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第2章 爐子

人類從什么時候開始會取火的?

冬天的夜晚,劈柴在爐子里噼啪作響。你看著爐子里的火苗,很容易就想到許許多多奇異的東西,比如說被烈火焚燒的城市和被包圍的城堡。劈柴的爆裂聲就如同炮火的轟鳴聲一樣,而火舌就好像是沿著城墻跑的士兵。

在古代的時候,人們認為火里面住著掌管火的神靈——火壁虎。也有人認為火本身就是神靈,并且建造廟宇來供奉它。

這樣的廟宇中點著供奉給火神的燈,幾百年都不會熄滅。

在這個世界上,點長明燈是最古老的風俗之一。早在幾萬年之前,人類還不會取火。實際上,人們不是取火,而是覓火,就如同現代人尋覓寶石一樣。這就難怪人們當時珍惜火就像珍惜寶石一樣了。假如它熄滅了,就再也沒有其他地方可以找到火了。你知道的,人們那時候還不會取火呢。

有的時候會發生這樣的事情:閃電將樹木點燃。人們驚恐地看著如猛獸一般的烈火吞噬著樹木,火舌舔著樹皮,噼噼啪啪地把樹枝折斷。人們都很害怕,不敢走到近處,可是又不愿意離開:在一個寒冷的夜晚,站在一棵燒著的樹旁邊是非常溫暖和愉快的。

原始人都是非常勇敢的,他們常常不得不與巨大的猛犸和強壯的洞熊進行戰斗。后來,終于有一些膽大的人站了出來,他們走近了那即將熄滅的火。

我們并不清楚究竟是誰第一個決定抓起一根燃燒的樹枝并把這個神奇的獵物帶回家去的。也許做這件事情的并不僅僅是一個人,而是不同地方的好幾個人。不管怎么說,總有一些大膽而勇于創新的人,他們就像馴服野獸一樣馴服了火。

愛迪生是第一個發明燈泡的人,然而,比起那些披著獸皮、長著長長的胳膊和向里翻的腳的人的發明來,燈泡能算得了什么?假如沒有火,我們到現在還會和褐猿或者大猿沒有太大的區別。

原始人的巖洞和土窯是被明亮的火光照亮的。然而,過了多少萬年之后,人類才學會了取火。

人類一旦掌握了取火技術,就再也不用擔心丟失火種了。如果火堆被風雨熄滅,人們隨時都可以將其點燃。

為了紀念那個時代,后人們一直在廟宇里點著長明燈。實際上,那個時代的人類還不會取火,火在那時是一種極其珍貴的寶貝。

不管這件事情有多么神奇和古怪,最古老的取火方式還是保留到了我們這個時代。

原始人的取火方式就是用一根小木棍去摩擦另一根小木棍。

我們也同樣用摩擦取火的方法——用火柴擦在火柴盒上。

不過,這里邊還是有區別的,而且區別很大。擦著一根火柴,只需要一剎那的工夫,可是要摩擦一塊木頭生火,即便是非常干燥的,也夠你忙上五分鐘,甚至更長的時間了。每個人都會擦火柴,可是你按照原始人的取火方法去試試看,我不太相信你能夠成功。

火柴為什么可以點著火?

原始人并不具備我們這樣的工具。他們既沒有鋸,也沒有刨子。

他們用尖利的石塊或骨頭來代替鋸和刨子。所以,用這樣的工具干活是絕對不會輕松的。為了讓木頭發熱并且著起火來,他們不得不長時間地刮著、擦著。或許正是這個方法才讓人們想到:摩擦生火。

如果想要讓木頭著起火來,必須先要讓它發熱得很厲害。由此可見,兩根小木棍必須要摩擦很久才行。

用火柴點火就是另外一回事了。火柴頭是由一種不需要太熱也可以點燃的東西制成的。

火柴頭觸碰到一塊溫度很高的鐵(比如說很熱的爐門),也可以使它點燃。可是,假如你拿著火柴的另一頭去觸碰爐門,就不會點燃。

這就是為什么火柴不需要在火柴盒上摩擦五分鐘的道理了,因為它一擦就著。

火柴是什么時候發明出來的?

發明火柴并不是很久以前的事情。1933年,第一家火柴工廠剛好一百歲。在此之前,人們取火都使用其他的方法。一百多年前,人們的口袋里放著的并不是火柴盒,而是一只小盒子,里面裝著三樣奇怪的東西:一小塊鋼鐵,一塊不大的石頭和一小塊像海綿一樣的東西。假如你問這些東西都是什么,他們就會告訴你,那個鐵塊是火鐮,那塊石頭是火石,而那個像海綿一樣的東西則是火絨。

這整整一堆東西就相當于一根火柴!

那個時候究竟是怎樣取火的呢?

一個衣著華麗的胖家伙,嘴里叼著一根長長的煙管兒。他一只手握著火鐮,另一只手拿著火石和火絨。他用火鐮去敲擊火石。沒有任何效果!他又試了一次,火鐮上面迸出了火星,可卻并沒有把火絨點燃。最后,當打到第四次或者第五次的時候,火絨才被點燃了。

說句實在話,這就像一個打火機一樣。打火機里面也有一塊小小的石頭,那就是火石;也有一個小小的鐵輪,那就是火鐮;而那個浸透汽油的燈芯則是火絨。

用火鐮取火也并不是一件容易的事情。至少當歐洲的旅行家想教格陵蘭的因紐特人用歐洲人的方法取火時,被因紐特人拒絕了。在他們看來,還是他們的老辦法好:他們像原始人那樣摩擦生火——用皮帶拉轉一根豎在一塊干木板上的小木棍。

就連歐洲人自己也希望能夠有更好的東西來取代火石和火鐮。事實上,你在市場上經常會看到各種各樣的“化學取火器”出售,并且一種比一種古怪。

有這樣的一種火柴,一碰到硫酸就會點燃;有這樣的一種玻璃頭的火柴,需要用一把大鉗子把玻璃頭夾碎,火柴才能點燃;還有這樣的一種非常復雜的取火器,整個裝置都是由玻璃制成的。然而,這些東西使用起來都是非常不方便的,而且造價高昂。

這種情況一直持續到黃磷火柴發明為止。

黃磷是一種只要稍微加熱到60攝氏度就會被點燃的物質。似乎再沒有其他的什么東西比黃磷更適合做火柴的材料了。然而,如果與我們現在所使用的火柴相比,黃磷火柴就要差遠了。

黃磷火柴具有毒性,而且,它還有另外一個致命的缺點,那就是太容易著火。要點燃這種火柴,只需要在墻上甚至靴筒上擦一下就行了。當這種火柴被點燃的時候,就會發生爆炸。火柴頭就像一個小型的炸彈一樣,碎小的顆粒向四面八方飛濺。火柴燃燒過后,還會產生一股非常難聞的二氧化硫氣味,給人留下一種很壞的印象。這是因為這種火柴里面除了有黃磷之外,還有硫黃。當硫黃燃燒的時候,就會產生二氧化硫。

“瑞典火柴”或者叫“安全火柴”在六十年前適時出現了,而這正是我們現在所使用的火柴。這種火柴頭里面是完全沒有黃磷的,另外一種易燃物質代替了它。

為什么水無法燃燒?

很多物質遇到強熱之后就會燃燒,少量物質甚至稍微加熱就會著火。可是也有些東西不管你怎么點都不會燃燒。

舉個例子來說,水就不會燃燒。

你想知道為什么會這樣嗎?

其實,這與灰燼不會燃燒是一樣的道理。

水本身就是通過燃燒才獲得的。

要想得到水,需要用什么東西來進行燃燒呢?

氫氣,就是用來灌氣球和飛艇的那種氣體。

當然,現在也可以用另外一種氣體來灌飛艇,那就是氦氣。

氦氣不會燃燒,所以飛艇飛行的時候沒有安全隱患。

爐子燃燒過后,劈柴到什么地方去了?

你從雜物間抱來一捆重重的劈柴,把它們丟在爐子旁邊。這捆劈柴又大又結實,散發著香氣,好像屋子里搬來了一棵圣誕樹一樣。

把爐子點起火來,過一兩個小時,你再來看,那堆劈柴已經不剩什么了。只在地板上留下了一塊融雪的痕跡,爐膛內有一小撮灰。

這捆劈柴跑到什么地方去了呢?

燒掉了。

可是,“燒掉”說的是什么意思呢?

這個問題確實值得我們研究一番。蠟燭燃燒過后也會消失。這究竟是怎么一回事呢?它是完全消失了,還是看起來似乎消失了?

我們來做這樣的一個實驗:拿來一個匙子和一支蠟燭,把匙子罩在燭焰上。這時,你會發現匙子上蒙了一層霧,這層霧很快凝結成了小水滴。

這些水滴是從哪里來的呢?顯而易見,是從蠟燭那里來的,除此之外沒有其他的來源。

現在,把匙子擦干,把它重新放到燭焰里。匙子上出現了一層煙炱,也就是細小的炭粒。

炭粒是從哪里來的呢?仍然是從蠟燭里來的。

可我們以前為什么沒有看到過炭粒呢?

這個道理就如同我們在屋子里看不到房梁或者釘子一樣。房梁、釘子和磚頭只有在房屋著火的時候才可以看得到。這里也是同樣的道理:我們只有為炭安排一場小小的火災——點燃蠟燭——才可以看到。

是的,當蠟燭點燃的時候,我們從它那里得到了水和炭。

可水和炭又到什么地方去了呢?

水變成水蒸氣,飛走了。當我們把匙子罩在燭焰上的時候,正是這些水蒸氣凝結在了匙子上。

那么,炭到哪里去了呢?

當蠟燭冒煙的時候,炭就以煙炱——微小的炭粒——的形式飛散開去,然后落到了天花板上,落到了墻壁上,落到了周圍一切可以落到的東西上。

可是,如果蠟燭燃燒得非常好的話,就不會冒煙了,因為炭全部都燃燒了。

燃燒?

可燃燒究竟是什么意思呢?

這件事情還得從頭說起。

炭燃燒之后到哪里去了呢?

不是完全消失了,就是轉化成其他的物質了。二者必居其一,只不過是我們看不見罷了。

那么,現在就讓我們來試著捉住這個隱身人。這需要兩只裝果醬的瓶子和一個蠟燭頭。

首先,為了把蠟燭頭放進瓶子里,我們要在上面插一根鉛絲。再拿一只杯子,倒一些石灰水進去。

石灰水是這樣制備的:取少許的生石灰,把它放到水里面攪拌,再用吸墨水紙過濾。假如得到的溶液是混濁的,那就再過濾一次,直到使它變得完全透明。

接下來把蠟燭頭點燃,把它小心地放進空瓶里。蠟燭頭燒著燒著,終于熄滅了。把它拿出來,點燃之后再放進瓶子里面去,這一次蠟燭很快就熄滅了,就好像被浸在了水里一樣。

由此可見,瓶子里面現在有一樣東西正在妨礙蠟燭燃燒。

那會是什么東西呢?瓶子看起來完全是空的,你非常清楚這一點。現在我們需要這樣做:往瓶子里面倒入一些石灰水,水變混濁了,變成白色的了。可是如果我們把石灰水倒進另外一只瓶子里面去,那里面沒有起任何變化,水仍然是透明的。可知那個原先有蠟燭燃燒過的瓶子里面有一種我們看不到的氣體,正是這種氣體使石灰水變混濁的。

科學家們把這種氣體叫做二氧化碳。研究發現,炭燃燒的時候就會產生二氧化碳。

現在,我們終于可以回答那個蠟燭到哪里去的問題了,它先是變成了水和炭,水飛散了,而炭則經過燃燒轉化成了二氧化碳。

這也正是劈柴所發生的情況。劈柴也同樣變成了水和炭。炭繼續燃燒,盡管沒有全部燒掉,總會有少許沒有充分燃燒的炭粒留在爐子里。而那些燒掉的炭就轉化成了二氧化碳,與水蒸氣一起從煙筒飛了出去。冬天,煙筒里冒出了滾滾白煙,這就是水蒸氣遇冷而凝結成的小水滴。如果煙是黑的,那就說明煙里還有不少尚未燃燒的炭,這種東西就是煙炱。

爐火旺盛的時候,為什么會呼呼作響?

冬天,只要爐火一旺盛,屋子里就開始熱鬧起來了。爐子呼呼作響,就如同樂隊里的大喇叭,爐門也砰砰地響著,好像銅鐃鈸一樣。

這些響聲都是從哪里來的呢?

如果想讓喇叭呼呼作響,那就必須要有人去吹它。

可究竟是什么人在吹爐子呢?

事情是這樣的:當我們把爐子點起來的時候,爐膛里的空氣被燒熱了,而熱空氣是要比冷空氣輕些的,所以它會往上升,而屋子里的冷空氣則進來填充空出來的位置。因此便產生了一股氣流——空氣從爐底經過爐膛向上流去。

要想證實這一點很容易。你只需要拿幾張小紙片放在一個硬紙板上,不過,小紙片一定得放在硬紙板的邊緣。接下來,把硬紙板靠近爐門的小孔處,你就會發現小紙片一張一張地飛進了爐膛里。

那么,是什么東西把小紙片帶進去的呢?

是從室內流進爐膛的氣流。氣流把小紙片帶走,就如同河水把扔到里面的小木片帶走一樣。由此可見,并沒有任何人在吹爐子,而是空氣自己跑向那里的。

空氣熱了之后真的會往上升嗎?

這個現象是你可以親眼看到的。在陽光充足的日子里,你拿一支點燃的蠟燭或者一盞燈放在窗臺上。這時,你會在窗臺上看到火焰的影子,而且在火焰的影子上面還有向上流動的空氣的影子。正是由于這個原因,火焰才總是向上伸展的,因為空氣會帶著火焰一起向上跑。

現在你應該明白為什么要在爐門上鉆孔了吧?就是為了讓空氣進去。可是,為什么需要空氣呢?因為要讓爐子里面的劈柴燃燒。

如果沒有空氣——比如說在一只密不透風的爐子里——劈柴就無法燃燒。通風越好,劈柴的燃燒也就越充分。你或許已經注意到了:當通風良好的時候,劈柴就會燒得很旺;而當通風不好的時候,劈柴燒得就有些有氣無力了。

科學家們在實驗室里仔細地研究了一下空氣。研究發現,空氣是幾種氣體的混合物,其中絕大部分是氮和氧。而燃燒所需要的氣體正是氧氣。

當劈柴在爐子里面燃燒的時候,發生的情況是這樣的:劈柴中存在的炭與從空氣里來的氧化合生成了二氧化碳,而氫和氧則化合生成了水。

由此可見,空氣在它的旅途上——沿著爐子到煙筒這條路線的前進過程中已經完全改變了。這時,空氣里面所剩下的氧已經不多了,而代替氧的則是水和二氧化碳。

水為什么能夠滅火?

假如把點燃的蠟燭浸到水里面去,它就會熄滅。

可這究竟是為什么呢?

因為蠟燭燃燒所需要的東西是空氣,而不是水。

這正是水可以滅火的基本原理:因為它可以阻礙空氣接近燃燒的物體。

因此,也可以用其他的方法來滅火:蓋上毯子或者撒上沙子。毯子或者沙子同樣可以不讓空氣接近火源,火于是就熄滅了。

一個關于爐子的謎

你先來猜一猜這個謎:爐子燃燒著,可是卻沒有火焰。空氣從什么地方進來,煙就從什么地方出去。這是什么?

這是人。

你知道的,當人呼吸的時候,吸進的是空氣,而呼出的是水和二氧化碳,這是不是很像一只爐子?

實際上,這是很容易證實的,你在匙子上呵一口氣,匙子上就會蒙上一層水霧,這就是你的水。接著,拿一根麥稈向石灰水里吹氣,水會變混濁,這就是你的二氧化碳。

我們的鼻子就好像是進空氣的爐門和出煙的煙筒。

而我們人這個“爐子”里面燃燒的就是我們吃進去的食物。我們的身體總在發熱,也正是這個緣故。

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