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。


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

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