剩下的就是讨论火药问题了。大众都在焦急地等待着这个最后的决定。炮弹的大小、大炮的长短都已经有定案,那么,需要多少分量的火药来产生推进力呢?这种可怕但效应已经被人类掌控的物质,将要以不寻常的惊人数量扮演着重要的角色。
火药在14世纪由僧侣史瓦兹发明,他还为了这项伟大的发明付出性命,这是一般人都晓得且津津乐道的常识。可是,现在差不多已经证实,这则故事应该被列入中世纪的传说。火药并非哪个人发明的,它是直接从希腊火硝[1]衍生而来,也和希腊火硝一样,是用硫黄和硝石混合组成。不过,自那时起,这种原本只是作为引信用的混合物,就转变成了爆炸用物。
但是,即使博学者对这个火药的虚构故事了如指掌,却很少人体会到火药在力学上所展现的强度,然而,我们正是必须明白这件事,才能了解这个交付给委员会讨论的问题有多么重要。
1公升的火药重约2磅,即900克[2],它燃烧时会产生400公升的气体,这些气体在2400摄氏度高温的作用下释出后,能占据4000公升的空间。火药的体积和火药燃烧所产生的气体体积之间的比值,是1‥4000。当这样的气体被压缩在1/4000狭窄的空间里,我们可以想见它的推进力会有多可怕。
这些问题,执行委员会成员在第二天开会讨论时,早已非常清楚了。巴比·凯恩请参谋艾尔费斯顿发言,此人在战争期间,曾经是火药部门的执行长。
“亲爱的伙伴们,”这位杰出的化学家说,“我要从几个不容否认的数字讲起,这些数字将作为我们待会儿讨论的基础。炮弹24,也就是可敬的马斯通在前天用那么富有诗意的词语向我们提起的炮弹,当年把它从大炮里射出时,只用了16磅的火药。”
“你确定是这个数字吗?”巴比·凯恩问。
“绝对确定,”参谋回答,“阿姆斯特朗大炮才使用75磅火药来发射800磅的炮弹,罗德曼的哥伦比亚大炮也只花掉160磅的火药,就把半吨重的炮弹推送到6英里远的地方。这些都是无可置疑的事实,因为是我本人把它们记录到大炮委员会的会议报告书里的。”
“正是如此。”将军回答。
“好的!”参谋接着说,“我们从这些数字可以得出结论,那就是火药的数量不会随着炮弹的重量增加。事实上,假如一颗24磅的炮弹必须要16磅的火药;换句话说,假如在一般普通的大炮里,我们使用相当于炮弹重量2/3的火药,这并不代表这个比例是固定不变的。请计算一下,你们就会发现,对一颗半吨重的炮弹来说,需要的火药量并非333磅,而是减少到只要160磅。”
“你到底想说什么呢?”主席问。
“亲爱的参谋大人,如果把你的理论推演到极致,”马斯通说,“你会达到这么一个境界,就是当你的炮弹重量足够的时候,你根本不需要再放火药了。”
“我的朋友马斯通连在这么严肃的事情上也爱开玩笑,”参谋驳斥道,“但是,请他放心,我很快就会建议一个火药使用量,这个量足以满足大炮发明家的自尊心。只不过,我想特别指出,在战争期间,经过试验以后,体积最大的大炮所需的火药重量曾经缩减至炮弹重量的1/10。”
“这是再准确不过的了,”摩尔冈说,“可是,在决定推动力所必需的火药数量之前,我认为最好能先了解一下我们将使用的火药的性质。”
“我们将用大颗粒的火药,”参谋回答,“它爆燃的速度比粉末状的火药快。”
“毫无疑问,”摩尔冈反驳道,“但是,颗粒状火药的爆裂性很强,到头来反而会损坏炮膛。”
“好!这对一门要长期使用的大炮而言,是不利的东西,对我们的哥伦比亚大炮却没有妨碍。我们不会有任何爆炸的危险,火药必须能瞬间燃烧,好让力学的效果完全发挥。”
“我们可以多钻几个火门,”马斯通说,“这样就能在不同的地方同时点火。”
“完全没错,”艾尔费斯顿回答,“可是,这种做法将会使操作更加困难。我因此要再提我的大颗粒火药,它可以消除这方面的困难。”
“好吧,就用这种火药。”将军回答。
“罗德曼用来装填他的哥伦比亚大炮的,”参谋接着说,“是颗粒如栗子那样大的火药,它只不过是放在铸炉里烘烤过的柳炭。这种火药质地坚硬又闪闪发亮,拿在手上不会留下任何屑末,含有大量的氢氧成分,能瞬间爆燃,而且,虽然极具爆裂性,对大炮造成的损坏却微乎其微。”
“那好!”马斯通回答,“我认为不必再犹豫,我们的选择已经确定了。”
“除非你偏爱金火药[3]。”参谋笑着回答,这番话惹来他那敏感易怒的朋友伸出铁钩手威胁。
一直到这时候,巴比·凯恩始终没有加入讨论。他让大家发言,自己在一旁聆听。他显然已经有了主张。因此他只简单地说:
“朋友们,现在你们建议用多少分量的火药呢?”
三位大炮俱乐部的成员互相对望了一会儿。
“20万磅。”摩尔冈终于开口说。
“50万磅。”参谋回答。
“80万磅!”马斯通高喊道。
这回,艾尔费斯顿没敢再责备他的同事夸张了,的确,这次涉及的是要发送一颗重达2万磅的炮弹到月球,而且要使炮弹的初速达到每秒12,000码。三位同事提出三个建议以后,随之而来的是一阵寂静。
最后主席巴比·凯恩打破沉默。
“正直的伙伴们,”他以平静的声调说,“我曾提到我们在既定的条件下建造的大炮,其抗力是没有限度的,从这个原则出发,我要说一句让可敬的马斯通吃惊的话,他的计算太胆怯了。我建议把80万磅的火药加倍。”
“160万磅?”马斯通从椅子上跳起来说。
“正是这个数字。”
“可是,这样一来,就必须采用我那半英里长的大炮了。”
“显然如此。”参谋说。
“160万磅的火药,”这位执行委员会的秘书接着说,“这大概会占据22,000立方英尺[4]的空间。可是,你的大炮只有54,000立方英尺[5]的容量,所以,大炮一半的空间将会被火药填满,那么要使膨胀的气体给予炮弹足够的推进力,炮膛就太短了。”
没有什么好回答的,马斯通说的是实话。大家都看着巴比·凯恩。
“可是,我坚持这个数量的火药,”主席说,“请你们想一想,160万磅的火药将产生出60亿公升的气体。60亿公升!你们听清楚了吗?”
“但是该怎么做呢?”将军问。
“很简单,必须压缩这个巨量的火药,并且同时保有它的力学威力。”
“好!不过,用什么方法?”
“我就来跟你们谈谈这个问题。”巴比·凯恩简单地回答。
和他对话的这些人都盯着他看,仿佛想把他吞下去似的。
“事实上,”他接着说,“没有什么比将体积缩减到1/4更容易的了。你们都知道那种构成植物基本组织的奇特物质,大家给它取名叫纤维素。”
“啊!”参谋说,“亲爱的巴比·凯恩,我懂你的意思了。”
“我们可以从各种不同的物体中,”主席说,“特别是从棉花里,得出这种物质的绝对精纯状态,而棉花只不过就是棉籽的茸毛。然而,把棉花浸泡在硝酸中,不用加热合成,它就会转化为一种在可燃性、不易溶解性和爆炸性方面都非常卓越的物质。几年前,也就是在1832年,法国的化学家布拉克诺发现了这种物质,把它称作克西洛依丁。1838年时,另一位法国人研究出它的多种属性。最后,一位居住在瑞士巴塞尔的化学教授修贝因,在1846年建议拿它来制作战争的火药。这种火药就是硝化棉……”
“又名低氮硝化纤维素。”艾尔费斯顿回答。
“或称作火棉。”摩尔冈不甘示弱地说。
“在这些发明家中,难道就没有一个美国人的名字吗?”马斯通在一股强烈的国家自尊情感牵动之下,高声地说。
“可惜,一个也没有。”参谋回答。
“不过,为了让马斯通满意,”主席接着说,“我要向他说,我们有一位同胞的工作与纤维素的研究有关,因为摄影技术的主要材料之一的火棉胶,也只不过是把低氮硝化纤维素溶解在添加酒精的乙醚中而已,而这是美纳尔发现的,他当时还是波士顿医学院的学生。”
“好啊!乌拉,美纳尔!乌拉,火棉!”爱喧闹的大炮俱乐部秘书喊道。
“我再回过头来谈低氮硝化纤维素,”巴比·凯恩接着说,“你们都知道这种物质的特性,这些特性使得它对我们而言非常珍贵:它制造起来非常方便,将棉花放入冒烟的硝酸中[6]浸泡15分钟,然后用清水冲洗,再弄干,就完成了。”
“的确,没有比这更简单的了。”摩尔冈说。
“此外,低氮硝化纤维素遇到潮湿也不会变质,这在我们眼里,是相当可贵的优点,因为装填大炮需要好几天的时间。它的燃点不是240摄氏度,而是170摄氏度,而且它能快速爆燃,我们可以在普通的火药上点燃它,前者都还没来得及着火,它就已经爆燃了。”
“好极了。”参谋回答。
“唯独一点,它的价格较贵。”
“那有什么关系呢!”马斯通说。
“最后,它传送给炮弹的速度比一般的火药大4倍。我还要再补充一点,假如我们再掺入它原本重量8/10的硝酸钾,它的膨胀威力还会更大幅地提升。”
“必须这么做吗?”参谋问。
“我认为没有必要,”巴比·凯恩回答,“所以,我们只要用40万磅的火棉,就可以代替原本160万磅的火药。而且我们可以毫无危险地把500磅的棉花压缩进27立方英尺的空间里,这种物质在哥伦比亚大炮里就只占了30托瓦兹的高度。如此一来,炮弹在朝那黑夜的星体飞去之前,将会在60亿公升气体的推进下,穿过700英尺以上的炮膛!”
到了这个时候,马斯通再也无法克制自己的情感,他像一颗炮弹一样,猛烈地投入朋友的怀抱,要不是巴比·凯恩天生有个抵抗炮弹冲撞的好体魄,马斯通一定会在他身上捅破一个大洞。
执行委员会的第三次会议就在这个小插曲之后结束了。巴比·凯恩和他那几位认为天下无难事的大胆同事解决了炮弹、大炮和火药那么复杂的问题,他们的计划已经定好,就只剩下执行了。
“这不过是鸡毛蒜皮的简单小事。”马斯通说。
读者留意:在这次讨论中,巴比·凯恩主席宣称火棉胶是他的一位同胞所发明。这并非事实,尽管这样说会令正直的马斯通不高兴,但这个错误源自两个人的姓名雷同。
1847年时,波士顿医学院的学生美纳尔(Maynard)确实有把火棉胶运用在治疗伤口的想法,但是,火棉胶早在1846年就为世人所知。这份伟大发现的荣耀应归于一位法国人,他拥有非常卓越的才智,既是科学家,也是画家、诗人、哲学家、研究古希腊的学者,以及化学家,他是路易·梅纳尔(Louis Ménard)。
——儒勒·凡尔纳注
[1]希腊火硝是东罗马拜占庭帝国时期用来攻击海上船舰的武器,也被西欧的十字军称为希腊火。
[2]在美国,1磅等于453克。(原文注)
[3]应是取自希腊神话中的“金羊毛”,这里用来指现实世界里不存在的东西(就如同金羊毛只存在于神话中)。
[4]稍微少于800立方公尺。(原文注)
[5]相当于2000立方公尺。(原文注)
[6]因为硝酸在接触到潮湿的空气时,会冒出大量近白色的浓烟,故称之为“冒烟的硝酸”。(原文注)