燃素:世纪幻想无名氏No.62062875 只看PO
2024-04-17(三)11:26:29 ID:gsQF8XE 回应
记述一段化学与炼金术之间的过渡历史，那或许是我们离火球术最近的一段时间。
本文大段内容摘改自湖北科学技术出版社出版，叶永烈著，《趣味化学》2013年第一版。
无标题无名氏No.62074170
2024-04-18(四)09:54:33 ID: gsQF8XE (PO主)
崩塌
1745年1月，在俄罗斯彼得堡科学院的全体大会上，一位宽肩膀、高个儿、头上戴着假发的院士，在大声地宣读着自己的论文：《论冷和热的原因》。
这位30多岁的院士，在论文里提出了一个崭新的观点：他不同意科学界中最流行而又最普遍的关于冷和热的看法——冷是由于物体中含有“冷素”，热是由于物体中含有“热素”。他认为，冷和热的根本原因，就在于物质内部的运动！
这是一个前所未有的观点，这是一个向当时最流行的关于冷和热原因的理论的大胆挑战。
宣读这篇论文的科学家，就是俄罗斯彼得堡科学院院士米·华·罗蒙诺索夫，俄国科学史上的彼得大帝。
罗蒙诺索夫诞生在俄罗斯北方荒僻的德维斯基县米沙宁斯卡雅村一个渔民的家里。小时候，罗蒙诺索夫常常跟着他父亲一起出海捕鱼。
罗蒙诺索夫从小就非常好学，可是，他家里很穷，父亲又目不识丁。他在不随父亲下海的日子里，就常常到邻居伊凡·舒卜依家里去。舒卜依是村子里一位有学问的人，罗蒙诺索夫从他那里学会了读和写。他还向舒卜依借了许多书，一空下来，就贪婪地读着。很快地，他念完了他在村子里所能借到的所有的书籍。
强烈的求知欲，驱使罗蒙诺索夫在19岁的时候，便离开了故乡，到莫斯科去求学。他怕他的父亲不让他走，在一个北风呼啸着的寒夜，他趁家里的人都睡着时，穿着两件单薄的衬衫和一件光板的皮袄，带着舒卜依借给他的3个卢布，偷偷地离开了家。由于身边仅有3个卢布，他不得不冒着严寒，从故乡一直步行到遥远的莫斯科！
经过了长途跋涉，1731年1月初，罗蒙诺索夫终于来到盼望已久的莫斯科，并以优异的成绩，考进了当时莫斯科唯一的高等学校——斯拉夫一希腊一拉丁语学院。
无标题无名氏No.62074171
2024-04-18(四)09:54:51 ID: gsQF8XE (PO主)
在斯拉夫一希腊一拉丁语学院里，罗蒙诺索夫第一次走进了图书馆，看到那么多的书籍，他简直象一个饿汉闯进一个放满白面包的厨房里一样，贪婪地读了起来。
罗蒙诺索夫以惊人的勤奋和顽强的精神学习着，在一看时间里，就学完了三年的课程。在这个学院里，他并没有念完最后一个学期，因为这个学院所讲授的知识，已经不能满足他的需要了。他很想探索大自然的秘密，但是，这个学院并没有自然科学方面的课程。由于罗蒙诺索夫成绩优异，他被选派到彼得堡去，在那里的科学院附属的大学里学习。
罗蒙诺索夫来到彼得堡后，还不到一年，随即又被派到德国去学习冶金和采矿。在德国，罗蒙诺索夫得到了实际的锻炼，成了一个知识渊博的人。
由于罗蒙诺索夫平时刻苦学习，善于观察和分析自然界各种现象，使他的科学思想，远远地超过了他的同时代人。
罗蒙诺索夫首先向“热素学说”开火。在《论冷和热的原因》这篇著名的论文里，他写道：
“在我们这个时代，把热的原因归结到某种特别的物质，大多数人管这种物质叫做热素，另外一些人管它叫做以太，还有些人甚至叫它火素。大家认为物体里所含的热量越多，那就是它所含有的热素越多……这种看法，很多人的脑子里，已经是那样根深蒂固，以至在各种物质学的著作里也可以到……”
但是，罗蒙诺索夫认为这种“热素”是人们凭空臆造出来的东西。他在《化冷和热的原因》一文中问道：这种热素是从哪儿来的呢？
例如：“……在冬季严寒的天气中，这时好象不该有什么热热素存在了吧，但是，一点星星之火，会烧掉一大堆火药，燃起熊熊烈焰，这热素又是从哪儿来的呢？是由于什么奇怪的性质，使燃素一下子聚拢来的呢？难道它会在瞬息之间跑来又跑回去吗？……显然，这不仅和经验相矛盾，而且不合乎常情。”
罗蒙诺索夫接着写道：“许多动物并不吃什么热的东西，可是，它们却浑身温暖，甚至能够把经们附近的东西也变得暖和起来。热素的拥护者和辩护者们，请解释一下，热素是怎样跑进动物身体里去的？是不是它跑进去的时候是冷的？但是，‘冷的热素’——这岂不是和潮湿的干燥、黑暗的光明、柔软的刚性或者四方的圆一样荒廖滑稽吗？”
罗蒙诺索夫得出结论说，这种虚无缥缈的“热素”，实际上并不存在！
无标题无名氏No.62074172
2024-04-18(四)09:55:06 ID: gsQF8XE (PO主)
冷和热的原因究竟是什么呢？
罗蒙诺索夫回答道：“大家都知道得很清楚，运动会引起发热，双手互相摩擦会感到温暖；火镰打击燧石会迸出火花；接连用力锻打铁块，铁块会灼热到发红。但是，如果让它们停止运动，那么，热量就会逐渐减少，而产生的火也就熄灭了。”
但是，也有些物体看上去并没有在动，却也能发热，例如，熄在燃烧的时候，这些热又是从哪儿来的呢？难道这也是由于运动的结果而产生的吗？
罗蒙诺索夫的回答是——同样由于运动而产生的，他说：“因为物体能够按照两种方式来运动：一般的方式，是这时候整个物体不断地改变自己的位置，物体内部的粒子却是相对静止的；另一种是内部运动的方式，就是物质内的、感觉不到的粒子的位置在不断地改变。又因为在最激烈的一般运动的时候，常常不会产生大量的热，而在没有这种运动时却会产生大量的热，可见热的产生主要是由于物质内部的运动引起的。”
罗蒙诺索夫最后总结道：“十分明显，热的主要基础在于运动。既然运动不能脱离物质来进行，那么，热的根本原因必定是某种物质在运动。”
按照现代物理学的观点看来，罗蒙诺索夫的论断是正确的：所谓“感觉不到的粒子”，实际上就是分子。热，就是物体内部分子所作的不规则的运动。
物体越热，它内部分子的运动就越厉害。一块铁，在平常是固体，内部的铁分子，中只是在作微小的振作，就好像一个不倒翁似的那里左右摆动。如果把铁加热到摄氏一千多度，铁分了的运动就会大大加剧，它不再是作微上的振动，而是离开了原先的位置到处乱撞瞎逛——铁变成液体了；要是再地加热，铁分子的运动会得更为厉害——铁液沸腾，以至变成铁的蒸气。
在最冷的温度——绝对零度（-273.16℃）时，物质内部的分子，几乎停止了振动，安静得象摇篮里睡熟了的婴孩似的。
无标题无名氏No.62074174
2024-04-18(四)09:55:22 ID: gsQF8XE (PO主)
罗蒙诺索夫的论文，引起了科学界的争论。《论冷和热的原因》这篇论文，用拉丁文印在科学院的刊物上，送给各国科学院、大学和图书馆。许多国家的杂志，也都纷纷翻译和转载了这篇不寻常的论文。
但是，罗蒙诺索夫这种大胆的见解，也受到了许多守旧派科学的讥笑和反对。
在1745年1月25日的俄罗斯科学院的会议记录上，便曾记载着这样的话：“这位副研究员（指罗蒙诺索夫）钻研关于冷和热的原理的目的和努力是值得赞许的，但是他似乎过于急躁从事于这件超过了他能力的工作；尤其是当他企图对各种物质运动原理进行探讨的时候，他丝毫没有足够的证据。”
接着，这份记录还指责罗蒙诺索夫不应该攻击光荣的波义耳。尤其是当时掌握站俄罗斯科学院大权的德国科学家们，更是看不起这位俄罗斯科学家的工作，认为罗蒙诺索夫是“完全错误的”。
其实，这不足为奇，有哪一种新的理论，当它诞生时，而不受到守旧派的攻击呢？有哪一种新的理论，不是在和守旧派激烈的斗争中成长起来的？
真理是多助的，真理是走遍天下都不怕的。这了50多年，罗蒙诺索夫的见解，得到了两位科学家有力的支持。
一位科学家叫伦福德，他是美国人，移居到德国工作。1798年，伦福德在慕尼黑造大炮。伦福德国用钻头往圆钢中钻孔，制造炮筒。他发现，没钻多久，钻头热了，炮筒也热了，热得烫手！
伦福德感到奇怪：为什么会发热呢？热量是从哪儿来的呢？
热素学者们说：大抵是钻头与圆钢发生化学反应，产生了热。
伦福德不相信热素学说那一套，他认为：“热可由运动产生，它决不是一种物质。”伦福德仔细检查了钻头和圆钢，果然，它们并没有发生化学变化。
热素学者们说：也许是钻头把金属中的“潜热”——潜藏着的热素，给钻出来了。
伦福德驳斥道：“潜热”是什么东西？从哪儿钻出来？我不停地钻，钻头就不停地发热，哪来那么多“潜热”？
热素学者们说：大约是周围物体的热素跑了进来。
对这处说法，另一位著名的英国科学家戴维在1799年进行了一个新的试验，给了热素学者们当头一棒。
戴维把两块冰在真空中摩擦，周围的温度低于摄氏零度。照理，周围物体的“热素”是不可能跑到冰中去的。然而，这两块冰经过互相摩擦，居然都融化成水了！
戴维认为，热是“一种特殊的运动，可能是各个物体的许多粒子的一种振动。”
然而，热素学说仍顽固地盘踞在科学界，为当时的大多数科学家所接受。一直到19世纪50年代，人们还多半相信热素学说，毕竟波义耳的实验是实打实打。
但，波义耳的实验做对了吗?
无标题无名氏No.62074188
2024-04-18(四)09:56:12 ID: gsQF8XE (PO主)
末路
1756年，罗蒙诺索夫为了进一步用实验、用事实来批驳波义耳的理论，重新做了波义耳关于金属在加热后重量增加的实验。
同波义耳一样，罗蒙诺索夫的实验，也在密闭的玻璃瓶中进行，以便研究金属由于单纯的受热是否会增加重量。
这时，离波义耳当初在英国牛津所做的这个实验，已经有80多年了。在这80多年间，不知有多少著名的科学家重复地做过波义耳的实验，都得出跟波义耳的结果——金属在密闭的容器中煅烧后增加重量。这件事，在人们看来简直是已成定论，不可动摇的事实了。但是，罗蒙诺索夫所得的实验结果，却与波义耳的恰恰相反：在密才的玻璃瓶里加热金属，重量并没有增加。
这是怎么回事呢？
罗蒙诺索夫是这样进行自己实验的：他把金属放在一只曲颈甑里，把曲颈甑的瓶口封闭起来，然后连曲颈甑一起放在天平上称好重量。接着，就拿去进行加热。等加热完毕，曲颈甑里的金属表面已经蒙上了一层渣滓。把曲颈甑冷却，仍旧密闭着瓶口（不打开塞子！）放在天平上称量。这样，前后称得的重量完全一样。
罗蒙诺索夫的实验和波义耳的实验的不同之处，主要就在于：罗蒙诺索夫在整人实验过程中，都一直把瓶口密闭着，没有打开。而波义耳呢？他虽然在加热时密闭着瓶口，但是，在刚刚加热完毕，他却立即把瓶口打开，正如他自己在论文中所写的那样；“这时外面的空气发出了丝丝的声响，冲进了容器。”
波义尔的错误，就在于他虽然听到了这“丝线”的声响，却忽视了。
在罗蒙诺索夫的实验中，虽然金属在加热时，由于同瓶中的空气（主要是氧气）相化合而部分变成渣滓（主要是氧化物），但是，瓶口始终是封闭着的，瓶外的空气不能进入瓶里，因此瓶子的重量在加热前后依然不变。
而波义耳呢？正如罗蒙诺索夫所指出，那是因为波义耳最后把瓶子打开，瓶外的空气带着丝丝的声响闯进来：“毫无疑问，这些不断地在金属表面流动着的空气微粒，会金属相化合，因而增加了它的重量。”
罗蒙诺索夫用铁一样的事实，证明波义耳错了。他写道：“这个实验说明了光荣的波义耳的意见是错误的，因为卫绝了外界的空气，煅烧后的金属重量保持不变。”
罗蒙诺索夫用铁一样的事实，证明了80多年以来那些按照波义耳的方法“照方配药”般的实验，也都错了。
无标题无名氏No.62074192
2024-04-18(四)09:56:31 ID: gsQF8XE (PO主)
世界上最容易的事，莫过于踩着别人的脚印走。这样做，如果前面那个人走错了路，莫过于踩着别人的脚印走。这样做，如果前面那个人走错了路。因循守旧的人，就象老是围着辗子打转转的驴子一样，永远不能走别人所没走过的路，发现别人所没有发现过的东西。
既然波义耳的实验结果是错误的，那么，他所提出的“理论”——有什么玄妙的“热素”穿过瓶壁钻进瓶子和金属化合——也就犹如摧柘拉朽，不值一驳了。因为事实是理论的基础，是理论的根据。只有建立在可靠的事实的基础上的理论，才能成为可靠的理论。一旦所的事实动摇了，那么犹如一座建筑在沙滩上的高楼大厦一样，那“理论”势力要倒坍。