十万个为什么(上)4.doc

第五站：餐具柜1. 瓦罐的亲戚们之前我们提到过铝锅和铝制的飞机是瓦罐的亲戚，除了这些亲戚外，貌不惊人的瓦罐还有许多别的亲戚，它们就住在我们厨房的餐具柜里。这些亲戚都是用闪闪发亮的彩陶做成的，它们整齐地排列着，神气极了。这些亲戚中有小碟子、小碗、深浅不一大小不同的盘子们、糖罐和茶壶等等。瞧，角落里有个漂亮的瓷杯，上面画着粉红的河流、粉红的磨坊和粉红衣服飞渔夫，就连手里的钓鱼竿也是粉红色的。瞧瞧这些光鲜艳丽的家伙们，真难想象，外表粗糙衣着朴素的瓦罐和他们居然是亲戚。然而，事实是没有瓦罐，就不会有瓷杯的出现。2. 陶瓷的故事世界上从什么时候开始出现瓦罐的呢？在丹麦、瑞士等一些沿海国家，人们在去挖海岸线上的土堤的时候发现原始人居住的痕迹。这里的土堆里面有鱼骨、海螺壳。动物头骨和渔叉、斧头等等，就是在这乱乱的一堆东西里，人们发现了粘土瓦罐的碎片，只不过这些瓦罐和我们现在用的有很大的差距：上面没有上釉，底部是尖的或者是圆的。在这之后，又过去了几千年，陶瓷出现了。陶瓷是大约在公元前3世纪的时候由中国人发明的，在公元15世纪的明朝时期得到了工艺上的突破和进展。在欧洲，中国的瓷器价格堪比黄金，因为制作陶瓷的工艺十分复杂，只有从中国进口这一条渠道，直到后来一个炼金术士掌握了陶瓷的制作方法。中国的几个伟大的发明陶瓷、火药、印刷术，都没有得到很好的传播，因为当时的中国过于封闭，不愿意和别人分享。所以，这些都是欧洲人自己再进行发明的，比如火药是施瓦兹发明的，印刷术是古登堡发明的，瓷器是撒克逊国王奥古斯二世的宫廷炼金术师约翰彼特格尔发明的。炼金术师认为金子是能够用普通的金属炼出来的，只需要找到一种点金石就能完成，其实这种点金石根本就是不存在的。但是那个时候的国王是相信有点金石存在的，所以有很多御用的炼金术师，并且会把他们锁起来以防他们跑到别的国王那里去。但是这些炼金术师并不能达到国王的要求炼出金子来，于是国王经常一怒之下就把这些炼金术师处死。不知是因为国王尊重科学，还是为了反讽这些无能之辈，处死他们的绞刑架通常都是镀金的。不过炼金术师也并不是一无是处，在他们试图炼出金子来的过程中，也会有些意外收获，比特格尔就是一个成功的例子。在他14岁在药房当学徒的时候，偶然接触到了一份关于炼金术的书稿，他被书中的内容深深吸引了，越读越着迷，晚上就偷偷在药房做实验。有一次，药剂师左纶先生发现了他正在全神贯注做着实验，马上怒吼着问他在干嘛。比特格尔说出自己在炼金之后又遭到了一阵羞辱和呵斥，随后被赶回了家。比特格尔的父亲是一名铸币工，收入也不高，一家人的生活十分拮据。几个月后，因为生活所迫，他再次从家中出来回到药房。不过被炼金术深深吸引的比特格尔还是没能忍住再次偷偷开始炼金，最后终于还是被左纶赶出了药房。他绝望极了，因为他不能回家去再给家里增加负担了。就在这个时候，幸运女神眷顾了这个无家可归的炼金术师。在一次偶然的机会中，比特格尔被一位叫做冯福尔斯登堡的伯爵看中，伯爵十分欣赏他的才华，把他带到自己的宫殿为他建立了一座实验室。咸鱼翻身的比特格尔得到了钱、华丽的衣裳和豪宅。很快，比特格尔发达的消息就传开了。左纶知道这件事之后，开始和每一个认识的人吹嘘说自己的徒弟成了著名的炼金术师。人们纷纷附和，说只有像左纶这样优秀的老师才能教出这么出息的学生。又过了很多年，比特格尔从一个年轻的小伙子变成了一个中年人，可是他的研究还是一无所获。渐渐地，那个器重他的伯爵开始怀疑他是个骗子了。要知道，在当时欺骗是要被重罚的。比特格尔十分害怕，于是便逃跑了，可是没过多久就被抓回来继续工作。想想也觉得可悲，之前的他是因为想要做实验而被重罚，现在则是因为不想做实验了。伯爵要求比特格尔把炼金术写下来，他哪写得出来啊！无奈之下，只能编写了一些晦涩难懂的文字，想蒙混过关。倒霉的是，伯爵识破了他，于是，国王把他关进了大牢。左纶再也不敢到处说比特格尔是自己的学生了。不过，左纶没有想到的是，比特格尔再次走运。这次，他是被契轮豪森公爵提点，开始研究制作瓷器的方法。前面提到过，当时的瓷器是很贵的，国王可以用一个团的人来换一套48件的中国瓷器。聪明的比特格尔没让人失望，他很快就研究出来了一种制作褐色瓷器的方法，因此而受到重赏。到了这里，比特格尔彻底失去了人身自由，他和助手每天要在监视之下工作，后来终于研究出了白瓷的制作方法。1707年，瓷器再也不是无比昂贵的物品，而是出现在了莱比锡的集市上，后来在麦森的阿尔布列兹堡又出现了一个大型的瓷器厂，比特格尔也就是在这里研究出白瓷的制作方法的。麦森瓷器以两把交叉的宝剑作为标志，很快就风靡了全世界，这种瓷器和中国瓷器已经相当接近了。比特格尔被囚禁在麦森城堡里很多年，直到他已经老去。他很想得到自由，为了出逃他开始和普鲁士宫廷秘密谈判。但是很快计划败露，他又一次获罪，最后他悲惨的死在了监狱。3. 制作瓷器的谜制作瓷器的秘密到底是什么？小小的瓷器里面蕴含的可不只是一个或两个秘密，而是由很多秘密组成的，比特格尔失去了人生自由，就是因为国王要留住这些秘密。比特格尔发现的第一个秘密就是制作瓷器的粘土一定是最白、最纯净的粘土。据说是有一次，在他往假发上面抹粉的时候，他发现这种洁白的粉末并不是香粉一类的东西，而是一种洁白纯净的粘土。他在麦森城堡里面发现了很多这样洁白的粘土，最后成功烧制出了洁白的瓷器。第二个秘密，他找到了纯的白沙和优质的云母或者长石，我们之前提到过，烧制陶器的时候需要沙子，烧制瓷器一样也需要云母等物质来让粘土粒互相融合。比特格尔又发现了第三个秘密，就是去除杂质的秘诀。首先要把所有的原材料好好碾碎，并且把大颗粒的沉淀物除去。还记得我们在杯子里沉淀粘土的步骤吗？就是像那样留出慢慢沉淀大水底的细沙来，把杂质尽可能地去除掉。之后的制成泥团、压制成坯、去水烘干等步骤没有什么特殊的，但是烧制这个环节也有秘密。在烧制这个环节里，要将瓷器烧制两遍。第一遍是轻微烧制一下，然后上釉之后再烧第二次。第二次烧制可是大有讲究的，因为这第二次既需要用强度很大的火来烧，温度高至可以让它几乎融化，这就会导致各种瓷器的半成品会在这个步骤变形。为了防止这种情况的发生，人们制作了各种各样的支架，像拐杖一样帮助瓷器摆正身姿。不过及时有了这样的保护措施，还是有很多瓷器毁坏在炉子里。此外，还会发生一种状况，就是瓷器底下挨着支架的那一圈釉会经常溶化后粘在支架上，所以必须把那一圈釉洗掉在进炉子烧。有人会说了，那既然这样大强度地烧制瓷器会有这么多不利的后果，稍微烧一下不行吗？轻微地烧当然是不行的，因为瓷器是融合、密实的，陶器是有缝隙的。正是因为瓷器是经过高强度烧制的，里面的所有成分都紧密融合在了一起。那么辨别瓷器和陶器的方法有哪些呢？首先，是观察颜色，举起这件东西对着阳光看，微微透光的是瓷器，不透光的是陶器。或者是看它的底部，底部的圆圈上有釉彩的是陶器，没有釉彩的是瓷器。4. 我们玩的沙子也能做成餐具柜中的东西吗？回到我们的餐具柜中来，仔细看看除了那些茶杯、盘碗之外你还发现了什么？给一点提示，那些东西是用沙子做成的。没错，就是这些玻璃杯、高脚酒杯和盐瓶了。它们都是玻璃制品，玻璃就是用我们小时候玩的那些最普通的沙子制成的。来到大街上，你会看到很多高楼大厦，上面的玻璃幕墙闪闪发亮，有些这样的大厦整幢楼都是用玻璃和铁做成。在伦敦，有一幢叫“玻璃房”的大楼，有一颗几百岁的大树生长在里面，看上去就好像这棵树是露天的一样。这幢大楼有一半都是由沙子做成的，看似脆弱却一直屹立不倒。5. 硬硬的液体人们是怎样制作玻璃的呢？在这里介绍最简单的一种。将沙子放入到耐热的瓦罐中，然后再加入碱和白垩，放到炉子里灼热。这三种材料受热融合到了一起，形成了一种很热的、液态的、像水一样的玻璃。如果是水，冷却下来之后，只要温度不低于零摄氏度，它还是会呈液态流动。不过到了摄氏零度以下的时候，水就会冻起来结成冰。不过这种液体的玻璃熔浆只是看上去像水而已，它的性质可和水非常不同。在冷却的过程中，它会慢慢地凝固起来，在1200摄氏度的时候，它会像糖浆一样粘稠，1000摄氏度的时候它就可以被拉成丝了，温度越是下降，它就会变得越稠，知道变成软软的面团一样的形态，最后变成硬硬的玻璃。要是想要像描述水一样讲出玻璃什么温度下会融化，什么时候又会凝固是很难的。正是因为这个原因，玻璃被称为“硬的液体”。这种“硬的液体”可以在它的液体状态下被拉伸、延展成各种形状，像那些形状精美的花瓶、苗条的高脚玻璃酒杯、还有各种各样美丽的工艺品，都是这样制作出来的。6. 泡泡工厂“趁热打铁”这句谚语我们再熟悉不过了。趁着铁被烧得滚热的时候把它敲打成各种形状，这个道理仍然适用于玻璃，我们可以趁着玻璃液体还没有变硬变脆的时候把它们吹成想要的样子。也许会问了，玻璃是吹出来的吗？可以这样告诉你，大多数玻璃制品都是吹出来的。你们小时候一定玩过肥皂泡吧？吹玻璃和吹肥皂泡差不多，只不过吹玻璃的管子是长长的还带着木嘴的那种铁管子。工人们先等坩埚中融化了的玻璃冷却了之后，再取一小部分放到管子的末端来吹，这样就能吹成各种玻璃泡泡了。用这样的方法，可以把玻璃吹成各种形状，各种我们想要的东西：杯子、瓶子、高脚杯子，甚至是平整的玻璃窗。工人会先把玻璃泡放入模具里，然后再吹气，直到泡泡塞满整个模具。这个过程要确保模具和玻璃之间不留空隙。待到瓶子冷却之后，把模具拆掉，就可以取出瓶子。不过在这之前，应该先把瓶子从吹管上取下来。我们需要用一根冷的铁棒在烫热的瓶颈上划一下，这样瓶子就切下来了。一个技术成熟的工人能够仅仅用一根普通的管子吹制成各种形状，制造出各种玻璃器具。吹玻璃十分有害健康，而且这是一项繁重的工作。所以在一些大的工厂里，人们是用空气泵来吹一些比较大的器皿，这就是机械法。十九世纪九十年代时，人们发明了这种相当于80个吹气工人工作量的吹瓶子的机器。这种机器大大节省了劳动力，每台机器只需要两个人看管就可以，每天可以吹出两万个瓶子。然而只吹出玻璃的形状是不够的，我们还需要一些步骤来冷却它。如果玻璃很快的被冷却的话，它就会变得很脆弱。将一根小玻璃帮放在火中融合，然后取其中一小部分放入水中，那一小部分就会变成透明坚硬的玻璃。可见，冷却玻璃需要慢慢来。人们为了让玻璃更结实，会把它放在一个特殊的炉子里慢慢冷却。那么，磨砂玻璃是怎做成的呢？玻璃器皿冷却之后，只需要在磨石刀上面打磨一下，就可以得到粗糙的磨砂面了，再继续用金刚砂或者是别的粉进行抛光，就能让磨砂面变得平滑。不过这样的方法还是有些麻烦的，后来人们研究出了一种更为简单的方法，就是浇铸。我们之前提到过用生铁浇铸东西，这里用玻璃浇铸也是一样的道理。以此类推，如果是容易被融化、加热之后又容易软化的东西的话，都可以用压制法来得到想要的形状。压制法得到的玻璃器皿是很容易和打磨的玻璃相区别的，打磨出来的磨砂玻璃的角是很圆的，而压制法制造出的玻璃器皿的角是尖锐的。打磨出来的比压制出来的玻璃制品更贵一些。大块的平面玻璃是浇铸得到的，在大块的平面板块成型之后，再进行打磨抛光就得到了我们窗户上的那种玻璃。不过玻璃也是分很多类别的，像绿色的啤酒瓶子使用的玻璃是用黄沙、碱和白垩制成的。那为什么最后是绿色的呢？是添加了染料吗？不是的，普通的黄沙里含有大量的铁锈，所以沙子才呈黄色，在熔化的炉子里黄色才变成了绿色。反过来想想我们就可以推测出，绿色的玻璃中一定是含有铁的。所以，我们制作无色透明的玻璃的时候，就不能用黄沙了，而是用颜色更白一点的沙。还有一种玻璃叫做水晶玻璃，这种玻璃质量比较重，透明度很高，像金刚石一样闪亮。制作这种玻璃的要求就更高了，需要用最纯净的沙子做原料，并且用钾来代替碱，用石灰石或者是铅丹来代替白垩。7. 有不会碎的玻璃吗？无论是用玻璃做成什么东西，沙子都是必不可少的一样原料，这沙子中的奥妙人们早就发现了，可是他们想尽办法也不能把沙粒熔化掉。直到19世纪90年代，人们成功熔化了沙子，并且发现用熔化了的沙子和石英做成的餐具要比玻璃的结实，即使是烧热后马上放到水中也不会变碎。要让石英融化的话需要用电炉，这个过程会耗去很大的能量。所以虽然石英制成的器皿更结实，但是造价太高，所以石英制成的器皿目前还不能被广泛应用在日常生活里。人们仍然在不断改进普通的玻璃。美国人发明了一种“耐热玻璃”，这种玻璃即使把它加热到200摄氏度，然后马上放入到冰水中也会安然无恙。法国人发明了一种子弹都打不碎的玻璃，叫做“塞洛哥”。这种玻璃由几层透明的纤维玻璃制成，子弹击中它之后会变成碎片消失，但是玻璃却完好无损。20世纪30年代，苏联的一位工程师也发明了一种打不碎的玻璃，不过这种玻璃是用塑料制成的。第六站：衣橱1. 旅途的终点我们的房间之旅就要告一段落了，最后一站我们来到了衣橱。衣橱有各种类型既有站据大半个房间可以在里面捉迷藏的高个儿衣橱，也有里面一个孩子都藏不下的矮个儿衣橱；有每扇门上都镶嵌着镜子的豪华衣橱，也有朴实无华的简单衣橱。今天，我们来到了一个大小适中的普通衣橱面前，衣橱里面有很多格子，分别是放内衣的和放外衣的。橱柜上面镶嵌着不大不小的镜子。就让我先来说说镜子的故事吧！2. 镜子的前世今生古代的镜子和今天的很不一样，那个时候人们使用的镜子是金属制成的，他们用银、铜或是锡合金来做成凸面的金属板，当然没有今天的镜子看的那样清楚。人们发现金属镜子在空气中会失去光泽并发黑，所以他们用玻璃盖在金属板上来隔绝空气，就像我们把相片放在相框中保存一样。后来，有相当长的一段时间人们用的镜子都是水银做的。在一块玻璃上面盖上一层锡箔，然后把水银浇在上面，水银溶解掉锡后紧紧地贴在玻璃上。倾斜玻璃，多余的水银就能流掉，整个的制作过程需要花费一个月的时间。人们接触有毒的水银是很危险的，再到后来，又有人想到了更好的主意。科学家冯李比希把能沉淀出银的特殊的溶液放在玻璃上面，只需要半个小时，银就能沉淀下来形成一层闪亮的薄膜，再在上面涂一层保护漆就大功告成了。这样制作出来的镜子不但更安全，而且效果更好。涂银的镜子比涂水银的镜子更亮，25个灯泡的亮度在水银里只有16个灯泡的亮度，其余的光亮像是消失了一样。在当时，制作镜子的奥秘可是被牢牢守住的。19世纪初，只有威尼斯人会制造镜子，他们怎么也不肯让别人知道方法。威尼斯有一项法律，就是向外地人透露制作镜子方法的人会被处以死刑。所有玻璃加工厂都被政府下令搬到了穆拉诺孤岛上，这个到被封闭管理了起来，不允许对外国人开放。这个岛当时在全世界享有盛名，岛上的40家大工厂住着几千名工人，每年有200箱镜子销往法国。除了镜子以外，这个岛还生产各种透明或者彩色的玻璃器皿，在那个时候，威尼斯酒杯和花瓶的制作工艺在全世界遥遥领先。穆拉诺岛上的工人们在全国很受尊敬，“吹玻璃工人”这个称号堪比贵族尊贵。穆拉诺岛上的工人们由自己选出来的委员会管理，就连警察都没有权利管理岛上的居民们。但是，工人们出国的自由却被限制了，只要他们踏出国门面临的就是死刑的惩罚，如果工人一旦逃跑出国，他们的家人也要收到这株连。即使是保密工作做得这么到位，威尼斯人还是没能守住他们的秘密。一天，法国驻威尼斯大使接到了一封让他伤透脑筋的密报。密报来自执政大臣科尔伯，他命令大使设法寻找制作镜子的威尼斯工人来建立法国自己的宫廷镜子加工厂。那个时候没有什么机器，也没有形成发达的工业，大加工厂的意思也就是规模大些的作坊。大使深知威尼斯法条上明明白白写着：如果玻璃工人把自己的技艺流传至别国，他将会被勒令回国。若拒不从命，其亲属将入狱。若还不愿回国，则会派人将其正法。要知道，大使是不能破坏他所驻国法律的。想要将穆拉诺岛上制作镜子的工人弄出来是多么难的一件事啊！想必你也听说过，威尼斯是著名的水城。家家户户的房子都是沿着运河修建的，开门就是河岸。一个晚上，一只带棚的游船里走出了一个身材短小、身着斗篷的人，只见他神神秘秘地走进了法国大使馆，过了好久才出来。那天之后，这个貌不惊人、穿着朴素的男人经常出入使馆，他每次来见的正是大使。而这个神秘人物，就是穆拉诺岛上的一家杂货铺的老板。他经常与大使秘密谈话，但是没有人知道他们聊了什么。大约十天以后，法国大使给科尔伯大臣秘密送去了回信，信上报告说已安排好四名玻璃工人逃到法国，准备工作已经做好。几周以后，在一个漆黑的晚上，有一艘全副武装的船悄悄驶向了穆拉诺岛。岛上的四个人由杂货商人带路，鬼鬼祟祟上了船。他们没有被别人发现，成功随船逃到了法国。杂货铺老板依旧穿着他那黑色的斗篷，只不过这次他的斗篷下面多了一个装满不义之财的袋子，里面有足足2000利弗（法国银币）。很快，威尼斯人就知道有工人出逃的消息。在这些工人已经来到法国马不停开始生产镜子的时候，威尼斯驻法国使馆正在全力搜索，打探他们的下落，但是法国的保密政策做得很好，他们什么也没有找到。 又过了几周，第二批玻璃工人又逃离了威尼斯，这批工人还是四个人。消息传到威尼斯政府那里后，他们再也按捺不住，派出了一位新的大使基斯丁尼亚尼前去法国。基斯丁尼亚尼经过一番努力找到了出逃者，他不敢潜入法国的政府，便将他们招到自己的身边，并说服了其中几个回国。与此同时，科尔伯也没有坐以待毙，而是使出浑身解数竭力挽留威尼斯人。他给威尼斯玻璃工提供了很多好处，给了他们大笔的前，满足他们一切无理要求，帮助救回他们的家人就差没让他们入住皇宫了。当威尼斯政府开始抓捕这些玻璃工人的妻儿的时候，他们扑了个空，什么都没抓到。基斯丁尼亚尼承诺逃跑的玻璃工人们，只要他们肯回国去，就赦免他们的罪过，并且每个人得到5000杜克托（古意大利威尼斯市金币）。但是，这些逃跑的威尼斯人已经沉醉在法国的纸醉金迷中不能自拔了，他们早已乐不思蜀根本不愿意离开巴黎，似乎已经忘记了头上那条约束自己生命的恐怖法律。不幸的是，他们的好日子很快就到头了。从他们逃来法国的那天算起，过了一年半之后，他们其中的一个最先猝死，三个星期后，一个擅长吹镜子的工人也被毒死。也是这个时间，威尼斯那边企图逃往法国的两个工人被政府抓到并处死。在巴黎皇家工厂工作的工人们企图回家，科尔伯没有挽留，因为法国人已经掌握了制作镜子的方法，若他们回国就可以省掉付给他们的钱了法国皇宫的女人们每天都欢喜地对着新镜子梳妆打扮，不知道她们会不会想起那些制作出镜子又被卸磨杀驴的可怜的玻璃工人呢？3. 衣橱里有些什么？现在我们打开柜子来看看里面。我想你的柜子里一定有一件空气做成的衣服，是不是闻所未闻呢？在书的开始，我曾经让你猜的谜还记得吗？烫衣服时上面为什么要垫上湿布？为什么皮袄可以保暖？是穿三件秋衣更保暖，还是穿一件有三件秋衣那么厚的衣服更保暖？4. 衣服真的能发出热量吗？衣服为什么能保暖呢？是因为衣服本身能发出热量吗？事实往往会和想象相反。并不是衣服在温暖人，而是人的身体在温暖衣服。要知道，大衣可不是炉子，是不能发热的。那人就是炉子了吗？还记得最开始的时候我们说过吗，我们吃进去的食物就像木材一样在身体里燃烧，产生了热量为我们提供了温暖，为了不让房间里的热气跑到街上去，人们建起了有厚厚的墙的房子。我们的身体也一直在散发着温暖的热气，为了不让热气溜走，我们穿上可以保暖的衣服，让热气包裹在我们周围，这样自然而然就会觉得温暖了。当然，不是有了衣服热气就散不出去了，只是穿着衣服热气会散得更慢一些。5. 在寒冷的天气里，是穿三件秋衣更保暖，还是穿一件有三件秋衣那么厚的衣服更保暖？上面说了，保暖与否的关键不在于衬衫本身，而在于衣服之间的空气。空气的导热性是很差的，这就代表它能更好地将热气留住。衣服之间的空气越多，就能更好的保持我们身体的温度。一件秋衣只有一件空气衣裳，三件秋衣有三件空气衣裳，你来说说看，哪个更保暖呢？6. 世界上有没有空气做成的