登陆注册
26802700000003

第3章 化学家的故事(3)

中学时代的李远哲看了大量的书。“我几乎每天看一本书。”他读了《居里夫人传》后,这样说道:“我第一次感到当科学家不仅能从事很有意义的科学研究工作,而且可以享有非常美好的人生。”李远哲下定决心要像居里夫人那样,把一生都献给科学。

李远哲从小喜欢自己动手做东西,遇到他想要做的东西时,李远哲的耐力是很惊人的。有一次,他发现一位老人砍竹子准备做竹扇。他很好奇的也学起做扇子,他花了很长的时间,很有耐心地完成了他人生中第一件工具——一把竹扇。后来,他又自己琢磨,编成了一个篮子。有一天,他的妈妈想要一个篮子来裝鸡蛋,李远哲把他自己完成的竹篮交给他妈妈时,他的妈妈简直不敢相信:这个篮子是他这个顽皮而好动的儿子做出来的。

李远哲还喜欢动手修理各种机械。有一次,他去一个地方演讲,结果现场的音响系统坏了,主办单位的人急忙四处找人来修。沒想到他却不慌不忙地从皮箱里掏出一把螺丝刀来修理,他专心地找到了出问题的地方,20分钟后,他把音响修好了。台下的观众都报以热烈的掌声。他可以亲手制造和修理试验室內的各种工具,使他所设计的仪器永远比別人更精密、更准确。所以他在美国设计分子束仪器时,可以测量出分子的化学反应,从而得到了诺贝尔化学奖。

李远哲主要从事化学动态学的研究,在化学动力学、动态学、分子束及光化学方面贡献卓著。有一段时期,李远哲几乎每天工作十五六个小时,自己设计,自己动手,殚精竭虑地把一台交叉分子束实验装置建立了起来。他的导师赫希巴哈看后感叹地说:“这么复杂的装置,大概只有中国人才能做出来。”他称赞李远哲是“化学中的莫扎特”。他说他把李远哲比作乐圣莫扎特,不仅因为李远哲是一位早熟的天才,而且因为李远哲同莫扎特一样“准确”。

1986年李远哲因“发明了交叉分子束方法使详细了解化学反应的过程成为可能,为研究化学新领域——反应动力学做出贡献”而获得诺贝尔化学奖。

在随后的年代,李远哲的科学成果硕果累累,研究领域得到扩展。他的具有世界领先水平的实验室装备有 7台极先进的分子束装置,专用于解决与反应动力学、光化学过程及分子光谱测定有关的问题,吸引了世界各地的知名科学家前往从事合作研究。

李远哲始终关心家乡祖国的科学与教育的发展,近十年来每年回国多次,奔波于海峡两岸,主持学术讲习,参加学术会议,尤其对中央研究院原子分子研究所的筹建,更是注入大量心血。20世纪90年代中期,李远哲回国接受中研院院长之重担,同时放弃美国国籍,全力推动国内科研的发展。

独特的思维方式,准确的研究能力,这些才是李远哲成功的秘密。任何问题都不会只有一种答案,勇于探索,不断尝试,你才有可能发现新天地。

化学药剂师格劳贝尔

格劳贝尔,德意志化学家和药物学家。

格劳贝尔,第一个提出盐是在酸与碱作用下形成的清楚概念,认识到所有盐都包含酸和碱的组成部分;提出“亲合力”观点,认为加热氯化铵和氧化锌时,氧化锌同酸化合,是因为氧化锌有较大亲合力,能把氨释放出来;在维也纳矿泉水中发现“奇盐”,即硫酸钠;发现食盐与硫酸混合产生硫酸钠,当时被称为“格劳贝尔盐”,并首次作为泻药使用,后竟成为“万应灵药”;发明用无水硫酸钠除去过油类和无机酸中的水分;认识到所有汞化合物都有毒;改进和发明各种类型蒸馏器和炉子……

格劳贝尔童年受教育很少,在德国各地奔走谋生,主要从事药物制造和出售,并在工作中获取知识,自修化学。虽然格劳贝尔没有受过专业、系统的教育,不是科班出身,但他的研究和发现运用到生产中后,为农业、医学、工业制造等各方面作出了巨大贡献,而他的研究兴趣却是从一件很偶然的事情开始的。

格劳贝尔年轻的时候,有一次,他要逃难去维也纳谋生。可是,漂泊不定的生活使他的身体极度虚弱,在穿过一片茂密的古林时,他病倒了。有一位好心的僧人把栽倒在路边草丛中的他救回了家。

当他醒来时,一支随风摇晃的残烛伴着他,小草屋子里几乎是一贫如洗。

“我怎么会来这儿呢?”

“你病得很重,我的孩子。当我们发现你的时候,你正人事不知地躺在路边。”一位穿袈裟的白发老人回答了他。

“那么您是什么人?”

“我是僧人,是出家人。小伙子,你打算去哪儿?”

“我是个做镜子的匠人,现在孤身一人,到处流浪。想去维也纳找个差使,挣钱糊口。”

“到维也纳还远,你现在病成这个样子,先住下来再说吧”。

格劳贝尔刚想说声感谢,却又晕眩过去。

老人采集了许多草药,但他仍治不好格劳贝尔。老人告诉他,他得的是斑疹伤寒病,这种病人身上会出现斑疹,浑身发烧,头发脱落……不过,听人说在诺埃施塔特的葡萄园里,有一种泉水能治这种病,说不准喝一些泉水能治好这种病。

于是,一个饱经沧桑的老人和一个身患病痛的青年,就那么艰难地向传说中的“圣水”进发。经过一天两夜,他们终于到达。老人一舀一舀地给格劳贝尔盛着“圣水”,一月后,他居然奇迹般痊愈了。

格劳贝尔思忖着,这种泉水竟然蕴藏着这样神奇的功效!多么神秘的东西呀!究竟包含着什么成分呢?他不得其解。但他却不想放弃,暗下决心一定要弄清楚那泉水到底怎么会成为“圣水”,就像那位好心的僧人帮助自己一样,学习医术,用“圣水”,用自己的知识帮助更多的人解除苦痛。

从这一刻开始,格劳贝尔开始了他漫长的自学之旅。他先后在萨尔斯堡、卡塞尔、巴黎、汉诺城、黑森等城市的药房工作求艺,学得了一手高超的技艺。后来,他有了自己专门的实验室,开始自己配制药品,并进行实验。经过反复实验,他用绿矾石(硫酸铁)制成了浓硫酸,又以此制得了“蓝矾”和“白矾”。从此,他又发明了一系列的药品。当然,他也终于弄清楚了“圣水”起死回生的功效所在,并从中分离出一种“神奇的盐”,拯救了一大批患者。

17世纪60年代初,56岁的格劳贝尔双腿开始麻痹,面部也变得铁青蜡黄,实验室的工作终停了下来,助手们也接二连三地走了,只剩下孤独的老人。八年后,格劳贝尔在孤独寂寞中告别了人世。

格劳贝尔对自己严格要求,扎扎实实地打下基础,一生乐于助人,他热爱祖国,并真挚地追求奉献于他人。在他自己整理的文集和资料中,他曾写下:“要我说,无论是伙计、技师,还是学者都该是高尚的助他的人。为此,就得寻求探索,不管命运如何,都能悟出求索的价值。世上有太多有用的东西,尽管去寻找吧!那就是科学!”

格劳贝尔的一生,可以说是艰难曲折的一生,漂泊动荡的一生。即使在这样的恶劣条件下,他仍坚持研究,取得了杰出的成就,真是令人深感敬佩。但人们的尊敬不仅仅因为他是一位伟大的科学家,更是因为他伟大的人格。

化学开山祖师——波义耳

恩格斯赞扬英国科学家罗伯特·波义耳,说他是“把化学确立为科学”的伟大人物,原因是他于1661年发表的著作《怀疑派化学家》对化学发展产生了重大影响,奠定了化学的基础。同时,化学史家也都把这一年作为近代化学的开始年代。那么,波义耳是怎样一位科学家?在发展化学科学上作出了哪些突出的贡献呢?为什么会得到这么高的评价和地位呢?

波义耳生于爱尔兰利兹莫城的一个贵族家庭。当时的英国正处于资产阶级革命时期,同时,近代科学也开始萌芽并出现。近代科学伟人如物理学家牛顿、意大利的伽利略、德国的开普勒、法国的笛卡尔都生活在这一时期。可以说,波义耳生活在一个巨人辈出的时代,这使他能够站在巨人的肩膀上,高瞻远瞩,作出重大发现。

家境优裕为他的学习和日后的科学研究提供了较好的物质条件。童年时,他并不显得特别聪明,他很安静,说话还有点口吃。但是比起他的兄长们,他却是最好学的。他酷爱读书,常常书不离手。8岁时,父亲将他送到伦敦郊区的伊顿公学学习,3年之后他到当时欧洲的教育中心日内瓦度过了两年。在这里他学习了法语、实用数学和艺术等课程。1641年,波义耳又在家庭教师的陪同下,游历欧洲,年底到达意大利。旅途中即使骑在马背上,波义耳仍然是手不释卷。就在意大利,他阅读了伽利略的名著《关于两大世界体系的对话》。这本书给他留下了深刻的印象,他对伽利略本人更是推崇备至。

17世纪中期,他父亲在一次战役中死去。家庭情况的突变,经济来源的中断,使波义耳回到战乱的英国。在伦敦,他结识了科学教育家哈特利伯,哈特利伯鼓励他学习医学和农业。当时的医生都是自己配制药物,所以研究医学也必须研制药物和做实验,这就使波义耳对化学实验发生了浓厚的兴趣。

为了研究医学,波义耳翻阅了医药化学家的许多著作,同时为自己创造了一个实验室,整日浑身沾满煤灰和烟,完全沉浸于实验之中。

和当时的许多科学家一样,波义耳首先研究的对象是空气。通过对空气物理性质的研究,特别是真空实验,他认识到真空所产生的吸力乃是空气的压力。他做了一系列实验来考察空气的压力和体积的关系,并推导出空气的压力和它所占体积之间的数学关系。在他的著作《关于空气弹性及其物理力学的新实验》中,他明确提出:“空气的弹性和它的体积成反比”。法国物理学家马略特在此后15年也根据实验,独立地提出这一发现。所以后人把关于气体体积随压强而改变的这一规律称作波义耳-马略特定律。这一定律用当今较精确的科学语言应表达为:一定质量的气体在温度不变时,其它的压强和体积成反比。

在化学实验中,波义耳读了不少前人的有关著作,也了解到当时的一些科研成果。这不仅开阔了他的眼界,丰富了他的思想,同时也为他整个实验的安排提供了指导,使他认识到化学在工业生产中所具有的广泛意义,化学不应只限于制造医药,而是对于整个工业和科学都有着重要作用的科学。为此,他认为有必要重新来认识化学,但首先要讨论的是什么是化学。

波义耳根据自己的实践和对众多资料的研究,主张化学研究的目的在于认识物体的本性,因而需要进行专门的实验,收集观察到的事实。这样就必须使化学摆脱从属于炼金术或医药学的地位,发展成为一门专为探索自然界本质的独立科学。为了引起人们的重视,他进一步强调指出:“化学到目前为止,还是认为只在制造医药和工业品方面具有价值。但是,我们所学的化学,绝不是医学或药学的婢女,也不应甘当工艺和冶金的奴仆,化学本身作为自然科学中的一个独立部分,是探索宇宙奥秘的一个方面。化学,必须是为真理而追求真理的化学”。这就是波义耳在《怀疑派化学家》中所阐述的第一个观点——化学应成为一门独立的学科。

为了确定科学的化学,波义耳考虑到首先要解决化学中一个最基本的概念:元素。古希腊哲学家柏拉图认为万物之源有四种基本要素:火、水、气、土,亚里士多德则进一步明确提出构成万物的四元素说。后来医药化学家们提出的硫、汞、盐的三要素理论也风靡一时。波义耳通过一系列实验,对这些传统的元素观产生了怀疑。他指出:这些传统的元素,实际未必就是真正的元素。因为许多物质,比如黄金就不含这些“元素”,也不能从黄金中分解出硫、汞、盐等任何一种元素。恰恰相反,这些元素中的盐却可被分解。

那么,什么是元素?波义耳认为:只有那些不能用化学方法再分解的简单物质才是元素。例如黄金,虽然可以同其他金属一起制成合金,或溶解于王水之中而隐蔽起来,但是仍可设法恢复其原形,重新得到黄金。元素的定义应是具有相同电荷数的同一类原子的总称。这样,波义耳确立了化学最基本的概念——元素的含义。

至于自然界元素的数目,波义耳认为:作为万物之源的元素,一定会有许多种。

现在看来,波义耳的元素概念实质上与单质的概念差不多。这种科学认识是直到20世纪初才清楚的。这就使化学第一次明确了自己的研究对象。

同时,在《怀疑派化学家》一书中,波义耳还强调了实验方法和对自然界的观察是科学思维的基础,提出了化学发展的科学途径。波义耳深刻地领会了培根重视科学实验的思想,他反复强调:“化学,为了完成其光荣而又庄严的使命,必须抛弃古代传统的思辨方法,而像物理学那样,立足于严密的实验基础之上。”波义耳正是这样身体力行的。波义耳把这些新观点新思想带进化学,解决了当时化学在理论上所面临的一系列问题,因此,我们说,波义耳的《怀疑派化学家》可以作为近代化学的开始,他本人也被人们称为化学科学的“开山祖师”。

在波义耳众多的科研成果中,还有几项不能磨灭的化学成就。波义耳常说,要想做好实验,就要敏于观察。这几项成就都是实验中敏锐观察的结果。

在一次偶然的试验中,波义耳发现五信子水浸液和铁盐在一起,会生成一种不会沉淀的黑色溶液,这种黑色溶液久不变色。由此他发明了制取黑墨水的方法,这种墨水几乎用了一个世纪。

在实验中,波义耳还发现,从硝酸银中沉淀出来的白色物质,如果暴露在空气中,就会变成黑色。这一发现,为后来人们把硝酸银、氯化银、溴化银用于照相术上,做了先导性工作。

晚年的波义耳在制取磷元素和研究磷、磷化物方面也取得了成果,他根据“磷的重要成分乃是人身上的某种东西”的观点,努力地钻研,终于从动物尿中提取了磷。经进一步研究后,他指出:磷只在空气存在时才发光;磷在空气中燃烧形成白烟,这种白烟很快和水发生作用,形成的溶液呈酸性,这就是磷酸,把磷与强碱一起加热,会得到某种气体(磷化氢),这种气体与空气接触就燃烧起来,并形成缕缕白烟。这是当时关于磷元素性质的最早介绍。

波义耳之所以取得这么大的成就,都是因为他勤奋学习、多做实验的结果。

环境对人的成功也是有很重要的作用的。波义耳之所以取得这么大的成就,就是因为他生活在近代科学的萌芽时期,这就使他能够站在巨人的肩膀上,看得更高,望得更远。那么,我们应该怎样做呢?

卡文迪许的故事

在化学史上,人们把“氢元素的发现”与“发现和证明了水是氢和氧的化合物”这两项重大成就,主要归功于英国化学家和物理学家卡文迪许。

卡文迪许出生在英国一个贵族家庭。父亲是德文郡公爵二世的第五个儿子,母亲是肯特郡公爵的第四个女儿。早年卡文迪许从叔伯那里承接了大宗遗赠,父亲逝世后,又给他留下大笔遗产。这样他的资产超过了130万英镑,成为英国的巨富之一。

同类推荐
  • 青少年必读经典(青少年一定要读的成语故事)

    青少年必读经典(青少年一定要读的成语故事)

    本书收有“永不放弃”、“高级享受”、“医生吓死病人”、“贫困中的尊荣”、“嫁给哪一个”、“再多给自己一次机会”等近160篇小品文。
  • 说话的魅力

    说话的魅力

    说话是为了沟通和交流,但是把话说好并不容易。在本书中,作者用生动的故事和实用的方法,帮助你培养说话的能力,提高说话和演讲的水平,在不同的场合选择不同的说话技巧。从而学会“说话”,让你说的话充满魅力。
  • 青少年应该知道的生态学

    青少年应该知道的生态学

    本书能帮你了解:生物和它们生活的环境的关系到底是怎样的,人们研究这一关系的目的又是什么等。
  • 别惹女生

    别惹女生

    本书是快乐少年第四辑之整蛊校园之一,是一部全面反映小学生校园生活的小说,生动有趣描述了小学生的成长经历,肖小笑,“铁三角”中的老大,班长,学习好,头脑灵活,是谋划把老师搞掂的主谋,还有“铁三角”中的唯一女生田田和军师范弥胡,当严肃可爱的老教师石老师碰上这群捣蛋鬼时,她该如何接招?本书生动,幽默,情节简单,适合广大青少年读者。
  • 开启青少年智慧的创意故事

    开启青少年智慧的创意故事

    本书以挖掘和激活青少年创新潜能和创意思维为主线,以培育青少年的创新精神和相关实践能力为核心,通过一个个生动活泼而又不失深意的创意小故事,为当代新锐青少年推开了一道思维之门,这里有为平淡生活着色的奇思妙想,有奇峰迭起的经商致富创意,更有曾在人类历史长河中激起朵朵涟漪的重大发明发现……
热门推荐
  • 天地风云榜

    天地风云榜

    从小不甘于被别人安排命运的人,偶遇名师传授绝学,艺成下山后辅佐名主降妖除魔的故事
  • 偷心小甜妹

    偷心小甜妹

    “茵茵乖,跟熊熊在这里等妈咪,妈咪去那边找朋友,一会就回来喔!”石庆澜忍住泪水,摸摸女儿娇嫩的小脸蛋。“好。”五岁的小女孩甜甜答道,小手抓着泰迪熊,乖乖坐到妈咪指定的位置。“茵茵,乖乖坐在这里不许乱跑,如果有人跟你说话,给你东西吃,你也不许搭理,否则妈咪会生气喔!”
  • 斗破苍穹后传之萧舜传奇

    斗破苍穹后传之萧舜传奇

    大千世界,邪族入侵,炎帝武祖牧主战邪神。魂帝回归,魂天帝复活,斗气大陆浩劫再次到来!炎帝未在,不知何人能够抵御强敌?……“犯我斗气大陆者,必诛之!”萧族萧舜,自号舜帝,力挽狂澜灭双帝……斗气大陆,舜帝独占一格。大千世界,主宰有何作为?我自生得炎帝后辈,岂能一世为庸人!斗气大陆,日新月异,还看后世破苍穹!
  • 浮生梦华第一梦血色轮回

    浮生梦华第一梦血色轮回

    她是圣域第一金牌杀手,遭到同伴的背叛,意外陨落。再次睁开眼睛,她成为了墨王府唯一的“小世子”。神秘的圣域首领司徒玦再次表露行踪,随之引出的是一个惊天阴谋。当一切水落石出之时,七颗异星缺一不可,最后的那人又是谁?
  • 白虎神别惹我

    白虎神别惹我

    一万岁时她曾孤身一人灭了当时神界十大邪教之一的青龙教一万零十五岁时她被推入神界圣灵泉中,昏迷十个月与此同时,另一个世界自己灵魂也已破灭,回归本体醒来后,男子找到她解封灵决,她性命遭威胁不久后,又因一时大意堕入低等位面----灵界与此同时的神界,林洛玖白虎上神身份被窃,她也终于开始意识到重要性至于那威胁林洛玖的男子?十分嫌弃面前这个丫头,仇人一大堆!狡猾得不得了!而且,经常惹祸!慢慢的,他似乎发现……那不是麻烦,是……机灵可爱吧?谁能相信,那个冷血无情,邪魅一世的冥帝殿下,竟然,有朝一日也被拿下了?“丫头,本该属于你的位置,就要拿回来。”
  • 血纹暗影

    血纹暗影

    血之纹章,力量的象征,权力的象征,金钱的象征,
  • 纳米战姬

    纳米战姬

    人类这个词成了过去,现在满世界都是杀人的机械。零作为人类最后的希望被制造出来,可是制造她的人却早已不在。一个完全陌生的危险世界,新生儿一样的零将如何生存,生存的意义又是什么?
  • 天行

    天行

    号称“北辰骑神”的天才玩家以自创的“牧马冲锋流”战术击败了国服第一弓手北冥雪,被誉为天纵战榜第一骑士的他,却受到小人排挤,最终离开了效力已久的银狐俱乐部。是沉沦,还是再次崛起?恰逢其时,月恒集团第四款游戏“天行”正式上线,虚拟世界再起风云!
  • 汉魏南北朝墓志汇编

    汉魏南北朝墓志汇编

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。
  • 拐个狐狸做夫君

    拐个狐狸做夫君

    『妖妖白叶,白叶妖妖』作为一个极品废物将军,沐挽叶的第一要务就是:废物,废物,再废物,青楼.花楼玩个遍,美男美女都是自己的。但是,一直以来都没有被看出女儿身,为什么一眼就被臭狐狸看出了,臭狐狸还是个妖,唉,不过长的还不错,害羞起来好可爱,那么,沐挽叶的第一要务改为:调戏狐狸