在战争之前,我的父母和哥哥都曾给我介绍过一些厨房里的化学知识:在玻璃杯里放一支粉笔,然后把醋倒进去,这时就会发出“嗞嗞”的响声,还伴随着浓烟,再把这像隐形的大瀑布的烟覆盖在蜡烛火焰的表面,瞬间就能将火焰扑灭。或者拿家用的氨与醋腌制过的红甘蓝混合,会看到汁水的颜色发生千变万化,从红色变成各种类型的紫,然后是蓝玉色,最后变为碧绿。
战争结束后,看到我对矿石和颜色的喜爱,我哥哥戴维在学校里做化学实验的时候曾制作了一些晶体,回来后就手把手地教我。他告诉我如何通过在热水里溶解诸如硫酸铝或硫酸铜之类的盐,然后将其冷却来制作过饱和溶液。要做出结晶,开始时我们需要把一根细线或是一块金属泡在溶液里,另一端挂在杯口。一开始我是把一根毛线放在硫酸铜溶液中,几个小时过后,毛线上就爬满了天蓝色晶体。但是我发现,如果使用硫酸铝溶液和好的“种晶”(人工合成晶体时人为提供的晶核种子晶体)来做的话,晶体就能均匀分布在毛线表面,结果产生了一个很大的、非常漂亮的八面体的铝晶体。
后来我把厨房的几张桌子拼在一起制作了一个“化学花园”,把铁、铜、铬、锰等金属盐当成种子,撒进水玻璃(又称可溶性玻璃,为易溶于水的硅酸钠)中,水玻璃中形成的并不是结晶,而是像植物的枝叶一样缠绕、扩大、发芽、胀裂……在我眼前不断幻化成各种形状。
戴维舅舅告诉我这种类型的生长是由于渗透,水玻璃黏性硅石的作用就像是半透膜,在晶体表面形成,使水玻璃的水经半透膜向晶体内渗透。他说,这个过程虽然发生在地壳当中,对生物体来说也是非常重要的。这让我想起了我在博物馆中看到的巨型的肾状赤铁矿--标签上说这是“肾矿”(我的哥哥马卡斯曾经告诉我这是恐龙的肾脏化石)。
我喜欢这些实验并且试着去研究正在进行的过程,本来我并不是很热衷于化学,但是当我看见戴维舅舅的实验室以及他对各种化学实验的热忱,我也开始迷上了化学,燃烧起对合成、分离、分解过程的探索欲望。我渴望着发现物质变化的规律:熟悉的物质消失,变成新的物质。现在我非常希望能够拥有自己的实验室,不是在戴维舅舅的实验室里弄个工作台,也不是家里的厨房,而是一个我可以自己做化学实验的场所,在那里我不受任何干扰。一开始的时候,我想从辉砷钴矿、红砷镍矿、锰和钼、铀和铬的化合物或矿石着手,所有这些美妙的元素都是在18世纪发现的。我想将这些化合物或矿石磨成粉,然后用酸来处理它们,接着用火烘烤,再加以还原,通过各种必要的方法自己提炼出金属。在工厂里浏览化学原料目录的时候,我了解到人们可以买到已经提纯过的金属,但是我觉得自己提炼出金属来得更有趣。我想象着自己提炼这些东西的过程,和第一个提炼出这种物质的人的方法一样,我将以这种方式开启进入化学界的大门,我也要在化学史上留下自己的辉煌一页。
我在家里建立了自己的小实验室。我找到了一间没人用的密室。这个密室原来是洗衣间,里边有自来水、下水道、洗手池,还有各种各样的纸箱和架子。更方便的是,这个密室距离花园很近,如果我制造的东西着了火,烧过了头,或者是散发出有毒烟雾,我可以飞速地把它扔到草坪上。顷刻间草坪就被烧焦,不过我父母不会责怪我的,这是为了保护我的安全而付出的小小代价,可能也考虑到他们自己的安全。但是当父母偶尔看见空气里的火星和房间里的凌乱以及我做事情时的痴迷,他们也害怕了,就催促我作出一个实验计划,并让我作好处理起火和爆炸的准备。
在仪器的选择上,戴维舅舅给了我很好的建议:试管、烧瓶、量筒、漏斗、吸液管、本生灯、坩埚、表玻璃、白金圈、干燥器、喷焊器、蒸馏器、各种刮勺和一个天平。舅舅也给了我一些关于基本试剂的建议,一些酸和碱试剂是舅舅从他实验室里拿给我的,还有一些形状各异、大小不一、色彩斑斓的瓶子(瓶子颜色是深绿色或者棕色???用来装容易感光的化学物质),并且这些瓶子都配有合适的毛玻璃塞。
每隔一个月我都要到芬赤利的化学用品商店为我的实验室购置新物品。这个商店是个孤零零的棚屋,周围几乎没有什么邻居(我想大家对这个商店避而远之,多半是因为这个地方随时都可能爆炸或者是散发毒气)。我得攒上好几周的零花钱,有时我舅舅也会给我提供一些经济上的援助,给我几先令的硬币,然后我就会坐火车再倒汽车去那家商店买东西。
这家店就是格里芬–塔特洛克化学用品店。我在此东张西望,就像爱书人进了书店一样高兴。便宜的化学物品放在非常大的玻璃瓶子里,瓶子是用盖子盖着的;稍微贵重一点的物品放在柜台后面的小瓶子里。氢氟酸是一种危险物品,用来溶蚀玻璃,所以不能放在玻璃瓶里,只能装在一个用棕色的杜仲树胶制作的瓶子里出售。放着瓶瓶罐罐的架子下面是很多装酸性原料的小口大玻璃瓶--装着硫酸、硝酸和王水,还有装水银的球状瓷瓶(一个瓶子里可装7磅水银,大小像拳头一样),以及常见金属片和铸块。没多久商店售货员就认识我了,他们看我个子小小的,还像个学生,表情却像大人一样专注。我总是紧握一把零花钱,在瓶瓶罐罐之间徘徊很长时间。售货员们时不时地警告我:“拿这东西时一定要小心。”但常常还是卖给我想买的东西。
泡沫、白热、臭味和“砰砰”的爆炸声,让我第一次见识了什么叫“壮观”,这表明我进入了化学之门。我的向导之一就是J.J.格里芬的《化学游戏》,那是一本在二手书店发现的19世纪50年代出版的书。格里芬的写作风格很轻快务实,并且最重要的是,他很风趣。很明显,对他来说,化学是一种乐趣,并且他将他的快乐带给了读者。我认为,他的读者应该都是和我差不多的男孩,因为他书中有一章就是“假期里的化学”。这一章讲到“挥发性的葡萄糖布丁”(“当盖子被拿开的时候……把碟子放在那里,布丁就会升到天花板上去”)、“火喷泉”(运用磷--“操作人一定要特别小心,不要伤着自己”)、“杰出的爆燃”(在这里警告人们“要立即将手拿开”)。我对为避免女士们的衣服以及窗帘着火而准备的一种特殊物质钨酸钠非常感兴趣。难道维多利亚时代火灾这么常见?我也用它制成了一块防火的手绢。
这本书开始时介绍的是“初级实验”。实验是从植物染料开始的,观察加了酸或碱之后这些植物染料的颜色是如何变化的。最常见的植物染料是石蕊,格里芬说石蕊是从地衣中提炼出来的。我用了一些爸爸放在药房的石蕊试纸,用这些试纸来观察当与不同类型的酸接触时,它是怎么变成红色的,或者与碱性氨接触的时候,是如何变成蓝色的。
格里芬建议做漂白实验。我使用了我妈妈的漂白粉,而没有用格里芬推荐的氯水。我用漂白粉来漂白石蕊试纸、甘蓝菜汁和我爸爸的一块红色手帕。格里芬还建议在燃烧的硫黄上方放一束红玫瑰,这样硫黄就能将红玫瑰漂白。然后把白玫瑰放在水里,令人惊奇的现象发生了--玫瑰又恢复了它原来的颜色。
格里芬还谈到了隐形墨水,只有在加热或者做特殊处理的时候隐形墨水才能被人看见。这种做法我试验了很多次--如加了硫化氢就会变成黑色的铅盐;曝光后就会变黑的银盐;当加热或者是干燥的时候,就能显现颜色的钴盐。所有的这一切都很有意思,这就是化学。