第2章 炉子

人类从什么时候开始会取火的？

        冬天的夜晚，劈柴在炉子里噼啪作响。你看着炉子里的火苗，很容易就想到许许多多奇异的东西，比如说被烈火焚烧的城市和被包围的城堡。劈柴的爆裂声就如同炮火的轰鸣声一样，而火舌就好像是沿着城墙跑的士兵。

        在古代的时候，人们认为火里面住着掌管火的神灵——火壁虎。也有人认为火本身就是神灵，并且建造庙宇来供奉它。

        这样的庙宇中点着供奉给火神的灯，几百年都不会熄灭。

        在这个世界上，点长明灯是最古老的风俗之一。早在几万年之前，人类还不会取火。实际上，人们不是取火，而是觅火，就如同现代人寻觅宝石一样。这就难怪人们当时珍惜火就像珍惜宝石一样了。假如它熄灭了，就再也没有其他地方可以找到火了。你知道的，人们那时候还不会取火呢。

        有的时候会发生这样的事情：闪电将树木点燃。人们惊恐地看着如猛兽一般的烈火吞噬着树木，火舌舔着树皮，噼噼啪啪地把树枝折断。人们都很害怕，不敢走到近处，可是又不愿意离开：在一个寒冷的夜晚，站在一棵烧着的树旁边是非常温暖和愉快的。

        原始人都是非常勇敢的，他们常常不得不与巨大的猛犸和强壮的洞熊进行战斗。后来，终于有一些胆大的人站了出来，他们走近了那即将熄灭的火。

        我们并不清楚究竟是谁第一个决定抓起一根燃烧的树枝并把这个神奇的猎物带回家去的。也许做这件事情的并不仅仅是一个人，而是不同地方的好几个人。不管怎么说，总有一些大胆而勇于创新的人，他们就像驯服野兽一样驯服了火。

        爱迪生是第一个发明灯泡的人，然而，比起那些披着兽皮、长着长长的胳膊和向里翻的脚的人的发明来，灯泡能算得了什么？假如没有火，我们到现在还会和褐猿或者大猿没有太大的区别。

        原始人的岩洞和土窑是被明亮的火光照亮的。然而，过了多少万年之后，人类才学会了取火。

        人类一旦掌握了取火技术，就再也不用担心丢失火种了。如果火堆被风雨熄灭，人们随时都可以将其点燃。

        为了纪念那个时代，后人们一直在庙宇里点着长明灯。实际上，那个时代的人类还不会取火，火在那时是一种极其珍贵的宝贝。

        不管这件事情有多么神奇和古怪，最古老的取火方式还是保留到了我们这个时代。

        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。

        我们也同样用摩擦取火的方法——用火柴擦在火柴盒上。

        不过，这里边还是有区别的，而且区别很大。擦着一根火柴，只需要一刹那的工夫，可是要摩擦一块木头生火，即便是非常干燥的，也够你忙上五分钟，甚至更长的时间了。每个人都会擦火柴，可是你按照原始人的取火方法去试试看，我不太相信你能够成功。

        火柴为什么可以点着火？

        原始人并不具备我们这样的工具。他们既没有锯，也没有刨子。

        他们用尖利的石块或骨头来代替锯和刨子。所以，用这样的工具干活是绝对不会轻松的。为了让木头发热并且着起火来，他们不得不长时间地刮着、擦着。或许正是这个方法才让人们想到：摩擦生火。

        如果想要让木头着起火来，必须先要让它发热得很厉害。由此可见，两根小木棍必须要摩擦很久才行。

        用火柴点火就是另外一回事了。火柴头是由一种不需要太热也可以点燃的东西制成的。

        火柴头触碰到一块温度很高的铁（比如说很热的炉门），也可以使它点燃。可是，假如你拿着火柴的另一头去触碰炉门，就不会点燃。

        这就是为什么火柴不需要在火柴盒上摩擦五分钟的道理了，因为它一擦就着。

        火柴是什么时候发明出来的？

        发明火柴并不是很久以前的事情。1933年，第一家火柴工厂刚好一百岁。在此之前，人们取火都使用其他的方法。一百多年前，人们的口袋里放着的并不是火柴盒，而是一只小盒子，里面装着三样奇怪的东西：一小块钢铁，一块不大的石头和一小块像海绵一样的东西。假如你问这些东西都是什么，他们就会告诉你，那个铁块是火镰，那块石头是火石，而那个像海绵一样的东西则是火绒。

        这整整一堆东西就相当于一根火柴！

        那个时候究竟是怎样取火的呢？

        一个衣着华丽的胖家伙，嘴里叼着一根长长的烟管儿。他一只手握着火镰，另一只手拿着火石和火绒。他用火镰去敲击火石。没有任何效果！他又试了一次，火镰上面迸出了火星，可却并没有把火绒点燃。最后，当打到第四次或者第五次的时候，火绒才被点燃了。

        说句实在话，这就像一个打火机一样。打火机里面也有一块小小的石头，那就是火石；也有一个小小的铁轮，那就是火镰；而那个浸透汽油的灯芯则是火绒。

        用火镰取火也并不是一件容易的事情。至少当欧洲的旅行家想教格陵兰的因纽特人用欧洲人的方法取火时，被因纽特人拒绝了。在他们看来，还是他们的老办法好：他们像原始人那样摩擦生火——用皮带拉转一根竖在一块干木板上的小木棍。

        就连欧洲人自己也希望能够有更好的东西来取代火石和火镰。事实上，你在市场上经常会看到各种各样的“化学取火器”出售，并且一种比一种古怪。

        有这样的一种火柴，一碰到硫酸就会点燃；有这样的一种玻璃头的火柴，需要用一把大钳子把玻璃头夹碎，火柴才能点燃；还有这样的一种非常复杂的取火器，整个装置都是由玻璃制成的。然而，这些东西使用起来都是非常不方便的，而且造价高昂。

        这种情况一直持续到黄磷火柴发明为止。

        黄磷是一种只要稍微加热到60摄氏度就会被点燃的物质。似乎再没有其他的什么东西比黄磷更适合做火柴的材料了。然而，如果与我们现在所使用的火柴相比，黄磷火柴就要差远了。

        黄磷火柴具有毒性，而且，它还有另外一个致命的缺点，那就是太容易着火。要点燃这种火柴，只需要在墙上甚至靴筒上擦一下就行了。当这种火柴被点燃的时候，就会发生爆炸。火柴头就像一个小型的炸弹一样，碎小的颗粒向四面八方飞溅。火柴燃烧过后，还会产生一股非常难闻的二氧化硫气味，给人留下一种很坏的印象。这是因为这种火柴里面除了有黄磷之外，还有硫黄。当硫黄燃烧的时候，就会产生二氧化硫。

        “瑞典火柴”或者叫“安全火柴”在六十年前适时出现了，而这正是我们现在所使用的火柴。这种火柴头里面是完全没有黄磷的，另外一种易燃物质代替了它。

        为什么水无法燃烧？

        很多物质遇到强热之后就会燃烧，少量物质甚至稍微加热就会着火。可是也有些东西不管你怎么点都不会燃烧。

        举个例子来说，水就不会燃烧。

        你想知道为什么会这样吗？

        其实，这与灰烬不会燃烧是一样的道理。

        水本身就是通过燃烧才获得的。

        要想得到水，需要用什么东西来进行燃烧呢？

        氢气，就是用来灌气球和飞艇的那种气体。

        当然，现在也可以用另外一种气体来灌飞艇，那就是氦气。

        氦气不会燃烧，所以飞艇飞行的时候没有安全隐患。

        炉子燃烧过后，劈柴到什么地方去了？

        你从杂物间抱来一捆重重的劈柴，把它们丢在炉子旁边。这捆劈柴又大又结实，散发着香气，好像屋子里搬来了一棵圣诞树一样。

        把炉子点起火来，过一两个小时，你再来看，那堆劈柴已经不剩什么了。只在地板上留下了一块融雪的痕迹，炉膛内有一小撮灰。

        这捆劈柴跑到什么地方去了呢？

        烧掉了。

        可是，“烧掉”说的是什么意思呢？

        这个问题确实值得我们研究一番。蜡烛燃烧过后也会消失。这究竟是怎么一回事呢？它是完全消失了，还是看起来似乎消失了？

        我们来做这样的一个实验：拿来一个匙子和一支蜡烛，把匙子罩在烛焰上。这时，你会发现匙子上蒙了一层雾，这层雾很快凝结成了小水滴。

        这些水滴是从哪里来的呢？显而易见，是从蜡烛那里来的，除此之外没有其他的来源。

        现在，把匙子擦干，把它重新放到烛焰里。匙子上出现了一层烟炱，也就是细小的炭粒。

        炭粒是从哪里来的呢？仍然是从蜡烛里来的。

        可我们以前为什么没有看到过炭粒呢？

        这个道理就如同我们在屋子里看不到房梁或者钉子一样。房梁、钉子和砖头只有在房屋着火的时候才可以看得到。这里也是同样的道理：我们只有为炭安排一场小小的火灾——点燃蜡烛——才可以看到。

        是的，当蜡烛点燃的时候，我们从它那里得到了水和炭。

        可水和炭又到什么地方去了呢？

        水变成水蒸气，飞走了。当我们把匙子罩在烛焰上的时候，正是这些水蒸气凝结在了匙子上。

        那么，炭到哪里去了呢？

        当蜡烛冒烟的时候，炭就以烟炱——微小的炭粒——的形式飞散开去，然后落到了天花板上，落到了墙壁上，落到了周围一切可以落到的东西上。

        可是，如果蜡烛燃烧得非常好的话，就不会冒烟了，因为炭全部都燃烧了。

        燃烧？

        可燃烧究竟是什么意思呢？

        这件事情还得从头说起。

        炭燃烧之后到哪里去了呢？

        不是完全消失了，就是转化成其他的物质了。二者必居其一，只不过是我们看不见罢了。

        那么，现在就让我们来试着捉住这个隐身人。这需要两只装果酱的瓶子和一个蜡烛头。

        首先，为了把蜡烛头放进瓶子里，我们要在上面插一根铅丝。再拿一只杯子，倒一些石灰水进去。

        石灰水是这样制备的：取少许的生石灰，把它放到水里面搅拌，再用吸墨水纸过滤。假如得到的溶液是混浊的，那就再过滤一次，直到使它变得完全透明。

        接下来把蜡烛头点燃，把它小心地放进空瓶里。蜡烛头烧着烧着，终于熄灭了。把它拿出来，点燃之后再放进瓶子里面去，这一次蜡烛很快就熄灭了，就好像被浸在了水里一样。

        由此可见，瓶子里面现在有一样东西正在妨碍蜡烛燃烧。

        那会是什么东西呢？瓶子看起来完全是空的，你非常清楚这一点。现在我们需要这样做：往瓶子里面倒入一些石灰水，水变混浊了，变成白色的了。可是如果我们把石灰水倒进另外一只瓶子里面去，那里面没有起任何变化，水仍然是透明的。可知那个原先有蜡烛燃烧过的瓶子里面有一种我们看不到的气体，正是这种气体使石灰水变混浊的。

        科学家们把这种气体叫做二氧化碳。研究发现，炭燃烧的时候就会产生二氧化碳。

        现在，我们终于可以回答那个蜡烛到哪里去的问题了，它先是变成了水和炭，水飞散了，而炭则经过燃烧转化成了二氧化碳。

        这也正是劈柴所发生的情况。劈柴也同样变成了水和炭。炭继续燃烧，尽管没有全部烧掉，总会有少许没有充分燃烧的炭粒留在炉子里。而那些烧掉的炭就转化成了二氧化碳，与水蒸气一起从烟筒飞了出去。冬天，烟筒里冒出了滚滚白烟，这就是水蒸气遇冷而凝结成的小水滴。如果烟是黑的，那就说明烟里还有不少尚未燃烧的炭，这种东西就是烟炱。

        炉火旺盛的时候，为什么会呼呼作响？

        冬天，只要炉火一旺盛，屋子里就开始热闹起来了。炉子呼呼作响，就如同乐队里的大喇叭，炉门也砰砰地响着，好像铜铙钹一样。

        这些响声都是从哪里来的呢？

        如果想让喇叭呼呼作响，那就必须要有人去吹它。

        可究竟是什么人在吹炉子呢？

        事情是这样的：当我们把炉子点起来的时候，炉膛里的空气被烧热了，而热空气是要比冷空气轻些的，所以它会往上升，而屋子里的冷空气则进来填充空出来的位置。因此便产生了一股气流——空气从炉底经过炉膛向上流去。

        要想证实这一点很容易。你只需要拿几张小纸片放在一个硬纸板上，不过，小纸片一定得放在硬纸板的边缘。接下来，把硬纸板靠近炉门的小孔处，你就会发现小纸片一张一张地飞进了炉膛里。

        那么，是什么东西把小纸片带进去的呢？

        是从室内流进炉膛的气流。气流把小纸片带走，就如同河水把扔到里面的小木片带走一样。由此可见，并没有任何人在吹炉子，而是空气自己跑向那里的。

        空气热了之后真的会往上升吗？

        这个现象是你可以亲眼看到的。在阳光充足的日子里，你拿一支点燃的蜡烛或者一盏灯放在窗台上。这时，你会在窗台上看到火焰的影子，而且在火焰的影子上面还有向上流动的空气的影子。正是由于这个原因，火焰才总是向上伸展的，因为空气会带着火焰一起向上跑。

        现在你应该明白为什么要在炉门上钻孔了吧？就是为了让空气进去。可是，为什么需要空气呢？因为要让炉子里面的劈柴燃烧。

        如果没有空气——比如说在一只密不透风的炉子里——劈柴就无法燃烧。通风越好，劈柴的燃烧也就越充分。你或许已经注意到了：当通风良好的时候，劈柴就会烧得很旺；而当通风不好的时候，劈柴烧得就有些有气无力了。

        科学家们在实验室里仔细地研究了一下空气。研究发现，空气是几种气体的混合物，其中绝大部分是氮和氧。而燃烧所需要的气体正是氧气。

        当劈柴在炉子里面燃烧的时候，发生的情况是这样的：劈柴中存在的炭与从空气里来的氧化合生成了二氧化碳，而氢和氧则化合生成了水。

        由此可见，空气在它的旅途上——沿着炉子到烟筒这条路线的前进过程中已经完全改变了。这时，空气里面所剩下的氧已经不多了，而代替氧的则是水和二氧化碳。

        水为什么能够灭火？

        假如把点燃的蜡烛浸到水里面去，它就会熄灭。

        可这究竟是为什么呢？

        因为蜡烛燃烧所需要的东西是空气，而不是水。

        这正是水可以灭火的基本原理：因为它可以阻碍空气接近燃烧的物体。

        因此，也可以用其他的方法来灭火：盖上毯子或者撒上沙子。毯子或者沙子同样可以不让空气接近火源，火于是就熄灭了。

        一个关于炉子的谜

        你先来猜一猜这个谜：炉子燃烧着，可是却没有火焰。空气从什么地方进来，烟就从什么地方出去。这是什么？

        这是人。

        你知道的，当人呼吸的时候，吸进的是空气，而呼出的是水和二氧化碳，这是不是很像一只炉子？

        实际上，这是很容易证实的，你在匙子上呵一口气，匙子上就会蒙上一层水雾，这就是你的水。接着，拿一根麦秆向石灰水里吹气，水会变混浊，这就是你的二氧化碳。

        我们的鼻子就好像是进空气的炉门和出烟的烟筒。

        而我们人这个“炉子”里面燃烧的就是我们吃进去的食物。我们的身体总在发热，也正是这个缘故。


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