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化學元素週期律的發現，是19世紀自然科學的重大成就之一。它不僅給自然科學特別是化學的發展以巨大的影響，而且對辯證唯物認義自然觀的確立和發展也起到了不可低估的作用。但是，在這一規律發現的前前後後，卻經歷了艱難而曲折的鬥爭，其中，自然科學家們表現出的追求真理，堅持真理，不懼冷嘲熱諷、輿論非難和權威壓抑的科學精神，給後人留下了極為深刻的教益和啟示。 19世紀的頭十年，是化學發展史上令人矚目的十年。在這短短的時間裡，新發現的元素竟達14種之多。它們比18世紀以前人類全部認識的元素三分之一還多。 這些新元素的發現，一方面使1789年拉瓦錫（Lavoisier，1743－1794）提出的四類（即氣、非金屬、金屬、土質）元素分類法受到了嚴重的衝擊而瓦解，同時，又在化學家面前提出了一系列新的問題。 自然界裡究竟有多少種元素？未知元素的尋找有無規律可循？新元素的性質是怎樣的？其性質能否預測？ 所有這些問題都集中在一個焦點上：元素之間有無內在的必然聯繫，是什麼樣的聯繫？ 正是這個問題迫使人們對已知元素不得不進行深入的重新認識。 1829年，德國的化學家貝萊納（J．W．Dobereiner，1780－1849）首先敏銳地察覺到已知元素所表露的這種內在關係的端倪：某三種化學性質相近的元素，如氯，溴，碘，不僅在顏色、化學活性等方面可以看出有定性規律變化，而且其原子量之間也有一定理的關係，即：中間元素的原子量為另兩種元素原子量的算術平均值。這種情況，他一共找到了五組，他將其稱之為「三元素族」。 儘管他找到的規律僅能說明局部，而且使人感到偶然性的成份更大，但是，這種從事物本身來說明事物，尋求聯繫，由定性到定量的過渡卻代表了本質上正確的新方向，開了尋找元素間規律的先河。 在此之後，長達40年的時間裡，這方面的探索工作一直沒有停止過，總計有90起之多，其中具有代表性的如： 1857年，法國人尚古多（B．De Chancortois，1820－1886）提出的關於元素性質的《螺旋圖》； 1864年，德國的邁爾（J．L．Meyer，1830－1895）發表的《六元素表》； 1865年，英國人紐蘭茲（J．A．R Newlands，1837－1898）發表的關於元素性質的《八音律》等等。 從《三元素組》到《八音律》的三十多年間，被組織起來的元素越來越多，它們之間的規律性也越來越明顯了。在這些向真理逼近的工作中，科學家們付出了巨大的代價，鋪平了通向打開週期律大門的道路。 1869年，同1842年因能量守恆與轉化定律被幾個人不約而同發現而載入物理學史冊一樣，元素週期律由門捷列夫（⑸．⑽．Meh⑸e⑽eB,1834-1907）和邁爾同時提出而載入化學史冊。 然而，新生事物的出現往往不是一帆風順的。週期律的探求者們不僅要在同自然界的奮鬥中耗費精力，而且還要承愛來自社會方面的攻擊和非難。 在法國，尚古多的《螺旋圖》受到了巴黎科學院的冷遇。他雖然在1862年和1863年先後把有關這方面的三篇論文、圖表和模型送交科學院，但一直沒有被接納； 在德國，邁爾的《六元素表》由於遭到非難，在當時也未能及時公佈於世； 在英國，紐蘭茲在化學學會上提《八音律》時，不但沒有受到歡迎，反而遭到了嘲笑。英國化學學會會長福斯德森教授還當場質問紐蘭茲：「是否嘗試把元素按字母的順序排列，這樣可能得到更精彩的符合！」英國化學會也拒絕發表他的論文。 在俄國，門捷列夫的阻力更大。一些知名的學者，包括他的導師，「俄羅斯化學之父」沃斯克列森基教授和化學界權威齊寧一開始就不支持他從事這項研究，嘲笑他不務正業。還訓斥他說：「到了幹正事、在化學方面作些工作的時候了！」 還有一些人說什麼，門捷列夫的週期律是科學研究中「不能依靠」的「一種普遍分類法」，來加以排斥和貶低。 對於門捷列夫的這些工作，連邁爾也曾表示過懷疑，認為他在「薄弱」的基礎上來修改當時公認的原子量，是近乎「魯莽」的行為。 更有甚者，一些人竟對此報之以挖苦和譏諷：「化學是研究業已存在的物質的，它的研究結果是真實的無可爭辯的事實。而他（指門捷列夫）卻研究鬼怪——世界上不存在的元素，想像出它的性質和特徵。這不是化學，而是魔術！等於癡人說夢！」 這種幾乎來自當時所有科學大國，學術權威的冷落，嘲諷，壓制和詆毀，使這一科學發現本來就十分曲折的道路，變得更加陡峭和險峻，其結果是令人痛心的。 尚古多的研究成果被推遲了整整20年，直到1889年，1891年才先後被翻譯出版，這不僅在一定程度上影響了對元素週期發現的進展，而且使法國科學界沒有起到在這一重大發現中應起的作用； 紐蘭茲在英國科學界和權威的巨大壓力下，不得不放棄這一重要理論問題的探索，轉向制糖工藝的研究，這不僅使本來頗具希望的紐蘭茲本人失去了進一步深入研究，獲得更好成果的可能性，也使英國化學學會和權威們不得不承受歷史上的難洗之恥；即使週期律發現之後，由於種種原因，使這一重要的科學成果仍遲遲不為科不界公認。 經過五年多的沉默，事實終於說話了。 1875年，門捷列人根據週期律所作出的對新元素的預言第一次得到了證明：法國人布瓦博德朗（P．E．L de Boisbaudran，1838－1912）發現的新元素「鎵」（Ga）正是門捷列夫預言的「類鉛」。 1879年，瑞典化學家尼爾森（L．F．Nilson，1840－1899）發現了新元素「鈧」（Sc），又一次證實了門捷列夫預言的「類硼」，是完全正確的。 1886年，當德國科學家克勒（C．A．Winkler，1838－1904）看到自己發現的「鍺」（Ge）正是門捷列夫在16年前就已預言過的「類硅」時，驚奇之餘，用一段極為精采的話說明了這一科學發現的無可爭辯的真理性：「再沒有比『類硅』的發現能這樣好地證明元素週期律的正確性了，它不僅證明了這個有膽略的理論，它還擴大了人們在化學方面的眼界，而且在認識領域裡邁進了一步！」 恩格斯也曾高度地讚揚了週期律的發現，他說：門捷列夫完成了科學上的一個勳業，這個勳業可以和勒維烈計算尚未知道的行星海王星的軌道的勳業居於同等地位。 歷史是現實的一面鏡子。儘管元素週期律從發現到現在已經過去了一百多年，當時週期律發現者面臨的那些烏去早已消散殆盡，但是認真從中汲取有益的教訓，對今後科學發現盡量減少不必要的阻力，仍是大有裨益的。 回顧19世紀初自然科學發展的情況，正如恩格斯所指出的那樣：當時，「經驗自然科學積累了如此龐大數量的實證的材料，以致在每一個領域中有系統地和依據材料的內在聯繫把這些材料加以整理的必要，就簡直成為無可避免的」。這種形勢，迫使自然科學家面對理論思維，每一個科學家都面臨著一種選擇：要麼適應這種形勢，適應客觀辯證法運動規律作出貢獻；要麼站在對立面上，自覺不自覺地成為科學前進的阻力。 門捷列夫是屬於哪一種呢？還是看一看他自己的回答吧：「人們不只一次問我，根據什麼由什麼思想出發而發現肯定了週期律？讓我盡力來答覆一下吧！……當我考慮物質的時候……總不能避開兩個問題：多少物質和什麼樣物質？就是說兩種觀念：物質的質量和化學性質……因此自然而然就產生了這樣的思想；在元素的質量和化學性質之間，一定存在著某種聯繫，物質的質量既然最後成為原子的形態，因就應該找出元素的特性和它的原子量之間的關係」。 顯而易見，他是屬於前一種人：在客觀上，門捷列夫順應了自然科學辯證發展的形勢，在主觀上，他又在自己的科學研究中，自發地站在唯物主義立場上，運用了辯證法的相互聯繫思想和量變質變等規律。正因為如此，他才勢如破竹，高屋建翎，不僅一舉完成了週期律的發現，而且在幾方面都要比進行同樣工作的人勝過一籌。他認識到了，當時人們的認識可能帶有的片面性（原子量並非絕對的標準）；經驗材料的局限性（原子量測定可能有錯誤）；人們認識的發展性（留出了新元素的空格）；自然科學的可利用性（預測新元素的性質）等等。 也正因如此，他所制定的週期律就具有高度科學創造性和驚人的預見性，能經受百多年來科學實踐發展的各種檢驗，如惰性元素的發現，元素特徵X射線譜，核外電子結構和量子力學理論，同位素，放射性元素等的一系列考驗，成為科學的真理。 門捷列夫在發現週期律的前後，所遇到的各種阻力，歸根結底是形而上學自然觀統治的結果。「這個陳腐的自然觀，雖然由科學的進步而被弄得百孔千瘡，但是它仍然統治了19世紀整個上半葉，並且一直到現在，一切學校裡主要還在講授它」。「儘管自然過程的辯證法性質以不可抗拒的力量迫使人們不得不承認它，因而只有辯證法能夠幫助自然科學戰勝理論困難的時候，人們卻把辯證法和黑格爾派一起拋到大海裡去了」。其結果，是引起理論思維的混亂和紛擾。這種狀況使得科學發達的民族，也難於站在科學的最高峰。英、法等國科學界，不僅因此而喪失了達到對元素規律性認識的科學高峰的機會，而且探索週期律的科學家都遭到了種種困難。這種非難以各種形式，通過多種渠道，有時潛移默化，有時甚囂塵上，造成這一科學發現前前後後的巨大阻力。而這種阻力，歸根結底是形而上學自然觀作用的結果。它從反面告訴我們，作為一個自然科學家，時刻遵循唯物辯證法，警惕形而上學思想侵襲的重要性。 這裡特別是要指出的是：門捷列夫在發現週期律的過程中，儘管深受形而上學造成的阻力之苦，然而到了晚年，自己卻又以權威、名家的身份，對新的科學發現，如：原子的複雜性和電子的客觀存在持否定態度。他曾說過：我們應當不再相信我們已知單質的複雜性。並宣佈：關於元素不能轉化的概念特別重要……是整個世界觀的基礎等等，而這種而上學思想的侵襲，就阻塞了他進一步揭示科學真理作出重大發現的道路。 今天，當元素週期律同萬有引力定律一樣，已經成為普通中學生所具備的知識的時候，從元素週期發現過程引出的教訓也應為任何一個從事自然科學學習的研究的人的基本常識，那就是：自然科學工作者在時刻注意克服形而上學的哲學影響的時候，不能僅僅滿足於一個自發的唯物主義者，而應當「作一個現代的唯物主義者，作一個馬克思為代表的唯物主義的自覺擁護者，也就是說屬作一個辯證唯物主義者！」。 ------------------ 亦凡公益圖書館掃校 |
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