活著就是為了改變世界
難道還有其他原因嗎?
……
1946年11月3日,一場(chǎng)大雨降臨在美國(guó)馬薩諸塞州的郊區(qū)
明明已經(jīng)是秋高氣爽的季節(jié),怎么會(huì)有這樣一場(chǎng)傾盆大雨呢
郊區(qū)的人們看著窗外的大雨,萬(wàn)分詫異
他們不知道,在云層之上的飛機(jī)里,有一位65歲的老人家露出了無(wú)比欣慰的笑容
這是第一次成功的人工降雨實(shí)驗(yàn)
從此,求雨將不再是神話
從此,干旱時(shí)的大雨不再可遇而不可求
65歲的Irving Langmuir
這位65歲的科學(xué)家
在2000米的高空,用實(shí)際行動(dòng)告訴人們
人工降雨并不是癡人說(shuō)夢(mèng)
而這位扮演現(xiàn)代龍王的科學(xué)家——Irving Langmuir
并不是一名氣象學(xué)家
而是表面化學(xué)的奠基人與開(kāi)拓者
更是1932年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的獲獎(jiǎng)?wù)?/span>
…
1881年1月31日,Langmuir出生在紐約,是家里的第三個(gè)孩子
雖然他的家里物質(zhì)條件并不豐富
可他的父母給了他和他的哥哥們豐富的精神生活
或許貧窮對(duì)他來(lái)說(shuō)也是一件好事情
和上幼兒園的孩子們不一樣
他從小就在大自然中長(zhǎng)大
他的父母經(jīng)常鼓勵(lì)他觀察大自然
鼓勵(lì)他將自己發(fā)現(xiàn)的一切記錄下來(lái)
11歲的時(shí)候,在一次體檢的過(guò)程中
Langmuir的眼睛被檢查出來(lái)有一些小問(wèn)題
當(dāng)眼前的紗布揭開(kāi)
再一次睜開(kāi)雙眼的Langmuir驚奇的發(fā)現(xiàn)
原來(lái)模糊的世界變得清晰了許多
他看到了很多以前看不到的東西
這更是點(diǎn)燃了他心中對(duì)自然與科學(xué)的愛(ài)
他的哥哥們都是化學(xué)家
為了鼓勵(lì)他探索科學(xué)的奧秘
哥哥甚至和他一起在他的臥室里組建了一個(gè)小實(shí)驗(yàn)室
中學(xué)畢業(yè)后,成績(jī)優(yōu)異的他考入哥倫比亞大學(xué)
追隨著哥哥們的腳步,Langmuir也成為了化學(xué)專業(yè)的新生
本科畢業(yè)后的他沒(méi)有停止自己探索的步伐
而是進(jìn)入了他的恩師——Walther Nernst(1920年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者)的門下繼續(xù)學(xué)習(xí)
3年以后,Langmuir拿到了博士學(xué)位
Langmuir的恩師Walther Nernst
拿到了博士學(xué)位的他拒絕了導(dǎo)師的盛情邀請(qǐng)
執(zhí)意回到了自己的家鄉(xiāng)
回到家里的他一心想著能多賺些錢
這樣才能給家里人更好的生活,才能研究些自己喜歡的東西
Langmuir來(lái)到了斯克內(nèi)克塔迪市通用電氣公司
公司給他的第一個(gè)任務(wù),就是研究電燈泡
故宮博物院藏“愛(ài)迪生”牌電燈泡
當(dāng)年,愛(ài)迪生發(fā)明的燈泡還是個(gè)昂貴的易耗品
一枚電燈泡最多只能點(diǎn)亮2000個(gè)小時(shí),也就是40天左右
因此即便電燈泡比油燈方便很多
大多數(shù)家庭還是不舍得買這高損耗的電器
公司希望Langmuir能改進(jìn)電燈泡的缺點(diǎn)
提高電燈泡的壽命
愛(ài)迪生與他發(fā)明的電燈泡
Langmuir一頭扎進(jìn)了電燈泡的研究中
愛(ài)迪生曾經(jīng)嘗試過(guò)上千次
最終選擇了鎢絲作為電燈的燈絲材料
這是一種熔點(diǎn)很高的材料
燈絲的斷裂肯定不會(huì)是因?yàn)闇囟忍哌_(dá)到了熔點(diǎn)
那究竟是為什么呢?
鎢絲
Langmuir在放大鏡下仔細(xì)的研究著燒毀的燈絲
奇怪,怎么燒毀的燈絲看上去似乎比剛生產(chǎn)出來(lái)的時(shí)候細(xì)呢?
Langmuir找來(lái)沒(méi)用過(guò)的電燈泡
測(cè)量了其燈絲的直徑,接下來(lái)的40天中,他每天守在電燈泡旁邊,仔細(xì)觀察并且記錄著電燈泡燈絲的變化,到第40天的時(shí)候,“啪”的一聲,電燈泡緩緩熄滅
Langmuir揉了揉充滿了血絲的眼睛
他發(fā)現(xiàn),雖然電燈泡燈絲的溫度達(dá)不到鎢絲的熔點(diǎn),卻可以讓其緩慢的升華,鎢絲就會(huì)越來(lái)越細(xì),最終斷裂
那么,如果燈泡中不是真空,而是一種不與鎢絲反應(yīng)的氣體,問(wèn)題或許就能解決
幾個(gè)月后,Langmuir向電燈泡中充灌氮?dú)猓ìF(xiàn)在多使用惰性氣體,如氬氣)
經(jīng)過(guò)Langmuir改良的電燈泡使用壽命成倍的增加
電燈泡的成本也大幅度降低,這高高在上的奢侈品變得親民了許多
Langmuir與他改良的電燈泡
Langmuir接下來(lái)的研究之路也是順風(fēng)順?biāo)?/span>
他發(fā)明了一種原子氫吹焰,能產(chǎn)生接近6000攝氏度的高溫
他還發(fā)明了高真空管,高真空水銀泵
在思考原子成鍵的路途上,他的研究是現(xiàn)代電子價(jià)鍵理論的開(kāi)端
他發(fā)現(xiàn)某些物質(zhì)在水上會(huì)形成一個(gè)分子厚的薄膜,他是第一個(gè)研究這種單分子膜的人,還研究出了一種能減弱玻璃表面耀眼光芒的方法
水面上的單分子膜
為了獎(jiǎng)勵(lì)他在表面化學(xué)方面的杰出貢獻(xiàn)
諾貝爾頒獎(jiǎng)委員會(huì)將1932年的諾貝爾化學(xué)家頒給了他
他是第一個(gè)獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的美國(guó)工業(yè)科學(xué)家
1932年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者與愛(ài)因斯坦合影(從左到右依次為Sinclair Lewis, Frank Kellogg, Albert Einstein, and Irving Langmuir )
51歲的他,已然功成名就
拿到了諾貝爾獎(jiǎng),一份足以讓他衣食無(wú)憂的工作,溫柔的妻子和兩個(gè)可愛(ài)的孩子
用現(xiàn)在的眼光來(lái)看,已經(jīng)是走上了人生巔峰的高端玩家了
可他偏偏要打破自己平靜的生活,非要去挑戰(zhàn)另一個(gè)高難度動(dòng)作
Langmuir始終無(wú)法忘記,童年時(shí)見(jiàn)到的那幅畫面
茫茫無(wú)際的藍(lán)天,熾熱的陽(yáng)光毫不留情的蒸發(fā)出土地的水分
眼看著田里的麥苗耷拉下了頭
農(nóng)夫們只能眼巴巴的期待著大雨的來(lái)臨
他希望可以實(shí)現(xiàn)人工降雨,使人們擺脫靠天吃飯的命運(yùn)
這個(gè)心愿在他的心里埋葬了幾十年
如今的他,終于有了足夠的時(shí)間、精力與金錢來(lái)完成這個(gè)可能沒(méi)有結(jié)果的研究
通用電氣公司十分支持Langmuir的工作
讓他在紐約州這個(gè)一流的實(shí)驗(yàn)室里工作,給予了他各方面的支持
眾所周知,地面上的水蒸氣上升遇冷凝結(jié)成團(tuán)便形成了云
而云中的微小冰點(diǎn)直徑極小,僅有0.01毫米
這些微小的冰點(diǎn)可以長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定的懸浮在空中
當(dāng)它們遇到了冰核(雜質(zhì)粒子)后可以團(tuán)聚凝結(jié)成小冰晶
一旦出現(xiàn)了冰晶,水汽就會(huì)在冰晶表面迅速的凝結(jié)
小冰晶繼續(xù)增長(zhǎng)變重,當(dāng)它們足夠重(受到的重力大于空氣對(duì)它們的浮力)的時(shí)候,就會(huì)一下子失去平衡,墜落下來(lái)
這個(gè)過(guò)程就是降雪的過(guò)程,當(dāng)雪片下落到溫度高于0攝氏度的地區(qū)的時(shí)候,就會(huì)融化成水滴,也就是降雨
大片的云朵要變成水滴灑落下來(lái)
有一個(gè)關(guān)鍵,必須要有足夠的冰核
否則,小冰點(diǎn)永遠(yuǎn)是小冰點(diǎn),不可能變成小冰晶,更不可能降雨
Langmuir覺(jué)得,要實(shí)現(xiàn)人工降雨,冰核就是關(guān)鍵了
他邀請(qǐng)了同樣想研究人工降雨的好友Schaefer一起研究
Langmuir與Schaefer
他們用一臺(tái)上部保持在-23攝氏度的電冰箱模擬天氣
冰箱中充滿了水蒸氣,看上去就和天上的云朵沒(méi)有兩樣
可兩人卻在加入何種微粒能加速形成冰晶的問(wèn)題上犯了難
于是,漫長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)研究開(kāi)始了
他們需要找到一種能讓小冰點(diǎn)凝聚成冰晶的微粒
而這種微粒必須無(wú)毒無(wú)害,能懸浮在空中
人造云實(shí)驗(yàn)
他們嘗試著使用塵埃粒子來(lái)凝結(jié)冰點(diǎn)
卻發(fā)現(xiàn)怎么都無(wú)法模擬出自然降雨的情景
他們不停的調(diào)整冰箱的溫度
調(diào)整加入的塵埃粒子的數(shù)量
實(shí)驗(yàn)卻仍然沒(méi)有一次成功
在上百次的失敗后,失望的Schaefer對(duì)Langmuir說(shuō)
“看來(lái)我們是不可能成功的了,那句話怎么說(shuō)來(lái)著,‘人人都在談?wù)撎鞖?,可也只能是談?wù)劧选?,人類是不可能擺脫得了看天吃飯的命運(yùn)了的”
灰心喪氣的Schaefer離開(kāi)了Langmuir的實(shí)驗(yàn)室
Langmuir與Schaefer
1946年7月,正值盛夏,酷暑難耐
Langmuir和往常一樣在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行著研究
突然,旁邊的實(shí)驗(yàn)室里傳來(lái)了助手的呼喊聲,“不好了,冰箱壞了!”
Langmuir急匆匆的來(lái)到冰箱面前,裝有人造云的冰箱發(fā)生了故障,不能制冷
眼看著冰箱里的溫度計(jì)上的數(shù)字蹭蹭蹭往上漲,冰箱中的實(shí)驗(yàn)云以肉眼可見(jiàn)的速度減少
Langmuir十分的著急,人造云的損耗會(huì)大大拖慢后續(xù)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)程
人造云實(shí)驗(yàn)
Langmuir強(qiáng)迫自己鎮(zhèn)定下來(lái),這時(shí)候急也沒(méi)有用,要趕快讓冰箱降溫才行
沒(méi)有電,要用什么東西才能讓冰箱的溫度降到0攝氏度以下呢
冰是不行的,溫度不夠低,那么,干冰如何
干冰應(yīng)該可以讓冰箱溫度降下來(lái)
他立刻吩咐助手將干冰放進(jìn)冰箱中
干冰一放入冰箱,溫度計(jì)上的數(shù)字一下子就降了下來(lái)
Langmuir懸著的心終于放了下來(lái)
他剛想轉(zhuǎn)身離開(kāi),卻瞥見(jiàn)冰箱中似乎有什么白色的東西飄了下來(lái)
定睛一看,他看到了意想不到的一幕
冰箱中的小冰粒盤旋飛舞,人造云下飄灑著人工雪花,慢慢悠悠落在冰箱底部
人造云實(shí)驗(yàn)成功
Langmuir一下子驚呆了,他怔怔的看著這個(gè)畫面
默默的在心里記下一句話,“塵埃粒子對(duì)于降雨并非絕對(duì)必要,只要將溫度降到-78.5攝氏度(后來(lái)證明只需要降到-40攝氏度),就可以使得水蒸氣變成水滴”
人造云實(shí)驗(yàn)
Langmuir找到了Schaefer,興奮的將實(shí)驗(yàn)結(jié)果告訴了他
他們決定,要在室外進(jìn)行一次人工降雨的實(shí)驗(yàn)
1946年11月3日,經(jīng)過(guò)了4個(gè)多月的籌備,第一次人工降雨實(shí)驗(yàn)開(kāi)始了
人造云實(shí)驗(yàn)
他們乘著一架飛機(jī)來(lái)到了美國(guó)馬薩諸塞州的郊區(qū)上空
飛機(jī)里,Langmuir指揮著工作人員將207噸干冰散布在云層中
散布完成后,他們焦急的等待著結(jié)果
時(shí)間一分一秒的過(guò)去了,似乎還沒(méi)有一點(diǎn)要下雨的跡象
Schaefer的表情有些黯淡,Langmuir抓住他的手,說(shuō),“沒(méi)關(guān)系,即便這次失敗了,我們還有機(jī)會(huì),我們總有一天會(huì)成功的!”
云層
30分鐘過(guò)去了,忽然間,馬薩諸塞州的郊區(qū)下起了傾盆大雨
已經(jīng)65歲的Langmuir緊緊的擁抱了自己的伙伴Schaefer
這是第一次,人類用自己的能力改變了天氣
這位華發(fā)已生的科學(xué)家告訴人們:人工降雨,不是神話!
從這一天開(kāi)始,求雨這件事走下了神壇
從敬神拜佛變成了氣象學(xué)家的技術(shù)
求雨
一年之后,Langmuir用碘化銀替代了干冰
使得人工降雨變得更加的簡(jiǎn)單易行
1957年,Langmuir逝世,讓他十分欣慰的是
彼時(shí)的人工降雨已經(jīng)成為了一項(xiàng)大規(guī)模的事業(yè)
人工降雨
當(dāng)飽受干旱之苦的人們?cè)谟曛芯`放笑顏
當(dāng)飽受污染之苦的人們被大雨洗盡塵埃
不知他們是否會(huì)想起這位“人工降雨之父”——Irving Langmuir
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