学术不端被揭穿时,常常会归咎于学生或助手,这是学界行之有效的老套路。1906年度诺贝尔化学奖得主莫瓦桑的合成金刚石轻喜剧,就是以这样的套路落幕的。
金刚石和炭都是天然矿物。金刚石见于冷却的火山口,一般是晶莹透明的块状,有棱角,坚硬。最重要的是,金刚石非常罕有,其质量单位为克拉。因为晶莹剔透、不易损坏和罕见等特点,金刚石价值连城,它是富贵的符号,有时甚至能和爱情划等号。
今天我们知道金刚石几乎所有的性质都取极值,比如它的热导率最大、弹性模量最大而且脾气也最大,等等。与此相对,炭会形成大型矿,储量动辄以亿吨计。炭其貌不扬,没有正形,黑乎乎的,一蹭一手黑。炭中长得好看的叫石墨,泛亮亮的金属色。按固体物理学的说法,石墨是半金属或者间接带隙半导体,能隙为-0.04 eV,所以导电。石墨呈层状结构,容易解理留下碎片。
可以想见,炭虽然有重要的应用,比如烧火、作铅笔芯和电池电极,它的身价却从没有高起来过。
在燃烧反应证明了金刚石是炭以后不久,据说法国化学家摩尔沃于1799年把金刚石直接给变成了石墨,这下子金刚石和炭是一家已是确定无疑。把金刚石给烧成烟和直接变成石墨,都是败家子的行为,让人不免摇头。不过若是反过来能将石墨给变成金刚石,那该是多么激动人心啊,大街上的女士们就都能带上镶着二斤金刚石的钻戒啦。
科学史家可能未太重视的是,点石墨成金刚石可是比点石成金更有诱惑的事业,前者对科学家的引诱和对科学的促进与后者相比,毫不逊色。
法国化学家莫瓦桑也加入了梦想点石墨成金刚石的队伍。莫瓦桑是一位伟大的化学家,因自化合物中分离出元素氟获得了1906年的诺贝尔化学奖。莫瓦桑对金刚石怀有极大的兴趣,曾于1893年把陨石中的天然炭化硅误以为是金刚石,以至于天然炭化硅如今就被称为moissanite。
莫瓦桑想到,欲将石墨转化成金刚石,高压是必要的条件。他注意到铁水中是可以存在炭颗粒的,如果将高温铁水迅速冷却,其局部应变形成的应力也许能实现转化石墨的压力条件,从而获得金刚石。应该说,这个想法是非常正确的。
莫瓦桑在实现了合成金刚石后,却没有把他的合成技术转入生产阶段,这从获利的庸俗角度来看非常怪异。
不过,开始时大家并没有考虑得太多,因为莫瓦桑确实是一位兴趣广泛且能在广阔的科学领域内任意驰骋的科学家,他有太多的化学研究方向去施展才能。然而,那些循着莫瓦桑的技术途径合成金刚石却一无所获的人却变得越来越不耐烦了。在1907年莫瓦桑辞世之后,这些人的不耐烦变得有点肆无忌惮。证实和重复莫瓦桑的试验转向了“证伪”,也许有人还直接把质疑当面抛向了莫瓦桑的遗孀。
后来,莫瓦桑的遗孀实在不胜其烦,终于承认是莫瓦桑生前的助手因为对无休止的反复实验实在感到厌烦,又要跟莫瓦桑交账,就偷偷地把金刚石颗粒混到敲碎的含炭碎铁屑中糊弄莫瓦桑。也就是说,莫瓦桑不知道他是被助手骗了。