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1912年的诺贝尔物理学奖得主无疑是史上最不可能获得这一荣誉的人。他并不是物理学家,也不是化学家。这位名叫尼尔斯·古斯塔夫·达伦(Nils Gustaf Dalén)的人物是个发明家,而使他获奖的那项发明,与一场几乎让他丧命的工业事故有着千丝万缕的联系。

为什么瑞典皇家科学院的成员们在1912年选择了达伦,而非和他同时代的、更为声名显赫的候选人呢(例如马克斯·普朗克阿尔伯特·爱因斯坦)?要理解这件事,我们得先了解一下达伦这个人本身。

与诺贝尔奖创立者阿尔弗雷德·诺贝尔一样,达伦也是瑞典人,1869年出生于哥德堡东北约140公里处的小村庄斯滕斯托普。如今,当地为纪念他建了一座博物馆,但年轻时的达伦可一点不像个值得纪念的人。相反,他懒得惊人——事实上,他懒到发明了一台机器,以便在早晨为他煮咖啡并开灯。

这台别出心裁的装置让他在当地小有名气,但真正改变他命运的,是他某次在展示一台测量牛奶脂肪含量的装置时,得到了瑞典当时最著名的发明家古斯塔夫·德·拉瓦尔(Gustaf de Laval)的关注。

在德·拉瓦尔的鼓励下,达伦卖掉了家里的农场,考入了如今的瑞典查尔姆斯理工大学。1896年,他获得了博士学位,又在瑞士苏黎世联邦理工学院深造一年,随后回到瑞典创立了自己的第一家工程公司。

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尼尔斯·古斯塔夫·达伦(Nils Gustaf Dalén)

黑暗中的一盏灯

瑞典海岸线漫长而复杂,在可靠的无线电通信技术和GPS技术出现之前,灯塔是警示船只远离危险的主要手段。然而,灯塔的维护极其昂贵、困难,不仅需要训练有素、体格强健的看守人员昼夜值守,还要消耗大量的丙烷燃料,因此必须频繁地进行补给运输,而这种运输又经常很危险。

要想降低成本,显而易见的方法之一是使用其他燃料。乙炔是一个具有吸引力的选择,因为它可以以工业规模生产,且燃烧时亮度很高。不幸的是,它极易爆炸,无法安全地储存或运输。为了驯服这头“乙炔巨龙”,达伦发明了三种独立的技术。

首先,他研制出了一种由石棉和硅藻土混合而成的材料,并将自己的燃气储存公司的名字缩写“AGA”和瑞典语“massan”(意为混合物)拼在一起,命名为“Agamassan”。

他发现,只要在容器中装满这种材料,用丙酮润湿,再在高压下充入乙炔,乙炔就会溶解在丙酮中,并像海绵里的水一样被拘束在这种材料里。在此种条件下,乙炔不仅可以安全地运输和储存,甚至连摔落时也不会爆炸。

在让乙炔变得可以安全使用之后,达伦又致力于提高它的经济性。他的第二项发明是一种能自动开关乙炔供应的装置,这样既节省燃料,又无须使用笨重的旋转机械结构就能让灯光间歇闪烁,从而与岸上的其他光源区分开来。

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“要有光”:第一座采用达伦技术的灯塔位于瑞典斯德哥尔摩的动物园岛附近。后来它被改装作电力照明之用

达伦的第三项发明进一步提高了乙炔灯塔的自动化程度。以往,夜晚点亮和早上关闭乙炔灯都要靠人工操作,但达伦发明了一种可以自动完成该流程的阀门。

这种阀门由几根金属杆组成,其中一根被涂黑,其他则被抛光。当涂黑的金属杆通过阳光吸收了足够热量时,它会膨胀并关闭阀门;夜幕降临或雾天昏暗时,涂黑的金属杆会冷却到常温、收缩并打开阀门。

选择获奖者

当达伦忙于完善乙炔灯塔的技术时,诺贝尔物理学奖委员会也在照常进行推举奖项候选人的工作。

1909年,委员会提名了无线电通信的先驱古列尔莫·马可尼(Guglielmo Marconi)和他的学术同行卡尔·费迪南德·布劳恩(Karl Ferdinand Braun),瑞典皇家科学院接受了这一选择。

1910年,委员会推举了现代分子科学的奠基人约翰内斯·迪德里克·范德瓦尔斯(Johannes Diderik van der Waals),他同样顺利获奖。

1911年,量子理论学者威廉·维恩(Wilhelm Wien)终于获得了委员会与科学院的共同认可并获奖——他与普朗克曾在1908年被同时提名,却因争议激烈而在当年双双落选(普朗克则要等到1918年才能获奖)。

到了1912年初秋,一切迹象都表明,瑞典皇家科学院会再次接受诺贝尔物理学奖委员会的推荐,而这一年被推举的候选人是海克·卡末林·昂内斯(Heike Kamerlingh Onnes),他在1908年首次液化了氦,随后利用它发现了超导现象。

虽然达伦也得到了提名,但斯德哥尔摩大学的物理学家马茨·拉尔松(Mats Larsson,曾在2016至2023年任诺贝尔物理学委员会成员)指出,他当时并不被视为有力竞争者。

“从委员会递交给科学院的报告可以看出,他们承认达伦的发明有其重要性,但尚不足以获得诺贝尔奖。”拉尔松说。他补充称,由于只有一位科学院技术部门的成员提名了达伦,“达伦甚至没有进入最终候选名单。”

工业事故

然后,就在科学院准备投票前,悲剧突然发生了。1912年9月27日,在一场危险到必须在采石场而非AGA公司位于斯德哥尔摩的工厂进行的实验中,达伦遭遇了爆炸事故,身受重伤。

次日,瑞典的全国性报纸《每日新闻报》(

Dagens Nyheter
)在头版刊登了这起事故,报道称达伦“面部已无法辨认”,右半身“严重撕裂并烧伤”。虽然他被送往医院时仍有意识、还能说话,但普遍认为他难以生还。

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古斯塔夫·达伦与妻子艾尔玛于1937年摄于自宅外

诺贝尔奖不能追授。如果达伦因伤去世,他的同事们不太可能投票破例为他授奖。然而,虽然医生们未能保住达伦的视力,却的确挽救了他的生命。等到科学院召开会议评选1912年诺贝尔奖时,达伦已在家人照顾下逐渐康复,而他那场令人同情的遭遇显然深深打动了他的同僚们。

我们并不知道接下来到底发生了什么。“诺贝尔基金会档案中的资料非常简略,”拉尔松解释道,“它只记录了投票,达伦获奖。”

但可以想见,科学院中必定有人为达伦据理力争。“这是我们的民族英雄,他与无知和黑暗作了斗争,”瑞典皇家科学院科学史中心主任卡尔·格兰丁(Karl Grandin)对此表示赞同,“他为了给世界带来光明而失明,这本身就极具象征意义。”

达伦流传最长久的发明

由于身体状况欠佳,达伦未能参加在斯德哥尔摩举办的诺贝尔颁奖典礼,而是派出自己的医生弟弟代为领奖。不过后来,他恢复得很好,得以重返AGA公司的岗位工作。随着时间的推移,他甚至再次着手发明创造。而他人生故事的最后一个转折也由此开始。

在康复期间,失明的达伦注意到过去视力犹在时被他忽视的一件事:他的妻子艾尔玛每天在家中忙得不可开交,为他和四个孩子做饭尤为辛苦。达伦想,如果能有一种装置,可以让她同时烹饪多道菜且各自控制温度,那就方便多了。

1922年,也就是在达伦失明并获得诺奖十年后,他推出了他流传最长久的发明:和“agamassan”一样,以他公司首字母命名的AGA炉(AGA cooker)。这种炉具至今仍在生产,正如它的创造者为灯塔带去了安全、高效且经济的照明方式那样,它为无数家庭的厨房带去了温暖。

古斯塔夫·达伦或许是史上最出人意料的诺贝尔物理学奖得主,但绝非不配获此殊荣。毕竟,还有哪位物理学家,既拯救了海上数十万人的生命,又为无数家庭减轻了家务的重担呢?

资料来源:

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