圍坐在火堆旁,你能感受到它的熾熱,聞到木材燃燒的煙味,聽到木材的爆裂聲。如果你再靠近點(diǎn),會(huì)被火燒到。你可以永遠(yuǎn)盯著明亮的火焰,因?yàn)樗鼈冊(cè)跓o盡的化身中搖曳閃爍,但你到底在看什么呢?火焰顯然不是固體,也不是液體,與空氣混合。這樣看來火焰更像氣體,但卻更明顯更短暫。
在科學(xué)層面,火不同于氣體,因?yàn)闅怏w可以無限地以相同的狀態(tài)存在,而火最終總會(huì)燃盡。還有一種說法,認(rèn)為火是一種等離子體,物質(zhì)的第四種狀態(tài)。就是原子從電子中剝離。
等離子體在地球上不是以穩(wěn)定狀態(tài)存在的,只有當(dāng)氣體暴露于電場(chǎng)或被加熱到數(shù)萬度時(shí),等離子體才會(huì)存在。相比之下,木材和紙之類的燃料,在幾百度的溫度下就會(huì)燃燒,遠(yuǎn)低于等離子體的閾值。
那么如果火不是固體、液體、氣體或等離子體,那它是什么呢?火根本不是物質(zhì),相反
火是一種叫做“燃燒”的化學(xué)反應(yīng)的感覺體驗(yàn)。在某種程度上,火就像秋天變色的樹葉或螢火蟲閃爍的光,所有這些都是正在發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。火的不同之處在于,它同時(shí)調(diào)動(dòng)我們的多種感覺,創(chuàng)造了一種我們所期望的生理上的生動(dòng)體驗(yàn)。
在火堆中,當(dāng)木材被加熱至燃點(diǎn)時(shí),它們的細(xì)胞壁會(huì)分解,向空氣中釋放糖分以及其他分子,然后這些分子與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳和水。同時(shí)木材里存集的水分蒸發(fā),使水四周的木材發(fā)生膨脹破裂,以一聲清脆悅耳的破裂聲逃離。隨著火苗溫度的升高,二氧化碳和水蒸氣,也由燃燒的持續(xù)而產(chǎn)生,現(xiàn)在它們不那么濃密,會(huì)以薄的圓柱形上升。地心引力使它們擴(kuò)散上升,賦予了火焰特有的燭芯。如果沒有地心引力,分子不會(huì)根據(jù)密度分離開,火焰也會(huì)有完全不同的形狀。
我們之所以能看到火,是因?yàn)槿紵伯a(chǎn)生光,當(dāng)分子被加熱時(shí),會(huì)發(fā)出光茫。其顏色取決于分子的溫度,最強(qiáng)烈的火焰是白色或藍(lán)色,火焰中分子的類型也能影響其顏色。例如在任何未反應(yīng)的木材里的碳原子,形成小塊的煙灰,上升到火焰里發(fā)出橘黃色的光。
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