约尔忍不住问:“氮气是有毒的吗?”
“不,孩子,氮气是完全无毒的。空气的
都是由氮气组成,我们生活中无时无刻不在呼吸着空气,然而我们并没有因此中毒,可见麻雀并不是被氮气毒死的。”
“那是什么原因呢?”
“蜡烛能在空气中燃烧,却不能在氮气中燃烧。如果我们因此说氮气有灭火的性质,是不准确的。空气中大部分都是氮气,要是氮气真能灭火,那空气中的烛火也就不能继续燃烧了。所以,烛火的熄灭并不是因为氮气能灭火,而是因为瓶子里的气体全是氮气,缺少了燃烧的要素——氧气。简单地说,烛火熄灭不是因为有了氮气,而是因为少了氧气。
“人掉到水里为什么会溺死?是因为水有毒吗?当然不是,我们从来没怀疑过水是有毒的。人在水中会溺死是因为缺少了空气,而水本身与人的溺死是毫无关系的。同样,我们也可以说这只麻雀是在氮气中溺死的。事实上,我们不能说那个瓶子里完全没有空气,因为氮气原本就是组成空气的主要成分,麻雀致死的原因只是由于呼吸时缺少了空气中可以使动物继续生存的另一种成分。这种成分在动物体内能促进某种反应,就像促进烛火的燃烧一样。
“空气的成分除了氮气外,还有氧气,麻雀的死和烛火的熄灭都是因为缺少了氧气。动物的生存与燃烧是极为相似的,它们在没有氧气的地方不能生存,就像烛火在没有氧气的地方不能燃烧一样。要懂得这个联系,我们必须先明确空气中氮气的同伴——氧气的作用。只有明白这一点,才能懂得生命和火焰燃烧的相似性。”
两个孩子互相看着,非常诧异他们叔叔竟然把生命和火焰关联在一起。
保罗叔叔接着说:“我所说的话都是以科学观察为根据,没有一句是凭空捏造的。一支蜡烛燃烧的时候,我们虽然不能说它是有生命的,但从化学反应的角度来看,这一情况确实与有生命的个体类似。一支燃着的蜡烛需要氧气来维持燃烧,就像一个活着的动物需要氧气来维持生命。”
爱弥儿问:“那么其他动物呢?它们在氮气中也会像麻雀一样死亡吗?”
“所有动物在纯净的氮气中都会死亡,只不过因为动物种类的不同,有的死得快,有的死得慢。因为无论什么样的动物,它们的生存都需要氧气,氧气的作用是其他气体所不能取代的。如果不顾及实验会牺牲多少生命,我们也可以将田野中的许多小生物,比如,田鼠、蚱蜢、蜗牛等都一一放入氮气中,看看它们是会立刻死亡,还是挣扎一段时间才死亡。虽然各种动物都需要氧气,但它们需要的程度却不一样,有的动物在氮气中立刻就昏倒了,比如麻雀;有的却能在其中生存几小时,甚至是几天,但最后的结果仍然是死亡。
“生物没有氧气便不能生存,这一点没有例外,不同的只是抵抗时间的长短。最需要氧气的是鸟类,因为它们的呼吸很短促;其次是有毛动物——比如猫、狗、兔子等——也就是生物学家所说的哺乳动物;抵抗力较大的是蛇、蛙、蜥蜴等,也许经过一个小时它们都不会完全死亡;而最不容易死亡的是昆虫,以及其他形体很小的生物,它们能在氮气中存活好几天呢。”
“这是个很重要的事实,我们必须用实验再证明一下。今天早上,我看见捕鼠器逮住了一只老鼠,即使我们不弄死它,它也会成为猫的食物,不如就利用它来做一下实验吧。爱弥儿,你能去把它拿过来吗?”爱弥儿从捕鼠器中拿来了老鼠。保罗叔叔重新装了一瓶氮气,将老鼠投进了瓶中。老鼠被关进玻璃瓶后,先是在瓶底跑了几圈,它拿嘴用力顶着瓶壁,想要钻出来,除了惊骇、恐惧之外,并没有什么不舒服的样子。过了一会儿,它四肢颤动着倒了下来,好像是睡着了。最后,它突然抽搐了一阵,就死去了。虽然整个过程只有几分钟,但明显比麻雀经历的时间要长。
保罗叔叔说:“把这只老鼠拿去给猫吧,我们以后尽量不再做这样的动物实验了。现在,让我们把学到的知识再总结一下:氮气是一种无色透明的气体,占空气的
。所有物质在氮气中都不能燃烧,燃着的蜡烛伸进氮气中会立刻熄灭。动物在氮气中也不能生存,原因是它们呼吸的气体中缺少了氧气,但这样的死亡与氮气本身没有关系。氮气本身对动物并没有危害,动物不能在氮气中生存的唯一原因是呼吸不到其生存所必需的氧气。”