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[转载]蔡呈腾:一部化学元素发现史几乎就是一部化学史——《元素的故事》导读
fqng1008 2019-4-16 21:23
如果让你阅读一部化学史或化学元素发现史,也许面对那些专业化的文字,只能摇头叹息了。但如果,有人将发现元素的过程写成一个个有生动情节的故事,这样的文字不但为我们形象而真实地展示化学元素发现的历程,也能从这些故事中体会到科学研究的艰辛与喜悦。 《元素的故事》就是这样一本可以让读者与化学家们 “同悲喜共命运”的作品,它是前苏联作家依·尼查叶夫的成名作和代表作。作者通过研究化学史上真实的科学史实,用生动的笔触描写了化学家们在科学研究过程中发现元素的故事,记叙了18世纪中期到20世纪有关化学元素的重大发现。 在瑞典科学家舍勒之前,人们普遍认同 “燃素说”,但是舍勒通过自己研究,摈弃了“燃素说”,虽然他没有法国科学家拉瓦锡那么幸运发现了“质量守恒定律”,但他发现“火焰空气”(氢气)、“死空气”(氮气)和“活空气”(氧气),足以使这位原本普普通通的药剂师成为彪炳青史的著名化学家。 同样,那位自称一生对科学最重大贡献是发现法拉第的伟大化学家戴维,少年 “顽劣”的“不可救药”,然而却以锲而不舍的精神,利用当医生学徒的机会,自觉成长为一代科学巨匠,他在发现元素钠和钾时的故事确实饶有趣味。 当身材人高马大的德国化学家本生与小巧玲珑的德国物理学家基尔霍夫在一起散步时,这是怎样的一幅具有强烈反差和视觉冲击的图像!也正是这两天科学家的 “跨界”合作,发现了原本认为自然界只有57种元素之外的其他许多元素,如铯和铷。直得提出的是,学校实验室里的本生灯就是化学家本生的杰作,而苦苦奋斗在物理题海中的中学生们,想必对以基尔霍夫命名的电流定律和电压定律不会陌生吧。 当年轻的俄国化学家门捷列夫面对 60多种元素,逐一给它们进行介绍时,他觉得这些元素之间肯定存在某种联系。最终他以“原子量”作为关系特征,像玩扑克牌一样,对已知的元素进行了排列。而其后的许多年,在它的化学元素周期表的空位中,不断有元素被补充进来。这种在书桌上就能预言某种元素存在的方法,也确实只能是天才的门捷列夫才能做到。 英国物理学家瑞利的一次偶然发现,揭开了人类对惰性气体发现的大门。瑞利也通过对他 100多年前的前辈(英国著名物理学家卡文迪许)著作中找到关于“重氮”和“轻氮”的记录,从而发现了氩气。当然,瑞利的朋友,也是英国的化学家拉姆塞对瑞利的建议和帮助是必不可少的,而拉姆塞自己在其后也陆续发现了氦、氖、氪、氙等其他惰性气体,并将它们在元素周期表中找到自己的“家”。 从伦琴发现 X射线(伦琴射线),到贝克勒尔发现放射线,再到居里夫妇发现钋和镭等放射性元素,科学的发展充满着艰辛、神奇,让人目瞪口呆。但居里夫妇在实验原材料和实验环境不太具备的情境下,通过他们坚毅的品格和不懈地努力,最终在科学史上留下光辉的一笔,同时为元素家庭增添了新成员。 本书作者依 ·尼查叶夫写作本书时,科学家已经发现了92种元素,但我们知道,现在已知有119种元素,而新元素还在不断地在实验中被“创造”出来。 92种元素分布在元素周期表中,但元素周期表中还是有四个非常不和谐的“空位”,它们分别是43号、61号、85号和87号。温籍著名作家叶永烈弥补了著作的“遗憾”,在书后继续写了《元素的新故事》,通过“捉拿失踪元素”、“第一个人造元素”、“填补空白”、“铀不是最后的元素”、“青云直上的‘冥王星’”、“继续进击”、“107号元素以后”等使全书更加完美。 阅读这样一本书,大致了解重要元素的发现史,仿佛也了解一部化学发展史。是的,元素的发现,并非独立存在的个体事件,而与化学的发展离不开,与人类认识自然界的历程离不开。
个人分类: 医学史话|4640 次阅读|0 个评论
出门带地图---从化学史管窥科学技术史
热度 2 hougl 2013-12-15 14:38
题记: 历史能使一个年轻人变成一个既没有皱纹又没有白头发的老人;使他极富有由于年事已高所持有的经验,却没有那个年龄所带来的疾病或不便之处。而且,它不仅能使人对过去的和现在的事情做出合理的解释,还能使人对过去的和现在的事情做出合理的推测。因为这个世界并不会产生新的事件,就像我们把那个旧的月亮的另一个形状叫做新月而它还是从前那个月亮一样。被一些新的和不同的环境所刷新,过去的事又回来了。这是 1639 年 ThomasFuller 在 The History of the HolyWarre 中对历史的一段精辟解读和释义,在今天这段话仍然显得富有内涵和意义。的确如此,熟悉了历史就如同在出门的时候带了张地图,它可以帮你识别方向,少走弯路。 自人类诞生以来,就伴随着科学与技术的产生和发展,就伴随着历史的沉积与印记。这是一条漫长而充满了艰难困苦的历程,但又为我们提供了极大丰富的知识和经验,让我们能够安好地生活于地球之上,能够认识自然改造自然并利用自然。 今天,我们生活在经济高速发展,各种条件极大便利的信息社会中,而这一切都得益于科学技术的发展,得益于无数前人的努力与智慧沉积。因此,重新走一走那段漫长艰辛的历程将会让我们对过去有一个更好的了解和认识,同时对那些史实的主题 — 人有一个更完整的认识,了解他们的喜怒哀乐和彷徨纠结,感受他们的独特思想和人格,并为今后的发展起到指引和导向作用。 化学史作为科学技术史的一个重要分支,它记录了影响化学发展的重要事件,系统阐述了化学发展的历程,同时向人们展示了化学家们揭开化学现象背后的规律所进行的思维活动和所采用的科学方法,以及他们所具备的科学精神和科学道德。正所谓“管中窥豹,可见一斑”,化学史是整个科学技术史的一个缩影,从这里我们依然可以得益匪浅。 从中国古代四大发明中的造纸术和火药,到我们今天经常观赏到的颜色艳丽、形状各异的美丽烟花;从我们每日穿着的衣服到各样的护肤品、化妆品;从进行海底探测的潜艇到可在太空遨游的宇宙飞船;从我们每日的饮食饮水到各种污染的治理;从中国的汤水草药到特异性极强的西药。这一切都与化学密不可分,溯本求源,我们要回归到早期的实用化学和古代的自然观,正是这些实用化学和自然观为化学提供了一个朴素的雏形。 火的实用可以说是人类发展史上的一个里程碑。从古猿人意外从天火中吃到美味的熟兽肉,并发现借此火种可以取暖,到燧人氏钻木取火并教人用火的传说,反映了中国原始时代从利用自然火进不到人工取火的情况。正是火的使用,让人和其他所有动物有了一目了然的区别,并成为古人类掌握大自然征服大自然以解决他们生存问题的关键。随后陶瓷、酿酒和金属冶炼技术的发展,又使人类向前进了一大步。如公元前 8000-6000 年中国已制造陶器,公元前 4000——3000 年中国已会酿造酒,公元前 2000 年中国已会熔铸红铜,公元前 1700 年中国已开始冶铸青铜,公元前 600 年中国已掌握冶铁技术,公元前 200 年中国炼出了球墨铸铁,公元 200 年中国比较成熟地掌握了制瓷技术(宋代五大名窑:汝窑、定窑、哥窑、官窑、钧窑),公元 900 多年我国的胆水浸铜法是世界上最早的湿法冶金技术(置换法),这些陶瓷技术和金属冶炼技术都要比西方的同类技术早几百年甚至上千年,表现了早期实用化学在我国的蓬勃发展势头。 中国古代的五行说、阴阳说及古希腊亚里士多德的四元素说,共同反映了人类对物质的探索和思考,其中五行说的“金木水火土”和四元素说的“火空气水土”具有一定的相似性,说明了伟大思想的相通性,这也正是伟大人物的伟大之处;由留基伯提出的并被弟子德谟克利特发扬光大原子组成说和中国古代公孙龙的“一尺之捶,日取其半,万世不竭”,这种朴素的原子论思想对后来的科学家们认识和解释物质的本源起到了很大的影响,并被今天的科学证明原子论是正确的。 炼金术的兴起是化学初具形式的一个转折,从中国的炼丹术到阿拉伯和欧洲的炼金术;从中国著名炼丹家魏伯阳的《周易参同契》和葛洪的《抱扑子》记录的汞、铅、金、硫等元素和数十药物的性状与配制到被称为“药王”的孙思邈在《伏硫磺法》中记载的黑火药的三组分(硝酸钾、硫磺和木炭);从阿拉伯著名炼金术家贾比尔·伊本·海扬的《物性大典》、《七十书》、《炉火术》到拉泽的《密典》、《哲人石》、《医学集成》等;从欧洲大阿尔伯特的《论炼金术》、培根《炼金水反射镜》、吕律《炼金术指南》和《伟大的艺术》到瓦仑丁的《锑的凯旋车》,这些都记载了丰富的化学知识,为化学的进一步发展和完善打下了基础。 之后的中世纪时期,由于频繁的割据战争,人民生活贫不聊生,科学技术的发展经历了一段停滞期。而后随着哥伦布发现新大陆,印刷机的运用使知识得到快速广泛的传播以及文艺复兴提倡的人文主义,主张“以人为中心,反对以神为中心”的理念给科学技术的发展注入了新的活力,也使化学的发展迎来了一个光明时代。 这个时期的科学迅速的成熟起来,对于自然的探求已不再是圣哲的专利,是任何一个人都可以凭兴趣参与的科学游戏,赢家的数目没有限制,而获胜的奖励当然是一个新自然规律的明了,这段时期的化学研究已经具备了实验这一工具。如瑞士的医药学家帕拉塞斯提出盐(不挥发、不易燃的要素)、硫(挥发的液体元素)、汞(易燃的元素)是组成物质的三要素;德国医生和化学家李巴维写出了历史上第一本化学教科书《炼金术》以及《医化学用品全集 》 《工艺化学大全 》;希罗尼姆·布伦契威格的《蒸馏术简明手册》及之后的增订版《蒸馏术大全》;其中意大利人冯诺西奥·比林格西奥于 1540 年发表的《火焰术》,德国医生乔治 ·巴乌尔于 1556 年出版的《论金属》和拉扎鲁斯·俄科、于 1574 年发表的《论矿石和试金》被称为十六世纪的三本杰出著作。这个时期中国的则有李时珍的《本草纲目》,李梃的《医学入门》,沈括的《梦溪笔谈》及随后赵学敏增补的《本草纲目拾遗》,这些书里详细记载了乌头碱、没食子酸和硫酸等的制法及特性。这些都真实的记录了这个时期化学研究的发展和成果。 任何学科的发展都是循序渐进的,但在这发展的过程中会有一个鼎盛的时期,化学的发展也是这样。 这里首先不得不提到的是波义耳,一个出身贵族的科学家,一个崇尚培根“知识就是力量”“应该像蜜蜂一样,搜集事实,并靠思维把它们酿成蜜”的辛勤耕耘者,他提出了元素观,提倡用分析的眼光去研究化学,并写出了影响深远的著作《怀疑的化学家》;随后英国化学家布拉克于 1755 年发表《对镁石、石灰石和其碱性物的实验》发现了碳酸气 CO 2 ,并称其为“固定空气”;英国的凯文凯文迪许于 1766 年发表《关于人造空气的试验》,提出了氢气概念,并研究了它的物化性质及多种制法;英国化学家普里斯特里于 1781 年确认可燃空气与空气放电时生成的露珠是水,并随后确定了两种气体化合体积比为 1:2 ; 1772 年,苏格兰医生和化学家卢瑟福发现了氮气,并被舍勒认为是空气组分之一。这一系列卓有成效的发现在拉瓦锡这里完成了集大成,他建立了氧化学说(燃烧理论),提出了新的元素观,完成了具有划时代意义的名著《化学纲要》,并第一次给出了化学的定义:化学研究自然界多种物体,其目的是分解这些物体,并能够分别研究进入其组成的多种物质,这根现代化学的定义很基本一致。拉瓦锡是一个时代的里程碑,也是化学发展中的大幸事。这个时期也发生了化学史的第一个大论战,热质说与燃素说的论争,但是这样的论争并不妨碍真理的发展,反而促进人们更加深入的去思考探究真理。 经历了定性化学的繁荣之后,化学家们越来越意识到定量化学的重要性。李希特提出的的当量定律,以及普鲁斯特的定比定律都为定量化学的发展起到了很大的推动作用。随后的道尔顿是化学史上的另外一个集大成者,他提出了倍比定律,提出了新的原子论,建立了第一张原子量表,并写出了《化学哲学新体系》,使得定量化学研究迈上了一个新台阶。之后的盖吕萨克实验、阿佛加德罗假说、贝采里乌斯对约 2000 种单质和化合物的定量分析,戴维的电化二元论以及杜隆 - 普蒂的原子热容表使得定量化学理论趋于完善。 也是从这个时候开始,有机化学诞生了。首先是 1828 年德国科学家武勒人工合成了尿素,颠覆了对生命力论的膜拜;之后经过法拉第、米希尔里希、杜马、罗朗、日拉尔、霍夫曼、凯库勒等人的努力,特别是李比希以及他所创建的吉森学派的努力,使得有机化学形成了一个较为完整的学科体系,此时的化学发展真可谓是日新月异。随后为了是化学的理论更加牢固,更加合理的解释实验现象,弗兰克兰提出了原子价学说,康尼查罗发展了由阿佛加德罗提出的分子假说,使得假说成为理论,并为广大的化学家接受。有机化学的理论体系也随着布特列洛夫、霍夫曼、凯库勒、贝特罗、格雷贝、本生、基尔霍夫、巴斯德、克鲁克斯等人的辛苦努力建立了起来。 化学史上另一个激动人心的年份是 1869 年,在这一年,俄国化学家门捷列夫在前人工作的基础上,绘出了较为合理完善的化学元素周期表,使得一些未知的元素化学物可以被预言,也推动了很多未知元素的发现和性质测定。这个时期化学的另一个重要分支 — 物理化学也随着克劳修斯、赫斯、卡诺、开尔文、拉乌尔等人的努力发展起来,并最终被称为“物理化学三剑客”的范霍夫、奥斯特瓦尔德和阿累尼乌斯建立起来,从此物理化学渗透到了化学学科的方方面面。进入 20 世纪,化学的发展更是有了全新的面貌,并与其他学科相互交叉相互促进。 从对化学史的简要回顾中,我们可以看到一个学科发展的艰难历程和一代又一代的人们为之付出的辛勤和努力。在描述学习数学史的重要性时,吴文俊曾有段精辟的论述:“假如你对数学的历史发展,对一个领域的发生和发展,对一个理论的兴旺和衰落,对一个概念的来龙去脉,对一种重要思想的产生和影响等这许多历史因素都弄清了,我想,对数学就会了解得更多,对数学的现状就会知道得更清楚、更深刻,还可以对数学的未来起一种指导作用,也就是说,可以知道数学究竟应该按怎样的方向发展可以收到最大的效益”。对于化学史的学习,也应如同吴先生所说。 在化学几千年的发展历程中,我们可以看出早期中国的化学方面的成就是远远领先于西方国家的,但是进入近现代以后,就远远地落后于西方国家了,在化学史上,也鲜有中国人的名字了。这可能归咎于三个方面的原因:一是传统文化背景的影响。经受了几千年儒家文化思想熏陶的中国人,从言语、行动方面乃至学术观点方面都小心翼翼谦虚谨慎,不肯轻易跨越雷池一步。中国传统的儒家文化提倡 三纲正常 和 中庸之道 ,不善于追根结底的研究,不高兴标新立异的行为,尊师敬长,对前辈学者的学术推崇倍至。二是官僚制的影响。在我国的封建社会里,长期的封建专制的官僚制度是科学技术赖以繁荣的民主制度的死敌。统治阶级要求科学技术服从自己的利益,那些大量的与手工业生产发展有关的与其切身利益无关的科学技术得不到重视,甚至被遏制。三是封建教育制度的影响。中国的教育制度,自从进入封建社会以来直至近代,都是实行私塾教学方式。到隋唐时期,又开始实行科举考试制度。这都严重制约了化学乃至整个中国科学技术的发展。 对于我们,一定要对自己所从事的学科历史有一个较为完整的认识。只有这样心中才有一个整体的框架和脉络主线。正如被称为“科学史之父”的萨顿所说: 在任何学科中,任何一个不知道它的历史概况的人是不能被承认为大师的。当然,指望他具有任何深刻的历史知识,也是不明智的,但是他应该了解主要的历史事件和历史人物---他应该熟悉他那一门科学的前辈。所以不企求一个人对所有的历史都了解的深刻,但是对于自己的学科历史,一个想要有所建树的学者一定要有一个透彻的了解和清晰地认识 。 最后我用一首小诗来总结自己对于历史的感悟和体验: 史之源,事也 史之终,亦事也 观古之事以成今之事 史之用也
个人分类: 科研笔记|5171 次阅读|3 个评论
从炼丹术到药物和香料化学
Nancyback 2010-5-10 15:29
4 月 23 日,和两位师弟畅游海德堡。在回来的路上,张田师弟说,看到 Schloss 城堡中炼丹术博物馆中的陈列品,感到十分震惊。原来只知道中国有炼丹术,有中医中药,原来西方也曾走过几乎同样的路,也曾经用动物、植物和矿物作为医药的原料。师弟想起小时侯听说的关于天大陈国符老先生的故事。老先生把道藏和炼丹术作为研究内容,看来和老先生留学德国的经历有关。我说,不尽然,实际上类似于中药的炼丹术,在欧洲各个国家都曾经得到大量研究和发展。在法国、英国、西班牙都曾经看到过类似的展览。欧洲和中国,在从自然中取得早期的药物的努力中,有明显不同,西方从很早就致力于分离提纯,你看博物馆中陈列的,已经有萃取、蒸馏的原始设备,中国直到近年,一直把多种药草放到一个锅里煮,也许是为了增加神秘感,因为中国上世纪 80 年代才有了专利法,至今仍未能够严格实施。陈先生当年致力于考证道藏和炼丹术,实际上是在致力于补充化学史的东方部分,因此,陈先生获得了世界声誉,可惜陈先生所处时代,中国学者不能得到足够的研究条件。陈先生一生经历时艰,在化工实验条件不具备时,仍能潜心研究化学史,并获得世界声誉,是中国化学化工界的先贤。令人钦佩。 师弟道,不过陈先生是大专家,也曾受到学界的尊重,也曾获得国际同行的支持,记得文革刚结束,陈先生曾受到西德同行的捐助,由德国医生专程到中国给陈老太太做了中国第一例人工髋关节置换手术,这也是只有陈先生才能得到的支持。不过,多年来只知道陈老先生有名,是父亲 ( 张鎏先生 ) 在西南联大的老师,也知道老先生曾致力于研究炼丹术。但确实不知道西方也曾有过类似的炼丹术,和中药一样,采用动植物遗体和矿物作为药物的原料。 实际上,西语中的 Alchemy 经常被翻译为炼丹术,但实际上和中国的炼丹术稍有不同,漫长时期的活动更侧重于提取和制备纯物质 , 这给现代化学奠定了基础。在 Schloss 的展览中,有一个标题就是 From Alchemy to Pharmaceutic Chemistry 。当然早期,西方人认为化学是很神秘的,实际上 Alchemy 如果翻译成 神秘化学 可能更贴切。西方人后来通过不懈的实证努力,逐步摆脱了神秘,建立了现代化学和化工理论体系。这也许是因为在西方从来没有产生过强大的皇权,早期朴素的 Alchemy 技艺和思想的积累,通过传播、讨论和求证逐步演化成了现代化学。在中国,由于皇权和宗教的介入,则产生了神秘的中医理论,至今仍走不出阴阳五行,相生相克,既不能去证实,又不敢去证伪的魔咒。 师弟问,那么在西方,这种中药作坊式的医药还有应用吗?当然有了,现在仍然有很多药物,包括很多种特效药,仍然是从动植物遗体中提取的,当然生产方式不同了。只不过西方人很早就意识到,药物应该是一些纯物质,或者说,认识到纯物质比混合物的药效要好,副作用要小。另一方面,早期寻找药物的努力还带来了另外一个化学分支,就是香料化学。当然,你肯定知道法国香水品种多,名气大。但是不一定知道,法国,当然也有欧洲其它国家,生产很多种味道不同的酒,很多调味料,都是从动植物,特别是植物中提取的。当然现代药物和香料都走向了人工合成。但仍然有一个特点,和东方不同的特点,就是欧洲更倾向于用纯物质来调味。这样可能副作用,或导致过敏的情况要少得多。 来洛桑这两周多,租住在瑞士朋友家,看见客厅里贴了一张展示植物香料的招贴画 (Descriptores Aromaticos) 。前天男主人演示了制做法式巧克力木斯,其中用到了法国产的橙味高度酒,气味和口味都十分纯正。 联想到国内倡导和大力支持的中药现代化,感觉到化学历史学习和传播的意义。觉得有必要写下这些文字。 2010 年 5 月 10 日于 EPFL Le BatoChime 2403 房间。
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原子论
songshuhui 2008-10-19 21:58
分类: 化学 | 编辑 | | 注: 最近我决定开始写点化学史的东西。化学的发展历史已经很多书有介绍了,网上还有Wikipedia.org,是个人都能采编出一本《化学史》来,所以我就不重复建设了,我只是想挑选化学史中的一些材料来显示科学的精神实质。既然说科学的目的和方向是由它的历史来定义的,那何不就看看它的历史呢?小生不才,不懂物理,不懂生物,不懂数学。就算化学,俺也不懂无机化学,我只能挑我懂的那部分化学史来写,基本上就写成笔记的形式,很多科学史中的detail我就不go through了。我准备按几个化学家来把化学史划分成几个部分:波义尔之前、波义尔到道尔顿。道尔顿之后现在还没想好怎么划,到时再说吧。 以下是我的第一篇《原子论》。 在西方文化,一般认为原子论源于德谟克利特(Democritus,约460BC-约370BC)的学说。我国的学者也很喜欢说墨翟(479BC-381BC)提出了原子论,这样就人有我有,引以为豪了。事实上,在世界观层面上的原子论,只是认为万物最终会达到一个不可再分的极限,也就是说,是离散的。它的对立观点就是万物是连续的,可无限细分的。谁只要是世上第一个涉及到这个问题,有50%的机会他会是原子论者,这有啥难的。 正如墨翟在哲学上很难跟其他诸子处于同一地位一样,德谟克利特的原子论也不是什么主流。后来的亚里士多德(Aristotle,384BC-322BC)就在自己的著作里反对了原子论,其前提是大自然厌恶真空,而在原子论观点的自然推论是,原子与原子之间的空间是真空:既然万物都是原子组成,那原子与原子之间如果有任何东西,它必然属于万物。关于大自然厌恶真空的准确理解,建议大家参考我以前的一篇 关于真空文章 。 在亚里士多德之后,支持原子论的名人有个伊鸠壁鲁(Epicurus,342BC-270BC)。进入中世纪之后,也有零零星星的人曾有相信原子论的迹象。但是中世纪欧洲在这些科学问题上基本上是亚里士多德的学说在统治。而且大自然厌恶真空的教条又非常符合人们的常识。因此原子论一直处于死寂状态。 伽俐略在比萨斜塔做实验算是在亚里士多德学说在漫长的中世纪的统治地位中打破了一个缺口,一个物体运动规律的缺口。而在物质细分问题上,这一缺口的打破者就是托里拆利。关于托里拆利实验,还是可以参考我之前的那篇 关于真空的文章 。在本文中我要强调的是,在一个托里拆利气压计中只有容器和液体两种物质,在组装的过程中是保证了没有气体跑进气压计的液柱里去的,所以才认为那段液柱是真空。不过在那篇文章没有提到关于笛卡尔的事情。尽管事实摆在眼前,笛卡尔还是很反对真空的存在。他认为气压记上面的那段空间还是某种流体。他认为,所有空隙都起码有一种流体充斥着。真空计顶上的那一段看起来是空的流体,原来是跟液柱时液体混在一起的,不为人所见。做成气压计之后,就在气压计的顶端分层了。笛卡尔还认为天体是由这种无处不在的流体推动的。为什么牛顿早就提出了天体运行的定律了,笛卡尔还认为天体是流体推动的呢?这是因为笛卡尔是法国牛人,牛顿是英国牛人。英法历来不和,由于沙文主义,两国都首推自己国家的牛人。牛顿的物理和机械的世界观在他祖国马上就流行了,但是很晚才传到法国和其他欧陆国家。这也是为什么第一次工业革命先在英国发生的原因之一。这些都是后话了。 尽管托里拆利推翻了原子论不成立的前提,原子论为人所接受还是受到了很大的阻力。尽管刚才说过了,文艺复兴之前一直有人私下里相信原子论,文艺复兴时期就更多了。但是历史上常常把焦点放在Pierre Gassendi (1592-1655)这个人上。也许因为他不仅仅是相信原子论,还为调和伊壁鸠鲁哲学和经院哲学的矛盾(反对亚里士多德学说的垄断地位)做了些努力。而且由于他也是法国人,还跟笛卡尔吵过架,因此为法国扫清现代化学诞生前的认识论障碍起到了一定的作用。如果不是因为这点价值,我不清楚为什么还要强调Gassendi。在英国,第九代诺森伯兰伯爵(Earl of Northumberland)、精灵伯爵(The Wizard Earl)Henry Percy(1585-1632)就养了一堆业余科学家,他们都是原子论者,这堆人也被称作诺森伯兰圈(Northumberland Circle)。他们很可能影响了培根(Francis Bacon,1561-1626),后者部分地同意原子论。英国的原子论者还有托马斯霍布斯(Thomas Hobbes,1588-1697)。其他地方也有原子论者,比如还有被烧死的布鲁诺(Giordano Bruno,1548-1600)是意大利人。这些人都比Gassendi早得多。 原子论只是一种世界观,信不信奉原子论,对现代化学乃至科学的诞生没有直接的逻辑影响。现代化学的诞生的思想准备是源自以培根为代表的一股经验主义思潮,一直到法国兴起的启蒙运动。然而培根没有拿他的思想去做实验,他只是写了一本《新工具》,以反驳亚里士多德的《工具篇》。真正体现了实验和归纳的重要性的是伽俐略,他本人就提倡通过实验和观察,而不是通过冥想来认识自然,而且他用一生的事业来示范了这个思想,因此被认为是第一位科学家(见John Gribbin著《The Scientists》)。也就是说,一项学说不能光看它有没有道理,还要看它符不符合实际,能不能通过实验来证实。然而我们可以看到,相信原子论者的人仍然有托马斯霍布斯这样的坚持不做实验,只靠冥想来获得知识的人。其实原子论也好,亚里士多德的学说也好,没有实验证实的话,都没有孰是孰非的问题。从今天对科学理解来看,原子论是对一个全称判断(无限细分)的否定,在实验上,只能通过对物质不断地分割,希望达到那个不可分割的限度来证实;在没有达到那个限度以前,并不能说原子论是错的。也就是说,假如物质是无限细分的,人类科学就永远回答不了物质是否能无限细分这一问题。原子论(哲学)若作为一个科学理论,它是否具有可证伪性,要等到它成功证实的那一天才能知道。因此,原子论的复苏对科学的实证主义的精神实质的形成没有什么直接作用,不过是反对宗教的一面思想旗帜罢了。前文提到的那些文艺复兴时期的原子论者,其对哲学理论基本上也没超过古希腊的水平。 但是就我们现代所说的原子而言,它又是一种确定的、有限的概念,同时,它是化学反应的最小单位。也就是说,如果把人类的自然实验局限为仅仅是做化学反应,人类倒是可以在实验上达到一个分割物质的限度。在文艺复兴时期原子论复苏后,人类第一次达到这一限度的,就是通过化学反应,因此,原子这一原本是指万物的最小组成单位的概念,就被化学家用来指代化学反应中的最小单位了,且原子论(哲学)也一直被认为得到了证实。一直到近现代发现了放射性现象之后,人们才发现原子(化学)还可再分,原子(哲学)论重新变成了冥想。这又是后话了。 正是因为当人类深入接触化学反应时,不可避免地会遇到大量暗示一种不可再分的基本单元,因此,如果在这时候,人们的意识里还是存在着对原子论(哲学)的抗拒的话,客观上会阻碍人们对这些化学反应的本质的认识。因此,虽然原子论(哲学)一直到现在都不具有可证伪性,对于整个现代科学的精神实质的形成也没有什么直接作用,但是在化学史中,原子论(哲学)的复苏至少为现代化学的发展扫清了认识论的障碍,或者至少它标志着这一思想解放的过程。许多化学史在提到原子论的时候,总是让人感觉支持原子论(哲学)和发现原子(化学)有着千丝万缕的联系,但又未见明说。本文旨在说明这种联系不是没有,但也不是很强。
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