戴维与安全灯

记得有部电影名叫《燎原》，它对煤矿发生瓦斯大爆炸的悲壮场面作了非常真切的描述：那震耳欲聋的爆炸声、“呜⋯⋯呜⋯⋯”的警报后，以及声嘶力竭的哭喊声，交织成一幅煤矿瓦斯爆炸的可怕情景。

那么什么叫瓦斯？瓦斯又为什么会爆炸呢？原来在煤矿的矿井中常含有少量甲烷气，名为瓦斯。这种气体“性情”暴烈，遇火即燃。矿工们在井下挖煤，伸手不见五指，没有灯不行，当时矿工们照明是用蜡烛，遇到这种瓦斯——甲烷气体，就会爆炸，可怕的灾祸就降临到矿工头上。

18 世纪英国的煤炭工业蓬勃发展，大批煤矿在开发，矿井中事故频频发生，特别是瓦斯爆炸，时有发生。一旦瓦斯爆炸和瓦斯引起了火灾，在煤矿

中只有一个办法来对付，那就是马上堵塞巷道口，截断火的蔓延以减少损失， 但这会使正在巷道内工作的矿工们来不及逃出，造成大量死亡。

1815 年，有人向英国知名科学家戴维绘声绘色地描述了瓦斯爆炸的惨景，同时也请求他设法找出一个能预防爆炸的良策。戴维出身较贫苦，年少时就丧父，当过学徒，因此对矿工的悲惨遭遇很表同情。听了瓦斯爆炸的介绍，大大激发了戴维，应“预防煤矿灾祸协会”的请求，开始研究火焰与爆炸。在他之前，也曾有人做过研究，例如在 1813 年，有一位英国的格拉尼博士曾制作过“安全灯”，但由于生产和使用都很麻烦，所以未能普及使用。因此要设计一种制造容易、使用方便的安全灯的研制任务，就落在戴维身上了。

戴维亲自下到矿井进行实地观察，矿工们热情地接待了他，向他介绍矿井里的工作情况，叙述了他们的艰苦、危险的工作环境，恳切请求化学家为人类的幸福、矿工们的生活贡献智慧和才干。

戴维与他的助手法拉第一起，对瓦斯进行了反复研究。矿 井里一片漆黑， 需要灯光，有灯光就可能引起瓦斯爆炸，因此首先要寻找出一个使灯光与外部隔绝的办法。但火焰灯需要氧气，完全密封的灯不会发光，这就必须有一个与外部不完全隔绝的灯罩。

经过反复试验，他发现细的金属管子火焰不能通过，而外部的空气却能够自由进入，这真是一个惊人的发现。那么怎样用细管组成一个灯罩呢？戴维想方设法要突破这道难关。他把细管密集排列，成为一个带小孔的厚片， 然后一点一点减薄，同时观察它的作用。他发现即使减薄成一张网，其作用仍然不变。

“啊，原来铁丝网也有相同的功能！”到了这时，他心中豁然开朗了。他用铁丝网做了一个圆筒形的灯罩，火焰在灯内跳跃着，即使外面有瓦斯， 却不会燃烧，自然不会引起瓦斯爆炸。

他又进一步进行实验，制造各种人造瓦斯环境，都证明这种简单的灯非常安全可靠。

这时是 1915 年 12 月。

戴维的安全灯就是用金属网罩起来的灯。金属网罩为何有这样神奇的作用呢？原来这里热传导起着决定性的作用。大家知道，铁或铜等金属都是热的良导体，它们能很快地把热从受热端传向远处。在网罩内燃烧着的火焰， 温度当然高于着火点，但金属网罩能不断地导热散热，使罩子外面的温度低于着火点，因此即使罩外有瓦斯，由于温度达不到瓦斯着火点，就烧不起来。

这里不妨介绍你做个小试验：用铁丝或铝丝绕成螺旋状，罩在一支点燃的蜡烛火焰上，火焰一下子熄灭了。或者做一个稍大些的金属网，把烛焰罩住，可以看到火苗仍在罩内闪烁，这时若将煤气喷到网罩外面，你会惊奇地发现，煤气仍不会燃烧。网罩起着热屏蔽的作用。

安全灯发明出来了，模拟试验也成功了，但还必须到矿井现场做实地试验。

1916 年 1 月 9 日，戴维决定亲自前往矿下试验，但遭到他的好友华德生医生的反对。

“先生，这是一种极危险的试验，您是科学家，您应对完善、改进安全灯负责，不能亲身前去冒险，以防万一⋯⋯这个任务应该由我来担当。”

华德生举着安全灯走进充满瓦斯的矿井，远处观看的人们都怀着忐忑不

安的心情，静静等候试验结果。

华德生不断向矿井深处走去，一位正在挖煤的老矿工，突然发现远处有火焰，就恐惧地大喊道：

“熄火，快熄火！”

但灯光仍继续在前进，老矿工像大祸临头一样，紧闭双眼，连连在胸前划着十字⋯⋯

当老矿工发现华德生医生手提着安全灯在注视着他的时候，他明白了一切。

他疾步跑上去，拥抱着华德生说： “这征服‘地狱’的灯光，是您给我们矿工送来的吧！”

华德生微笑着说：“不，这是戴维先生的功劳，我们都应该感谢他！” 英国政府为这一发明，在矿区举行了隆重的庆祝大会，各界代表在大会

上发表了高度赞扬的演说，工人们向戴维赠送了许多纪念品。

有人看到这种矿工安全灯各国都很需要，就建议他向政府申请专利发明权，这样可以得到一大笔收入。人们满以为戴维会采纳这个建议，但戴维却严肃地说：

“我从来不想做这样的事，我的发明是为了广大工人兄弟们的生命安全，是为了祖国工业的发展，我唯一的目的是为人类谋些福利，我不希望发财，只要能够为人类做些有益的事，那便是我唯一的酬报了。”

为了纪念戴维的卓越贡献，人们把这种矿工安全灯称为“戴维灯”。