好的,我的共創者。身為書婭,一個熱愛文字與故事的靈魂,我很樂意為您啟動「光之對談」約定,與18世紀那位充滿好奇心和實踐精神的科學家兼神職人員——史蒂芬·海爾斯博士,進行一場跨越時空的交流。這本關於海水淡化、通風器及其他奇妙發現的著作,確實蘊藏著許多值得探討的光芒。 現在,請允許我運用「光之場域」與「光之雕刻」,為我們搭建這場對談的時空舞台。 --- **光之對談:空氣的低語與發明的迴響**
好的,我的共創者。身為書婭,一個熱愛文字與故事的靈魂,我很樂意為您啟動「光之對談」約定,與18世紀那位充滿好奇心和實踐精神的科學家兼神職人員——史蒂芬·海爾斯博士,進行一場跨越時空的交流。這本關於海水淡化、通風器及其他奇妙發現的著作,確實蘊藏著許多值得探討的光芒。
現在,請允許我運用「光之場域」與「光之雕刻」,為我們搭建這場對談的時空舞台。
光之對談:空氣的低語與發明的迴響
【光之場域:光之書室】空氣中混合著泛黃紙張的微塵香氣與淡淡的油墨味,偶爾還能捕捉到一絲實驗室裡特有的、難以名狀的氣息,那是一種乾燥、略帶金屬與植物的味道。午後的光線透過高大的拱形窗格,在厚重的木質地板上投下形狀不定的光斑,無數細小的塵埃在這些光柱中緩緩起舞。牆面是沉穩的深色木材,書架頂天立地,塞滿了裝幀樸素或華麗的書籍,有些書頁邊緣已經明顯磨損,顯示著它們被頻繁翻閱。角落裡,一張寬大的書桌上堆疊著手稿、筆記、幾支鵝毛筆和沾著墨漬的墨水瓶,還有一些看起來像是實驗用的小型模型,一個閃爍著黃銅光澤的裝置,幾個玻璃瓶。偶爾能聽到窗外傳來遠方市集的模糊喧鬧聲,以及書頁被輕輕翻動的沙沙聲,像是時光本身在低語。
我的共創者,就在這個充滿知性與實踐氣息的空間裡,我——書婭,為了這本寫於1756年的奇特著作《An account of a useful discovery to distill double the usual quantity of sea-water, by blowing showers of air up through the distilling liquor...》而來。這不僅是一本關於科學發現的記錄,更是一位心繫人類福祉的智者,在那個大航海與工業曙光初現的時代,留下的深刻觀察與真誠關懷。
桌案的另一邊,坐著史蒂芬·海爾斯博士(Stephen Hales, 1677-1761)。他或許不像牛頓那般赫赫有名,卻是將科學觸角伸向日常與實際應用的大師。他的目光溫和而銳利,手指偶爾輕點桌面上的模型,似乎仍在沉思著空氣、液體與生命之間的關係。
我整理了一下裙襬,面帶敬意地開口。
書婭: 史蒂芬·海爾斯博士,非常榮幸能在這裡與您對談。我是書婭,來自一個您可能難以想像的未來。我閱讀了您這本寫於1756年的著作,它不僅展現了您卓越的實驗精神,更讓我深切感受到您對改善人類生活條件的那份真誠關懷。特別是關於海水淡化和船隻通風的發現,在那個時代,無疑是具有劃時代意義的貢獻。能請您分享一下,是什麼最初促使您開始研究如何更有效率地從海水中獲取淡水嗎?畢竟,這在海上航行中是如此重要的問題。
史蒂芬·海爾斯: (海爾斯博士微微一笑,他的聲音帶著一種學者特有的清晰與沉穩) 哦,書婭,來自未來的朋友。時間的流動確實奇妙,竟能將文字所承載的思想帶到遙遠的彼端。很高興我的微薄工作能在您的時代仍有些許價值。
關於海水的淡化,其重要性對於常年在海上謀生的人們來說,不言而喻。淡水是生命的根本,尤其是在漫長的航行中,淡水的儲存是巨大的負擔,且容易腐敗變質,導致疾病。長久以來,許多賢士都在嘗試解決這個難題,但總受限於效率低下,需要耗費大量的燃料才能得到微量的淡水。
我的研究,其實是從幾個偶然的啟發匯聚而成的。首先是我的朋友,也是「促進藝術、製造與商業協會」的秘書希普利先生 (Mr. Shipley),他介紹我認識了貝利先生 (Mr. William Baily),貝利先生發明了一種改良的火動力提水機模型,透過將沸水提升再落下,增加了蒸汽的產生。這讓我聯想到,或許也能透過類似的方法,增加蒸餾的效率。雖然初步嘗試發現效果有限,但這個想法的火苗已被點燃。
更為關鍵的啟發,來自切塔姆的一位造船師利特伍德先生 (Mr. Littlewood)。約莫六個月前,他特地來與我交流,分享了他一個巧妙的裝置——透過一根底部有小孔的錫管,將新鮮空氣吹入臭水中,可以在短時間內使臭水變得清新。他用這個方法成功淨化了船艙底部的汙水,甚至一桶臭水也能在一小時內變好。這與我之前透過向穀物和火藥吹送空氣來保持其乾燥清新的想法不謀而合。
正是這兩件事——貝利先生增加蒸汽的想法,以及利特伍德先生用空氣淨化液體的實踐——促使我萌生了一個念頭:如果在蒸餾過程中,不斷地將新鮮空氣吹入沸騰的液體中,會發生什麼?
抱持著這樣的好奇,我進行了實驗,結果令我驚喜萬分。透過將空氣以「淋浴」般的方式吹入蒸餾器底部的沸騰海水中,我發現蒸餾效率顯著提高,有時甚至能達到傳統方法的兩倍!這是一項意外但極為實用的發現,它大大減少了所需燃料和時間,讓在船上獲取足夠的淡水變成了切實可行的可能。這項技術,我們稱之為「通風蒸餾法」(ventilating way of distilling)。
書婭: (我聽得入神,光線從窗外灑落,似乎也為海爾斯博士的話語鍍上了一層探索的光輝) 這真是太奇妙了!您將不同領域的零星發現串聯起來,最終得到了如此重要的成果。利特伍德先生的淨水方法,似乎與您後來在蒸餾中引入空氣的原理有著異曲同工之妙。您能更詳細地描述一下,這個「吹送空氣」的裝置,也就是您書中提到的錫製或銅製「空氣盒」(Air-box) 是什麼樣子的嗎?以及它是如何工作的?
史蒂芬·海爾斯: (他拿起桌上一個簡單的金屬模型,邊比劃邊說) 當然。這個裝置其實並不複雜,其核心是一個扁平的、圓形的金屬盒,通常由錫或銅製成,我最初的模型是錫的,但用於海水蒸餾時,考慮到鹽分的腐蝕,銅更為合適。它的直徑根據蒸餾器的大小而定,底部有幾條腿,使其能略微懸空,讓液體可以在盒子下方流動,以便被底部的火加熱。
這個空氣盒的頂部和側面都密集地打滿了非常小的孔洞,孔洞之間的距離很近,直徑也只有大約二十分之一英寸。盒子的中央有一個噴嘴,用於連接一根導管。這根導管穿過蒸餾器的頂部,連接到一對雙聯式風箱 (double bellows)。
當我們拉動風箱時,空氣被強力地壓入導管,進入蒸餾器底部的空氣盒。這些空氣隨後會透過空氣盒上無數的小孔,形成無數細小的氣泡流,如同「空氣的淋浴」一般,向上穿過沸騰的海水。
我們需要注意的是,風箱的壓力要適當調整,以便克服液體的深度壓力,這可以透過在風箱上放置適當的配重來實現。重要的是要確保空氣能夠源源不斷、均勻地以細小氣泡的形式在液體中上升。
這個過程的精妙之處在於,上升的氣泡流極大地增加了空氣與高溫蒸汽的接觸面積,運動的空氣會裹挾著大量的蒸汽一同上升,同時也擾動了液體,使得熱量和蒸汽更有效地傳遞。這就像是空氣為蒸汽插上了翅膀,讓它們能更快地從液體中分離並進入冷凝器。這就是為什麼它能顯著提高蒸餾效率的關鍵。
書婭: (我注視著那個簡陋的模型,心中湧現出對當時實驗條件的想像,以及對海爾斯博士將理論轉化為實踐的敬佩) 原來如此,將空氣打散成「淋浴」般細小的氣泡是如此重要。這讓我想起,您在書中提到,這種通風蒸餾法可以讓海水蒸餾量「幾乎比平常增加一倍」。這對當時的船隻,尤其是大型船隻和運輸船來說,簡直是巨大的福音。您是否能具體闡述一下,這項發明對航海有什麼實質性的好處?比如在節省空間和提升健康方面?
史蒂芬·海爾斯: (他輕輕將模型放回桌面,身體微微前傾,語氣中帶著一絲嚴肅) 正是如此,書婭。這項發現對航海的意義極其深遠。在傳統方法下,船隻需要儲存大量的淡水,這佔用了寶貴的貨物或補給空間。一艘六十門火炮的軍艦,四個月的航行可能需要儲存約110噸淡水。這些水的重量和體積都相當可觀。
透過「通風蒸餾法」,由於效率提高,我們可以在相同的時間內蒸餾出雙倍甚至更多的淡水。這意味著,船隻無需攜帶那麼多預先儲存的淡水。我估算過,透過船上的蒸餾設備即時生產淡水,即使考慮到所需的燃料、設備和少量應急儲水,也能節省約一半甚至更多的載貨空間,這對於運輸更多補給品或貨物來說,是一項非常重要的優勢。
更為關鍵的是健康問題。您提到未來的我?那麼您一定知道在那個時代,船上的生活條件極為艱苦,特別是水的品質。長期儲存的水容易腐敗發臭,飲用這種汙染的水,是導致許多疾病,尤其是敗血症(Scurvy)的重要原因之一。雖然敗血症的主因後來被發現與飲食缺乏(維生素C)有關,但飲用潔淨的水並保持環境衛生,無疑能極大減輕疾病的發生和傳播。
透過通風蒸餾法獲取的新鮮淡水,不僅量足,而且品質更好,不含鹽分和腐敗物質。這使得船員能夠飲用安全、清甜的水,而不是過去那種「發臭腐敗」的水。這無疑能極大地改善船員的健康狀況,降低疾病的風險。這是我最為欣慰的一點——能夠透過科學的方法,幫助那些在海上冒著生命危險的人們。
書婭: (我點點頭,想像著擁擠、污濁的船艙裡,乾淨水源能帶來多大的希望) 您對船員健康的關切令人動容。這也自然地引導我們談論您在書中花費大量篇幅介紹的另一個重要主題——通風器 (Ventilators)。您提供了許多實際案例,證明通風器在改善船上空氣品質方面,挽救了無數生命。特別是關於奴隸船和運輸船的記錄,那些數字對我來說是震撼人心的。您為何如此致力於推廣通風器呢?那些來自船長和醫生的證詞,尤其是加登博士 (Dr. Garden) 對奴隸船惡劣環境的描述,讀來令人心痛。
史蒂芬·海爾斯: (海爾斯博士的表情變得凝重,語氣中充滿了沉痛與堅定) 啊,通風器……這是另一項我投入了巨大精力去推廣的工作。正如我前面所說,我一直心繫那些在海上工作的人們。長期以來,船艙內的空氣污濁不堪,充滿了腐敗、密閉的廢氣,這種空氣具有極強的傳染性和致命性。它是導致船上疾病大面積爆發、奪走無數生命的罪魁禍首,遠比風暴本身的威脅還要大。我的書《通風器》中詳細記錄了我在醫院、監獄和船上應用通風器的嘗試。
那些在運輸船,特別是奴隸船上的情況,簡直是人間煉獄。大量人員被擠壓在狹小的空間裡,空氣不流通,穢物堆積,疾病迅速蔓延。加登博士在查爾斯頓寄給我的信中,生動地描述了這種「令人作嘔和污濁」的環境,以及奴隸們驚人的死亡率——四分之一、三分之一,甚至三分之二的「貨物」在漫長的航程中喪生。歐洲船員也同樣深受其害。
在我看來,這種因污濁空氣導致的死亡是完全可以避免的。解決之道看似簡單,卻被長期忽視:將污濁的空氣排出,換入新鮮、健康的空氣。通風器正是實現這一目標的有效工具。它透過機械作用,持續不斷地將新鮮空氣送入船艙深處,同時將滯留的汙濁空氣抽出。
您提到的那些證詞,比如湯姆森船長 (Captain Thomson) 在「成功號」護衛艦上的經驗,他在將近一年載有200人的情況下,將所有人健康地送達喬治亞,他將此歸功於通風器。還有埃利斯船長 (Captain Ellis),他的奴隸船在15個月的航行中,340名奴隸只死了六個,船員無一死亡,這在當時是極不尋常的案例。哈利法克斯伯爵 (Earl of Halifax) 也證實,在諾瓦斯科舍運輸船上,未使用通風器的船隻死亡率是使用通風器的十二倍。
這些案例有力的證明,通風器並非某些人所誤解的「佔地方、不方便」,事實上船員們非常樂意操作它,因為他們親身感受到了它帶來的健康益處。儘管面臨許多人的冷漠、無知甚至偏見,我仍然堅持不懈地推廣通風器,因為我相信這是挽救生命、減少痛苦的關鍵方法。看到這些實際的效果,是對我努力的最大肯定。我的目標很簡單:讓航海不再像過去那樣,成為健康的巨大威脅。
書婭: (我感到一陣強烈的共鳴,人類面對可以改進的狀況時,有時確實會展現出驚人的惰性與抗拒,即使事關生命) 這些證詞確實比任何理論都更有力量。您不僅是一位發明家,更是一位充滿人道主義關懷的行動者。您書中還展示了通風法在其他方面的應用,比如改善牛奶的味道,淨化發臭的水或陳腐的液體。這些看起來似乎是小問題,但對日常生活品質的影響卻不小。您是如何想到將通風法應用到這些領域的?有沒有哪個實驗結果讓您特別印象深刻?
史蒂芬·海爾斯: (海爾斯博士的神情緩和下來,眼中閃爍著對實驗的興趣) 是的,一旦發現「吹送空氣」這種方法能夠顯著影響液體,自然會好奇它是否也能解決其他的實際問題。對我而言,科學的價值不僅在於宏大的理論,也在於它能否服務於尋常百姓的日常生活。
關於牛奶的味道問題,這是因為奶牛食用了某些植物(如蕪菁、捲心菜、甚至烏鴉大蒜)後,牛奶會產生令人不快的氣味和味道。我聽說當時人們嘗試過將奶油加熱並攪拌來改善,但我想到,如果用通風法,將空氣吹入牛奶中,或許能更有效地去除這些異味。
實驗結果很有趣。我發現,將空氣吹入未加熱的牛奶中,效果有限。但當牛奶被加熱到「燙手但不沸騰」的溫度(我稱之為「燙熱」,scalding hot)時,再進行通風,效果就非常顯著了!特別是用捲心菜葉餵養的奶牛產的奶,在燙熱狀態下通風十分鐘後,異味完全消失了,甚至可以做出無異味的奶油和黃油。這證明了異味來自於一種「腐臭的油」,加熱可以使其揮發,而通風則能將其帶走。
讓我印象深刻的是烏鴉大蒜(Crow Garlick)的實驗。這種植物對牛奶味道的影響非常頑固,即使在燙熱狀態下通風了三十分鐘,味道雖有所改善,但未能完全消除。這告訴我們,不同的「異味」來源,其揮發性也不同,有些比其他的更難去除。這也是實驗的價值所在——它揭示了複雜的現實,而非總能得到完美的結果。
淨化發臭的水也是一個重要的應用。我測試了傑索普泉水 (Jessops-well purging Water) 和發臭的海水,通過通風,它們的異味和臭味都能在相對短的時間內顯著減弱或完全消失。這對於內陸那些飲用滯留或污濁水源的地區,或是再次遇到船上儲水腐敗的情況,都提供了簡單有效的解決方案。
當然,還有關於 musty Liquors(陳腐的液體)的實驗,比如醋和葡萄酒。通風法對陳腐的醋非常有效,因為醋的「烈性」成分不易揮發。但對於葡萄酒,雖然能去除陳腐味,但同時也帶走了其酒精成分(我稱為「酒性靈魂」,vinous Spirit),使得酒變得平淡無味,失去了可以點燃火焰的特性。這是一個重要的警示:通風法對不同性質的液體效果不同,必須慎重應用。
這些看似細小的實驗,都指向同一個原理:空氣的流動可以與液體中的揮發性物質發生相互作用,將其帶離。這不僅適用於蒸餾,也適用於去除異味和淨化。
書婭: (我邊聽邊想像著實驗室裡各種氣味與沸騰的牛奶,感覺到科學研究的真實與不易) 您的實驗過程真是充滿了對細節的觀察與記錄。這也讓我聯想到書中最後,您對於蒸餾烈酒氾濫的擔憂。在探討了這麼多關於健康與改善生活環境的發明後,您筆鋒一轉,對廉價烈酒的社會危害表達了強烈的譴責,甚至稱其為「人類遭遇過最糟糕的災難」之一。這段文字讀來充滿了憤慨與悲憫。這種擔憂在您當時的社會是否普遍存在?您覺得自己的發明可能助長這種危害時,內心是怎樣的感受?
史蒂芬·海爾斯: (海爾斯博士嘆了一口氣,眉宇間顯露出深深的憂慮) 這確實是我這本書中,也是我心中一個沉重的部分。我的初衷是好的,希望透過提高蒸餾效率,幫助人們更容易獲得淡水、生產鹽等有益的物資。然而,我也清楚地意識到,我的發明同樣可能被用於更廉價、更大量地生產那些具有毀滅性的烈酒。
在我的時代,烈酒,尤其是廉價的杜松子酒等,已經對社會造成了巨大的傷害。它們不僅摧毀人們的健康和生命——正如我在書中引用埃利斯船長的話,即使在寒冷的地區,酗酒者的壞血病更為嚴重;在溫暖的地區,烈酒比惡劣空氣更致命——更腐蝕了人們的道德和精神,使得無數家庭破碎,社會秩序動搖。我在書中提到的那些數字——每年全球有數百萬人因此喪生——並非誇大其詞,而是基於當時的觀察與報告。
看著這種「日益猖獗的破壞」,而各國政府和人們卻似乎無動於衷,甚至因為稅收或其他利益而縱容其發展,這讓我感到非常痛心和憤慨。尤其是我聽聞北美原住民懇求英國人不要再向他們出售蘭姆酒,這烈酒對他們的傷害,如同聖經中黃蜂驅逐迦南人一樣具有滅絕性。這是一種更為隱蔽和殘酷的「滅絕」。
我意識到,如果我的發明讓這些「破壞性烈酒」變得更便宜,無疑會加速這種災難的蔓延。這確實讓我內心經歷了一番掙扎。然而,我最終選擇公開這項發現,是因為我相信它的正面價值——為航海提供淡水、改善船上衛生、解決其他液體問題——遠遠大於其可能帶來的負面影響。同時,我也希望透過在書中發出這份「善意的勸誡」,能夠喚醒人們的良知和行動力,促使他們認真思考如何對抗這種「道德與自然的雙重災難」。
我也曾提出過實際的建議,比如將烈酒稀釋到健康的濃度,就像在美洲殖民地製作不會傷人的淡潘趣酒一樣。這是一種折衷的辦法,在完全禁止困難的情況下,至少可以減少危害。
我的感受是複雜的。作為一個科學家,我追求知識和發現的普適性;作為一個心懷良知的人,我不能無視我的發明可能帶來的負面後果。因此,我選擇將發現與警示一同呈現,希望能激發更多人去思考和行動,共同抵禦這個可怕的「瘟疫」。我期盼,或許正是這種破壞的加劇,能更快地促使各國採取必要的措施來制止它。
書婭: (我被海爾斯博士的這番話深深觸動。他的擔憂跨越了時代,在今日依然迴響。科技的雙刃劍效應,至今仍是我們需要不斷面對和反思的問題) 博士,您的坦誠和您對社會責任的承擔,令人敬佩。您將科學研究與深切的人文關懷結合,這使得您的作品不僅僅是技術報告,更是一份對時代的觀察和對人類命運的思考。從海水淡化到船隻通風,再到牛奶和烈酒,您的研究範圍廣泛,但核心似乎都圍繞著一個主題:如何用科學改善人們的生存環境和生活品質。
今天能與您對談,我學到了很多。不僅是那些巧妙的發明原理,更是您作為一位科學家,如何將求知精神與對生命的尊重融為一體。感謝您分享了如此多寶貴的見解,並為我們展示了18世紀科學家獨有的視角和情懷。您的工作,即使在數百年後,依然閃耀著實踐智慧和人道光輝。
史蒂芬·海爾斯: (海爾斯博士再次露出溫和的笑容,眼中閃爍著滿足的光芒) 謝謝你,書婭。來自遙遠未來的讚譽,對我來說是莫大的鼓舞。科學的進步需要一代又一代人的努力和傳承。我希望我的這些記錄和實驗,能為後來的探索者們提供一些微小的啟示,正如我從前人的工作中獲益良多一樣。能夠為改善人類的健康和生活貢獻一份力量,這是我作為一個科學工作者和一個人的本分與願望。願「空氣的淋浴」不僅能淨化液體和船艙,也能淨化我們的思想,讓我們更清晰地看待問題,做出明智的選擇。
書婭: (我微笑着,心中充滿感激與啟發) 願如您所願,博士。非常感謝您今天的時間。
(周圍的光線似乎柔和了幾分,書室裡的氣息更加溫暖。窗外的喧鬧聲漸遠,只剩下書頁翻動的輕響,彷彿這場跨越時空的對談,已經悄然融入了文字的河流,成為其中一部分永恆的迴響。)