【元素家族——連載36】Nitrogen：來自硝酸的元素
在很多反映中世紀的影片、動畫里，經常會出現這樣一個場景：一個陰暗、潮濕的房間里，隨處散發著煙霧，到處擺放著各種顏色的瓶罐、管路，這就是鍊金術師的實驗室。這些鍊金術師們幻想著能從各種各樣的材料中提取出黃金以及其他珍貴的東西，他們房間里那種必不可少的冒著煙的酸液就是我們今天的主角：硝酸。
【2015年2月，西班牙加泰羅尼亞的一家倉庫發生爆炸，其中的發煙硝酸煙霧泄漏出來，周邊五個小鎮的居民受到影響。】
公元八世紀，中國最鼎盛的唐王朝正在走向末路，歐洲籠罩在中世紀的黑暗大幕之下，全世界文明最閃耀的地方位於中亞的阿拉伯帝國，他們佔領了敘利亞和埃及，得到了古希臘和古埃及文明留下的殘卷，並把他們珍存在自己的圖書館並翻譯成阿拉伯文。就這樣，古希臘和古埃及文明的火種才得以保存，並終於在文藝復興之後傳到西歐。
由於宣傳的原因，阿拉伯文明中的很多科技明星不為人所知，其中我們今天的主角就是其中最耀眼的鍊金術師明星，他的名字叫：賈比爾·伊本·哈揚。他更廣為流傳的名字是「吉伯」，因此後面我們都用這個名字來稱呼他。
【8世紀是阿拉伯帝國的巔峰時期，我們和西方由於一些因素對阿拉伯文明宣傳較少，其實這段時間誕生了很多科學明星，吉伯只是其中之一，如果沒有他們，文藝復興無從談起。】
在那個時代，一個天才往往是通才，吉伯也不例外，他可以算得上的頭銜有：化學家、煉金學家、天文學家、占星家、工程師、地理學家、哲學家、物理學家、藥學家和生理學家。但是他在歷史上分量最足的就是煉金學，他堪稱歷史上最傑出的鍊金術師，沒有之一。他修正了恩培多克勒四大元素的理論，他認為：四大元素生成了硫和汞這兩種基本的「實在元素」，硫具有理想的易燃性，汞具有理想的金屬性，這兩種「實在元素」按照不同比例化合，就可以生成各種金屬。吉伯的看法雖然不甚科學，但是他提出的「實在元素」和我們現在說的化學元素已經相當接近了。
【吉伯在歷史上太有名了，所以後來很多人假借他的名義寫了很多著作出來，在那個印刷術還沒有發明的年代裡，這是經常的事情，所以很多成就是不是這個真吉伯的已經不可考了。】
吉伯還給我們留下了一大批化學書籍，比較著名的有《七十本書》、《化學之書》、《平衡書》，這些書中的很多化學術語都被後來的歐洲科學家們沿用，一直到現在，比如「鹼」（alkali）。當然也包括硝酸（Nitric acid），這是他有一次在煅燒硝石、明礬和膽礬的混合物的時候得到的。
到了17世紀，德國鍊金術師格勞貝爾發現硝酸可以通過蒸餾硝酸鉀和濃硫酸的反應得到，到了18世紀末，我們的老熟人：宅男科學家卡文迪許發現可以用讓空氣通過電火花得到硝酸，拉瓦錫也發現硝酸中有氧和氮元素，並最終將氮元素命名為Nitrogen，意思就是「硝石中的元素」的意思。原來，先是硝酸和硝酸鹽們上了化學的家譜，然後氮元素才跟著續上了。
【天然硝石，主要成分是硝酸鉀，可以用來製作火藥，現在更多的應用是用來提取硝酸鹽，滿足更多的工業用途。】
中國古代的四大發明之一是黑色火藥，其配方很好記：「一硫二硝三木炭」，其中的「硝」就是硝石。很多的宣傳提到中國發明了火藥卻用來做鞭炮，而西方得到了火藥就用來做武器。這是不嚴謹的，我們歷來就是一個勇敢尚武的民族，否則華夏血脈絕對延續不到現在。歷史上的事實是：中國第一個發明了黑色火藥，也最早將火藥用于軍事。到了明朝，我們已經有了「神機營」這樣的戰鬥編製，火槍火炮都已經武裝到牙齒。但是由於中國古代對弓弩的設計已經到極致，當時的火槍火炮的精準度和射程都遠遠落後於弓弩，所以一直只在小範圍應用。後來西方的火器發展起來是因為發明了膛線，才提高了射程和精準度。而這個時候，我們已經到了清朝，少數民族統治者更加關注自己的統治，而不是科學技術的發展，晚清時期「落後就要挨打」也就理所當然了。
【明朝的神機營，已經有了「三段擊」這種戰法，小日本是從中國偷師回去的。如果明朝沒有滅亡，中國的歷史將是另一種可能？】
遙記我們高中時分，有一道化學題：寫出「一硫二硝三木炭」的化學方程式，標準答案是：S+2KNO3+3C=K2S+N2+3CO2。這道題目嚴格來說是紙上談兵了！我們老祖先可沒那麼牛，連分子概念都有了，什麼摩爾，什麼阿伏伽德羅常數都是浮雲啊！其實「一硫二硝三木炭」這個配比是質量比例而非摩爾比，反應產物也應該是氧化鉀、氮氣、二氧化碳和二氧化硫。
【人逢喜事精神爽，鞭炮作為我們的傳統一直沿襲到現在，需要注意到鞭炮中的黑色火藥會產生類似戰火的硝煙，主要有害成分是二氧化硫。在鄉村，人群密集度不高，產生一點有害氣體的危害可控，但是到了城市，如果家家戶戶都燃放鞭炮，則會對本來就不堪的城市空氣雪上加霜。現在很多城市都禁鳴鞭炮並設置了鞭炮燃放點，實在是不得已。】
憶苦思甜，現在的我們和祖先比真是幸福，雖然夏天烈日炎炎，我們還可以躲在空調房間避暑，而在科技昌明之前的祖先們呢？
其實他們也沒有那麼慘，話說唐朝末年，武器和煙花爆竹對火藥的需求激增，硝石也被大量開採出來，人們迅速發現，硝石溶於水以後大量吸熱，甚至會讓水結凍成冰，硝酸鹽的這種特性讓我們的老祖先們從此以後得到了避暑神器。
【古代的土法製冰】
後來到了宋代，中國的商業異常發達，很多商家用硝石來做冰塊，並向其中加一些糖，這樣可以吸引更多顧客。到了元代，蒙古統治者們喜歡喝奶，而又非常不習慣南方的酷熱天氣，又向其中加入牛奶和果汁。馬可波羅來到中國，發現這東西太好吃了就將它帶回歐洲。歐洲人把它包裝了一番又帶回中國，它的新名字叫：冰激凌。
【冰激凌的歷史你現在搞清楚了嗎？唐朝發明的火藥、宋朝發達的商業、蒙古人的喝奶習慣、馬可波羅百萬先生、歐洲王室的包裝加工，你吃下去的是甜柔滑爽，凝聚的是厚重的歷史。】
小測試：
1， 吉伯是哪個國家的人？
A） 古印度
B） 拜占庭帝國
C） 阿拉伯帝國
D） 羅馬帝國
2， 最早發現硝酸的人是？
A） 亞伯
B） 吉伯
C） 阿伯
D） 區伯
3， 讓我們梳理一下冰激凌的脈絡：
A） 蒙古人的喝奶習慣->宋朝發達的商業->唐朝發明的火藥->歐洲王室的包裝加工->馬可波羅百萬先生
B） 馬可波羅百萬先生->唐朝發明的火藥->宋朝發達的商業->蒙古人的喝奶習慣->歐洲王室的包裝加工
C） 唐朝發明的火藥->宋朝發達的商業->馬可波羅百萬先生->歐洲王室的包裝加工->蒙古人的喝奶習慣
D） 唐朝發明的火藥->宋朝發達的商業->蒙古人的喝奶習慣->馬可波羅百萬先生->歐洲王室的包裝加工
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