從“愚昧”到“科學(xué)”-科學(xué)技術(shù)簡史化學(xué)中的革命

1、這個揉在一起來展開敘邊從經(jīng)驗科學(xué)到實驗科學(xué)這是非常重要的一個轉(zhuǎn)變其實泥沙實驗室在清華建立從一個面向大自然的研究i中國的水利科學(xué)轉(zhuǎn)化為進入到實驗室中的硏究那么它所面對的問題i'-無疑要比面對個具體的河流說來 這樣一個實驗室建設(shè)罷深入得多那么在建立他要有一些非常深入笊關(guān)于這個竺輕竺基礎(chǔ)片能把這實驗室建好上任何-1予斗學(xué)感官的現(xiàn)象的思索這樣一個過程當(dāng)它從成為一門科學(xué)的非常深刻的理性思考笊進入到一種深層的那么實際上我們這個課本在18世紀(jì)中間2個化學(xué)完成了它抓住了這樣一個轉(zhuǎn)變有很多說拉瓦錫把卑作孕翌臂嚳詈聖 近代化孝之父蠡褊 主要是因為這個化學(xué)這門科學(xué)它之所以能夠形成命的發(fā)生是分不開的i后來的那

2、樣一個變化這樣一個體系的完成經(jīng)過差不多200年和科學(xué)革命所評 i這樣一個重大的背景化學(xué)中的革命反們今天也是從文藝復(fù)興說起§藝復(fù)興以后的化盤一直說到拉瓦錫的時代這樣一個拉瓦錫的這個時代這個如果說前面的經(jīng)過牛頓的又長了將近100年:么這個又比那個更長我們首先文藝復(fù)興時期化學(xué)怎么樣成為一門獨立的學(xué)科ii接下來成為一門獨立學(xué)科以后7它并沒有像人們想象的那樣就成為在我們今天已經(jīng)熟悉的這樣一個框架中發(fā)展更樣一個燃素說的100年中間化學(xué)又從里面走昨 拉瓦錫和道爾頓使得化學(xué)和物耳u 口 口b到了19世紀(jì) 丹皮爾寫道就是物理和化學(xué)”首先文藝復(fù)興以后比學(xué)也發(fā)生了很大的變電 以前我們知道在中世紀(jì)和東方人的

3、煉丹術(shù)結(jié)合在一起又有了很大的發(fā)展在這個過程中很多反應(yīng)人們了解到了很多具體的物質(zhì)反應(yīng)過程這個化學(xué)是從煉金術(shù)中間1走出來的或者說1化學(xué)是從金丹術(shù)中間走出來的mh很多關(guān)于具體的巳馬?問biritui申f廠 掌握了很多促使這不物靈之扃相互轉(zhuǎn)化的技術(shù)ij 了文藝復(fù)興的時代ag筑晌御實際上它還沒有立刻就進迥 b樣的一種學(xué)術(shù)的化學(xué)中間.它中間經(jīng)歷過了一個（過程） 醫(yī)藥化學(xué)和冶金化學(xué)在文藝復(fù)興時期對這個藥品 藥材的研究藥物的開冬詐有-個如果說 是其中邂大的藥學(xué)麗究中i'聶譽 著名的醫(yī)生帕扌£1耘還有赫爾蒙特也叫海爾蒙特從醫(yī)生的方面從醫(yī)學(xué)的這個角度轉(zhuǎn)向化學(xué)研究的大化學(xué)家另夕大學(xué)問家其實也逐漸在

4、這個時候的最早出現(xiàn)了一些人.中間出現(xiàn)了一些 見們把在生產(chǎn)中罰些動作的要領(lǐng)一些經(jīng)驗一些知識記錄下來跟工匠的傳統(tǒng)結(jié)合得比較緊密這個時候的工匠那么從而向?qū)W者的傳統(tǒng)所以在文還是經(jīng)驗的化學(xué)還量8艮橐種真體的實際的壽要結(jié)合得非常緊密的一種學(xué)理的研究他是其實他也是個紳士他的青少年的時候片 并不是特別上心的他其實學(xué)習(xí)他的家里頭很希望他接受但是他說沒有興趣他說人們在拼命地通過讀書 豐豐輕二里i竺豊了嗎 我還學(xué)什么険足了一種（發(fā)現(xiàn)） 這個最重要的 這個中間他有個最車要的發(fā)現(xiàn)質(zhì)量不滅這樣的一個道理他的這樣一個思想未iin必是覺得水太重要了要把地上的水都聚一起彌翩!e幼商st砸逶那么必須要把水搞清楚以前我們知道離或者

5、說支配煉金術(shù)的這個思想 四元素說是最重要的一個理論 那么亞里士多德那個時候. 改變物質(zhì)的性質(zhì)就可以達到 虐包唇査暫1樣_些思想他想說明什么呢研究要的都是從四元素說中引ill來的'對這樣的一個研究這個中間最重要的那么土在里頭沒仕么衣太的隹用那么柳樹實驗幫助他證明了b種定量的方法和這個質(zhì)量守恒的這樣一個觀念留下來了影響了他后來的人這樣一個研究中間那么當(dāng)時在進科跟今天的化學(xué)差得很遠所以并不是說一這樣的一個充滿了錯誤門 這樣的一個結(jié)論的理論跟今天有關(guān)的這些化學(xué)的工作但是他的世界觀乍為基礎(chǔ)的世界觀它和當(dāng)時的宗教汶樣一種自然認(rèn)識宇頓加入阜家學(xué)貝并不是他搞什么萬有可萬發(fā)明了望鎧那么波義耳在化學(xué)上的1

6、661年叫做第二他是有一個刊物迴他的成就能夠記錄下來現(xiàn)在這個皇家學(xué)會當(dāng)時的那個期刊今天還在持續(xù)地出版-3厶其實那個牛津?qū)W派本身作為自然哲學(xué)的學(xué)淤哲學(xué)實際上是從一個特定的角度對這個化學(xué)來i羈運用到化學(xué)當(dāng)中在這里頭書中有幾個化學(xué)應(yīng)該為自己的理由而存在第一條他就說來進行研究我們應(yīng)該讓化學(xué)成為這樣的一個學(xué)問前面化學(xué)是為醫(yī)藥為冶金為了具體的實用目的但是學(xué)問一旦成為學(xué)問我們今天知道在基礎(chǔ)研究在 大 學(xué) 里但我將來有用的叫基礎(chǔ)研究是不承認(rèn)的慶學(xué)認(rèn)為什么是基礎(chǔ)研究就是學(xué)術(shù)導(dǎo)向行竺究就是學(xué)術(shù)在學(xué)問上認(rèn)為這樣的一個研究必要清華工學(xué)院在中國的工科教育歷史上并不是最早的覺得清華建立士韋崩也不是最大的個最大的不同和其它

7、的那些大學(xué)最大的不同i就是像上海交大 像這些都是在洋務(wù)運動以來那么清華當(dāng)時的工科是水利還有機械這個都是當(dāng)時在國際上在國外發(fā)展很快電機是跟著物理學(xué)陸電油航我們眾1 二一這樣發(fā)展起來的以物理學(xué)為基它實際上清華的這些教授們當(dāng)時的理念也是不同的 不僅僅是為國家來培養(yǎng)人才 這個工科要為工學(xué)要為學(xué)科本身的建t讓學(xué)術(shù)為自身的目的而發(fā)展的波義耳這句卡要把這樣一個學(xué)科本身的建設(shè) 乍為自己存在和發(fā)展的理它自己的理由而存在”實際上對當(dāng)時的化學(xué)界說杲當(dāng)時化學(xué)發(fā)展的i有很大的影響 個重要的標(biāo)志重要的一個結(jié)果引入到自己的他給元素下了-個清楚聲 在科學(xué)革命的時揺其實對多數(shù)的化學(xué)家而言元素是什么于頓的體系在物理學(xué)中間seoi

8、ei融卻因為他們認(rèn)識至！ 里解這個世界的變化機制并沒有立刻就影響到化學(xué)家影響到化學(xué)家們的工作園冒些fel*還仍然在煉金術(shù)以來的這樣的一種對元素的理解中間門的心目豐在牛頓力學(xué)產(chǎn)生的他們的世界基礎(chǔ)就是i這樣一個時代中同那本自然哲學(xué)數(shù)學(xué)原理1也說元素是,甚至比牛頓的一點也沒有摻雜的物體1它不能用任何其它物體造成也不能彼此相互造成還和某種具體的這種需求那樣的一個世界里頭已經(jīng)從那樣一個四元素說的其實那么真正的只有沿著波義耳說的那樣它才很快地走向自己的這種概念和理論的系統(tǒng)化才后來真正的有了更大巴 同時這種進步昴具體的實際的需求又更深刻地影響著人們的實單 7世紀(jì)的化學(xué)的實驗室中間我們很難獲得這樣一種來自外界

9、的對科學(xué)的支持我們?nèi)绻晃兜娜ジ矔叩揭环N迷途當(dāng)中這樣的一種需求走弱學(xué)其實就進入到f燃素說我們在這個化學(xué)的但是;這一段卻受到了高度的肯定化學(xué)是研究變化的有一個study of the change旦這個非常直觀而§從希臘人開始自然是什么變化的學(xué)問化學(xué)就是研究變化的學(xué)問他認(rèn)為自然的你要想知道那么自然的一個根本的東西渥了這.就是在變化 就理解了自然希臘人也不是說火就是萬物的基礎(chǔ)因為他們認(rèn)識到理解世界的關(guān)鍵在于i埋解這個世界的變化機和論它研究物質(zhì)的結(jié)構(gòu)通過對物質(zhì)的結(jié)構(gòu)理解這就是后來的物理學(xué)通過對物質(zhì)的變化機制的追尋禹確就是要緊密韓予這跟化學(xué)的關(guān)系所以火和變化是連在一起的火是理解這個變化

10、的17世紀(jì)人們同樣也是關(guān)心這個問題關(guān)心這個燃燒的過程那么燃素說實際上關(guān)心火一個變化的機制最早的轉(zhuǎn)化為另外一種形式貝歇爾和他們實際上是師生關(guān)系他的理論的時候燃素的觀念他開始只是說他還是從這四元素說中氣土水火這四種元素他認(rèn)為在變化中四種元素剛才說海爾蒙特說土不重要他的工作主要是對四元素說的并不是同樣重要的在他看來水不重要氣也不重要重要的是土土才是各種各樣的這種物辱 從中演變出來的一個根本于是他把土分成好多種有油狀的還有叫做玻璃狀的有汞狀的火不過是這樣一種變化的條件那么但是豹j他的學(xué)生這丿l曇在這種變化中間的有人說這個燃素被理解成為種火的顆粒于是把這樣的一種觀念和這個質(zhì)點和原子論它是一個過程這個就離

11、得更近了i我剛才說了 100年核心是關(guān)心這個燃素的現(xiàn)象一個很重要的是因為到燃空的i這個附生中間 化學(xué)家們的共同的這樣一種理論的框架晝 從哪兒出發(fā)去理解事物沒有這樣一個很概括性的或者很樸實性的這種理論冶金化學(xué)家按照的觀醫(yī)藥化學(xué)家們也按照 自己的（化學(xué)反應(yīng)）進行著他們的化學(xué)反應(yīng)自己的觀念燃素學(xué)說出現(xiàn)以后他用燃素這樣一個現(xiàn)象所有的可燃物體都是因為它里面打丨lll燃燒的結(jié)果就是燃素從里頭溢出的結(jié)實f那么 是然素叢邏理超巴m（可以用這，一種燃素1事加以說明這個物體中以后一種理解變化的那么當(dāng)這個燃藉飢1 那么它又還原贏碗一種共同的基礎(chǔ)所以很多化學(xué)家都開始用這樣一個觀點去理解化學(xué)的過誇于是一下化學(xué)好像找到了

12、在用燃素這樣一種物質(zhì)的存在 作為整個這種變化的世界基礎(chǔ) 并沿著這樣的去解釋變化電翌竺化i蘭發(fā)現(xiàn)這種變化的機期 箕葫諄嘉都被他們串起應(yīng) 至這樣的二t另訂雀矛訂羊的_種變化痢 韋找一個踹的前懇努力方面努力帛這樣一種技能的掌握得越來越成熟就是剛才想說的種種的工具進行著種種的實驗 狀態(tài)下去非常精致 一個是氣體的發(fā)現(xiàn)2樣一些科學(xué)另它都是可以用燃素理論來解釋這樣一些氣體的而且把這樣一個燃素說曲樣一個觀念本身也給拋棄號尋找一種在這種竺 如現(xiàn)象的統(tǒng)一我們在這方面燃素說卑豎哇續(xù)向著這個目扁k個時代中崗人們對這種變仆的了解川丄丄重要元素之一個牧師海爾斯這是一種技術(shù)的手段他發(fā)明了機彝槽近代科學(xué)進才畫魁爾憲觀魁a【一

13、起機器槽發(fā)現(xiàn)了它在收集氣體中間那就非常有用叫做布萊克也是發(fā)現(xiàn)的叫做二氧化碳二氧化碳當(dāng)時發(fā)現(xiàn)以啟原來的這個傳統(tǒng)化學(xué)中間的曇它馬上就和某種物質(zhì)一下子就吸附在那個上了就和某種物質(zhì)下子就弄至！故固定空氣那個時候二氧化碳再接下來琢克的學(xué)生盧瑟福原子核這個盧瑟福物質(zhì)在空氣中燃燒剩余的氣體莢國人他研究了它可以稱量這個氣體變化衛(wèi)就是我們今天知道的氮氣后來叫濁氣寸人們認(rèn)識空氣的組成它后來也是（有）很大意義的燃素跑出去必須要在空氣中發(fā)現(xiàn)在有的時候才能跑出去 磊些空氣中詁我們把這種空氣叫毒氣空氣它不是一種單一的東西它里面很復(fù)雜至少有兩種就是有助于燃燒的一種是可以燃燒的 i-種是無助于燃燒m接下來這是卡文迪西不是那個

14、卡文迪西實驗寶是捐贈卡文迪西實驗室的個卡文迪西斫箭垂那個人是他的竺大概多少9oo鬱翡當(dāng)時那9000多英鎊蓋了個樓還買了很多儀器等:個時代是很奇怪的一個人開始那第一個哲學(xué)家泰勒斯就是那個時代的一個新人他走路看天一會兒掉到井里了他也是這樣的一個人他其實是很善于交往那么跟人家去參加沙為說兩句把他說跑不好意思趕快就跑回家了 霸景競?cè)蹌?wù)予就給他收起來了 置嘉里bb個麥朗一些用家族留下蘭的財產(chǎn)他一輩子就進行著牛頓萬有引力定律靈個概念他就說過鱷卿礙染觀44這種平萬反比的這個關(guān)系他也曾經(jīng)提到過等都是人們后來經(jīng)過幾十年以后人們才在這方面有了發(fā)現(xiàn)后來發(fā)現(xiàn)其實,sgai 觀他已經(jīng)說到過就是發(fā)現(xiàn)了他認(rèn)為易燃空氣本身

15、就是燃素他本人還測定了這個氫氣的比重収發(fā)現(xiàn)了 7尺這個氧化還原理論拉瓦錫的革命有直接的關(guān)系就是氧氣的發(fā)現(xiàn)戰(zhàn)們今天叫做氫氣發(fā)現(xiàn)氫氣本身是可以燃燒的他把它叫做可燃的空氣氧氣的發(fā)現(xiàn)有很多很多人他發(fā)現(xiàn)能夠非常強烈地助燃都在這方面 實際上瑞典化學(xué)家這個舍勒i他在加熱硝石的時傾他說是一種純粹的空氣i是我們在這兒知道普利斯特列是這j這種各種物體上那么各個物體里頭是不是還會有其它的空氣麗不是說有實用的道理這就是科學(xué)自身的邏蘿 某種氣體能夠依附在 各種各樣的物體當(dāng)中敲?各種各樣的物體說來它是不是還能有容納其它氣體的可能i一個邏輯的一個扌隹論b用的是那個透他就開始找這種氣體 非常高倍的那種透鏡水也是兀素是吧結(jié)果就

16、在氧氣和氫氣都發(fā)現(xiàn)以后卡文迪西 有一次他發(fā)現(xiàn)把這易燃空電 幾乎他說就是純凈的燃巧 于是他把水的生成看作董這兩種氣體的化這個還不是說他把水的生成人家就發(fā)現(xiàn)這個作為下子能夠生成這個氧跑到一起種這種水狀的東西第一個指出來但是他的這樣的一個發(fā)現(xiàn)后來又經(jīng)過拉瓦錫的進一步發(fā)展后來又重新做:他的這個實驗飛斤以義們二在力 燃素說本身作為存最后那么對這樣一個過程化學(xué)家們的確在里頭而這些發(fā)現(xiàn)一旦出來沖擊膜也有了各種各樣的發(fā)戈它對以前的觀念 氣體不再是元素了那么元素和燃素又是個什么樣的關(guān)系呢這個時候當(dāng)人們開始考慮ii那么這個拉瓦錫三向這樣一些問題的時候這個時代就到來了其實他也是一個紳士i巫父親是個席詬2實這個對他非

17、常重妾這是一個著名的畫家給他們畫的這幅肖葆他夫人的繪畫老師跟著這個畫家學(xué)的立瓦錫切的這個工作中間拉瓦錫后來寫了一本化學(xué) 這個新的化學(xué)書化學(xué)原理在那本書里面的插圖蔭書墾昌反應(yīng)這個學(xué)派的這個觀點她都幫他畫下來化學(xué)是什么呢他更明確了還是集中于理解反應(yīng)的機理 那么拉瓦錫把化學(xué)的任竺 他說將自然的物庚竺”使用這種定量蟲種手段把它進一步凝聚到基本的元素ii這樣一些元素這種量化實驗的手段得到的b些重要的實驗他特別用天平用得非常好拉瓦錫的這幾個方面的工作他對反應(yīng)今夭而是用我們這種氧化還原的這種理論去對反應(yīng)加以解釋氧化還原過程中的元素他給以說明最后他的這套理論道爾頓的發(fā)展和物理學(xué)一起耙他們研究世界的基礎(chǔ)建立在個

18、物理的或者化學(xué)的這樣的一個元素的基礎(chǔ)上原子理論科學(xué)家們總說們研究的是客觀的世界 自己是研究客觀世界的是心目（中）的世界不同的學(xué)科的科學(xué)家們和這個世界的圖景 牛頓時代來臨的時候其實有很大的差別egeibmfeehbkba可能已經(jīng)進入到了但化學(xué)家們在那個時候仍然停留在四元素說的這樣后未盡管經(jīng)過了燃素詁人們逐漸的從四元素理論中間掙脫出來但是直到拉瓦錫的這個時代物理學(xué)家們心目中的世界才和化學(xué)家們是統(tǒng)一到一起在牛頓之前這個地上的這樣一些力學(xué)家們心目中的物理世界和天文學(xué)家心目中的是不是 是沒有得到統(tǒng)一的地上的力和天上的力牛頓提出能解決那個問題之前 后來證明是一襦茵地上的引力導(dǎo)致砌理世界自身在不斷地實現(xiàn)著在科學(xué)的進一步地發(fā)展 又逐漸地統(tǒng)一到一起又統(tǒng)一到一起愛因斯坦很長很長時間為眾:匯聚到一起最終他不但把化學(xué)的目的這樣一個意義上戡們的世界才逐漸的統(tǒng)一起來我們非常近代的 就是要集中在對物質(zhì)本身的化學(xué)屬性的研究把我們自然的物質(zhì)還原為它的那些最基本的東西只有掌握了這種最基本的東西還產(chǎn)為簡單和這簡單到復(fù)雜的變化的機制 來把握這個復(fù)雜的世界i來理解這個復(fù)雜的世界拉瓦錫是非常重要的那么他后來是這樣總結(jié)他自己的工作的主要目的也是希望能將明確地表述出來他說我著手這篇雖隨函附記的論述我對這一主題的想法無非是想用新的事實新的這樣一種發(fā)現(xiàn)來證實所以有必要在新的觀念建立新的化學(xué)學(xué)屯而當(dāng)這樣一