當(dāng)?shù)貢r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，為了第一時間知道選舉結(jié)果，只能聚集在教堂附近的廣場，等待屋頂上飄起煙霧。

最初的煙霧信號并不明顯。教皇選舉后選票被投入火盆，有時混著濕稻草或焦油，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。于是，“黑煙未決，白煙當(dāng)選”的信號制度被逐步正式化。

5月2日，教堂頂部新增煙囪丨EPA

但因為燃燒的材料不同、濕度不同乃至光照不同，煙霧的顏色都會“變化”。

1939年，一場教皇選舉中先是出現(xiàn)了白煙，后來煙霧又開始變黑。

1958年的教皇選舉更加戲劇化。秘密會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，意大利廣播電臺和意大利通訊社發(fā)出了教皇已選出的報道；然而幾分鐘后，煙的顏色更加明顯——是黑色。下午5點53分，類似的烏龍再次發(fā)生，煙霧呈現(xiàn)白色，隨后卻又漸漸轉(zhuǎn)黑。據(jù)《紐約時報》分析，上午的稻草遲遲沒有點燃，導(dǎo)致最開始的煙霧不黑。第二個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。

黑煙：一場“故意的不完全燃燒”

黑煙的黑色來自細(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、燃燒溫度不夠的時候就會發(fā)生。

在過去，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燃，而一旦燃燒起來就很容易冒出黑煙，這是因為它們?nèi)紵龝r的溫度總是比燒干柴火要低。水分的蒸發(fā)會大量吸熱，因此火焰溫度就會保持在較低的水平。

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年時梵蒂岡的官方說法，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，他們會點燃另外一組化學(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色的水蒸氣與二氧化碳。

事實上，氯酸鉀與糖類發(fā)生的氧化還原反應(yīng)也是一個非常經(jīng)典的演示實驗。在下面的動圖中，實驗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。

圖片來源：wallsacc

乳糖與氯酸鉀的反應(yīng)本身就會產(chǎn)生白煙——確切地說，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)有兩臺爐子：一臺燒票，一臺制造煙霧。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，因此還需要長長的、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“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

封面圖來源：Reuters