最简单的文学评论家惯于说世界上只有七种故事

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资料来源:©W. F.梅格斯诺贝尔奖得主画廊/埃米利奥·塞格雷视觉档案/美国物理学会/科学图片库

珀西·威廉姆斯·布里奇曼

最简单的文学评论家惯于说世界上只有七种故事。我担心化学在这方面非常贫乏。科学家们不经常遇到怪物,更不用说杀死它们了。重生的想法本身就是禁忌,至少对主流来说是这样。喜剧,除了偶尔出现的一些下流的首字母缩略词,已经很少出现了。悲剧——失败的实验——通常被掩盖起来。白手起家的故事仅限于专利。航行是药物发现论文的附带内容。还有愚蠢,比如臭名昭著的化学物质的化学作用(饥渴的化学家协会公报)——如今,它不仅被表情严肃的编辑和裁判无情地删除,甚至从扫描档案中被省略了。剩下的就是“追求”了,因为哪张纸不是从梦想开始的呢?

珀西·威廉姆斯·布里奇曼是个不太可能有远见的人。他于1882年出生在美国马萨诸塞州的剑桥市,在1900年进入哈佛大学之前,他是当地公立学校的一名优秀学生。他如饥似渴地阅读和学习,完成了23门课程,而以往他只需要4年学习17门课程。以最高荣誉毕业后,他开始攻读博士学位。他的投机项目涉及挤压材料,以观察压力对材料物理性质的影响,对此他很少或根本没有受到监督。

他的第一个装置是一个钢螺丝在一个有螺纹的圆柱体中转动。借助两米长的扳手,可以达到3-4000kgf/cm左右的压力2-只有几千个大气压,相当于今天的3-400兆帕。二十多岁的布里奇曼意识到,稍微重新设计一下就能让他把液体压缩得更远。但由于无法得到所需的零件,他开始自己制造。

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布里奇曼最大的问题是,他所研究的材料有一种恼人的倾向,即沿着活塞的边缘蠕动,释放压力。他推断,关键在于包装——密封系统的材料。

他的解决办法既简单又高明。在驱动活塞(图片上标为P)和与样品接触的钢塞(A)之间,他放置了三个圆环——硬钢(R)、软钢(C)和橡胶(B),并在中间留出了一个空间。在压缩时,橡胶会纵向挤压,同时向外挤压圆柱体的两侧,确保压力越大,密封件越紧,但密封件本身的压力也会高于样品中的压力。突然间,他所能达到的压力直线上升。

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来源:©THINKSTOCK

布里奇曼在高压下探索了地球深处的矿物

对于布里奇曼来说,一个充满可能性的宇宙已经打开了。他挤压的每样东西都产生了有趣而意想不到的效果。水结冰成越来越奇怪的相。盐变色了。电导率上升或下降不可预测。

这项工作既艰苦又危险。钢铁仪器会断裂,粉碎的碎片在实验室里四处飞溅。然而,他的小团队稳步前进,建造更好的铁砧以达到更高的压力,从熔体中生长出巨大的硅晶体,探索相变及其热力学,探索地球深处矿物的化学性质。这是一个美丽的新世界,几年之内,他就在40万kgf/cm的条件下进行常规实验2(40 gpa)。

布里奇曼的严谨使他简化了物理学的准则,通过首先探索,然后展示量纲分析的局限性,来寻找它的灵魂。他关于科学的书籍试图探究我们作为科学家所做的事情的意义,即使在今天读起来也发人深省。1946年获得诺贝尔物理学奖是一个里程碑,但远未达到他工作的顶峰。在他继续从事科学研究的同时,他使用逻辑和还原论的方法——操作主义——来思考个人与社会的关系,最终提出了一个极具争议的乌托邦愿景。

1961年,他被诊断出患有严重的骨癌,几个月后就残疾了,疼痛难忍。眼看前途渺茫,一向自力更生的布里奇曼在家里开枪自杀了。在他的口袋里发现了一张纸条,上面写着:“社会让一个人自己做这件事是不体面的。这可能是我能自己做的最后一天了。”

对布里奇曼来说,探索结束了。但他打开了大门,让其他人去探索我们这个世界最密集的地方,思考最深刻的道德困境。无论如何分类,这都是史上最扣人心弦的科学故事之一。

Andrea Sella是英国伦敦大学学院无机化学讲师

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P W布里奇曼,Proc,阿米尔。艺术科学学院190944221
P W布里奇曼,Proc,阿米尔。艺术科学学院1914年,49627