諾貝爾的炸藥研究之路

1866年4月，存放在富國銀行舊金山辦事處的盒子裡裝滿了一種叫做「諾貝爾爆破油」的液體，這隻箱子存放在無人認領的貨物中，而且似乎在漏水。隨後的爆炸震碎了街道上的每扇窗戶，並造成兩人死亡。

這並不是第一起以阿爾弗雷德·諾貝爾的名字命名的可燃液體造成的死亡。就在兩年前，這位瑞典發明家的弟弟埃米爾在斯德哥爾摩的家族工廠爆炸中喪生。炸藥已成為重要的工業工具，用於開採從銀到鹽的一切東西，但爆破石油是揮發性的，意外爆炸並不罕見。

這是一個致命的問題，但在舊金山市中心爆炸一年後，諾貝爾找到了解決辦法。通過將石油與穩定劑混合，他創造了世界上最安全、最可控的炸藥。這是一項引起爭議的發明，多年後，一家法國報紙「稱讚」諾貝爾「找到比以往任何時候都更快殺死更多人的方法」。

婦女在諾貝爾的工廠混合炸藥。

近1000年來，唯一廣泛使用的炸藥是黑火藥。黑火藥是硫磺、木炭和硝酸鉀的混合物。它是一種低度炸藥，能爆燃產生熱量和氣體。當這種反應被控制住時，它就會產生爆炸能量，這足以將子彈從槍中射出，但不足以將槍管炸開。如果其數量足夠高，將足以炸穿巖石。在採礦和工程中，火藥是一種不太精確但還過得去的工具。

然後，在1847年，一位名叫阿斯卡尼奧·索布雷羅的義大利化學家將甘油與硝酸和硫酸混合，創造了第一個高爆物：硝化甘油。當液體中的碳、氮、氫和氧之間的分子鍵斷裂時，這些分子重新排列生成氣體。這引發了一個連鎖反應，發出白熱的超音速波，其爆炸能量是黑火藥的許多倍。硝化甘油非常不穩定，任何撞擊或震動都會引發這種反應，以至於索布雷羅認為他的發現沒有任何實際用途。

年輕的科學家諾貝爾不同意這種說法。他曾在父親的俄羅斯武器廠工作，生產用於克裡米亞戰爭的水雷。他認為，如果能在一個安全的距離內控制並觸發硝化甘油的爆炸，就可以使用硝化甘油。1863年，他發明了一種遙控雷管，後來演變成了雷管。雷管由一個裝滿了雷酸汞的小錫罐組成，後面拖著一根長長的引信。一旦引信燒斷，雷酸汞就會噴出火焰，引發更大的爆炸。在接下來的幾年裡，諾貝爾公司在14個國家建立了16家炸藥工廠。但是，即使讓使用者可以定時爆炸，石油形式的硝化甘油也非常危險，每一次致命的事故都會使公眾輿論反對諾貝爾的第一項發明。

要理解為什麼炸藥如此具有革命性，你必須了解其前身的不穩定性。爆炸是一個奇妙的高度專業化的過程，它涉及兩個結構的合作。第一個是衝擊波，第二個是燃燒波。衝擊波是以超音速傳播的壓力、溫度和密度的急劇上升。爆炸可以被視為一個燃燒支持的衝擊波，或一個衝擊觸發的燃燒波。

在合適的條件下，比如在運輸箱或火車車廂裡顛簸，硝化甘油會產生壓力波，使液體處於緊張狀態。這會導致液體空化。也就是說，沸點突然降低，很快就會形成一團氣泡。但接下來會發生的是，從某個邊界反射過來的壓縮波，將這些氣泡壓碎。崩塌產生了極高的溫度，以瞬間衝擊波的形式出現，隨後很快就發生了燃燒。換句話說，每次諾貝爾的爆炸油移動時，都有自動引爆的風險。

諾貝爾在瑞典梅拉倫湖上的一艘駁船上的實驗室裡工作，他開始將硝化甘油與某種物質混合，使其可以安全地移動和處理，以此來穩定硝化甘油。他嘗試了磚塵、廢木屑和煤塵，讓這些物質吸收硝化甘油，然後試圖用爆破帽引爆它們，最後在1867年他把目光集中在硅藻土上。硅藻土是一種由化石藻類製成的類似泥土的物質，它的工作原理是將液態硝酸甘油變成麵團狀的稠度，防止氣泡形成。

起初，他把這種用厚紙包裹的幾英寸長的新產品稱為「諾貝爾安全爆破粉」，後來，他把這個名字改成了「炸藥」。但這還不是完美的、安全的解決方案。如果把它長時間留在一個地方，硝化甘油就會在底部凝結。在寒冷的天氣裡，硝化甘油會結冰，從而使其失去敏感性。

雖然炸藥的揮發性比純硝化甘油要小得多，但它永遠不會是完全安全的。1904年9月，波士頓的一輛電車撞上了一箱50磅重的炸藥，炸藥從車上掉到了鐵軌上。爆炸半徑超過100英尺，造成10人死亡。1913年，在巴爾的摩港，340噸炸藥從駁船轉移到一艘英國輪船上，突然發生爆炸，造成至少50人死亡。

為了繼續提高炸藥的安全性和有效性，諾貝爾將其職業生涯的剩餘時間都用來改進炸藥。最大的創新是添加了硝基纖維素作為固體材料，諾貝爾取代了硅藻土，增加了混合物的粘度。結果是一種新的改良的膠質炸藥。

硝基纖維素這種化合物背後的科學已經以意想不到的方式發揮了作用。這是最早的工業塑料之一，最早的應用是撞球。他們的特點是，當兩個球互相猛烈撞擊時，會發出像槍響一樣的巨響。當兩個硝化纖維球碰撞在一起時發出的破裂聲實際上是一種微小的爆炸，因為硝化纖維和硝化甘油一樣是可燃的。它們一起創造了一種更強大的炸藥，具有原炸藥的穩定性和更長的保質期。

不像以前的炸藥，硝化甘油不會在基質中移動。換句話說，它沒有洩漏。這種新材料也可以在水下使用。使其更容易在水道中穿洞。當然，不僅僅是工程和採礦業看到了高爆炸物的潛力。諾貝爾還發明了一種新的戰爭工具。1870年普法戰爭期間，愛爾蘭首次將其作為武器使用。1881年至1885年，愛爾蘭共和軍向英國政府和軍事目標放置了炸彈，用二十多個裝置炸傷80多人。

事實上，諾貝爾是個和平主義者。他相信，他的創造將通過建立相互保證的破壞來防止戰爭，他寫信給一位朋友說：「在兩個軍團能夠在一秒鐘內相互殲滅的那一天，所有文明國家肯定會因恐懼而退縮，並解散他們的軍隊。」

到1896年諾貝爾去世時，他擁有近100家炸藥和軍火工廠，炸藥使他發家致富。他將其中大部分留給了人們的信任，設立了諾貝爾獎，每年頒發給科學家、醫生、作家和那些為追求和平而工作的人。