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第13章 执着追求(6)

1856年,贝塞麦陆续将自己的发明分别在欧洲的一些国家和美国申请了专利,并得到了批准。没有想到的是,他在美国的专利申请不久便遇到了麻烦。一位叫作威廉·凯利的美国人向专利局提出申诉,提出自己比贝塞麦更早发明了这种“无燃料炼钢法”。

原来这位威廉·凯利(1811~1888)是美国宾夕法尼亚州匹兹堡的糖锅制造者。1847年,他在肯塔基的爱丁博罗开办了一家铁工厂,开始试验新的炼钢方法。有一天,他偶然发现,当炼钢炉中铁水上面没有木炭覆盖时,向铁水中吹入空气可以得到高温。从这一事实中,凯利悟出通过吹入空气可以除去铸铁中所含的碳。由此,他发明了所谓“空气沸腾法”,其特点是使铸铁中的碳迅速燃烧而获得高温,这样就可以用极为简单的方法将硬而脆的铸铁大量地炼成钢。凯利到处游说,宣传这种新的“无燃料炼钢法”的优点,然而,没有一个炼铁业者相信他的这种炼钢法。

后来,凯利一个人离开故乡,到一个偏僻的森林里继续搞他的实验,并于1851年建造了七座采用这种新方法炼钢的最早转炉。在其后的五年时间里,他一直秘密地进行生产。直到1856年他才提出专利申请。这时他才知道英国人贝塞麦在这一年也发明了与他相同的炼钢方法,并取得了美国专利。为此,他向专利局提出了申诉。

1857年6月22日,美国专利机关作出更正,承认了凯利的专利,正式认定凯利是最早的发明人,并撤销了贝塞麦在美国的专利权。实际上,应当是两个人独自发明了这种炼钢法。在发明史上,这样的事例可以说是屡见不鲜的。

如果说这件事对贝塞麦构成了某种打击的话,那么随之而来的另一件事则更令他沮丧。

1856年8月11日,贝塞麦在切尔腾纳姆举行的英国科学振兴协会的年会上,发表了题为《不用燃料制造熟铁和钢的方法》这一论文,详尽地公布了他发明的炼钢法,并立即受到大多数钢铁厂主们的欢迎。钢铁公司掀起了建造“高炉”的狂潮,打算采用这种新方法炼钢。贝塞麦发明转炉炼钢法的时候,正是欧洲第一次工业革命方兴未艾之际。1830年以后,随着铺设铁轨、制造机车、建造轮船、架设电报线路和生产近代武器等项事业的兴起,对钢铁的需要量也急剧增大。由于当时传统的炼钢方法效率很低,根本满足不了这一社会需求,所以迫切期望找到新的高效率的炼钢方法。这正是对贝塞麦的转炉炼钢法掀起投资狂热的原因。

但意想不到的是,他的炼钢方法一经开始推广就遇到了挫折。许多钢厂用此方法炼出的钢质量极差,这使钢铁厂商们大失所望,都愤愤地指责贝塞麦是一个“骗子”。用贝塞麦自己的话说,他热诚的努力得到的却是“最悲惨的”结局,“这是一次最可怕的打击”。

贝塞麦总有一股不服输的劲,他很快从逆境中走出来,再次进行实验,并发誓一定要找出原因。经过实验,贝塞麦终于弄清了自己的方法只能适用于含磷量极少的矿石,而不能使用含磷量高的矿石,因为其中的磷无法用氧化的方法来排除,因而残留在钢里并使钢质变脆。他第一次试验之所以成功,是由于他偶然使用了含磷量极少的铁矿石,而英国本地和欧洲大陆出产的矿石绝大部分是含磷量较高的铁矿石。这就难怪那些工厂炼出的都是质量低劣的钢了。

贝塞麦把自己再次实验的结果写成报告,公诸于世。可这一次,却没有人再愿意相信他,钢铁公司则明确向他表示不想再受一次打击。为了向世人证明自己的方法确实可行,贝塞麦决定自己来现身说法。他在1860年借钱在英国的谢菲尔德自办了一个炼钢厂。他从瑞典进口不含磷的铁矿石,用他发明的能倒入三十吨铁水的大转炉来冶炼。在他的工厂里,每十五分钟的时间就能炼出一炉钢,很快就生产出比其他炼铁厂便宜,而且质量好的钢。然后,贝塞麦以每吨一百美元的价格出售。这个价格比当时任何一个竞争者都低。为了证明转炉炼钢的可靠性,在1862年的国际博览会上,他展出了用他的转炉钢制造出来的大量产品——从刮脸刀片一直到大炮。

从此,贝塞麦的炼钢法又逐渐在各地推广开来,先是被英国的一些钢铁公司采用,后来又传入法国。1858年,法国的吉隆德建造了转炉。1862年,德国的“大炮王”阿尔菲德·克虏伯在埃森炼钢厂采用了贝塞麦法开始炼钢。1863年,奥地利在多乌尔拉哈建造了贝塞麦转炉。

在美国,转炉炼钢技术也被大量引进,到贝塞麦逝世的时候,仅在美国的阿巴拉乌州和怀俄明州,不仅采用贝塞麦法炼钢,而且冠以他的名字的炼钢厂就有13处之多。最终,人们还是普遍把这一新的炼钢方法称之为“贝塞麦法”。与贝塞麦相比,另一位最早发明转炉炼钢的威廉·凯利,却在争到专利权后不久,即告破产。由于他对这种新型炼钢方法的技术完善化和产业化无所作为,因而便逐渐地被人们遗忘了。

世界性的贡献

贝塞麦的转炉炼钢法对于使用含磷低的矿石作原料来炼钢,确实是很成功的。但是毕竟由于这种方法在炼钢中不能把磷这种有害的杂质除掉,因而使它的应用范围受到了限制。为此,应该寻找一种在炼钢中脱磷的方法。在贝塞麦之后,有很多人对贝塞麦的炼钢方法加以改进,并取得了良好的效果。这其中有一位英国的年轻人,名叫托马斯。他为转炉炼钢法的全面推广作出了决定性的贡献。

托马斯早年丧父,在法院担任小职员的时候,接受了夜校教育,后来成了一名牧师。他在夜校的化学课上,听到了贝塞麦炼钢法存在的问题。从此以后,他便开始孜孜不倦地钻研化学、冶金学等教科书,同时着手进行实验。他所进行的工作,就是想找到一种来源广、成本低的能够使铁水脱磷的材料。他通过化学分析发现,贝塞麦的炼钢方法之所以不能除磷,是由于在铁水处于1300摄氏度的情况下,氧气确实可以与磷发生氧化反应,生成五氧化二磷,但随着温度升高,达到1600摄氏度时,五氧化二磷又发生分解,这种磷又回到钢水里去,所以炼出来的钢因含磷高而变脆了。针对这一问题,他想出了一个办法,这就是在炉料中加入石灰,使铁水中的磷与碳酸钙发生反应,生成可以沉淀的碳酸磷。这样一来又发生了另外一个问题:转炉的内壁都是用一种酸性的耐火砖砌筑的,叫酸性炉衬。当加入碱性的石灰之后,由于酸与碱的中和作用,便产生了对酸性炉衬的腐蚀作用,使转炉的炉衬寿命大大缩短了,没等炼几炉钢,炉衬就破损了。这又该怎么办呢?经过探索,他终于找到了一种白云石作原料的耐火砖作炉衬。由于这是一种碱性的炉衬,冶炼时当加入石灰之后,就不再对炉衬发生腐蚀作用了。托马斯用这种办法圆满地解决了炼钢中的除磷问题。人们把托马斯发明的炼钢法叫作碱性转炉炼钢法,相应地把贝塞麦的炼钢法叫作酸性转炉炼钢法。由于有了这两种互为补充炼钢方法,使得几乎任何一种矿石都能用于炼钢了。从此,转炉炼钢技术就基本上完善了。

贝塞麦转炉炼钢法的推广应用,使钢产量大增,产生了大量的工业废钢。于是又出现了如何利用废钢铁的问题,因为转炉炼钢只能利用铁水作原料来炼钢。凡是有问题的地方,就有发明家在探索。1864年,法国人马丁在英籍德国人西门子兄弟的帮助下,终于用废钢铁和生铁作原料炼出了优质钢,创造了西门子—马丁平炉炼钢法。平炉炼钢可不像转炉那样冶炼时间很短,炼一炉平炉钢一般需要24小时,但由于一炉可以炼出上百吨钢水,所以产量仍然很高。在以后的相当时期内,它与转炉炼钢法并驾齐驱,在各国推广应用。

转炉炼钢法的完善,平炉炼钢法的问世,使人类稳步地进入了钢铁时代。在19世纪最后的30年内,钢铁工业迅速发展。1870年,全世界钢产量为51万吨,到1900年则跃至2783万吨,猛增了50倍。大量生产钢又促进了炼铁生产,冶炼生铁的高炉日益大型化,有了钢铁又促进了各种轧钢技术的发展。轧钢机则可以轧制出人们所需要的各种各样的钢材。这真是一石激起千重浪。钢铁的洪流最初正是由于贝塞麦转炉炼钢法的问世所引发的。廉价而又大量生产钢的方法的出现,更使许多工业奇迹从梦想变成现实。今天的人们仍然享用着钢铁带给人类的幸福。因此,人们不能忘记钢铁时代的开创者——贝塞麦。

贝塞麦在发明转炉炼钢法之后,一刻也没有止步,继续热衷于技术发明的活动。他一生共取得120余种专利特许权,其中绝大部分是在他完成转炉炼钢的发明之后搞出来的。鉴于他在技术发展中所做的贡献,因而被选为英国皇家学会会员。

贝塞麦作为一个富有的名人、杰出的发明家,度过了自己的晚年。1879年,他被英国国王授予爵位,1898年于伦敦逝世,终年86岁。

免疫先锋梅契尼可夫

每当你得了某种传染病的时候,你总是发热、头痛。如果你到医院去看病,医生首先要你去检查血液、尿液。

在化验室里,化验人员在你的耳垂上或手指上用针刺破皮肤,取出一点点血来化验。一般说,这种化验的内容,主要是检查你血液中白细胞(或白血球)的数目,另外,也要检查一下你的白细胞的种类。白细胞一般有单核细胞和多核细胞;多核细胞还分成嗜酸性、嗜中性和嗜碱性。当然,有时也要检查一下血液中红细胞的数目,偶尔还要查查其他项目,比如血小板什么的。

检查白细胞的目的,是为了了解你的身体对侵入体内的病原菌的反应。一般说,细菌侵入人体,人体就对它产生一些反应,以便消灭它们。其中最敏感的反应,就是白细胞的增加。白细胞是身体的“卫士”,它们具有吞噬的功能,能把病菌及其他有害的外来异物加以包围、吞噬,最终歼灭。这些细胞又称为吞噬细胞。吞噬细胞的多少反映出人体对外来侵袭的反应、抵抗能力和身体的状态。

人体这种吞噬细胞的功能,也表明人体抵抗疾病的能力,又称为免疫现象。当然,免疫现象很复杂,白细胞的吞噬作用只是其中的一项内容。

最早发现白细胞吞噬作用的,就是梅契尼可夫。

一个动物学家

梅契尼可夫,全名伊利亚·伊利奇·梅契尼可夫,1845年5月16日出生在俄国的乌克兰哈尔科夫州伊万诺夫村。父亲是帝国卫队中的一名官员,所以他幼年的家境不错。

少年时期的梅契尼可夫就很好学,并且喜欢动脑筋思考问题。凡有什么事,他都要问一个为什么,看个究竟。

17岁的时候,他已经修完中学课程,考入哈尔科夫大学,而且只用了两年的时间就读完了大学的课程。他发现,大学里的东西,不能满足他的求知感。

大约在这之前不久,伟大的生物进化论的奠基人达尔文已经发表了《物种的起源》一书。这个学说有力地批判了所谓“上帝创造人”的谬论。这本书对当时的科学界震动很大。梅契尼科夫当时对生物学很感兴趣。在围绕生物进化论这个大是大非的问题上,他是站在达尔文一边,坚决反对神创造人的唯心主义言论的。

就在这个领域里,梅契尼可夫专门研究生理学和胚胎学的问题,通过胚胎学的研究来说明生物的进化。20岁时,他研究了一些低等动物,包括蛔虫、乌贼鱼的发育问题,他很想通过这些研究,得到一些有助于说明生物进化的结论。

他的论文虽然还只能算是初出茅庐的作品,但在当时也产生了一定的影响。他的后一篇论文成为他获得硕士学位的论文。

随后,他再接再厉,继续对动物胚胎学进行研究。当时的研究对象是一种狭甲虫的胚胎,他认真地研究了它发育的过程,最后又写出了一篇相当精彩的论文,并因此而获得了博士的学位,这时,他才满23岁。

由于他的学习成绩优异,俄国公共教育部给他一笔奖学金。后来他到国外去深造。

他来到意大利的那不勒斯海滨动物实验室,在这里,他认识了柯瓦列夫斯基。他们在一起研究了胚胎学。研究的对象仍然是各式各样的无脊椎动物。

动物学教授

在意大利,梅契尼可夫研究胚胎的范围扩大了。他研究棘皮动物、腔肠动物以至于其他无脊椎动物。这个时候,他已经稍有名气,已是一名颇有影响的动物学家了。

当时,许多国家的大学、科学研究机构都慕名而来写信给他,答应用高薪聘请他去工作、去研究问题。

年轻的梅契尼可夫没有被金钱和名誉所迷惑。他惦念着自己的祖国,他觉得自己虽然有一些名气,但这应该用来为自己的祖国服务,为祖国效劳。

1867年,他由国外回到祖国,在敖德萨大学任讲师,专门攻研动物学,具体是研究比较胚胎学。

所谓比较胚胎学,就是研究各种动物胚胎发育的情况,通过比较,可以说明动物在进化历史上的血缘关系。例如,高等动物像猪、狗等脊椎动物,它们的胚胎也是从一个受精卵开始,逐渐分裂,不断分化,最后才发育成熟的。这一段发育历史,说明了高等动物也是从低等单细胞生物,一步一步地发展起来的。

不久,他来到当时俄国最大的城市圣彼得堡,在圣彼得堡大学当上动物学教授。这时候,他才25岁。

这期间,他又经常到国外访问,交流学术经验。他经常去意大利,访问过西西里岛上的梅辛那城,并在那里进行实验。

梅契尼可夫热爱的是他的祖国,他的性格刚直不阿,反对暴政。

有一次,在圣彼得堡大学讲课时,他曾经说:

“如果做皇帝的来搅乱学者们所进行的研究工作,那他就是自取灭亡”。

看来,他反对统治阶级干预自己的事业、干预神圣的科学研究。

当时,沙皇实行的是独裁的高压政策。对凡是不服从他的统治,有反对他的言论的人都进行迫害。梅契尼可夫的话传到了沙皇那里以后,沙皇勃然大怒,下令对他进行审查,甚至进行各种各样的迫害。

尽管梅契尼可夫热爱自己的祖国,愿意为她服务,愿意贡献自己的聪明才智,但是,在专制统治下,在沙皇的淫威的胁迫下,他感到十分痛苦。

他无法安心地工作,沙皇政府多方搜捕他。1882年,他被迫离开亲爱的祖国。他是化装成商人,含着热泪告别祖国、告别亲人的。

他再次来到意大利后,关起门来从事研究工作,他不问政事,一呆就是好几年,主要是继续他对胚胎学的研究。其间,他还到过巴黎。

在巴黎的时候,帝俄驻巴黎的使节奉命向他道歉,并希望他能回到俄国工作。

这时候,梅契尼可夫的声誉已经很大。他一直想念着祖国,想念着亲人。他决心回国,为自己的祖国服务。

可是,在他还未跨入祖国的大门时,有一条消息使他大为震惊。他的老母亲由于受不了沙皇政府的迫害,已经含冤死去了。不仅如此,他妹妹的一家,也因为他的缘故,而受到连累,受到迫害。

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