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第七章 基本物質(3)

第七章 基本物質(3)

他先逃到英國,然後來到德國,在那裡擔任巴伐利亞政府的軍事顧問。他深深打動了當局,1791年被授予"神聖羅馬帝國倫福德伯爵"的稱號。在慕尼黑期間,他 還 設計和籌建了那個名叫英國花園的著名公園。

在此期間,他擠出時間搞了大量純科學工作。他成為世界上最著名的熱力學權威,成為闡述液體對流和洋流循環原理的第一人。他 還 發明了幾樣有用的東西,包括滴濾咖啡壺、保暖內衣和一種現在仍叫做倫福德火爐的爐灶。1805年在法國逗留期間,他向安托萬-洛朗·拉瓦錫的遺孀拉瓦錫太太求愛,娶她當了夫人。這樁婚事並不成功,他們很快就分道揚鑣。

倫福德繼續留在法國,直到1814年去世。他受到法國人的普遍尊敬,除了他的幾位前妻。

我們之所以在這裡提到他,是因為1799年他在倫敦的短暫停留期間創建了皇家科學研究所。18世紀末和19世紀初,英國各地湧現了許多學術團體,它成了其中的又一名成員。在一段時間裡,它幾乎是惟一的一所旨在積極發展化學這門新興科學的有名望的機構,而這幾乎完全要歸功於一位名叫漢弗萊·戴維的傑出的年輕人。這個機構成立之後不久,戴維被任命為該研究所的化學教授,很快就名噪一時,成為一位卓越的授課者和多產的實驗師。

上任不久,戴維開始宣佈發現一種又一種新的元素:鉀、鈉、錳、鈣、鍶和鋁。他發現那麼多種元素,與其說是因為他搞清了元素的排列,不如說是因為他發明了一項巧妙的技術:把電流通過一種熔融狀態的物質--就是現在所謂的電解。他總共發現了12種元素,佔他那個時代已知總數的五分之一。戴維本來會作出更大的成績,但不幸的是,他是個年輕人,漸漸沉迷於一氧化二氮所帶來的那種心曠神怡的樂趣。他簡直離不開那種氣體,一天要吸入三四次.最後,在1829年,據認為就是這種氣體斷送了他的性命。

幸虧別處 還 有別的嚴肅的人在從事這項工作。1808年,一位名叫約翰·道爾頓的年輕而頑強的貴格會教徒,成為宣佈原子性質的第一人(過一會兒我們將更加充分地討論這個進展);1811年,一個有著歌劇似的漂亮名字--洛倫佐·羅馬諾·阿馬德奧·卡洛·阿伏伽德羅--的意大利人取得了一項從長遠來看將證明是具有重大意義的發現--即體積相等的任何兩種氣體,在壓力相等和溫度相等的情況下,擁有的原子數量相等。

它後來被稱做阿伏伽德羅定律。這個簡單而有趣的定律在兩個方面值得注意。第一,它為更精確地測定原子的大小和重量奠定了基礎。化學家們利用阿伏伽德羅數最終測出,比如,一個典型的原子的直徑是0.00000008厘米。這個數字確實很小。第二,差不多有50年時間,幾乎誰也不知道這件事。

一方面,是因為阿伏伽德羅是個離群索居的人--他一個人搞研究,從來不參加會議;另一方面,也是因為沒有會議可以參加,很少有幾家化學雜誌可以發表文章。這是一件很怪的事。工業革命的動力在很大程度上來自化學的發展,而在幾十年的時間裡化學卻幾乎沒有作為一門系統的科學獨立存在。

直到1841年,才成立了倫敦化學學會;直到1848年,那個學會才定期出版一份雜誌。而到那個時候,英國的大多數學術團體--地質學會、地理學會、動物學學會、園藝學學會和(由博物學家和植物學家組成的)林奈學會--至少已經存在20年,有的 還 要長得多。它的競爭對手化學研究所直到1877年才問世,那是在美國化學學會成立一年之後。由於化學界的組織工作如此緩慢,有關阿伏伽德羅1811年的重大發現的消息,直到1860年在卡爾斯魯厄召開第一次國際化學代表大會才開始傳開。

由於化學家們長期在隔絕的環境裡工作,形成統一用語的速度很慢。直到19世紀末葉,H2O對一個化學家來說意為水,對另一個化學家來說意為過氧化氫。C2H2可以指乙烯,也可以指沼氣。幾乎沒有哪種分子符號在各地是統一的。

化學家們 還 使用各種令人困惑的符號和縮寫,常常是自己發明的。瑞典的J.J.伯采留?a href='http:///s/dongwu/xiaogou/' target='_blank'>⒚髁艘恢址淺<斃璧吶帕蟹椒ǎ娑ㄔ賾Φ幣勒掌湎@拔幕蚶∥拿旨右運跣礎U餼褪俏裁刺乃跣詞荈e(源自拉丁文ferrum),銀的縮寫是Ag(源自拉丁文argentum)。

許多別的縮寫與英文名字一致(氮是N,氧是O,氫是H等等),這反映了英語的拉丁語支性質,並不是因為它的地位高。為了表示分子裡的原子數量,伯采留斯使用了一種上標方法,如H2O。後來,也沒有特別的理由,大家流行把數字改為下標,如H2O。

儘管偶爾有人整理一番,直到19世紀末葉,化學在一定程度上仍處於混亂狀態。因此,當俄羅斯聖彼得堡大學的一位模樣古怪而又不修邊幅的教授躋身於顯赫地位的時候,人人都感到很高興。那位教授的名字叫德米特裡·伊凡諾維奇·門捷列夫。

1834年,在遙遠的俄羅斯西伯利亞西部的托博爾斯克,門捷列夫生於一個受過良好教育的、比較富裕的大家庭。這個家庭如此之大,史書上已經搞不清究竟有多少個姓門捷列夫的人:有的資料說是有14個孩子,有的說是17個。不過,反正大家都認為德米特裡是其中最小的一個。門捷列夫一家並不總是福星高照。德米特裡很小的時候,他的父親--當地一所小學的校長--就雙目失明,母親不得不出門工作。她無疑是一位傑出的女性,最後成為一家很成功的玻璃廠的經理。一切都很順利,直到1848年一場大火把工廠燒為灰燼,一家人陷於貧困。堅強的門捷列夫太太決心要讓自己的小兒子接受教育,帶著小德米特裡搭便車跋涉6000多公里(相當於倫敦到赤道幾內亞的距離)來到聖彼得堡把他送進教育學院。她筋疲力盡,過不多久就死了。