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莫言春茧薄,犹有万重思 精选

已有 6791 次阅读 2015-5-31 14:54 |系统分类:科普集锦| 索尔维会议, 索尔维, 苏打, 阳光动力二号

 

时间飞逝如白驹过隙,亦如春蚕破茧。眼看开春时女儿养的蚕宝宝,在她焦急的等待与呵护下一个个变成惊喜,难免令人感慨。自然的神奇之处也正在于此。

五月的日历只剩下几页纸,在头脑中酝酿的几篇博文还未能落笔便决定暂且搁笔。也许是手头的材料还不充分,也许是觉得还是老调重弹,但这都不是重点,在等待什么呢?

几天前的526日,普通的一天。无意中了解到,这是一位比利时科学家、企业家去世的日子,他就是欧内斯特·索尔维Ernest Solvay 18381922)。可能很多人对这个名字并不熟悉,甚至闻所未闻。他也许并不如诺贝尔一样名闻遐迩,但他和诺贝尔相同之处在于都曾在化学方面有重要发明,成立家族公司,并通过专利获得丰厚收益后又慷慨地为科学事业捐出资金,支持慈善事业。比如他发起创立了著名的索尔维会议。

欧内斯特·索尔维生于比利时雷贝克,父亲是个矿主和盐场主。他16岁时因胸膜炎被迫退学。在一家玻璃厂中,还是个学徒的他做了生平第一次化学试验。对科学的终身兴趣也许正是在这一刻被点燃。由于身体健康状况的原因,他一直未能踏入大学的大门。但他没有停止实验,1863年欧内斯特·索尔维利用自己独创的特殊装置,发明了以他名字命名的索尔维制碱法(Solvay process,并和弟弟阿尔贝一起创办了第一座工厂。

他将革新的制碱法申请了专利,这种方法也被叫做氨碱法(ammonia-soda process,是将海水与石灰石混合,于室温下海盐、氨水、二氧化碳反应从溶液中析出碳酸氢钠,再加热,即分解为碳酸钠。四个主要过程可以简化为这样的方程: 2 NaCl + CaCO3 → Na2CO3 + CaCl2

 

生产出的碳酸钠,也就是“苏打”(soda)。迄今为止这个过程依然是制备苏打的重要的化学工艺,这项改进与发明为现代化学工业做出巨大的贡献。苏打的用途不可胜数,是制造玻璃、肥皂、化肥和食品工业必不可少的基本原料。比如,不仅如我们熟知的在碳酸饮料形成气泡,是汽水中二氧化碳的发生剂;还可以用来降低食物的酸性,成为疏松剂。你常吃的饼干的表面一般都涂有苏打,颜色和口感会大大提升。

1870年起,索尔维开始向扩展国际业务,首先在英国、德国、俄罗斯和美国等国家建立了工厂。1900年,全球95%的苏打粉都是采用索尔维发明的氨碱法生产制得的。他也成为比利时重要的企业家,积累了相当可观的财富。与弟弟不同的是,他虽然很富有,却依然关心社会问题、并希望财富可以回报人类社会。他开展慈善活动,创办了多座教育机构,在其一生中支持了许多福利设施。他尽管没有走入大学,但他对科学痴迷,为物理、化学界创办了国际索尔维物理学和化学研究所,以及影响深远的索尔维会议。特别是早期几届物理的索尔维会议被认为大大推动了近代物理的交流与发展。

首届索尔维会议于1911年秋天在比利时的布鲁塞尔举办。与会者包括了当时世界上一批最著名的物理学家,包括洛仑兹、普朗克、爱因斯坦、居里夫人、卢瑟福等人。首届会议的主题是当时物理的热点:辐射与量子。这是经典物理与量子物理难得的一次同台展示。那时爱因斯坦32岁,在与会者中算是非常年轻的了。值得一提的是,照片中索尔维先生尽管没有参会,但还是被“ps”到了照片上,找到了吗?

最著名的恐怕要数1927年第五届索尔维会议了。基本上保持三年开一届的会议,由于一战的影响而曾一度中断。受人尊敬的索尔维先生已经于1922年去世,当然无缘再露面了。这届的主题是电子与光子。当时世界上最重要的物理学家几乎悉数到场。其中又因为玻尔与爱因斯坦所代表的两大阵营的大辩论而变得更加富有传奇色彩,这场辩论不仅是量子物理本身,它还涉及物理实在等哲学问题因而更具深远影响。相关书籍和演义文章很多,这里篇幅所限暂不多谈了。后来下面这张合影被人神话,甚至被粉丝称为人类最智慧大脑的合影,未免有些物理沙文主义了。但不夸张的说,作为当时物理科学的全明星照,应该还是名副其实的。还应特别注意到,一批年轻的量子物理学家登上舞台,照片中泡利才27岁,海森堡还未满26岁。

索尔维物理会议至今已经有26届,后来不再限于比利时本土,从欧洲走向世界,最近的一次是2014在斯坦福举办的主题为天体物理与宇宙学会议。当然这背后少不了索尔维集团的财力资助。经过早期索尔维家族兄弟的创立与后人不断的发展,经过150余年,目前索尔维集团已成为活跃于化工、塑料和制药等行业的全球性知名化学工业集团,并拥有多元化的终端市场,涉及消费品、建筑、汽车、电子产品、能源等。目前也来到了中国,在华南设有十多家工厂和若干研发中心,这里恕不广告了

特别要谈一谈的是,这些天受到全球关注的“阳光动力二号”(solar impulse 2)太阳能飞机机身上有个醒目的“s”,没错,这正是索尔维集团的标志。它作为世界首架太阳能飞机阳光动力项目的第一个参与者,主要提供制造阳光动力号所需要的高性能超轻聚合材料。据资料统计,在阳光动力二号约使用6,000个索尔维出品的零部件。特别在机载电池方面,应用索尔维集团的领先技术,采用一种特殊添加剂,用于增加电池能量密度而大大的减轻了原来的重量。索尔维提供了包括太阳能电池板保护装置、电池、飞机支架和机动性等方面的技术支持。

 

除索尔维集团外,这架在瑞士制造完成、耗资约10亿人民币的梦想家飞机背后当然还有许多的国际知名企业、高校、科研机构与赞助商的支持与参与。正是这种欧洲先进的产学研合作模式,使得这个激动人心的项目得以付诸实施。这架翼展达到72米,重量2.34吨的飞机可以实现了人类历史上有人驾驶太阳能飞机的首次昼夜连续飞行,称得上太阳能-电动力航空发展史上的一个里程碑。它集合了薄膜光伏电池、碳纤维材料、飞控设计、高效电机等多项世界顶尖技术。包括执行此次环球飞行的两名飞行员贝特朗·皮卡尔、安德烈·波许博格在内的幕前幕后的团队科技工作者都可以算得上我们时代的莱特兄弟。

526日凌晨,原本要从南京飞往夏威夷的“阳光动力二号”又一次因为天气等原因,第六次推迟飞行了。要知道这次预计要飞六天六夜的飞行,前途充满了挑战。就在完成这篇博文时得到的好消息是,31日凌晨2点“阳光动力二号”终于启程了,衷心祝福它!在欢呼的同时,也值得我们深思。衷心希望我们中国有朝一日可以有这样振奋人心的探索、合作与创新

正如欧内斯特·索尔维生前曾这样深情地说:“我从未停下过追逐科学的脚步,因为我热爱科学,坚信科学将推动人类社会向前发展。”

写到这里,内心一时竟难以平静,又发现题目还没有定。忽然,前几日读到唐朝诗人皮日休的诗句映入脑海,说得不错:“莫言春茧薄,犹有万重思.”

 




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