第九章 關於火藥的問題

  剩下的就是討論火藥問題了。大眾都在焦急地等待著這個最後的決定。炮彈的大小、大炮的長短都已經有定案，那麼，需要多少分量的火藥來產生推進力呢？這種可怕但效應已經被人類掌控的物質，將要以不尋常的驚人數量扮演著重要的角色。

  火藥在14世紀由僧侶史瓦茲發明，他還為了這項偉大的發明付出性命，這是一般人都曉得且津津樂道的常識。可是，現在差不多已經證實，這則故事應該被列入中世紀的傳說。火藥並非哪個人發明的，它是直接從希臘火硝[1]衍生而來，也和希臘火硝一樣，是用硫黃和硝石混合組成。不過，自那時起，這種原本只是作為引信用的混合物，就轉變成了爆炸用物。

  但是，即使博學者對這個火藥的虛構故事了如指掌，卻很少人體會到火藥在力學上所展現的強度，然而，我們正是必須明白這件事，才能了解這個交付給委員會討論的問題有多麼重要。

  1公升的火藥重約2磅，即900克[2]，它燃燒時會產生400公升的氣體，這些氣體在2400攝氏度高溫的作用下釋出後，能占據4000公升的空間。火藥的體積和火藥燃燒所產生的氣體體積之間的比值，是1‥4000。當這樣的氣體被壓縮在1/4000狹窄的空間裡，我們可以想見它的推進力會有多可怕。

  這些問題，執行委員會成員在第二天開會討論時，早已非常清楚了。巴比·凱恩請參謀艾爾費斯頓發言，此人在戰爭期間，曾經是火藥部門的執行長。

  「親愛的夥伴們，」這位傑出的化學家說，「我要從幾個不容否認的數字講起，這些數字將作為我們待會兒討論的基礎。炮彈24，也就是可敬的馬斯通在前天用那麼富有詩意的詞語向我們提起的炮彈，當年把它從大炮里射出時，只用了16磅的火藥。」

  

  「你確定是這個數字嗎？」巴比·凱恩問。

  「絕對確定，」參謀回答，「阿姆斯特朗大炮才使用75磅火藥來發射800磅的炮彈，羅德曼的哥倫比亞大炮也只花掉160磅的火藥，就把半噸重的炮彈推送到6英里遠的地方。這些都是無可置疑的事實，因為是我本人把它們記錄到大炮委員會的會議報告書里的。」

  「正是如此。」將軍回答。

  「好的！」參謀接著說，「我們從這些數字可以得出結論，那就是火藥的數量不會隨著炮彈的重量增加。事實上，假如一顆24磅的炮彈必須要16磅的火藥；換句話說，假如在一般普通的大炮里，我們使用相當於炮彈重量2/3的火藥，這並不代表這個比例是固定不變的。請計算一下，你們就會發現，對一顆半噸重的炮彈來說，需要的火藥量並非333磅，而是減少到只要160磅。」

  「你到底想說什麼呢？」主席問。

  「親愛的參謀大人，如果把你的理論推演到極致，」馬斯通說，「你會達到這麼一個境界，就是當你的炮彈重量足夠的時候，你根本不需要再放火藥了。」

  「我的朋友馬斯通連在這麼嚴肅的事情上也愛開玩笑，」參謀駁斥道，「但是，請他放心，我很快就會建議一個火藥使用量，這個量足以滿足大炮發明家的自尊心。只不過，我想特別指出，在戰爭期間，經過試驗以後，體積最大的大炮所需的火藥重量曾經縮減至炮彈重量的1/10。」

  「這是再準確不過的了，」摩爾岡說，「可是，在決定推動力所必需的火藥數量之前，我認為最好能先了解一下我們將使用的火藥的性質。」

  「我們將用大顆粒的火藥，」參謀回答，「它爆燃的速度比粉末狀的火藥快。」

  「毫無疑問，」摩爾岡反駁道，「但是，顆粒狀火藥的爆裂性很強，到頭來反而會損壞炮膛。」

  「好！這對一門要長期使用的大炮而言，是不利的東西，對我們的哥倫比亞大炮卻沒有妨礙。我們不會有任何爆炸的危險，火藥必須能瞬間燃燒，好讓力學的效果完全發揮。」

  「我們可以多鑽幾個火門，」馬斯通說，「這樣就能在不同的地方同時點火。」

  「完全沒錯，」艾爾費斯頓回答，「可是，這種做法將會使操作更加困難。我因此要再提我的大顆粒火藥，它可以消除這方面的困難。」

  「好吧，就用這種火藥。」將軍回答。

  「羅德曼用來裝填他的哥倫比亞大炮的，」參謀接著說，「是顆粒如栗子那樣大的火藥，它只不過是放在鑄爐里烘烤過的柳炭。這種火藥質地堅硬又閃閃發亮，拿在手上不會留下任何屑末，含有大量的氫氧成分，能瞬間爆燃，而且，雖然極具爆裂性，對大炮造成的損壞卻微乎其微。」

  「那好！」馬斯通回答，「我認為不必再猶豫，我們的選擇已經確定了。」

  「除非你偏愛金火藥[3]。」參謀笑著回答，這番話惹來他那敏感易怒的朋友伸出鐵鉤手威脅。

  一直到這時候，巴比·凱恩始終沒有加入討論。他讓大家發言，自己在一旁聆聽。他顯然已經有了主張。因此他只簡單地說：

  「朋友們，現在你們建議用多少分量的火藥呢？」

  三位大炮俱樂部的成員互相對望了一會兒。

  「20萬磅。」摩爾岡終於開口說。

  「50萬磅。」參謀回答。

  「80萬磅！」馬斯通高喊道。

  這回，艾爾費斯頓沒敢再責備他的同事誇張了，的確，這次涉及的是要發送一顆重達2萬磅的炮彈到月球，而且要使炮彈的初速達到每秒12,000碼。三位同事提出三個建議以後，隨之而來的是一陣寂靜。

  最後主席巴比·凱恩打破沉默。

  「正直的夥伴們，」他以平靜的聲調說，「我曾提到我們在既定的條件下建造的大炮，其抗力是沒有限度的，從這個原則出發，我要說一句讓可敬的馬斯通吃驚的話，他的計算太膽怯了。我建議把80萬磅的火藥加倍。」

  「160萬磅？」馬斯通從椅子上跳起來說。

  「正是這個數字。」

  「可是，這樣一來，就必須採用我那半英里長的大炮了。」

  「顯然如此。」參謀說。

  「160萬磅的火藥，」這位執行委員會的秘書接著說，「這大概會占據22,000立方英尺[4]的空間。可是，你的大炮只有54,000立方英尺[5]的容量，所以，大炮一半的空間將會被火藥填滿，那麼要使膨脹的氣體給予炮彈足夠的推進力，炮膛就太短了。」

  沒有什麼好回答的，馬斯通說的是實話。大家都看著巴比·凱恩。

  「可是，我堅持這個數量的火藥，」主席說，「請你們想一想，160萬磅的火藥將產生出60億公升的氣體。60億公升！你們聽清楚了嗎？」

  「但是該怎麼做呢？」將軍問。

  「很簡單，必須壓縮這個巨量的火藥，並且同時保有它的力學威力。」

  「好！不過，用什麼方法？」

  「我就來跟你們談談這個問題。」巴比·凱恩簡單地回答。

  和他對話的這些人都盯著他看，仿佛想把他吞下去似的。

  「事實上，」他接著說，「沒有什麼比將體積縮減到1/4更容易的了。你們都知道那種構成植物基本組織的奇特物質，大家給它取名叫纖維素。」

  「啊！」參謀說，「親愛的巴比·凱恩，我懂你的意思了。」

  「我們可以從各種不同的物體中，」主席說，「特別是從棉花里，得出這種物質的絕對精純狀態，而棉花只不過就是棉籽的茸毛。然而，把棉花浸泡在硝酸中，不用加熱合成，它就會轉化為一種在可燃性、不易溶解性和爆炸性方面都非常卓越的物質。幾年前，也就是在1832年，法國的化學家布拉克諾發現了這種物質，把它稱作克西洛依丁。1838年時，另一位法國人研究出它的多種屬性。最後，一位居住在瑞士巴塞爾的化學教授修貝因，在1846年建議拿它來製作戰爭的火藥。這種火藥就是硝化棉……」

  「又名低氮硝化纖維素。」艾爾費斯頓回答。

  「或稱作火棉。」摩爾岡不甘示弱地說。

  「在這些發明家中，難道就沒有一個美國人的名字嗎？」馬斯通在一股強烈的國家自尊情感牽動之下，高聲地說。

  「可惜，一個也沒有。」參謀回答。

  「不過，為了讓馬斯通滿意，」主席接著說，「我要向他說，我們有一位同胞的工作與纖維素的研究有關，因為攝影技術的主要材料之一的火棉膠，也只不過是把低氮硝化纖維素溶解在添加酒精的乙醚中而已，而這是美納爾發現的，他當時還是波士頓醫學院的學生。」

  「好啊！烏拉，美納爾！烏拉，火棉！」愛喧鬧的大炮俱樂部秘書喊道。

  「我再回過頭來談低氮硝化纖維素，」巴比·凱恩接著說，「你們都知道這種物質的特性，這些特性使得它對我們而言非常珍貴：它製造起來非常方便，將棉花放入冒煙的硝酸中[6]浸泡15分鐘，然後用清水沖洗，再弄乾，就完成了。」

  「的確，沒有比這更簡單的了。」摩爾岡說。

  「此外，低氮硝化纖維素遇到潮濕也不會變質，這在我們眼裡，是相當可貴的優點，因為裝填大炮需要好幾天的時間。它的燃點不是240攝氏度，而是170攝氏度，而且它能快速爆燃，我們可以在普通的火藥上點燃它，前者都還沒來得及著火，它就已經爆燃了。」

  「好極了。」參謀回答。

  「唯獨一點，它的價格較貴。」

  「那有什麼關係呢！」馬斯通說。

  「最後，它傳送給炮彈的速度比一般的火藥大4倍。我還要再補充一點，假如我們再摻入它原本重量8/10的硝酸鉀，它的膨脹威力還會更大幅地提升。」

  「必須這麼做嗎？」參謀問。

  「我認為沒有必要，」巴比·凱恩回答，「所以，我們只要用40萬磅的火棉，就可以代替原本160萬磅的火藥。而且我們可以毫無危險地把500磅的棉花壓縮進27立方英尺的空間裡，這種物質在哥倫比亞大炮里就只占了30托瓦茲的高度。如此一來，炮彈在朝那黑夜的星體飛去之前，將會在60億公升氣體的推進下，穿過700英尺以上的炮膛！」

  到了這個時候，馬斯通再也無法克制自己的情感，他像一顆炮彈一樣，猛烈地投入朋友的懷抱，要不是巴比·凱恩天生有個抵抗炮彈衝撞的好體魄，馬斯通一定會在他身上捅破一個大洞。

  執行委員會的第三次會議就在這個小插曲之後結束了。巴比·凱恩和他那幾位認為天下無難事的大膽同事解決了炮彈、大炮和火藥那麼複雜的問題，他們的計劃已經定好，就只剩下執行了。

  「這不過是雞毛蒜皮的簡單小事。」馬斯通說。

  讀者留意：在這次討論中，巴比·凱恩主席宣稱火棉膠是他的一位同胞所發明。這並非事實，儘管這樣說會令正直的馬斯通不高興，但這個錯誤源自兩個人的姓名雷同。

  1847年時，波士頓醫學院的學生美納爾（Maynard）確實有把火棉膠運用在治療傷口的想法，但是，火棉膠早在1846年就為世人所知。這份偉大發現的榮耀應歸於一位法國人，他擁有非常卓越的才智，既是科學家，也是畫家、詩人、哲學家、研究古希臘的學者，以及化學家，他是路易·梅納爾（Louis Ménard）。

  ——儒勒·凡爾納注

  [1]希臘火硝是東羅馬拜占庭帝國時期用來攻擊海上船艦的武器，也被西歐的十字軍稱為希臘火。

  [2]在美國，1磅等於453克。（原文注）

  [3]應是取自希臘神話中的「金羊毛」，這裡用來指現實世界裡不存在的東西（就如同金羊毛只存在於神話中）。

  [4]稍微少於800立方公尺。（原文注）

  [5]相當於2000立方公尺。（原文注）

  [6]因為硝酸在接觸到潮濕的空氣時，會冒出大量近白色的濃煙，故稱之為「冒煙的硝酸」。（原文注）