化学的“四大天王”

第一大天王：《百变波义耳》

一，波义耳的画像:

波义耳是近代化学的鼻祖，

出生于爱尔兰最富有的阶层，

8岁进入伊顿公学，

他在培根去世的次年出生，

比牛顿年长15岁，

与伽利略同时代，

和洛克是好朋友，

胡可是他的实验室助手，

与笛卡尔交往密切。

死前捐献全部财产，

用以将圣经翻译成爱尔兰文和土耳其文。

二，波义耳的嬗变:

自幼体弱，

打算学医。

后又打算钻研'最精密'的数学，

因遭遇雷击幸免于难，

成为一名道德家和宗教家。

后开始对自然哲学发生兴趣，

开始关注炼金术，

进行有关实验，

力图揭开物质之谜，

最终，

开创了近代化学。

三，波义耳的世界观:

1.质疑逍遥派:

从柏拉图到亚里士多德的水土火气'四元素说'，

逍遥派的思想在自然学中，

统治人达两千年之久。

波义耳用黄金和白银无法分离出水土批驳了四元素说。

2.质疑医药派:

帕拉塞尔苏斯是炼金术的医生，

炼金是为制药，

提出在四元素的基础上，

增加了硫磺，盐和汞，

主张'三要素'说。

波义耳用大量事实说明，

很多所谓的盐是完全不同的物质。

3.质疑神秘派:

炼金术的哲人石，

炼丹术的不老药，

充满神秘色彩。

波义耳采用了炼金术的方法设备和有用知识，

但摒弃了其神秘主义的成分。

4.粒子论哲学:

波义耳提出，

一切物体由同一种粒子凝结而成，

同质粒子凝结成第一级微粒，

继而，

第一级微粒凝结成第二级微粒，

并通过进一步凝结成更复杂的微粒，

乃至物体。

与炼金术的'万物同根生'思想一致，

与亚里士多德的'第一物质'思想一致，

后被牛顿发展。

四，波义耳的方法论:

1.反对逻辑主义:

波义耳反对纯属思辨的，推理的，对话的方式认识自然。

2.坚持怀疑主义:

怀疑精神是科学永恒的魅力，

'摧毁古人的全部自然哲学'，

创建新的学说，

是当时自然哲学家内心追求的真实写照。

3.开创实验哲学:

波义耳是英国实验哲学的设计者与实践者。

波义耳认为，

实验和观察才是形成科学思想的基础。

波义耳的思想来自培根，

波义耳的思想影响了牛顿，笛卡尔，拉瓦锡等科学大师。

五，波义耳的价值观:

1.利:

死前捐出所以财产。

2.名:

1680年，

拒绝就任英国皇家学会主席。

3.沉思:

亚里士多德认为'沉思'是最高尚的生活，贬低操作性工作。

波义耳反对思辨，

提出实验操作。

4.信仰:

波义耳认为科学和神学双重真理都来自上帝，

通过实验和观察阅读自然之书来理解上帝的启示。

六，波义耳的贡献:

1.一条定律:

波义耳定律:

气体的体积和压力成反比。

2.发明了酸碱试纸。

波义耳生活在一个巨人辈出的时代，

波义耳无愧于那个伟大的时代。

     第二大天王：《革命拉瓦锡》

一，拉瓦锡的素描:

出身富裕的巴黎律师家庭，

多次获得文学奖金，

先取得艺术学士又取得法学学士学位，

醉心于地质学和矿物学，

从而开始学习化学，

担任法国兵工厂厂长，

设计了巴黎供水和照明系统，

购买了包税官的职务，

赚取了大量财富，

因此成为法国大革命的对象，

被送上断头台。

审判长说:

共和国不需要科学家，

唯有坚持正义，

让判决给他上一课。

拉瓦锡革了'化学'的命，

法国革了'拉瓦锡'的命！

二，拉瓦锡的世界观:

1.燃素说:

该理论统治化学一百多年，

认为燃烧是分解反应。

其致命弱点在于，

无法解释金属燃烧后，

质量不减少反而增加。

2.氧化说:

拉瓦锡为了验证物质燃烧后增重的事实，

进行了著名的'锺罩实验'，

证明了增重是因为与空气中氧气的结合。

拉瓦锡认为燃烧不是分解反应，

而是化合反应。

他有两条基本假设:

一是物质不能有负质量，

二是化学反应过程的量守恒。

在这两条基本假设下，

拉瓦锡实现了世界观的'格式塔'转换，

导致了氧的发现，

提出了'氧化说'，

并用此理论合理的解释了当时所有的事实现象。

三，拉瓦锡的方法论:

1.干法:

传统的分析方法是炼金术的'干法'，

即在坩埚中加热。

2.湿法:

拉瓦锡创造了新的分析方法即'湿法'，

将物质通过溶解分解来分析。

3.定量:

拉瓦锡继承了布克莱开创的定量方法，

定量测定，

定量分析，

定量计算，

基于定量实验的系统，

为近代化学奠定了基础。

4.实验:

除了从已知到未知之外，

绝不任意前行。

除了观察和实验之外，

决不形成任何结论。

除了观察和实验之外，

探寻真理别无他途。

用实验替代经验，

用实验替代思辨。

四，拉瓦锡的价值观:

1.功:

拉瓦锡有一个基本信条:

'科学的真正作用就在于它能为公共服务'。

2.利:

拉瓦锡承包税务，

纯粹为了经济目的。

五，拉瓦锡的贡献:

1.《化学基础论》出版后，

成了数十年化学教育的教科书。

该书与牛顿的《自然哲学的数学原理》达尔文的《进化论》并称自然科学的三大巨著。

2.第一次科学的表述了质量守恒定律。

3.第一张元素表。共33个元素。

4.提出新的化学命名法，

对化学物质进行了系统的命名和分类。

创造了'氧''氢''氮'，

'氧化''氧化物'等新名词。

创造了酸，盐等物质的命名规则。

造词，

体现了拉瓦锡深厚的文学素养。

该命名法沿用至今。

5.提出了化学方程式的雏形。

6.建立了元素概念到反应理论的全面化学体系，

使观察与概念同化，

事实与理论同化，

是化学思维范式的重大转换，

过去零散的，偶然的成果，

揭示了其必然性和内在联系。

7.统一了法国的度量衡:

建立了米制系统，

制定了质量标准。

六，拉瓦锡的爱情:

28岁和14岁的妻子玛丽结婚，

爱情甜蜜，

生活美满，

拉瓦锡死后玛丽再婚，

但，

她一直以拉瓦锡夫人自称，

让男方难以忍受很快分手

拉瓦锡用'氧化说'战胜'燃素说'，

被认为是，

一切科学革命中最剧烈，

最自觉的革命！

科学精神永放光芒！

     第三大天王：《自强道尔顿》

一，道尔顿的自强不息:

道尔顿，

6岁开始读书，

因家境贫寒中途辍学，

12岁开始教书，

15岁离家外出谋生，

一生坚持自学，

毫不松懈，

午夜方眠，

黎明即起，

去世的前一天，

还坚持写气象日记。

道尔顿，

一生清贫，

终生单身，

除科学真理外别无追求，

因提出'原子说'，

被恩格斯誉为'近代化学之父'。

二，'原子说'的产生基础:

1.古希腊的原子论，

认为只有一种原子，

原子在虚空中运动，

因亚里士多德反对虚空的存在而衰落。

2.波义耳的粒子哲学，

因为物质是由多种粒子构成，

而不是四元素三要素”。

3.牛顿的机械论，

认为物体是质点。

4.拉瓦锡的定量分析，

提出了化学反应的质量守恒。

5.拉瓦锡的元素表，

把不能分解的物质称作元素。

6.普鲁斯特的'定比例法则'，

认为参与反应的物的量成简单的整数比。

7.吕萨克的'结合体积比法则'，

认为气体反应的体积比是简单的整数。

于是，

道尔顿的原子说登场了。

三，原子说的基本假设:

1.所有物质都是由牢不可分的原子组成。

2.原子在化学反应中维持原样不被破坏。

3.原子的种类只有元素数目那么多，

把原子和拉瓦锡的元素直接关联了，

而之前的原子论者因为只有一种基本粒子，

这与道尔顿的原子完全不同。

这给了定比例法则以理论依据。

4.赋予原子相对原子量这一可以实验确定的量。

四，道尔顿的方法论:

1.观察

2.实验

3.理论思考

4.丰富的想象

5.不懈怠努力。

五，道尔顿的价值观:

1.名:

不申请皇家学会会员。

谢绝了一切聘请。

2.利:

一生简朴，

从来不希望从政府得到任何报酬和奖励。

对热衷名利追求享受格格不入，

对追求科学真理却锲而不舍。

3.求知欲:

对科学的热烈追求中感到无穷乐趣。

从发现的新的实验事实和推导出的定律中获得异常欢乐。

4.使命感:

如果能预测天气，

给农民海员及整个人类带来巨大利益，

不管用什么方式，

都不算虚度一生。

没有时间谈爱情。

六，道尔顿的贡献:

1.提出'分压定律'

2.提出原子说，

奠定了物质结构理论的基础。

3.引入原子量，

使化学真正走上定量发展阶段。

4.原子论引导化学走出了杂乱的，反应不出内在联系的，纯属描述自然现象的阶段，

进入了近代化学的新时代，

道尔顿因此被称为'近代化学之父'。

七，道尔顿的爱情和家庭:

终生独身，

没有结婚。

没有时间交女友，

全部时间用以科学研究，

坚持气象记录，

直到生命的最后一刻。

第四大天王：《独裁李比希》

一，素描:

李比希中学成绩非常差，

被开除学籍，

15岁去药铺当学徒，

18岁取得博士学位。

21岁当上教授，

完成从学渣，

到学霸的转变，

被称为有机化学之父。

二，世界观:

1.反对生命力论:

李比希抛弃生命力论，

认为有机物和无机物，

都是由物质组成的，

不存在什么神秘的'生命力'。

2.复杂中蕴含简单:

科学理论的构造能实现简单原则。

3.同分异构:

相同的组分，

如果采取不同的组合方式，

会产生极不相同的物质。

4.有机基团:

无机化学的基团是单质的，

有机化学的基团是符合的，

这种学说的提出，

让杂乱无章的有机化学，

可以有条理的归类，

简化了认识的复杂性。

5.生态整体观:

李比希认为生态环境是一个整体。

6.再生循环观:

动物植物矿物之间，

存在有规律的相互关系，

应保障自然界的良性循环。

三，方法论:

1.演绎:

理科如果使用演绎的方法，

便失去坚固的结构基础。

2.想象:

如果不能，

如诗人和艺术家那样，

对所见所闻，

勾勒出一副精神图画，

那就对现象 

很难给出一个清晰的认识，

想象思维能力，

如同音乐旋律。

3.实验:

化学，

必须建立在实验基础上。

4.理性:

化学，

不是感性的观察，

而是理性的观测。

5.结构:

无机化学，

研究物质的组分。

有机化学，

转向研究组分的结构。

这是有机化学，

不同于无机化学的方法论。

6.简化:

无论有机物多么复杂，

其追求简单的倾向，

同无机物一样。

7.试错法:

理性的试错法，

把修正错误，

当做发现真理的台阶。

8.反对经验主义:

经验者不能区别'偶然'的臆测。

9.反对权威主义:

不要迷信传统，

不要迷信权威。

10.定量分析。

四，价值观:

1.好奇心:

喜欢制造摔炮。

2.求知欲:

读书如饥似渴。

3.功:

应用化学，

造福人类。

4.利:

李比希将研究成果申请专利，

为后世科研成果商品化做出榜样。

另，

创办李比希公司。

5.名:

创办杂志。

6.志:

改变化学教育现状。

五，贡献:

1.创建吉森实验室。

将化学实验室由私人性质，

转向公共性质。

2.桃李满天下，

仅就诺奖一项来看，

李比希的弟子至今仍高居榜首。

3.创建科学史上第一个自然科学研究学派。

学术研究变为有组织工作，

将众多科学家组织起来，

在学派领袖的带领下，

发挥集体创造的优势，

比起科学家单打独斗，

有事半功倍的效果。

4.开创现代科学教育先河。

编写教学大纲，

将系统化的教育引入大学。

5.物质补偿法则:

把土壤损失的成分，

设法归还给土壤。

6.无机营养学说。

植物的养料来源于无机物，

即，

矿质营养学说。

7.归还定律。

8.最低因子律。

也就是，

著名的李比希'木桶原理':

决定农作物产量的，

是相对含量最小的有效植物生长因子，

这个限制因素存在，

其他营养成分再增加，

也难以提高产量。

9.五球分析仪:

李比希设计的，

沿用至今的分析仪，

奠定了有机化学的基础。

10.碳循环的发现:

把自然中的碳，

和动植物的生命联系起来，

是李比希的著名发现。

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六，性格:

李比希是自信狂，

喜欢哗众取宠，

不能接受批评，

却毫无包容的批评别人，

因此，

他几乎和同时代的所有化学家绝交。

百变波义耳，

革命拉瓦锡，

自强道尔顿，

独裁李比希，

正是他们，

开创了现代化学！

        武书剑

      2020年8月1日