當(dāng)?shù)貢r(shí)間5月7日,西斯廷教堂的煙囪冒出了滾滾黑煙。這意味著教堂內(nèi)正在舉行秘密會(huì)議,133名樞機(jī)主教齊聚以選舉新教皇,但選舉未得出結(jié)果。

圖丨Reuters
在教皇選舉后焚燒紙質(zhì)選票的行為,可以追溯至15世紀(jì)之前。選舉一向在西斯廷教堂舉行,樞機(jī)主教們與外界通訊斷絕。焦灼等待的結(jié)果人群,為了第一時(shí)間知道選舉結(jié)果,只能聚集在教堂附近的廣場(chǎng),等待屋頂上飄起煙霧。
最初的煙霧信號(hào)并不明顯。教皇選舉后選票被投入火盆,有時(shí)混著濕稻草或焦油,冒出黑煙;而當(dāng)選舉達(dá)成、選票照常焚燒,形成不明顯的淡淡白煙。19世紀(jì)末期,梵蒂岡逐漸意識(shí)到,既然所有人都在仰望這根煙囪,那它就應(yīng)該成為更明確的信號(hào)。于是,“黑煙未決,白煙當(dāng)選”的信號(hào)制度被逐步正式化。

5月2日,教堂頂部新增煙囪丨EPA
但因?yàn)槿紵牟牧喜煌?、濕度不同乃至光照不同,煙霧的顏色都會(huì)“變化”。
1939年,一場(chǎng)教皇選舉中先是出現(xiàn)了白煙,后來(lái)煙霧又開始變黑。
1958年的教皇選舉更加戲劇化。秘密會(huì)議投票的第一天上午,教堂煙囪冒出的煙霧被人群認(rèn)為是白色,意大利廣播電臺(tái)和意大利通訊社發(fā)出了教皇已選出的報(bào)道;然而幾分鐘后,煙的顏色更加明顯——是黑色。下午5點(diǎn)53分,類似的烏龍?jiān)俅伟l(fā)生,煙霧呈現(xiàn)白色,隨后卻又漸漸轉(zhuǎn)黑。據(jù)《紐約時(shí)報(bào)》分析,上午的稻草遲遲沒有點(diǎn)燃,導(dǎo)致最開始的煙霧不黑。第二個(gè)煙霧在夜幕降臨后發(fā)出。煙霧下方有一盞聚光燈照亮,使黑色變成了白色。

白煙變黑煙,圍觀群眾驚呆了丨BBC
為了快速獲得濃烈的黑、白兩色,化學(xué)家和煙火制造師走上了前臺(tái)。
黑煙:一場(chǎng)“故意的不完全燃燒”
黑煙的黑色來(lái)自細(xì)小的碳顆粒,生成它的關(guān)鍵在于讓燃料進(jìn)行不完全燃燒——這種情況在氧氣供應(yīng)不足、燃燒溫度不夠的時(shí)候就會(huì)發(fā)生。
在過(guò)去,梵蒂岡在教皇投票中制造黑煙的方法是燃燒潮濕的稻草。潮濕的柴火和稻草不容易點(diǎn)燃,而一旦燃燒起來(lái)就很容易冒出黑煙,這是因?yàn)樗鼈內(nèi)紵龝r(shí)的溫度總是比燒干柴火要低。水分的蒸發(fā)會(huì)大量吸熱,因此火焰溫度就會(huì)保持在較低的水平。
這種方法并不精確,也容易受到環(huán)境影響。燃燒濕稻草產(chǎn)生的經(jīng)常不是足夠濃烈的黑煙,而是灰色的煙霧,讓人很難判定它究竟應(yīng)該歸為黑煙還是白煙。因此,這種傳統(tǒng)的方法現(xiàn)在已經(jīng)淘汰,稻草被換成了兩套更加精準(zhǔn)的化學(xué)配方。

2013年3月13日的黑煙丨AP
根據(jù)2013年時(shí)梵蒂岡的官方說(shuō)法,目前使用的“黑煙配方”含有高氯酸鉀、蒽和硫磺。這種新配方刻意降低了燃燒效率,可以產(chǎn)生更加清晰濃烈的黑煙。
蒽是一種稠環(huán)芳烴,它是煤焦油中的常見成分,在這里是負(fù)責(zé)產(chǎn)生黑煙的燃料。高氯酸鉀是氧化劑,可以為燃燒反應(yīng)提供氧氣。在配方中自帶氧化劑可以方便地控制供氧與燃料的比例,人為制造出供氧不足或供氧充足的情況,也可以減少環(huán)境對(duì)反應(yīng)的干擾。硫磺可以讓混合物更易燃,也可以起到調(diào)節(jié)燃燒率與溫度的作用。
白煙:基本是水
在需要白煙時(shí),他們會(huì)點(diǎn)燃另外一組化學(xué)配方,其中含有氯酸鉀、乳糖和松香。

2013年,西斯廷教堂頂上飄起白煙丨AP
氯酸鉀是一種比高氯酸鉀更不穩(wěn)定的強(qiáng)氧化劑,它在熱分解中可以為作為燃料的乳糖提供充足的氧氣,引發(fā)非常劇烈的氧化反應(yīng)。這樣可以確保乳糖得到充分燃燒,幾乎全部轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)色的水蒸氣與二氧化碳。
事實(shí)上,氯酸鉀與糖類發(fā)生的氧化還原反應(yīng)也是一個(gè)非常經(jīng)典的演示實(shí)驗(yàn)。在下面的動(dòng)圖中,實(shí)驗(yàn)者在裝有熔融氯酸鉀的試管中加入了一顆小熊軟糖,我們可以直觀感受到反應(yīng)有多么劇烈和充分。
圖片來(lái)源:wallsacc
乳糖與氯酸鉀的反應(yīng)本身就會(huì)產(chǎn)生白煙——確切地說(shuō),那是水蒸氣凝結(jié)成小水滴后形成的白霧。而松香的加入可以讓白色煙霧更加濃厚、更容易辨認(rèn)。
與化學(xué)共舞
在教皇選舉當(dāng)天,西斯廷禮拜堂內(nèi)有兩臺(tái)爐子:一臺(tái)燒票,一臺(tái)制造煙霧。西斯廷教堂內(nèi)裝飾著米開朗基羅的壁畫,如此珍貴的文物不能被煙霧破壞,因此還需要長(zhǎng)長(zhǎng)的、密封良好的煙囪,將煙霧送出屋頂。

西斯廷教堂內(nèi)部新安裝了兩臺(tái)爐子丨Vatican Media via EPA-EFE
每一次黑煙升起,都是一次懸念的延續(xù);每一次白煙飄散,都是一次命運(yùn)的落定。而每一團(tuán)顏色后面,都隱藏著人類在溝通中對(duì)“清晰”的渴望。
這不是一門古老的魔法,而是一種化學(xué)反應(yīng)書寫的宣言。
參考文獻(xiàn)
[1]https://en.wikipedia.org/wiki/1958_papal_conclave_conspiracy_theory
[2]https://en.wikipedia.org/wiki/1939_papal_conclave
[3]https://www.scientificamerican.com/article/chemistry-of-the-papal-conclaves-black-and-white-smoke/
[4]https://theconversation.com/conclave-the-chemistry-behind-the-black-and-white-smoke-255980
[5]https://www.bbc.co.uk/news/articles/cp31gnn93kvo
作者:窗敲雨 Luna
封面圖來(lái)源:Reuters

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