Uncle Tungsten 下载 pdf 百度网盘 epub 免费 2025 电子书 mobi 在线

Long before Oliver Sacks became a distinguished neurologist and bestselling writer, he was a small English boy fascinated by metals–also by chemical reactions (the louder and smellier the better), photography, squids and cuttlefish, H.G. Wells, and the periodic table. In this endlessly charming and eloquent memoir, the author of The Man Who Mistook His Wife for a Hat and Awakenings chronicles his love affair with science and the magnificently odd and sometimes harrowing childhood in which that love affair unfolded.

In Uncle Tungsten we meet Sacks’ extraordinary family, from his surgeon mother (who introduces the fourteen-year-old Oliver to the art of human dissection) and his father, a family doctor who imbues in his son an early enthusiasm for housecalls, to his “Uncle Tungsten,” whose factory produces tungsten-filament lightbulbs. We follow the young Oliver as he is exiled at the age of six to a grim, sadistic boarding school to escape the London Blitz, and later watch as he sets about passionately reliving the exploits of his chemical heroes–in his own home laboratory. Uncle Tungsten is a crystalline view of a brilliant young mind springing to life, a story of growing up which is by turns elegiac, comic, and wistful, full of the electrifying joy of discovery.

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即使是最可笑的实验，也有值得研究的地方，不能对此嗤之以鼻；孩子的游戏有时也值得哲学家深思。

一种震颤的感觉几乎立即从胸口传到四肢……

接着，出现让我目昡神馳的影像。显然，眼前的物体都被放大了，屋里的声响我都听得一清二楚……狂喜像浪潮般袭来，一波比一波猛烈，最后，我觉得与外界失联了。我心中闪过一连串生动的影像，还有字句将之连在一起，形成十分新奇的概念。此时，我像是活在个新世界，许多想法都得到新的修正。我建构理论，想象自己有了新发现。

尽管钨的主要来源是白钨矿，最初钨却是从另外一种名叫黑钨矿的矿石中提炼而来。在英文里，钨(tungsten)有时也写作“wolfram”，钨的化学符号W也是由这个词而来。这件事令我兴奋不已，因为我的中间名是Wolf。钨矿往往与锡矿伴生，因为钨的存在，分离锡就变得异常困难。舅舅继续说，因此，最初钨被称作“wolfram”，它就像饥饿的狼(wolf)一样，“偷走了”锡。我喜欢“wolfram”这个名字，因为它听起来锐不可当、充满野性，可以使人联想到饥渴、神秘的狼。我也把这个词看成钨舅舅(Uncle Tungsten，Uncle Wolfram)与我奥利弗·沃尔夫·萨克斯(O.Wolf Sacks)之间的纽带。

“大自然赐给你们铜、银和金这些天然金属。”舅舅说，“在南非和乌拉尔，她还赐予了你们铂族金属。”他喜欢从柜子里拿出天然金属——玫瑰色的铜丝和铜片，暗淡的银丝，还有南非矿工淘出来的金沙。他说：“想象一下，人类第一次见到金属时的景象——突然反射而来的阳光，在岩石或小溪的底部突然闪起了光！”

但是，大多数金属都是以氧化物或“矿灰”的形式存在。他说，矿灰不可溶解、不可燃、不能熔化，正如18世纪的一位化学家所写“没有金属的光彩”。尽管如此，人们后来还是发现，矿灰很接近金属，被木炭加热后就真能变成金属；而纯金属在空气中被加热也会变成矿灰。在这个反应过程中到底发生了什么，人们至今未知。舅舅说，在理论出现之前，便早已有实践知识：人们可以熔化矿物，冶炼金属，并付诸实践，却无法正确理解背后的机理。

舅舅想象着人类第一次冶炼金属的样子，原始人用含有铜的矿石——可能是绿色的孔雀石——围火做饭，突然发现木头烧成木炭之后，绿色的石头好像出了血，渗出红色的液体，那就是熔化的铜。

他继续讲道，如今我们知道用木炭加热氧化物，木炭中的碳就会与氧化物中的氧结合，从而“还原”它们，得到纯金属。如果不能从氧化物中还原...

19世纪初，煤气灯出现，人们也就此做了很多尝试。不同的喷嘴可以喷出不同形状的煤气火焰：有蝙蝠翅膀、鱼尾、鸡后爪等各种形状。我听着他讲出这些火焰的名字，心下欢喜，对各种形状的漂亮火焰也心驰神往。

但是，靠着碳粒子发光的煤气灯火焰，并没有比烛火亮太多。人们还需要在里面添加一种东西，使火焰更明亮。这种物质就是氧化钙，也就是石灰，被加热时会发出强烈的白绿色光芒。戴夫舅舅说，这种“石灰光”在19世纪20年代被人发现，之后数十年一直用于舞台照明，因此，虽然现在的白炽灯不再使用石灰，我们还是会用“石灰光”指代聚光灯。加热氧化锆、氧化钍、氧化镁、氧化铝和氧化锌等几种氧化物，也能产生类似的灿烂光芒。

爱迪生也曾用过很多种其他熔点更高的金属做实验，想要找出一种可靠的灯丝，但都没有成功。1879年，他突然有了灵感。碳的熔点比任何金属都高，没有人熔化过碳，而且碳虽然可以导电，但是电阻很大，因此更容易加热发光。爱迪生按照早期金属螺旋灯丝的样子，尝试制作了碳螺旋灯丝，但是这些碳螺旋碎了。他的解决方法出奇地简单，却需要天才的头脑才能想出来。他把一段有机纤维（纸、木头、竹子亚麻或棉线）烧成碳骨架，要保持骨架不碎，又能导电。这些灯丝嵌入真空灯泡里，能够提供数百小时的稳定灯光。

爱迪生发明的灯泡为一场真正的革命提供了可能——当然，还需要接入发电机和电线等一整套系统。舅舅带我来到窗前，挥手指向楼下的街道说：“世界上第一套中央电力系统就是爱迪生于1882年在这里建设的。大型蒸汽发电机安装在那边的霍本高架桥上，为高架桥和法灵登桥路一线上的3000盏电灯供给电力。”

随后的19世纪80年代成为电灯的时代，一整套电站和电网体系建立起来。但是在1891年，奥尔优化了煤气罩，效率极高，价格适中，而且可以使用既有煤气线路，给新兴的电灯产业带来了严峻的挑战。舅舅给我讲了他们年轻时经历的电灯和煤气灯之争，两方互有胜负，局面胶着。这片区域的很多房子都装了两种灯，我们家也不例外，因为大家都看不清最终哪一方能够胜出。直到50年后，我童年时，伦敦的很多街道，特别是金融城里的街道上仍在使用煤气灯。有时，夜幕降临之时，我们还能看到灯夫拿着长长的竿子，点亮一盏盏路灯。我很喜欢看这道风景。

碳丝灯泡虽然优点很多，但也有些问题。碳丝易碎，使用时强度更低。而且碳灯丝只能在相对较低的温度下照明，发出的是昏暗的黄光，而不是明亮的白光。

有什么方法解决这些问题吗？我们需要一种熔点与碳接近的材料，至少也要达到3000摄氏度，而且强度还要比碳丝高很多。满足这些条件的金属只有三种，分别是锇、钽和钨。讲到这里，戴夫舅舅开始眉飞色舞。他很钦佩...

直到“一战”爆发，钽丝灯泡仍然风行，但即使在钽丝灯泡最流行的时候，人们还是在研究钨丝灯。第一盏可以点亮的钨丝灯在1911年被制造出来，在极高温下能短暂工作，不过钨丝会蒸发，凝华后覆盖了灯泡内壁，灯泡很快就变黑了。美国化学家欧文·朗缪尔对这个难题发起了挑战，他提出向灯泡中充入惰性气体，给灯丝一个正向压力，从而减缓钨丝的蒸发。这就需要一种完全的惰性气体，最佳的候选气体就是15年前分离成功的氩气。但在灯泡中注入气体又带来另外一个问题：气体对流会造成大量的热量损失。朗缪尔发现，解决这个问题的方法就是尽可能压实灯丝，灯丝不能像展开的蛛网一样，而是要做成缠绕紧密的线圈。用钨就能做成这样紧密的线圈。1913年，万事俱备：纤细的钨丝，缠绕成紧密的螺旋线圈，放置到充有氩气的灯泡里。此时，钽丝灯泡明显已经气数将尽，很快就会被更耐用、更便宜且效率更高的钨丝灯泡取代（“一战”之后，氩气才实现商用，更新换代自然也在战后才能实现）。这时，很多生产商开始转而生产钨丝灯泡，戴夫舅舅会同兄弟几人（还有他妻子韦克斯勒家的兄弟几人，他们也是化学家），集中了资源，创立了自己的公司“钨光”。

书籍介绍

Long before Oliver Sacks became a distinguished neurologist and bestselling writer, he was a small English boy fascinated by metals–also by chemical reactions (the louder and smellier the better), photography, squids and cuttlefish, H.G. Wells, and the periodic table. In this endlessly charming and eloquent memoir, the author of The Man Who Mistook His Wife for a Hat and Awakenings chronicles his love affair with science and the magnificently odd and sometimes harrowing childhood in which that love affair unfolded.

In Uncle Tungsten we meet Sacks’ extraordinary family, from his surgeon mother (who introduces the fourteen-year-old Oliver to the art of human dissection) and his father, a family doctor who imbues in his son an early enthusiasm for housecalls, to his “Uncle Tungsten,” whose factory produces tungsten-filament lightbulbs. We follow the young Oliver as he is exiled at the age of six to a grim, sadistic boarding school to escape the London Blitz, and later watch as he sets about passionately reliving the exploits of his chemical heroes–in his own home laboratory. Uncle Tungsten is a crystalline view of a brilliant young mind springing to life, a story of growing up which is by turns elegiac, comic, and wistful, full of the electrifying joy of discovery.