十万个为什么
时间:2023-05-25 来源: 作者:(苏)米·伊林
然而,这毕竟是真实的瓦罐啊!
几千年之后,细瓷器才出现在我们的面前。其实,这并没有什么好奇怪的,你知道的,制造细瓷茶杯要远远困难于制造瓦罐。
中国人最先掌握了烧制细瓷器的技术,那大约是一千七百年之前的事情。然而,他们在这方面取得巨大成就的时候距今并不算久远,是在15世纪——中国明朝的时候。
在欧洲,中国产的瓷器是用黄金的重量来论价的。当然,没有人知道那些瓷器是怎样做出来的,一直到很久之后,才有一位炼金术士揣度出了中国人的秘密。
关于中国瓷器的情况,也和这个国家的其他发明——火药和印刷术一样。欧洲人不得不自己动手,因为中国人不愿意把自己所掌握的知识和技术传授给其他民族。据传说,火药是由贝特霍尔德·施瓦茨发明出来的,印刷术是由谷登堡发明的,而瓷器则是由约翰·博特格发明的。
博特格是萨克森国王奥古斯都的御用炼金术士。
炼金术士们普遍认为,像铜、铁或铅这样的金属,如果能和“哲人石”融合在一起,就可以变成黄金。因此,那些人花上几十年的时间来寻找这种幻想出来的石头,可是,那样的石头从来就是不存在的。
在那个时代,并不仅仅是炼金术士们相信这种石头的存在,所有贪得无厌的国王都在四处招收炼金术士,好来为他们工作。他们幻想着可以用人造黄金来充实自己的国库。为了不让御用炼金术士跑到其他的国王那里,这些国王往往会把炼金术士像囚犯一样关押起来。
常常会发生这样的事情,国王等待着那早已许给他的巨大财富,可却等得不耐烦了,于是下令将那炼不出黄金来的术士处死。我不知道是为了嘲讽他们还是出于尊重科学的缘故,炼金术士往往被绞死在镀金的绞刑架上,而不是普通的绞刑架上。想必大家也都认同我的看法——绞刑架虽然是镀金的,可是却并不会因此而失去效用。
在炼金术士寻找那根本就不存在的“哲人石”的过程中,有时候也会有一些惊人的发现。博特格就是这样的一位炼金术士。
那一年,他还只有十四岁,一个偶然的机会,他得到了一本关于“哲人石”的手抄本,里面记录着炼出黄金的方法。从此之后,博特格的大脑中就再也不想其他的事情了。或许,假如他不拥有一个自己的实验室,他就仍然不能成为一名炼金术士。凑巧的是,他当时刚好在一家药店里当学徒,每天晚上,等药剂师左纶睡着之后,这个小徒弟就秘密地做着他自己的实验。
有一回,当他正在一心一意地做实验的时候,门开了,左纶先生穿着睡衣、戴着睡帽走了进来。
“你这个坏家伙,你到这里来做什么?不经过我的允许,你怎敢使用那个大曲颈甑?如果你失手把它打破了,你全部的工资也不够赔偿!”
“我在炼黄金。”博特格小心翼翼地回答着。
“黄金?嘿嘿,你这个骗子!你还是先学学怎样制作膏药吧!我需要的是一个学徒,不是炼金术士!卷起你的铺盖卷,回家去吧!把这件事情告诉你的父亲,让他好好地管教一下你的顽劣性格!”
博特格怅然若失地背起小背包回家,他的包里装着一件衬衣,一条破裤子,还有那个宝贵的手抄本。他坚信这个手抄本会给他带来巨大的财富。
家人对他十分冷淡,尽管他的父亲是一个铸币工,可博特格的家中却很难找到多余的钱财。没过几个月,博特格为穷困所迫,又一次回到了左纶那里。
博特格发誓今后再也不做炼金实验了,然而,他是一个不折不扣的炼金迷,他对于炼金的嗜好就像赌徒嗜好赌博一样。
博特格在夜间重新做着他的炼金实验,这一回他格外小心。而那个左纶也在提防着他。在一个对博特格来说不走运的夜晚,他又被这位药剂师当场抓住了。这次,药剂师没有听他的任何解释,而是直接就把它赶出了药房。
博特格不敢再回家去,他这一次走投无路了。
然而,就在这个危难关头,命运对这个无家可归的炼金术士发了一次善心。一个偶然的机会,他结识了一个非常有名的贵族——冯·佛尔斯登堡公爵。公爵在得知这位年仅十六岁的小学问家所做的事情之后,立刻把他带回了自己的城堡,并且为他建造了一个真正的实验室。博特格终于交上了好运,公爵不仅给他钱财和华丽的衣服,还让他住进了一所富丽堂皇的住宅。左纶在知道了这件事情之后,对所有的顾客夸耀自己的一个学徒成了大名鼎鼎的炼金术士。顾客们回答说,有像左纶这样的老师,就难怪他的学徒有如此之大的本领了。
然而,时间一年一年地过去了,博特格已经长出了胡须,可他的实验却毫无进展。刚开始的时候,公爵十分宠信他,可后来也难免有些疑心博特格是个骗子。在那个年代,骗子总是要受到最严厉的处分的。
博特格想要溜走,可却被抓了回来,公爵强迫他继续工作。以前,他在药店里因为做炼金实验而受罚,现在却因为不愿意做实验而受到严厉处罚的威胁。
最后,博特格被命令把制造黄金的方法写出来。这个时候,他不得不当一回骗子了。于是,他写了一本晦涩难懂的天书,从头到尾都在胡言乱语。然而,他却没能骗得了公爵。他的谎言被拆穿了,按照国王的命令,博特格被送进了监狱。
左纶这下再也不吹嘘自己的学徒有本事了。
“我一直认为博特格是个骗子,他最终还是要上绞刑架的。”这位药剂师对他的顾客这样说道。可他不久之前说的还是另外一番言论。
然而,左纶这回又错了,好运又一次降临到了博特格的头上。他又找到了一个新的靠山——契伦豪森伯爵。根据伯爵的建议,萨克森国王命令博特格找出制造细瓷器的方法,在那个年代,细瓷器比黄金还要值钱。在此之前,国王奥古斯都为了换取一套四十八件的中国细瓷器,曾经给了普鲁士国王整整一团人马。
博特格这次的实验成功了,他用迈森的黏土制作出了细瓷器——尽管这种瓷器并不是白色的,而是褐色的。
这位发明家终于得到了重重的奖赏,可是他却没有被从监狱里放出来。
制造细瓷器的方法立刻被宣布为国家最高机密。博特格和他的三名助手像囚犯一样被监禁起来。当初,细瓷器只有在宫廷里才能够看得到。萨克森国王经常把迈森花瓶当成礼物赠送给其他的国王。然而,到了1707年,莱比锡的集市上开始出售细瓷器了。在迈森的阿尔布雷希特斯堡建成了一座规模庞大的瓷器厂,博特格终于在这里制造出了白色的细瓷器。
迈森细瓷器,它很容易从商标——两把交叉的剑——上认出来,因此,它很快就全球闻名了。它的成功之处在于很难同真正的中国瓷器区分开来。
博特格在迈森城堡中像囚犯一样度过了很多年。他什么都不缺,唯独缺少自由。
他已经不再年轻了,因此,他想离开这个鬼地方。于是,他开始与普鲁士宫廷进行秘密谈判。可他最终也没有成功,他与普鲁士谈判的事情被揭发了,他被逮捕并判刑。这一回,好运又一次垂青了他,不过这也是最后一次了,他免于死刑,后来病死于狱中。
制造细瓷器的秘密
迈森城堡的狱卒们严密保守的国家最高机密究竟是什么呢?制造细瓷器的秘密到底在哪里呢?
其实,秘密不止一个,而是有很多个。
第一个秘密——使用的不是普通的黏土,而是最白最纯净的黏土。据说博特格是靠一个很偶然的机会才找到这种黏土的。有一次,他在往自己卷曲的假发上搽粉的时候注意到这种粉很特别。根据所有的特征来看,这并不是搽头发的粉,而是某种非常纯净的黏土。
后经证实,这的确是黏土,而且,迈森城堡的周围有很多这样的黏土。博特格试着用这种粉来制造细瓷器,终于获得了成功。
十万个为什么 第8章 碗柜(2)
事实或许并没有这么简单,可不管怎么说,当博特格侥幸得到这种非常合适的黏土的时候,他已经成功了一半。
第二个秘密就是他找到了纯净的白沙和非常优质的云母或者长石。就像制陶器一样,制细瓷器的时候也同样需要沙子,为的是使黏土干燥的时候不会开裂,而加入云母或者长石,是为了让黏土更加容易黏合。
第三个秘密是这样的:不管是沙子,还是云母,抑或是长石,它们都要被碾碎。接下来,用沉淀的方法把大的颗粒分离出去——就如同我们在杯子里沉淀黏土一样。那些沉在底部的东西完全不要,要的只是那些最细的粉末,它们会慢慢地沉淀下去的。黏土也要经过一番沉淀,你知道的,这里面也有不少大颗粒的杂质。
接下来,把黏土、沙子和长石的细粉末混合起来,加水调成黏土团。然后把它放到陶工旋盘上,在这里把黏土团制成坯。使之干燥和成坯的过程都不需要什么特别的技巧。
然而,烧制细瓷器却与烧制陶器完全不一样,是需要很大的本事的。
细瓷器需要烧两遍:第一遍只是略微烧一下,然后上釉,接着再烧一遍。而第二遍正是烧制细瓷器的关键所在,这里面包含着很多秘密。
其实,秘密就在于烧制细瓷器时的温度要尽可能高,几乎要把它烧化一样。可是,你知道烧化后会出现什么情况吗?
费尽千辛万苦才制成的茶杯,在窑里由于强热而开始塌落、歪斜,慢慢地变为畸形。所以,这时就需要使用各种支架和木棒来帮助茶杯不至于倾倒下来,就像人拄拐杖一样。可是,窑里仍然会有很多件制品被烧坏。
所以,还有另外一个秘密也是我们必须要知道的。那就是假如不把底部挨着支架的一圈釉擦掉,就会发生一件令人非常郁闷的事情:釉熔化了,把茶杯粘连在支架上。
为什么烧制细瓷器需要如此之高的温度呢?把温度烧得低一些难道不好吗?
可是,把温度烧低是不行的,这个问题非常关键。因为如果温度不高,烧出来的就不是细瓷器,而是陶器了。
那么,细瓷器和陶器的区别究竟在哪里呢?
原来,细瓷器能够像玻璃一样形成整体;而陶器都是有孔的,就像瓦罐一样。因此,在细瓷器里,所有的黏土颗粒都由于强热而连在一起了。所以,它是半透明的。也就是说,如果你想知道一个盘子究竟是细瓷器的还是陶器的,你只要拿着它对着光看就行了。细瓷器是透光的,而陶器却是不透光的,至少我们平常看到的陶器就是这样的。
此外,还有一个更好的办法来辨别细瓷器和陶器,那就是看它的底部,假如底部有一圈釉,那说明是陶器;假如底部的一圈釉被擦去了,那说明是细瓷器。
你的碗柜里面有没有用沙子制成的东西?
现在,就请你仔细地检查一下你的碗柜。除了茶杯和盘子之外,你在那里还看到了什么?难道你没有看到那里有用沙子制成的东西吗?那么,那些玻璃杯、高脚杯和盐罐呢?你知道的,这些东西都是由玻璃制成的。而玻璃是由沙子制成的,用那种最普通的、小孩子常玩的细沙制成的。而且并不仅仅玻璃杯和高脚杯是这样,现如今,有些建筑物整体都是由玻璃和钢铁建成的。
比如说伦敦就有这样的一座建筑,名字叫做“玻璃大厦”。这座大厦高耸入云,它的大厅里面种植着百年大树,就像生长在室外一样。尽管这座大厦的一半都是由沙子构成的,可却仍然屹立不倒。
液体有没有硬的?
制造普通玻璃瓶的时候,在一口坩埚里面放上沙子,然后加入碱和白垩,放在一种特别的窑里。坩埚应该是由耐火黏土制成的,而耐火黏土就是那种即便是遇到强热也不会熔化的黏土。
现在,三种东西由于强热而融合在一起了,它们分别是碱、白垩和沙子。而结果就是得到了像水一样的液态玻璃。
然而,玻璃只是在表面上看起来像水。在它冷却之后,就跟水的状态完全不一样了。
如果将水冷却,只要温度不降到零摄氏度,它仍然是液体。然而,一旦温度计的水银柱下降到零摄氏度,水就会凝固,从而变成固体的冰。
可是,熔化之后的液态玻璃就完全不是这个样子了。当它冷却的时候,它会慢慢地变稠。达到1200摄氏度的时候,它就像糖浆一样;达到1000摄氏度的时候,它就可以拉丝了;到800摄氏度的时候,它就会变得更加黏稠。
液体就像沥青一样,已经变得越来越黏稠了,终于,它变成了一个软块,而软块变硬之后就是我们平常见到的玻璃。
你在看到玻璃的这个变化之后,试着来说明它在达到什么温度时会熔化,什么温度时会凝固。然而,这却是办不到的。
而这也正是为什么人们常常会把玻璃叫做“硬的液体”的道理了,尽管这种说法与说白的煤或者热的冰一样荒唐。
如果玻璃不是“硬的液体”,如果它不能做成像面团一样柔软的东西,我们就会失去很多形状各异的器皿——包括所有那些凸肚的酒瓶、有花纹的高脚杯和富丽堂皇的大花瓶。
肥皂泡制造工厂
俗话说:“趁热打铁。”因此,我们差不多也可以这样来形容玻璃:趁热吹玻璃。这是说趁它还没有变硬变脆之前就吹它。
可是,你或许还不知道,绝大多数的玻璃器皿都是吹出来的——就像小孩子吹肥皂泡那样吹出来。只不过不是用麦秆吹的,而是用一根有木头嘴的长铁管吹的。在坩埚里,等熔化了的玻璃稍稍冷却下来之后,工人们就用铁管末端蘸上一点玻璃液,用力地吹起来。这样一来,就得到了一个玻璃泡。
这个玻璃泡可以制成你想要的任何东西:杯子、瓶子,甚至是平板窗上的玻璃。
制造瓶子的时候,工人会把玻璃泡放在一个模子里,往管子里吹气,一直吹到玻璃泡充满整个模子为止。这个时候,玻璃泡会紧紧地抵住模子内壁。在瓶子冷却下来之后,就很容易取下来了:这需要把模子做成可以拆开的样子。当然了,首先得先把瓶子从吹管上切割下来,做这件事情的时候只需要用一根冷的铁棒划一下瓶颈就可以了。一位经验丰富的工人能够用一根简单的吹管吹玻璃,而且,我们不知道有什么形状是他所不能吹出来的。
你有没有看到过实验室里面的那些玻璃仪器?要知道,它们可全都是用玻璃吹出来的。
吹玻璃是一件非常艰苦的工作,而且会对健康造成不良影响。所以,在很多的工厂里,尤其是在吹大件的玻璃制品的时候,往往不是用人的肺来吹的,而是用空气泵——利用机械的方法。
三十年之前发明出来一种专门吹制玻璃瓶的机器。这种机器,只需要两个人操作就可以了,但工作量却抵得上八十个吹玻璃工人。它工作一天就可以吹制两万只瓶子。
然而,玻璃器皿吹出来之后还并不算完,你还要很好地使其冷却。
假如拿着一根玻璃棒放到火里面去烧熔,并且让一滴玻璃落到水中,你就可以得到透明的硬的玻璃珠。这样的玻璃珠只要掰下一小块儿,就会碎成粉末。
玻璃冷却得太快,可这样是不结实的。
如果想让玻璃变得更加结实,就得把它放在一种特别的窑里经过比较长的时间,从而使其慢慢冷却。
有些玻璃器皿,比如说高脚杯和小花瓶,冷却之后还要在磨石上打磨一遍。先打磨成非常粗糙并且没有光泽的平面,再用金刚砂或者其他的某种粉末来将其抛光,使这些平面变得光亮平滑。
也有不用这种先吹制、后打磨、再抛光的方法,而是采用一种更为简单的方法——浇铸法,就像用生铁浇铸东西一样。假如某种玻璃容易熔化,加热之后容易变软,那么,就可以用简单的压制法。
用浇铸法或者压制法制成的玻璃器皿很容易和打磨而成的器皿区分开来,因为它们的角都是圆润的,而不是尖锐的。你不妨把这个特点牢牢地记在心里,说不定什么时候就能用得上。特别是当需要分辨打磨成的高脚杯和廉价的浇铸酒杯的时候。
面积很大的镜子也不是吹成的,而是浇铸成的。先制成一大块厚平板,然后将其打磨抛光。
实际上,各种玻璃制品的区别并不体现在制作方法上。
玻璃有很多不同的种类。比如说绿色的玻璃瓶是用普通的黄色沙子、碱和白垩制成的。普通的沙子里面存在着很多铁锈,从而使其呈现出黄色。在玻璃窑中,黄色逐渐转化为绿色——这是一个确凿的证据,说明玻璃里面含铁。
如果想要制出无色的玻璃,就得选用比较白的沙子。可是,如果想要制出最上等的玻璃,就得用洁白无瑕的白色沙子,另外还得用钾碱代替普通的碱,用石灰石或者铅丹代替白垩。这样一来,像金刚钻那样又重又亮的一种玻璃——水晶玻璃就制出来了。
不会碎的玻璃
人们发现,用沙子或者石英熔化制成的器皿要比玻璃制品结实数倍,甚至可以在它烧红之后把它扔到冷水里,它也毫发无损。
情况既然是这样的,那么,为什么不用石英来制杯子、盘子和瓶子呢?那是因为石英制品的造价很高。你知道的,要想使石英熔化就必须要使用电炉,那是得消耗掉很多电能的。
现如今,人们做的还仅仅是改进普通玻璃的工作,而美国人已经发明出了一种新型玻璃,即便是把它加热到200摄氏度然后再扔到冰水里使其立刻冷却,它也不会裂开。这种玻璃的名字就叫做“耐热玻璃”。
法国人发明出来一种“夹层玻璃”,这种玻璃在给子弹打中之后也不会碎裂。因为它是用透明的赛璐珞胶把几层玻璃黏合而成的。
就在不久之前,苏联的科学家发明出了一种用塑料制成的不会碎的玻璃。
十万个为什么 第9章 衣柜最后一站
我们的旅行已经快要抵达终点了,现在是我们的最后一站——放衬衫和外衣的衣柜。衣柜的种类有很多,有像巨人一样的衣柜——占了半间屋子,捉迷藏的时候可以躲进六个人;有像侏儒一样的衣柜——连一个最小的孩子也钻不进去;也有富丽堂皇的衣柜,连门上都镶嵌着镜子;当然也有完全没有镜子的衣柜。
而我们将要前往的衣柜既不很大,也不很小。它里面的一格里摆放着衬衫,另外一格里放着外衣。另外,柜门上镶嵌的镜子也不大不小。在我们考察衣柜的内部构造之前,还是先来聊聊那面镜子吧。
镜子的历史
古时候,也就是玻璃镜子还没有出现的那个年代,人们使用的镜子是由银或者铜锡合金制成的。然而,金属制成的镜子在空气中很快就会变得晦暗无光。后来,终于有人想到了一个好办法——用玻璃把金属表面遮盖起来以防止它接触到空气,就像我们现在把照片放在玻璃镜框里面一样。
于是,玻璃镜子就这样应运而生了。
在很长的一段时间里,镜子都是这样制成的:把一张锡箔放在一块玻璃上,把水银浇在上面。水银能够使锡熔化,如此一来,就使生成的液体具有这样的一种特性——它会牢牢地黏附在玻璃上。把玻璃稍微倾斜一下,多余的水银就会流掉。因此,把整块玻璃都均匀地涂上一层金属,需要花费整整一个月的时间。
科学家李比希想出了另外一种更好的办法。那就是在玻璃表面浇上一种特殊的溶液,这种溶液里面会有银沉淀出来。银会慢慢地沉淀在玻璃表面,大约半个小时之后,玻璃表面就涂上了一层发亮的薄膜。为了保护这层薄膜,需要在外面再涂上一层油漆。
这个方法之所以比较好,那是因为它可以有效地避免和有毒的水银打交道,而且制成的镜子也更加明亮。
如果将一面涂银的镜子与一面涂水银的镜子并排摆放,你一眼就能够瞧出来那面涂水银的镜子要昏暗很多。一个25瓦的灯泡,在涂水银的镜子里面看上去只有16瓦,所以,在它上面失掉的光是很多的。
制造镜子听起来似乎并不是什么深奥的事情,然而,在三百年前,能够制造镜子的只有一个城市——威尼斯。对于制造镜子的秘密,威尼斯人守口如瓶。假如有谁胆敢把制造镜子的秘密泄露给外国人,就会被处以死刑。根据威尼斯政府的命令,所有的玻璃制造厂都要搬迁到慕拉诺孤岛上去,而且,这个岛屿是绝对不允许外国人涉足的。
曾经有这样的一个时期:这座孤岛上有大大小小四十多个工厂,几千名工人在这些工厂里面做工。单单一个法国,每年就要进口200箱镜子。而且,这里制造的并不仅仅是镜子,还有用无色的和彩色的玻璃制造出来的各式各样的器皿,全都是举世闻名的精品。而威尼斯酒杯和花瓶的制作工艺更是叹为观止。人们很难相信那些栩栩如生的花瓣、叶片和茎干都是由如此硬脆的材料制成的。
在威尼斯,慕拉诺岛上的熟练工匠们得到了极大的尊敬。玻璃工匠的光荣称号并不比贵族的称号差。一个议会管理着这个小岛,而这个议会正是由玻璃工匠们自己选举出来的。每一位威尼斯公民都畏惧的警察却没有权力来管理慕拉诺岛上的居民。
不过,这些玻璃工匠的自由也有一样受到了限制,那就是不能去往国外,一旦违反就会遭到死刑的惩罚。实际上,受到死刑威胁的并不仅仅是逃亡者,还有他们留在国内的家属。虽然如此,威尼斯人还是没能够保守住他们的秘密。
有一回,法国驻威尼斯的大使收到了一封从巴黎寄来的密信。信是执掌大权的大臣柯尔培尔写来的,他命令大使必须立刻为新创办的皇家镜子制造厂寻找工匠。而这也使得大使愁眉不展。那个时候,所谓的制造厂其实就是庞大的手工工场,与小规模的手工工场的唯一区别就在于工匠人数的多少。你要知道,机器在那个时代还没有出现呢。
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