化学知识的发展与运用古代(中国古代炼金术与化学的发展)

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千百年来，人们的生产和生活的实践已了解物质能互相作用、发生变化，近现代也涌现了一批又一批的杰出化学家，人们的生活也因此发生了翻天覆地的改变。那么近现代化学的起源究竟应该从哪里算起呢？今天，我们的故事将从古希腊的泰勒斯说起，他是人类历史上第一个哲学家，也是一个很有意思的人。

泰勒斯是一个商人，可是他不好好经商赚钱，而是老去探索些“没用”的事情，他喜爱研究天文，经常仰望星空，有一天在45度角仰望星空时竟然不慎掉到一个大坑里摔了个半死，被仆人耻笑。他为了证明自己，继续仰望星空，预测到第二年橄榄会大丰收，然后租下了全村所有的榨橄榄的机器，于是形成了垄断并乘机抬高了价格 *** 赚了一笔钱，以此来证明对哲学家，有智慧的人来说，赚钱，如果他想赚的话，他是可以比别人赚得多的，不过他有更重要的事情要做。

这个更重要的事就是哲学。今天我们要谈的就是他在哲学方面的贡献，他是第一个提出“什么是万物本原”这个哲学问题的人。他不仅提出问题，还给出自己的解答：“水”！他认为“水生万物，万物复归于水！”

泰勒斯认为地球是一个漂浮在水上的圆盘

泰勒斯的徒孙阿那克西美尼则不同意水是基本元素，他认为气（风）才是一切的主宰，进一步解析到基本元素是气，气稀释成了火，浓缩则成了风，风浓缩成了云，云浓缩成了水，水浓缩成了石头，然后由这一切构成了万物。

而赫拉克利特则认为万物由火而生，所以永远处于变化之中。

恩培多克勒（约公元前490-430），综合了前人的看法，再添加“土”，遂有水、气、火、土四元素。柏拉图与他的学生亚里士多德继续发展了这一观点，并指出这四种元素相互作用，就有了热、干、湿、冷四种感觉。

这就是最早的四元素论，西方人试图用四元素来解释世界，这种观念一直沿袭到现在的很多游戏的设计中。

就这样，四大元素理论成为之后两千多年炼金术的基础理论。炼金术是中世纪的一种化学哲学的思想和始祖，是当代化学的雏形。炼金术的主要目标是将贱金属或其他廉价易得的东西转变为贵金属，尤其是黄金。

波兰特是一个落寞的贵族，但是他坚信炼金术的研究能使他功成名就，重新恢复家产。因为他有一个伟大的发现，从一种颜色类似于金的廉价易得的液体中提炼出金，而这种液体，就是······尿。所以他搜集了很多尿液，不停的蒸发蒸发再蒸发。我真不知道他是怎样弄到这么多尿液，又怎么忍受的了这些味道，只知道按照记录，他总共蒸发了5500升尿液，得到125克白色蜡状物体。这种白蜡跟黄金一点都不一样，把它放到空气中很容易自燃，发出奇特的绿光，不热也不会点燃其他物质。他用“冷焰”命名这种新物质，也就是磷现在的英文名“phosphorus”。

波兰特基于颜色相近便想从尿液中提炼黄金的想法，以现代眼光来看，无疑是十分愚蠢的。但是直到19世纪之前，炼金术尚未被科学证据所否定。就连著名的物理学家牛顿也是一个炼金术士。

严格来说，炼金术并不是一门科学，而更像是一门玄学：通过研究各类炼金术的著作包括牛顿的手稿就会发现它们对实验表述含糊不清，几乎没有复现性。将化学从炼金术中剥离出来并使之逐渐转化为一门科学的是罗伯特·波义耳。1661年罗伯特·波义耳发表了《怀疑派的化学家》，这本书被认为是炼金术与化学的“分界线”，这本书中记载了波义耳中大量的实验内容，这些实验的描述是十分严谨的，试剂的量具体是多少，如何操作等都记载的十分详细。这种对待实验的严谨态度也使得化学也渐渐成为了一门实验科学。

罗伯特·波义耳（Robert Boyle，1627—1691）

除了实验外，波义耳在理论方面对化学也有很大的贡献。在《怀疑派的化学家》中，批判了四元素说（火、风、水、土），重新定义了元素的概念：不能互相转变和不能还原成更简单的东西为元素。这正是现在出现在我们的化学教材中关于元素的定义的最早版本。

他同时还提出：“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。”这就完全去除了炼金术中的神秘学思想，而将自然哲学思想独立出来一门新的学科：近代化学。波义耳也由此被称为“近代化学之父”。

虽然波义耳的书中批判了古老错误的四元素说，并提出了正确的新理论，但他并没有办法利用实验证明这一点，让这座旧大厦完全崩塌。实际上要推倒这座大厦并不困难，只要证明用其他简单物质可以化合得到四元素中的一种，或是能从四元素中分离出更简单的物质便可以了。第一个有可能完全摧毁这座大厦的是一个叫做卡文迪许的“老宅男”。没错，就是测出引力常数G的那个卡文迪许。

亨利·卡文迪许（Henry Cavendish，1731—1810）

卡文迪许是一个非常害羞的宅男，害羞到甚至连和仆人交流都要使用纸笔而不是直接对话，这种内向的性格使得他终身未婚。他把自己一个人宅在家里，整天玩游戏或是看岛国片每天捣鼓瓶瓶罐罐，直到他死前一天，他还在做实验。

虽然用现代观点看，卡文迪许是个严重的社交恐惧症患者，不过这并不妨碍他的成就之伟大：他的同胞牛顿提出了万有引力定律，而他则是第一个得出了引力常数G的数值的人，并推算出了地球的密度。他还在在电学方面有很多的成果，但是由于一直没有发表，都被欧姆、法拉第、库伦等人捷足先登了，一直到几十年后的麦克斯韦得到了他的文稿，大家才发现这个宅老头是如此之牛，麦克斯韦感叹：“卡文迪许几乎预料到电学上所有的伟大事实。”

卡文迪许首先发现不管变换什么样的酸液，定量的金属只能产生定量的可燃气体，他还确定了可燃气体的比重只有空气的9%。

这个时候，瑞典人舍勒和英国人普里斯特利已经发现了氧气，卡文迪许就用纯氧代替空气进行试验，他不仅证明，试管里的露珠就是水，而且证明了2体积可燃气体和1体积纯氧恰好化合成水。而这基本上就是宣布水不是元素，是可燃气体和纯氧的化合物了。

可惜的是，当时的科学界被燃素说支配，燃素学说是当时化学家们对燃烧的解释,他们认为火是由无数细小而活泼的微粒构成的物质实体。这种火的微粒既能同其他元素结合而形成化合物，也能以游离方式存在。大量游离的火微粒聚集在一起就形成明显的火焰，它弥散于大气之中便给人以热的感觉，由这种火微粒构成的火的元素就是“燃素”。

千万不要小看这个错误，这直接导致了很多问题发生了颠倒黑白的效果。比如，镁在空气中燃烧，（当然，那个时候好像没有合成镁的工艺，只是举个例子而已。）生成氧化镁灰烬，燃素说就认为镁中有两种元素，一种是燃素，一种是灰分。这样一来，氧化镁就变成了单质，镁由燃素和氧化镁组成，反而成了化合物。如此这般下来，物质世界的本质都要被颠覆了。

而我们的“宅老头”作为燃素学说的头号拥趸，他竟然认为可燃气体=水 燃素，而氧气自然就=水-燃素。就这样，老头错失了推翻延续两千余年的四元素说的机会，这也启示我们，只有实验是不够的，没有正确的基础理论，即使实验严谨并得到正确的实验结果，也难以得到正确的结论。

总结：化学知识的发展与运用古代(中国古代炼金术与化学的发展)的介绍到此就结束了，感谢您的支持。