年4月,存放在富国银行旧金山办事处的盒子里装满了一种叫做“诺贝尔爆破油”的液体,这只箱子存放在无人认领的货物中,而且似乎在漏水。随后的爆炸震碎了街道上的每扇窗户,并造成两人死亡。
这并不是第一起以阿尔弗雷德·诺贝尔的名字命名的可燃液体造成的死亡。就在两年前,这位瑞典发明家的弟弟埃米尔在斯德哥尔摩的家族工厂爆炸中丧生。炸药已成为重要的工业工具,用于开采从银到盐的一切东西,但爆破石油是挥发性的,意外爆炸并不罕见。
这是一个致命的问题,但在旧金山市中心爆炸一年后,诺贝尔找到了解决办法。通过将石油与稳定剂混合,他创造了世界上最安全、最可控的炸药。这是一项引起争议的发明,多年后,一家法国报纸“称赞”诺贝尔“找到比以往任何时候都更快杀死更多人的方法”。
妇女在诺贝尔的工厂混合炸药。近年来,唯一广泛使用的炸药是黑火药。黑火药是硫磺、木炭和硝酸钾的混合物。它是一种低度炸药,能爆燃产生热量和气体。当这种反应被控制住时,它就会产生爆炸能量,这足以将子弹从枪中射出,但不足以将枪管炸开。如果其数量足够高,将足以炸穿岩石。在采矿和工程中,火药是一种不太精确但还过得去的工具。
然后,在年,一位名叫阿斯卡尼奥·索布雷罗的意大利化学家将甘油与硝酸和硫酸混合,创造了第一个高爆物:硝化甘油。当液体中的碳、氮、氢和氧之间的分子键断裂时,这些分子重新排列生成气体。这引发了一个连锁反应,发出白热的超音速波,其爆炸能量是黑火药的许多倍。硝化甘油非常不稳定,任何撞击或震动都会引发这种反应,以至于索布雷罗认为他的发现没有任何实际用途。
年轻的科学家诺贝尔不同意这种说法。他曾在父亲的俄罗斯武器厂工作,生产用于克里米亚战争的水雷。他认为,如果能在一个安全的距离内控制并触发硝化甘油的爆炸,就可以使用硝化甘油。年,他发明了一种遥控雷管,后来演变成了雷管。雷管由一个装满了雷酸汞的小锡罐组成,后面拖着一根长长的引信。一旦引信烧断,雷酸汞就会喷出火焰,引发更大的爆炸。在接下来的几年里,诺贝尔公司在14个国家建立了16家炸药工厂。但是,即使让使用者可以定时爆炸,石油形式的硝化甘油也非常危险,每一次致命的事故都会使公众舆论反对诺贝尔的第一项发明。
要理解为什么炸药如此具有革命性,你必须了解其前身的不稳定性。爆炸是一个奇妙的高度专业化的过程,它涉及两个结构的合作。第一个是冲击波,第二个是燃烧波。冲击波是以超音速传播的压力、温度和密度的急剧上升。爆炸可以被视为一个燃烧支持的冲击波,或一个冲击触发的燃烧波。
在合适的条件下,比如在运输箱或火车车厢里颠簸,硝化甘油会产生压力波,使液体处于紧张状态。这会导致液体空化。也就是说,沸点突然降低,很快就会形成一团气泡。但接下来会发生的是,从某个边界反射过来的压缩波,将这些气泡压碎。崩塌产生了极高的温度,以瞬间冲击波的形式出现,随后很快就发生了燃烧。换句话说,每次诺贝尔的爆炸油移动时,都有自动引爆的风险。
诺贝尔在瑞典梅拉伦湖上的一艘驳船上的实验室里工作,他开始将硝化甘油与某种物质混合,使其可以安全地移动和处理,以此来稳定硝化甘油。他尝试了砖尘、废木屑和煤尘,让这些物质吸收硝化甘油,然后试图用爆破帽引爆它们,最后在年他把目光集中在硅藻土上。硅藻土是一种由化石藻类制成的类似泥土的物质,它的工作原理是将液态硝酸甘油变成面团状的稠度,防止气泡形成。
起初,他把这种用厚纸包裹的几英寸长的新产品称为“诺贝尔安全爆破粉”,后来,他把这个名字改成了“炸药”。但这还不是完美的、安全的解决方案。如果把它长时间留在一个地方,硝化甘油就会在底部凝结。在寒冷的天气里,硝化甘油会结冰,从而使其失去敏感性。
虽然炸药的挥发性比纯硝化甘油要小得多,但它永远不会是完全安全的。年9月,波士顿的一辆电车撞上了一箱50磅重的炸药,炸药从车上掉到了铁轨上。爆炸半径超过英尺,造成10人死亡。年,在巴尔的摩港,吨炸药从驳船转移到一艘英国轮船上,突然发生爆炸,造成至少50人死亡。
为了继续提高炸药的安全性和有效性,诺贝尔将其职业生涯的剩余时间都用来改进炸药。最大的创新是添加了硝基纤维素作为固体材料,诺贝尔取代了硅藻土,增加了混合物的粘度。结果是一种新的改良的胶质炸药。
硝基纤维素这种化合物背后的科学已经以意想不到的方式发挥了作用。这是最早的工业塑料之一,最早的应用是台球。他们的特点是,当两个球互相猛烈撞击时,会发出像枪响一样的巨响。当两个硝化纤维球碰撞在一起时发出的破裂声实际上是一种微小的爆炸,因为硝化纤维和硝化甘油一样是可燃的。它们一起创造了一种更强大的炸药,具有原炸药的稳定性和更长的保质期。
不像以前的炸药,硝化甘油不会在基质中移动。换句话说,它没有泄漏。这种新材料也可以在水下使用。使其更容易在水道中穿洞。当然,不仅仅是工程和采矿业看到了高爆炸物的潜力。诺贝尔还发明了一种新的战争工具。年普法战争期间,爱尔兰首次将其作为武器使用。年至年,爱尔兰共和军向英国政府和军事目标放置了炸弹,用二十多个装置炸伤80多人。
事实上,诺贝尔是个和平主义者。他相信,他的创造将通过建立相互保证的破坏来防止战争,他写信给一位朋友说:“在两个军团能够在一秒钟内相互歼灭的那一天,所有文明国家肯定会因恐惧而退缩,并解散他们的军队。”
到年诺贝尔去世时,他拥有近家炸药和军火工厂,炸药使他发家致富。他将其中大部分留给了人们的信任,设立了诺贝尔奖,每年颁发给科学家、医生、作家和那些为追求和平而工作的人。