第四十一回：孤軍深入化學不幸陷困境，天降奇兵物理仗義助其功
——光譜分析法的創立上回說到在蓋呂薩克的實驗室裡，蓋呂薩克突然問道爾頓，怎麼解釋“水原子”裡含有半個氧原子的問題。道爾頓一時語塞，無法下臺。這個問題只用原子論是解釋不了的，自然道爾頓無法回答。直到1811年義大利科學家阿伏伽德羅在原子論中引進了分子概念，創立了原子——分子論，這事才得以圓滿解決。原來氣體都是以分子狀態存在的，化合物的分子都是由幾種不同的原子構成的。而且在同溫同壓下，相同體積的氣體所含原子數並不一定相同，而所含的分子數則是肯定相同的，都是6.02×1023個，後人將這數字叫阿伏伽德羅常量。在原子和宏觀物質之間有了分子這一層過渡，許多化學反應就都很好解釋了。這實在是化學的一大突破。所以恩格斯指出化學新時代是從原子論開始的，“近代化學之父不是拉瓦錫，而是道爾頓。”這是後話。
再說化學從拉瓦錫到道爾頓，確有很大發展。1789年，拉瓦錫的元素表上有33種元素，但實際上只有24種是真的。又過了四十年到戴維去世時，化學家已經敢肯定有53種不同元素的存在，19世紀初，人們又發現銥(ir)、鋨(os)、銠(rh)、鈀(pd)四種元素，1844年又發現釕(ru)，元素數字已上升到57種。但是這種發現卻從此止步不前，20年過去了，世界上正是資本主義大發展的時期，陸地上修了鐵路，大海里漂著輪船，空中載人氣球也已上天，人們四處探險，收集礦石，收集標本，大型的冶煉，精密的化驗，各種先進的手法都已用上了，但是“排空馭氣奔如電，昇天入地求之遍。上窮碧落下黃泉；兩處茫茫皆不見。”像當年戴維一人就發現十來種元素，何等得意，而現在幾十年全世界都發現不了一種元素，真是山窮水盡了。各位讀者，原來科學的發展各學科間是相輔相成的。戴維當年本得力於電學幫忙，不想這化學得了物理的好處便只顧自己揚鞭催馬，孤軍深入，現在再無別的力量可以藉助，於是便陷入泥灘進退兩難。
卻說化學這種裹足不前的局面直惱了一個人，叫他坐立不寧，寢食不安。這人叫本生(1811－1899)，德國人。他的父親是個教授，他大學畢業後也當教授，他一生就是極平靜地讀書、實驗、講課，他不用像拉瓦錫那樣擔心政治迫害，因為他從不介入政界；他沒有失戀的痛苦，因為他一生就沒有談過戀愛。他每天的生活節奏像時鐘一樣準確，一樣平穩。但是近來，他就連散步也要抬起腳將路邊的石頭踢出老遠，來發洩他心中的煩悶。
這天黃昏時分，本生那高大的身軀又出現在布勒斯勞大學門口。他真是個像樣的男子漢，濃眉大眼，寬肩厚胸，大禮帽頂在頭上，雪茄煙掛在唇邊，既有學者風度，又有軍人氣魄。只可惜近來眉間總有一縷愁雲。這時迎面走來一個又瘦又小，臉上總抹不去笑容，嘴唇總不肯合攏，邊走邊和熟人說話開玩笑的人。他叫基爾霍夫(1824－1887)，也是這個學校的教授。他一見本生，便故作吃驚地喊道：“我們的化學將軍，為何這樣心事重重？我這個物理小卒可否鞍前馬後效一點綿薄之力？”說完也不等本生答話，便挽著他的手，向校園東邊的路上散步而去。他的頭剛比著本生的肩。他們是一對好友。
本生和基爾霍夫走在一起就開始訴苦了。他說：“我這個搞分析化學的，近來發明一種新方法，就是不管什麼物質，在火裡燒時都有一種固定的顏色。比如鈉是黃的，鉀是紫的。我想用這種方法也許能檢查出新元素。可是最近又發現不同物質卻可以燒出同一顏色，比如鉀鹽和鍶鹽都是深紅的。剛剛摸到一個路口，卻又是一條死衚衕。真是走投無路啊。”
機靈的基爾霍夫不以為然地說道：“這有什麼了不起。車路走不通走馬路。要是我們搞物理的就不去看火焰的顏色，而是去看他們的光譜。”
“光譜？”
“對。牛頓發現的那種光譜。”
“我怎麼就沒有想起這一招呢？”
“將軍，只因你的大帳下沒有物理兵啊。如蒙不棄，我願效勞。我手頭還儲存一塊四十五年前大光學家夫琅和費親自磨製的石英三稜鏡呢。”
第二天，本生布置了一個暗室，還準備了他發明的“本生燈”。這種燈燒瓦斯氣，燈頭能大能小，火焰溫度可高可低，最好的是它發的光是白色的，做實驗時不會像酒精燈、蠟燭那樣火焰總有顏色。基爾霍夫也抱來了幾件儀器。說是儀器，其實簡單得可笑。一塊三稜鏡，一個直筒望遠鏡，一個雪茄煙盒，一片打了一道窄縫的圓鐵片。只見基爾霍夫先將煙盒內糊了一層黑紙，將三稜鏡裝在中央，再將煙盒打了兩個洞，又將長筒望遠鏡一鋸兩截，分別插在煙盒的兩個洞口上，一邊是目鏡，這便是用眼觀察的窺管；一邊是物鏡，鏡外再蓋上那只有一條細縫的鐵片，只許一線光進來。基爾霍夫那雙靈巧的手，三下五除二便製成了世界上第一臺分光鏡。
實驗開始了。先讓陽光從鐵片縫裡射進，從窺管裡看去，光譜上有一條條的黑線線這就是“夫琅和費線”，到底是什麼意思，當時誰也不懂，先不去管它。
接著他們把本生燈的火焰對準鐵片縫，然後本生用一根白金絲挑著各種鹽往燈焰裡送，基爾霍夫對著窺管看，一邊讀出光譜上的線條：鈉鹽——兩條黃線；鉀鹽——一條紫線，一條紅線。這時本生挑了一點鉀鹽，火焰發紅，基爾霍夫對著窺管讀道：“一條明亮的紅線，一條較暗的橙線。”
“好，我再挑一點鉀鹽。”