第一講 蠟燭——火焰——來源——結構——移動性——亮度
感謝大家前來參加我的講座，我將在這幾場講座里為大家講解一根蠟燭的化學史。過去我曾講授過這一課題。如果條件允許，我愿意每年都講授它——這一課題的相關領域十分豐富，它自然為哲學的各項分支提供了種類繁多的出口。這些現(xiàn)象涉及的法則支配著宇宙的方方面面。要想走進自然哲學的研究領域，最好的方式便是研究蠟燭的物理現(xiàn)象，任何新式課題都不會比這一課題更合適，因此，我相信我的選擇不會令你們失望。
講課之前，我想補充一點——盡管我們的課題十分重要，我也愿意用誠實、嚴肅、理智的態(tài)度來對待它，但我想放棄成年人的立場。我希望能站在未成年人的角度與未成年聽眾對話。我在過去曾經(jīng)嘗試過這種方式——如果你們愿意，我們可以再來一次。盡管我之所以站在這里是為了給大家講課，但這并不妨礙我用熟悉的方式與在場最親切的聽眾進行交流。
孩子們，首先我要告訴你們蠟燭是由什么制成的。這其中包括一些十分新奇的東西。我在這里準備了幾塊木材，它們來自幾種易燃的樹木。你們看，這是從愛爾蘭沼澤里獲取的一種奇妙的物質，它叫蠟燭木——一種堅固而又優(yōu)質的木材，它顯然是一種具有良好承重力的材料，并且擁有極佳的可燃性。它的產地周圍的人們把它做成劈柴和火把，因為它像蠟燭一樣易燃，并能發(fā)出很強的光芒。這塊木頭擁有蠟燭的一般性質，它是我能給出的最好范例。燃料有了，讓燃料產生化學反應的媒介也有了，再為化學反應提供持續(xù)而又穩(wěn)定的空氣，于是，從一小塊木材當中就一下子發(fā)出光和熱。實際上，它形成了一根天然的蠟燭。
但我們必須討論市場上流通的蠟燭。請看，這是幾根普通的日用蠟燭。我們把棉線掛在一個圓環(huán)上，浸入熔化的動物脂肪里，取出后冷卻，再次浸入動物脂肪并冷卻，重復這個過程，直到棉線上積累了足夠的動物脂肪，這便是蠟燭的制作過程。為了使你們了解這些蠟燭的不同性質，請看我手中的這幾根蠟燭——它們的體積很小，樣式很奇特。它們是礦工在礦井里使用的蠟燭。在過去，礦工必須自己去弄蠟燭。他們發(fā)現(xiàn)比起大型的蠟燭，小蠟燭更不容易點燃礦井里的沼氣。出于這個原因以及經(jīng)濟上的考慮，礦工制作的一磅蠟燭有20支、30支、40支和60支的規(guī)格。后來，這些小蠟燭在鋼鐵廠得到了改良，再后來又被戴維燈(1)和其他種類的安全燈所取代。這里還有一根是從“皇家喬治號”(2)里帶出來的蠟燭。據(jù)帕斯利上校說，它在海底浸泡了很多年，承受著海水的腐蝕。它為我們展示了蠟燭良好的保存性，盡管這根蠟燭表面有著多處裂痕并且殘破不堪，然而點燃后，它依然能夠正常燃燒，燭油熔化后，便恢復了它的自然狀態(tài)。
來自倫敦的菲爾德先生為我提供了大量關于蠟燭和相關材料的精美樣品?，F(xiàn)在它們可以派上用場了。首先，這是公牛的脂肪——我猜是俄羅斯牛脂，人們把動物脂肪制成了這種美妙的物質——硬脂。用硬脂制成的蠟燭不像普通的油蠟那樣油膩，反而很干凈，我可以從上面刮下一些粉末，蠟燭仍然不會弄臟什么東西。我來介紹一下硬脂制造時采用的工序(3)：首先，將生石灰和動物脂肪一起煮沸，做成肥皂一樣的糊狀物；然后，用硫酸將其分解，硫酸會帶走石灰，剩下的油脂被重組成硬脂酸，同時生成大量的甘油。甘油是一種與糖相似的物質，它是由動物脂肪經(jīng)過這些化學反應而產生的。油脂被濾除后，我們便看到了這些壓扁的塊狀物，它們顯示了隨著壓力的增加，雜質如何隨著油脂被過濾掉，最后剩下的物質熔化后，就可以被制成蠟燭。我手里拿著的是一根硬脂蠟燭，它就是按照我剛才講述的方法由動物脂肪制作而成的。另外還有一些，這是一根鯨腦油蠟燭，它是由提純的鯨腦油制成的。這些是黃蜂蠟和精煉蜂蠟，它們也能用來制作蠟燭。這是一種名叫“石蠟”的神奇物質，這些是用愛爾蘭沼澤里的石蠟制成的蠟燭。此外，還有一樣東西要給大家看看，這是我的一位好朋友從日本帶的一種蠟狀物，它是制造蠟燭的新材料。
那么，這些蠟燭是如何制作的呢？我已經(jīng)介紹過用燭芯浸入動物脂肪的方法，現(xiàn)在我要給大家講解制模的方法。我們先假設這些蠟燭是用可以澆鑄的材料制成的。也許你們會說：“澆鑄！蠟燭是可以熔化的；如果它能熔化，當然也能澆鑄。”事實并非如此。在生產的過程中，在思考如何獲得所需結果的最佳方式時，事情的進展往往是難以提前預料的，這是一件很奇妙的事情。不是所有的蠟燭都能直接被澆鑄。它們是由特殊方法制成的，我可以用一兩分鐘的時間來解釋這一過程，但不能在這個問題上浪費太多時間。簡單來講，蠟制的蠟燭不能被澆鑄，因為蠟十分易燃且極易熔化。我們再來看一種可以澆鑄的材料。這里有一個框架，這個框架里固定了一些模子，我們首先要做的是把燭芯從其中穿過。這是一根不需要剪燭花的棉制燭芯(4)——它由一根細線支撐著。燭芯被拴在模子的底部——這根小釘子固定著燭芯并堵住了孔洞，阻止液體流出。模子的上部有一根橫著的小木棍，它將燭芯繃緊并固定在模子上。然后人們把熔化的動物脂肪注入模子里。靜置一段時間，等模子冷卻后，沿著模子的一角倒出多余的燭油，將蠟燭表面清理干凈并剪掉末端的燭芯。這時候，模子里剩下的只有蠟燭，只要像這樣把模子顛倒過來，蠟燭便會滾落。這些蠟燭被做成錐形，上端比下端窄，這樣的形狀再加上蠟燭本身體積的收縮，只需輕輕搖晃，它們便會掉出來。硬脂和石蠟做的蠟燭也是用同樣的方式制作而成的。蠟燭的制作過程很奇妙。大家看這里，框架上掛著許多棉線，棉線的末端套著金屬箍，用來防止這些部位被蠟裹住。你們看，框架可以旋轉，隨著它的旋轉，會有人拿著盛蠟的容器依次倒在燭芯上，先澆一條燭芯，再澆下一條，以此類推。澆完一輪后，等燭芯冷卻到足夠的程度，便從第一條燭芯開始進行第二輪澆蠟，重復這一過程，直到它們全都達到指定的厚度。澆蠟完成后，燈芯便被取下，放在其他地方。多虧了菲爾德先生的好意，我這里有幾根這種蠟燭的樣品。這是一根半成品。蠟燭被取下來后需要在一塊光滑的石板上來回滾搓，用特定形狀的管子塑造出圓錐形的頂部，再切去底部并進行修整。這一制作過程十分精細，甚至可以根據(jù)需要每一磅做出4支、6支或任意數(shù)量的蠟燭。
但我們不能在制作過程上花費更多時間了，我們必須進一步深入探討問題。我還沒有講到奢華的蠟燭（蠟燭確實可以是奢華的），請看它們的色彩是多么繽紛，淡紫色、洋紅色和近期引進的所有人造色彩在蠟燭里都得到了應用。大家還可以觀察到蠟燭的不同形狀。這是一根帶凹槽的柱形蠟燭，樣式尤其精美。有人還送給我?guī)赘灎T，上面帶有裝飾性圖案，這些蠟燭點燃后上方便呈現(xiàn)出發(fā)光的太陽，下方則是繁花錦簇的圖案。然而，所有精美的器具在用途上都會大打折扣。這些帶凹槽的蠟燭雖然美觀，卻不是好蠟燭，它們的缺陷在于外部形狀。不過，我還是會向大家展示這些樣品，你們可以看到它們的做工，以及每一面的圖案。我說過，為了達到這樣的精美程度，我們不得不犧牲一點實用性。
現(xiàn)在，我們來講講蠟燭的光。我會點燃一兩根蠟燭，讓它們發(fā)揮自身的作用。你們瞧，蠟燭和油燈是完全不一樣的。使用油燈時，需要在燈里倒一點燈油，放上人工處理過的燈草或棉線，點燃燈芯即可?；鹧骓樦鵁粜緹綗粲蜁r便熄滅了，但上層的燈芯會繼續(xù)燃燒。我相信大家一定想問，燈油不會自燃，那么它如何到達燈芯頂端并在燈芯上燃燒呢？現(xiàn)在我們本應研究這個問題，然而蠟燭的燃燒比它更有趣。蠟燭是一個沒有容器的固體，那么這個固體是怎樣到達火焰燃燒的地方的呢？既然它不是液體，這個固體是如何流動的？或者說，在它成為液體后，它是怎樣保持完整的？這就是蠟燭的奇妙之處。
我們會場里的風很大，風對一部分實驗是有幫助的，卻會影響另一部分的效果。出于規(guī)范和簡化的考慮，我會讓點燃的火苗保持穩(wěn)定——畢竟，誰能在有外部阻礙的情況下進行研究呢？這個燈罩是市場上的小商販們一項有趣的發(fā)明，他們在星期六的晚上叫賣蔬菜、土豆和魚時會用它來為蠟燭擋風。我經(jīng)常為之贊嘆。他們把玻璃燈罩套在蠟燭上，固定在支架上，燈罩可以根據(jù)需要上下滑動。我們采用這種方法使蠟燭保持穩(wěn)定的火焰，我希望你們回家之后也可以用這種方法仔細觀察和研究。
請看第一支已經(jīng)燃燒了一會兒的蠟燭，它的頂端形成了一個杯形凹陷。當空氣流經(jīng)蠟燭時，會隨著燭焰的熱量產生的氣流向上移動，于是空氣便冷卻了蠟燭的側面，使蠟燭邊緣的溫度變得比內部的溫度低；火焰順著燈芯向下燃燒，熔化了蠟燭的內側，而蠟燭的外側并不會熔化。如果我朝一個方向制造氣流，那么這個杯形凹陷便會向一側傾斜，熔化的蠟燭會沿著傾斜處流下來——令熔化的蠟燭橫向流動的正是將世間萬物束縛在地面的重力，如果杯形凹陷不是水平的，液體當然會順著凹槽流走。因此，我們知道來自各個方向的持續(xù)的上升氣流令蠟燭的外表冷卻下來，從而在蠟燭頂端形成杯形凹陷。無法形成杯形凹陷的材料不適合用來做蠟燭，愛爾蘭沼澤木是例外，這種材料本身就像海綿，可以吸收自身的燃料?，F(xiàn)在你們應該明白這些好看的蠟燭為什么并不實用了，它們的形狀不規(guī)則并且相互交錯，因此很難形成對蠟燭而言至關重要的杯形凹陷。我希望你們現(xiàn)在能認識到一件產品完美與否取決于它的實用價值——也就是說，蠟燭的用途，才是蠟燭的美妙之處。對我們而言最有益的不是最好看的東西，而是效果最好的東西。這支好看的蠟燭燃燒效果卻不佳。不規(guī)則的氣流會形成形狀不規(guī)則的凹陷，燭油也會到處流淌。也許你們看過一些很好的例子（我相信你們將注意到這樣的例子），在上升氣流的作用下，一條燭油沿著蠟燭邊緣開溝處向下流淌并讓那里變得比其他部位更粗。隨著蠟燭的燃燒，一根小蠟柱逐漸在那里形成并粘在蠟燭上。蠟燭越點越矮，小蠟柱則越來越高，越來越多的冷空氣流向那里，溫度逐漸降低，便能更好地抵御遠處的熱力作用。我們在制作蠟燭時犯下的錯誤常常為我們帶來寶貴的經(jīng)驗，如果沒有犯錯，便不會有這些經(jīng)驗，許多事情都是如此。我希望大家永遠記住這條哲理，每當?shù)玫揭豁椊Y果時，尤其是新的結果，應當自問：“它的原因是什么？為什么發(fā)生這樣的現(xiàn)象？”經(jīng)過一段時間的研究后你們終將找出原因。
此外，熔化的蠟燭是如何離開杯形凹陷并沿著燭芯向上到達燃燒處的呢？我們知道由蜂蠟、硬脂和鯨腦油制作的蠟燭點燃后，火焰不會沿著燭芯向下燒到蠟燭上并把蠟燭全部熔化，只會保持在恰當?shù)牡胤健；鹧姹桓綦x在下方熔化的蠟燭之外，也不會從側面侵占杯形凹陷。蠟燭的各個部位在燃燒過程中一直在相互促進，保持和諧狀態(tài)，直到燃燒結束，我想不到比這更好的合作的例子。像蠟燭這樣的可燃物在燃燒過程中卻不會被火焰吞噬，那是十分美妙的場面，尤其是在你逐漸了解火焰的強大之后——當它接觸到蠟本身后，會以怎樣強大的力量將其毀滅，要知道，一塊蠟僅僅靠近火焰便會立刻改變形態(tài)。
那么，火焰是如何讓燃料燃燒起來的呢？這是通過毛細引力(5)實現(xiàn)的。你們會說：“毛細引力！——是毛發(fā)的引力嗎？”不要介意，這個名字是很久以前的人起的，那時人們還沒有真正理解這種效應。燃料通過毛細引力到達燃燒進行的地方并堆積在那里，這個過程并不是隨意發(fā)生的，燃料被運往燃燒反應的正中央，火焰包圍著燃料?，F(xiàn)在，讓我們來看一兩個毛細引力的具體例子。這種引力使得無法相互溶解的兩種物質能夠結合在一起。比如，我們在洗手時，首先要把手徹底浸濕，打上香皂之后，你會發(fā)現(xiàn)手仍然是濕的。在這一過程中起作用的引力便是毛細引力。假如，在手不臟的情況下（在日常生活中我們的手幾乎總是臟的），如果把手指浸入溫水里，水一定會沿著手指向上攀升一小段距離，盡管我們可能察覺不到。
這里有一盤帶有滲透性的物質——一根鹽柱（見圖一），我會向盤子里倒入一種液體，不是水，而是飽和的鹽溶液，也就是說，這種溶液不能溶解更多的鹽了，因此你們看到的反應不會是溶解反應。我們可以把這個盤子當作蠟燭，鹽柱就是燭芯，鹽溶液就是熔化的燭油（為了讓大家看得更清楚，我給溶液染了藍色）。現(xiàn)在我往盤子里倒入溶液，大家可以看到溶液正沿著鹽柱逐漸上升，如果鹽柱屹立不倒，溶液可以一直到達頂點。如果這種藍色溶液是可燃物，我們在鹽柱頂端放一根燭芯，那么當溶液到達燭芯時便會燃燒?？吹竭@種反應的過程，觀察與之相關的前因后果，的確是件奇妙有趣的事。我們在洗完手后，會用一塊毛巾把手擦干，讓毛巾沾水變濕的原因與令燭芯沾上油脂的原因相同，都是毛細引力造成的。我知道有些粗心的小男孩和小女孩（其實粗心的大人也會這樣）洗手后用毛巾把手擦干，然后就把毛巾隨便扔在水盆邊緣，不久，毛巾就會把盆里的水全都吸上來，甚至滴在地板上，因為被扔在水盆邊緣的毛巾起到了虹吸管(6)的作用。為了讓大家更好地觀察物質之間相互作用的方式，我準備了一個由金屬網(wǎng)制成的盛水的容器，它的作用類似于棉花或細布。實際上，有些燭芯就是用一種金屬絲制成的。你們將觀察到這個容器的滲透性。如果我往容器上方倒一點水，水會滲入底部。如果我問你們這個容器的狀態(tài)是什么，容器里有什么以及為什么它會在容器里，你們一定會大惑不解吧？其實這個容器的確盛滿了水，但我們可以看到水流進又流出，容器里仿佛是空的。為了證明這一點，我只需要把容器倒空。原因就是——金屬絲一旦被浸濕就會一直保持潮濕狀態(tài)，而金屬絲編織的網(wǎng)眼又實在太小了，水從一側流向另一側時被緊緊吸住，于是盡管容器是可滲透的，水仍然留在容器里。熔化的動物脂肪里的分子便是以類似的方式在分子間引力的作用下沿著棉線攀升到燭芯頂端，燭油與火焰接觸后便開始燃燒。
圖一
我們再來看看毛細引力的另一個例子。我曾在街上看到一些男孩子，他們很想變成大人，于是拿了一截蘆葦，把它點燃并叼在嘴里吸著，模仿大人抽雪茄的樣子。他們之所以能這樣做，是因為蘆葦在一個方向具有滲透性并且形成了毛細現(xiàn)象。如果我把這根蘆葦放入盛有精制松脂（它的性質很像石蠟）的盤子里，那么松脂會順著蘆葦向上攀升，就像藍色液體升上鹽柱那樣。蘆葦上沒有氣孔，液體便不能從氣孔流出，只能一直向上攀升。液體已經(jīng)升至蘆葦頂端——現(xiàn)在如果我點燃蘆葦，它就可以發(fā)揮一根蠟燭的作用。松脂在蘆葦形成的毛細引力的作用下上升，正如蠟燭的燭油沿著燭芯上升那樣。
蠟燭之所以不會把整條燭芯點燃，唯一的原因就是熔化的燭油熄滅了火焰。如果把一根蠟燭上下顛倒過來，讓熔化的燭油沿著燭芯向下流，那么蠟燭便會熄滅。原因便是，倒置的火焰沒有足夠的時間把蠟燭加熱到燃點，這與正放時的蠟燭不同，少量的燭油沿著燭芯上升，受到高溫的影響而產生各種化學反應。
關于蠟燭，還有一件事是你們必須了解的，否則你們將無法徹底理解蠟燭的原理，那便是燭油的氣化狀態(tài)。為了使大家理解這一點，我來給大家演示一個簡單卻又精彩的實驗。如果用巧妙的方式吹滅蠟燭，我們便會看到一縷輕煙從蠟燭上升起。我知道你們經(jīng)常聞到被吹滅的蠟燭散發(fā)出的煙味——那真是一股難聞的氣味。可是，如果小心地將蠟燭吹滅，你們便能清楚地看到固態(tài)的蠟燭轉化而成的煙。現(xiàn)在，我要在不擾亂蠟燭周圍的空氣的前提下，呼出穩(wěn)定的氣流將蠟燭吹滅。這時，如果我把一根點燃的木條放在距離燭芯兩三英寸的地方，你們將看到一條火舌從木條與燭芯之中穿過并重新點燃蠟燭（見圖二）。這個過程必須完成得干凈利落，如果時間太長，煙便會冷卻并濃縮成液態(tài)或固態(tài)形式；如果動作太大，可燃氣體會被擾亂。
圖二
現(xiàn)在，我們來談談火焰的形狀與構成。這對我們了解蠟燭最終在燭芯頂端存在的形態(tài)十分重要——燭芯頂端的美麗與明亮只有火焰燃燒才能帶來。我們見識過黃金白銀的光芒，也見識過紅寶石和鉆石等更加絢麗奪目的珠寶，然而它們的光彩在燭光面前都會黯然失色。有什么鉆石能像火焰那樣熠熠生輝呢？在夜晚，只有借助火焰的明亮才能看清寶石的光芒?；鹧婵梢栽诤诎抵邪l(fā)光，鉆石卻不能，它只能等待火光照在自己身上時才能恢復耀眼奪目。蠟燭卻能自己閃耀，它為了自己而發(fā)光，也為制作出蠟燭的人們而發(fā)光?，F(xiàn)在，讓我們透過玻璃罩來觀察一下火焰的形態(tài)?；饎荼３种€(wěn)定，火焰的形狀就像這樣（見圖三），由于受環(huán)境中的干擾而呈現(xiàn)出不同的形狀，也受到蠟燭大小的影響而發(fā)生改變。火焰呈明亮的橢圓形，火焰頂端比底部更明亮，燭芯位于火焰中央，從燭芯周圍到底部的火光比較暗，這里的燃燒程度不像上方那么充分。科學家胡克在許多年前進行研究時畫過一張火焰燃燒圖（見圖四）。雖然他畫的是油燈的火焰，但它同樣適用于說明蠟燭的火焰。蠟燭的杯形凹陷就是油燈的底座，熔化的鯨油便相當于燈油，蠟燭的燭芯與油燈的燈芯類似。他在這幅圖里畫出了火焰，也畫出了真實的情況——火焰的周圍彌漫著一種我們看不見的物質，如果我們之前沒有見過這幅圖并且不熟悉這個問題，我們是不會知曉這種物質的存在的。他在這里畫出的東西對火焰來說至關重要，這種物質一直伴隨在火焰周圍。那里形成了一股氣流，令火焰受到向外的吸引力——你們所看到的火焰實際上便是受到氣流的吸引而產生的，并在氣流的影響下達到了一定的高度——胡克在圖里畫出了氣流的延伸。你們可以點燃一支蠟燭，把它置于陽光下，讓它的影子投射在一張紙上，然后便能在紙上看到這種現(xiàn)象。一個能夠照出其他物體的影子的東西可以在一張白紙或卡片上留下自己的影子，這是很奇妙的事情，我們可以看到在火焰的周圍有著不屬于火焰本身的氣流，這股氣流在上升的過程中也在把火焰引向上方?，F(xiàn)在，我用電池燈來模擬陽光，然后在燈和屏幕之間放上一根蠟燭，屏幕上便映照出火焰的影子。我們觀察到蠟燭和燭芯的影子，這里有一部分比較暗，跟圖上畫的一樣，還有一部分影子更加清楚。然而奇妙的是，我們在影子里看到的最暗的部分，實際上是火焰最明亮的部分，大家可以觀察到和胡克的圖中同樣的現(xiàn)象，熱氣流正在上升，把火焰向上吸引，給火苗的燃燒提供空氣，并讓杯形凹陷四周的燭油冷卻。
圖三
圖四
為了讓大家看清火焰是如何跟隨氣流上升或下降的，我還準備了一個實驗。這是一團火焰，它并不是燭火，但現(xiàn)在我相信大家一定已經(jīng)掌握了足夠的歸納能力，可以舉一反三。接下來我要做的是把將火焰向上吸引的氣流改為向下的氣流，利用我面前的這個裝置便能輕松實現(xiàn)這一目的。雖然這團火焰不是燭火，但它是由酒精燃燒而成的，因此不會產生大量的煙霧。我還會用一種物質(7)給火焰染色，這樣一來我們便能追蹤火焰的軌跡，否則我們將很難看清楚它的方向。點燃酒精，我們便得到了火焰。請看，火焰在空氣中會自然地上升（見圖五）。現(xiàn)在我們輕松地理解了為什么火焰在通常情況下總是向上走——這是由燃燒形成的氣流決定的?，F(xiàn)在，我要向下吹氣，你們可以看到火焰向下進入了管道里——氣流的方向改變了。在這一系列講座結束之前，我會給大家展示一盞奇特的燈，當它的火焰向上走時，煙霧卻是向下走的，而火焰向下走時，煙霧又會向上升。那時你們將看到我們可以用這種方式來改變火焰的方向。
圖五
還有一些要點是大家必須掌握的。我們在這里看到的許多種火焰受到周圍來自各個方向的氣流的影響而呈現(xiàn)出不同的形狀。其實，如果我們想要弄清楚火焰的所有特性，我們可以讓火焰保持固定的形態(tài)，并給它們拍照——實際上我們必須把它們照下來，這樣一來火焰便成了固定的樣子，這只是我想說的第一點。此外，如果我點燃一大團火焰，它并不會永遠保持統(tǒng)一的形狀，火焰會迸發(fā)出強大的生命力，分化出一團團的小火焰。我將使用另一種燃料，它可以真正代表由蠟或動物脂肪制成的蠟燭。我用一大團棉球來代替燭芯，把在酒精里浸泡過的棉球點燃，那么它和一根普通的蠟燭有什么不同之處呢？它們在某方面大不一樣，點燃的棉球擁有旺盛的活力，它的美妙與生命力和燭光完全不同。美麗的火舌正在上升。除了向上躥升的大團火焰之外，我們還看到了火焰分解為一些小的火舌，這是蠟燭所沒有的奇妙現(xiàn)象。那么，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是什么呢？我必須為大家做出解釋，對這一問題的徹底理解將有助于大家更好地學習之后的講座。我想在座的一些同學想必做過我即將展示的這個實驗。許多人都玩過“惡龍搶食”(8)的游戲吧？沒有什么能比這個游戲更形象地展現(xiàn)出火焰的原理和火焰的一部分歷史。首先，這是一個盤子，在玩“惡龍搶食”的時候，我們需要把盤子加熱，葡萄干和白蘭地也要熱了才行，可惜我并沒有準備白蘭地。把酒精倒入盤子之后，我們便得到了類似蠟燭的杯形凹陷和燃料，而葡萄干的作用就像燭芯。現(xiàn)在，把葡萄干放進盤子里，點燃酒精，你們便會看到我提到過的美麗的火舌。從盤子邊緣鉆進來的空氣形成了這些火舌，這是為什么呢？因為在氣流的作用下，火焰發(fā)生不規(guī)則的運動，而無法以整體的形式流動?？諝獾牧鲃邮植灰?guī)則，本應成為一個整體的火焰卻分散為各種形式，每一條小火舌都是一個獨立的存在。我必須指出，通過這種方式我們得到了許多獨立的蠟燭。雖然大家同時看到了這些火舌，但你們絕不能把這種特殊現(xiàn)象當成火焰的形狀，火焰在任何時候都不是這樣的形狀。我們剛才看到的棉球冒出的一團火焰也不是它呈現(xiàn)出來的形狀。火焰包含了各種不同的形狀，它們彼此交替的速度太快了，我們的眼睛根本無法將它們區(qū)別開來，只能進行整體感知。過去，我曾有目的地分析過火焰的一般屬性，并用圖片給大家展示火焰的不同組成部分（見圖六）。這些組成部分不是同時產生的，只是由于它們的交替速度太快，我們才以為它們是同時存在的。
圖六
很遺憾今天我們只能講到“惡龍搶食”的游戲為止，不能進一步深入講解，但無論如何我不能繼續(xù)占用大家的時間了。以后我會注意把話題嚴格控制在蠟燭的原理上，盡量不在實驗上花費過多的時間。
(1) 戴維燈：1815年，英國科學家戴維發(fā)明的一種安全燈，這種燈在礦井里點燃時不會引起瓦斯爆炸。
(2) 1782年8月29日，“皇家喬治號”在斯皮特黑德海峽沉沒。1839年8月，帕斯利上校用炸藥進行沉船殘骸的清除行動。因此，法拉第教授展示的蠟燭經(jīng)歷了超過57年的海水侵蝕。
(3) 動物脂肪里包含脂肪酸和甘油等化學成分。石灰能與軟脂酸、油酸和硬脂酸結合，從而分離出甘油。經(jīng)過水洗后，不能溶解的石灰皂再由稀釋的熱硫酸進行分解。溶解的脂肪酸倒入其他容器后，會像油似的浮在表面。經(jīng)過再次水洗后，它們被倒進淺盤里，冷卻后放在幾層椰墊之間，并被置于強烈的水壓之下。利用這種方式將較軟的油酸擠出，留下的是較硬的軟脂酸和硬脂酸。剩余物質在更高的溫度下借助壓力進一步提純，并用稀釋的溫硫酸沖洗，這時它們便可以用來制作蠟燭了。這些酸類比處理前的脂類更硬也更白，同時它們更純凈并且更易燃燒。
(4) 為了讓燭灰更易熔化，有時會加入一點硼砂或磷化物。
(5) 毛細引力與斥力是決定液體在毛細管內上升或下降的原因。如果把一根兩端開口的溫度計管放入水中，水會立刻在溫度計管內上升至高于管外水面處。另外，如果把溫度計管放入水銀里，那么起作用的將是斥力而不是引力，管內的水銀面將低于管外。
(6) 我們認為，已故的蘇賽克斯公爵是發(fā)現(xiàn)可以借助虹吸原理清洗蝦子的第一人。取下蝦尾后，把蝦的尾部浸入一杯水中，讓蝦的頭部懸在水外，水會在毛細引力的作用下從尾部進入蝦身里，再從頭部流出，直到杯中的大部分水被吸光，蝦尾不再浸在水里為止。
(7) 溶有氯化銅的酒精，燃燒時火焰呈綠色。
(8) 惡龍搶食（Snapdragon）：一種從燃有白蘭地的盤子中撈取葡萄干吃的游戲。