉、很明白。
当家庭主妇烘烤面包的时候，她会在一个大钵中倒上水，放进一些酵母和盐，再撒下面粉，把袖子挽到胳膊肘上面，开始动手揉面。这时，面筋会把又轻又分散的面粉颗粒凝结成一大块柔软的面团。于是，家庭主妇把钵盖好，放到一个温暖的地方。
工作继续进行。酵母到了面团里之后，便立刻开始了它的本职工作——制造二氧化碳。
假如面团里边没有面筋的话，二氧化碳就会变得非常活跃，会分散开去。可是，面筋是具有柔韧性的，它不让气泡跑出去。不管那些气体怎样努力、怎样挣脱，不管它们怎样碰撞那如牢狱一般的墙壁，它们都无法冲破那柔韧的面筋口袋。
面团仿佛活了一般，开始活动起来，越长越高，越长越大，想要从钵里面爬出去。
现在，面包终于进了烤箱，它会在那里继续进行着变化。
面包的表层是受热最厉害的部分，淀粉慢慢地变成了糊精。因此，这里就出现了一层硬皮。在面包的里层，淀粉不断膨胀，就像煮熟的马铃薯一样，变得非常柔软。
面筋逐渐变干，最终破裂开了，让二氧化碳跑了出去。最后，新烘焙好的面包终于在屋子里香气四溢了。
为什么啤酒会咝咝作响，并且冒出泡沫？
啤酒是怎样制成的？
把带有甜味的、发芽的大麦粒或者小麦粒放进水中，再加入酵母。酵母立刻就会开始工作，从麦粒中制造出二氧化碳。
小小的气泡从啤酒中升了起来，开始冒起了泡沫，这就是二氧化碳的小气泡。
汤是什么东西？
很多人都认为肉汤是一种营养成分很高的食物。然而，事实上却并非如此，肉汤里面所含的营养物质并不比清水多多少。
在一盆肉汤中，有十九匙是水，只有一匙是其他物质。
假如把肉汤放到炉灶上煮，等到水完全蒸发光了，炖锅底上基本也留不下什么东西了。
假如你把一盆肉汤拿到实验室去分析一下，你就会发现，原来这盆汤中除了有十九匙水之外，还有四分之一匙的脂肪，四分之一匙的胶质，少许的盐（不仅是普通的食盐，还有其他的盐类），其余的就是一些“味质”。所谓“味质”，就是肉里面使肉发出肉味的那一部分物质，肉一放进水里面煮，它就会溶在水中。
并不仅仅肉汤是这样，我们吃的所有食物中所含有的水分都要远远多于我们看到的。
蔬菜中所含有的水分就更多了，假如把它晒干，它就会变得像绒毛一样轻。每一千克的肉中大约含有七百克的水。马铃薯中所含有的水分也有这么多。
我们为什么要吃肉？
我们说完了肉汤，现在要讲到肉了。假如我们对肉作一下分析，原来肉与肉汤是一样的，里面也有水，也有盐，也有味质。然而，除此之外，肉里面还有另外一种物质，在肉汤里的含量是很少的，那就是蛋白质。
当我们煮肉的时候，肉里的一部分蛋白质凝结起来，漂浮在水面上，就像一片片的棉絮一样。家庭主妇往往会用漏勺把这种漂浮的泡沫撇出去，使汤的样子看起来好看一些，实际上，这样的做法是错误的：你知道的，蛋白质是非常有营养的物质。
假如没有蛋白质，我们就无法生存下去，因为我们的肌肉就和牛肉一样，几乎全部都是由水和蛋白质组成的。
假如我们所吃的食物里面有很多的脂肪、淀粉和糖分，而没有蛋白质，那么，我们迟早会因为身体缺乏建筑材料而死去。
然而，只靠一些蛋白质——比如说只吃肉——也同样是活不下去的。假如我们只吃肉，那么每天就需要吃两三千克的肉，那样的话，连最健全的肠胃也吃不消。
如此说来，我们既需要脂肪，又需要碳水化合物，同时也需要蛋白质。它们作为我们的燃料，依靠燃烧来带动我们身体这部“机器”；同时，作为建筑材料，它们又构筑了我们的身体。
人造食物
关于一个人每天需要多少蛋白质、脂肪、碳水化合物和盐类，我们可以非常精准地计算出来。既然是这样的话，我们可不可以用这些物质混合制成人造食物：人造面包、人造牛奶、人造肉？
五十年前，俄罗斯科学家路宁成功地研制出了人造牛奶。他用与牛奶中所含有的同样分量的脂肪、蛋白质、水和盐类，把它们混合起来。而所得到的牛奶，外表和味道与真的牛奶没有任何区别。为了检验这种牛奶，路宁把它喂给老鼠喝。结果又怎么样呢？只喂人造牛奶的老鼠死得一只不剩，而喂真牛奶的老鼠却仍然健康地活着。
结论便显而易见了，除了脂肪、碳水化合物、蛋白质和盐类之外，真牛奶中还含有其他某种非常重要的物质，而这正是人造牛奶中所缺少的。
路宁想用化学分析的方法来捕捉到这种物质，可却一直都没有发现，由此可知，它在牛奶中的含量是非常少的。
其他国家的科学家也做过类似的实验。科学家们制造出了各种各样的人造混合物，然后喂给动物吃。然而，所有实验的结果都是一样的：喂人造食物的动物全部死掉了。这说明人造食物中缺少某种动物生存的必需物质。
这也让人们想到，人类常常因为食物中缺少某种物质而死亡，没有这种物质，人就无法存活。
关于这个道理，人们很早以前就知道了。比如说，人类由于缺少新鲜蔬菜和水果而生病死去。这样的事情在远征途中经常发生。
海外航行需要花费很长的时间。海船上的船员只能吃到一些腌牛肉和干面包。因此，经常会发生这样的情况：既不是风暴，也不是海盗，而是坏血病毁掉了航海家的船。坏血病也曾经迫使着名的航海家瓦斯科·达·伽马几乎无法完成他的航行：一个160人的探险队中，有100人死于坏血病。
另一位航海家库克每次有机会登岸的时候，总要补充一些新鲜蔬菜放到船上储存起来，这才使自己的探险队得以保存。库克之所以能够周游世界，葱、甘蓝、橘子和柠檬功不可没。
在这里可以得出以下结论：蔬菜和水果中也含有某种生活所必需的特殊物质。
当一种物质还没有名字的时候，你就很难把它说清楚。当我们为一种玄妙的、以前从来没有研究过的东西起名字的时候，事情往往已经成功了一半。这里也同样如此。当科学家说到新鲜牛奶或者新鲜蔬菜对人体健康有益的时候，事情并没有什么进展。然而，一旦有一位科学家建议把牛奶和蔬菜里的“某种物质”起名为维生素的时候，事情就向前发展了。
全世界的科学家都在做实验，在短短的三十年中，一共作了几万个实验。到目前为止，已经发现了好几种维生素。
其中一种维生素叫做维生素a，它可以帮助我们生长；另一种叫做维生素d，能够让我们不得佝偻病；第三种是维生素c，可以让我们不得坏血病。
当你喝鱼肝油的时候，请一定要记住，每一匙鱼肝油都能够使你的骨骼更加坚实，使你的肌肉更加强壮，因为鱼肝油里面含有大量的维生素d。
当你喝牛奶的时候，请一定要记住，每一杯牛奶里都含有能让你更快生长的东西——维生素a。
而橘子或苹果则可以有效防止你得坏血病，避免精神委靡和身体虚弱。现如今，不仅是科学家对各种维生素颇感兴趣，就连群众保健工作者也对它们兴趣十足。科学家们已经编制出了一些表格，从这些表格中可以看出，甘蓝里所含有的维生素要比莴苣里的多出好几倍，而牛奶中所含有的维生素要明显比奶油里的少几成。
而且，科学家已经成功研制出了好几种人造维生素。比如说人工制成的维生素d，一克的这种东西可以抵得上半吨的鱼肝油。而人工制成的维生素c甚至比天然的还好，因为它不会因受热和煮熟而遭到破坏。
我认为，我们今后会有人造食物工厂，就像我们现在所拥有的人造丝工厂或者人造橡胶工厂一样。
在饭馆里吃饭的时候，你可以点一盘实验室里生产出来的肉，也可以点一杯完全不依靠奶牛的人造牛奶。
然而，人造食品的样子并不一定会很像牛奶或者牛肉，因为科学家会制成一些含有人体所需的各种营养物质的混合物给大家吃。
只要看一眼人造食品上面所贴的标签，你就可以清楚地知道每克食物中含有多少蛋白质，多少脂肪，多少碳水化合物，多少盐类，多少维生素以及多少味质。看完这种标签，你会笑着想到从前的人吃东西的时候根本不知道自己吃的究竟是什么。
盛在瓶子里的美食
在这个世界上，最美妙的食物或许就是动物们喂给自己幼崽的乳汁了。
乳汁中所含有的营养物质，组成了肌肉、皮肤、毛发、骨骼、甲爪和牙齿。乳汁能够让一只软弱无力的幼狮成长为一头健壮的雄狮，它的一声吼叫甚至可以使整个山谷为之震动。巨大的鲸鱼与小小的豚鼠一样，都是吃乳汁长大的。
乳汁里面有幼崽所需要的全部东西，它里面有水，有脂肪，有糖分，有蛋白质，有盐类，还有维生素。