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時間：2022-05-07 19:33:29
序論：好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]十篇化學家范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。
戰(zhàn)略引領(lǐng)為導向
熟悉樊澄的人知道，他大學的專業(yè)是有機合成，后來又獲得了北京大學工商管理專業(yè)碩士學位，他還持有高級會計師、高級工程師、注冊會計師等資格。
或許正是因為這種專業(yè)背景，使他的視野并不局限于財務，而是常常站在更高的層面理解財務、運用財務，賦予財務更加廣泛而深刻的功能。難怪他的同事開玩笑稱，樊總關(guān)注的不僅僅是數(shù)字表面的“物理反應”，而是更加重視財務數(shù)據(jù)背后的“化學反應”。這也使他的工作中充滿了創(chuàng)新與質(zhì)變。
樊澄非常重視戰(zhàn)略引領(lǐng)和戰(zhàn)略實施。為實現(xiàn)“競爭實力世界前列、發(fā)展能力持續(xù)增強、客戶體驗獨特美好、相關(guān)利益穩(wěn)步提升”的戰(zhàn)略目標，國航確立了“樞紐網(wǎng)絡戰(zhàn)略、成本優(yōu)勢戰(zhàn)略、資源聚合戰(zhàn)略、產(chǎn)品創(chuàng)新戰(zhàn)略、品牌戰(zhàn)略、專業(yè)化戰(zhàn)略和人才戰(zhàn)略”的7大戰(zhàn)略重點，每年通過戰(zhàn)略解碼確定公司的年度戰(zhàn)略管理點，并建立多層級管控架構(gòu)推動戰(zhàn)略實施。這些年來，國航的戰(zhàn)略目標日益明晰，戰(zhàn)略進程得到穩(wěn)健推進，在網(wǎng)絡布局，成本控制，運行效率和市場競爭力方面取得了長足進步。
基礎管理為抓手
牽牛要牽牛鼻子。這一點在樊澄的工作風格中得到了充分的體現(xiàn)。
初到國航，正值公司上市伊始，針對上市公司財務管理的特點，樊澄以整章建制為切入點，全力推動財務工作的基礎管理，確保財務工作有章可循，財務管理有序高效。2010年2月，樊澄親自掛帥，啟動了“國航財務管理支持板塊采購和資產(chǎn)管理模塊”項目，旨在通過系統(tǒng)建設推動采購、資產(chǎn)管理流程的標準化，搭建國航采購信息及資產(chǎn)管理信息的數(shù)據(jù)平臺，使信息統(tǒng)計更為快速、準確，為有效控制公司采購成本和資產(chǎn)管理成本提供數(shù)據(jù)支持，使業(yè)務數(shù)據(jù)及財務數(shù)據(jù)實現(xiàn)有效集成，推動財務核算的精細化，為管理層決策提供支持。
樊澄始終致力于建立理念領(lǐng)先、完整有效的內(nèi)部控制與風險管理體系，推動實施全面風險管理。在他的主導下公司對財務管理進行戰(zhàn)略規(guī)劃，全方位診斷財務管理體系，確立財務管理的目標和路徑。此外，完成了財務內(nèi)控的基本框架和內(nèi)控操作指引，編制了公司內(nèi)部控制規(guī)范，通過構(gòu)建公司風險管理體系，增強了公司抵御風險的能力。
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此外，樊澄率先提出了優(yōu)化結(jié)構(gòu)性成本的管理理念，他強調(diào)從飛機整個壽命周期進行成本的戰(zhàn)略管理，在源頭上控制結(jié)構(gòu)性成本；公司堅持注重成本效率，力求以合理的投入實現(xiàn)最佳的回報，以合理的規(guī)模來實現(xiàn)成本管理的規(guī)模效應，確保公司維持了在行業(yè)中的成本優(yōu)勢。
資本運作為助力
【正文】
1661年，R.Boyle所著《懷疑的化學家》在牛津出版。化學史家曾經(jīng)不止一次地指出過，正是這部著作使古老的“黑術(shù)”（古埃及“化學”概念的直譯）走上了科學的道路。遺憾的是，341年過去了，我國學者對它的研究一直不多。除了少量文獻間接而零星的提及它之外，系統(tǒng)的研究似乎還沒有過。因此，《懷疑的化學家》究竟懷疑什么？實在還是值得我們深入討論的問題。但愿我們的一孔之見，能夠收到拋磚引玉和拾遺補缺的作用。
懷疑之一：在怎樣的基礎上建立元素說或要素說？
早在17世紀以前，化學家們就把我們周圍的多樣化的世界，限定為由幾種最簡單的“元素”(elements)或“要素”(principles)構(gòu)成的世界。對此，R.boyle首先表示了懷疑。R.boyle指出：“盡管我在逍遙學派人士的書籍中遇到精微的推理，并在化學家們的實驗室里看到美妙的實驗，但因我疑猶而遲鈍的天性而不禁覺得，如果他們都拿不出比通常拿出的更為有力的論據(jù)來證明他們的主張的正確性的話，那么，人們便有足夠理由，對于結(jié)合物的那些物質(zhì)組分，亦即一些人要我們稱之為元素，另一些人要我們稱之為要素的東西的確切數(shù)目是多少的問題，保留他們的一些懷疑。”[1]（注：R.Boyle著，袁江洋譯，“懷疑的化學家”（中文版），武漢出版社，1993年版，第17頁。）
R.Boyle指出，逍遙學派的四元素說，并不是按照實驗的要求建立起來的，而是按照演繹的邏輯建立起來的。他們歷來不大重視收集實驗證據(jù)來證明他們的學說。他們僅僅滿足于現(xiàn)有的理論，而不希望理論變得更加完美。他們也做實驗。但是，他們的實驗是為了解釋真理，而不是為了證明真理，就像數(shù)學家用幾何關(guān)系，天文學家用天球模型來解釋世界一樣。
16世紀，醫(yī)藥化學家巴拉塞爾蘇斯(Paracelsus，1493-1541)——他被R.Boyle戲稱之為“被煤煙熏出來的經(jīng)驗主義者”——最早對這種學說提出了異議。在巴拉塞爾蘇斯看來，構(gòu)成世界的不是土、水、氣、火四元素，而應該是鹽、硫、汞三要素(principles)。但是，R.Boyle指出，巴拉塞爾蘇斯對三要素的證明卻帶有許多神秘色彩，和一些不易被人識別的神秘工序。“任何一個嚴肅的人要弄懂他們的意思，就好比去找出他們的萬能酊劑一樣，簡直比登天還難。”[1.p.23]
這就是說，無論是用演繹邏輯，還是用經(jīng)驗主義加神秘主義的方式來建立元素的概念都是錯誤的。R.Boyle還指出，逍遙學派和醫(yī)藥化學家通常用“火”作為結(jié)合物組成元素的分析工具，也是值得懷疑的。R.Boyle說：“火并不總是僅只對種種元素成分起分離作用，至少也有時會對物體的組分起改變作用。”[1.pp.26]就是說，必須對古代元素理論的邏輯基礎、神秘主義特點、以及化學實驗方法進行重新的審視，才能建立嚴格科學的化學哲學。由此，R.Boyle很有信心地認為，“我對逍遙學派人士和化學家們?yōu)榱俗C明元素的存在和數(shù)目所采用的那樣鑒定方法進行質(zhì)疑是有一定道理的。”[2]（注：R.Boyle著，袁江洋譯，“懷疑的化學家”（中文版），武漢出版社，1993年版，第27頁。此處的“化學家”，實際上也可以翻譯成“藥劑師”，特指16世紀以巴拉塞爾蘇斯和海爾孟為代表的醫(yī)藥化學家。）
懷疑之二：化學家能否創(chuàng)造自然界中先前并不存在的物質(zhì)？
R.Boyle是一位篤信上帝的基督徒。他認為只有上帝才是自然界獨一無二的創(chuàng)造者。化學家的創(chuàng)造是不可能超過上帝的。化學家所創(chuàng)造出來的化合物，總可以被分解成上帝原創(chuàng)的那些物質(zhì)。化學家并不能創(chuàng)造出上帝所未曾創(chuàng)造過的物質(zhì)。
為了證明這一點，R.Boyle首先給出四個關(guān)于化學微粒概念的表述[1·pp.33～37]。這個表述由四個命題構(gòu)成。用我們通常可理解的語言來表達就是：
命題1：所有的化合物都是不同的微粒構(gòu)成的。
命題2：微粒可以結(jié)合成微粒團或微粒簇。
命題3：生命物質(zhì)（動物或植物）可以用火法分解出少數(shù)幾種物質(zhì)。
命題4：構(gòu)成凝結(jié)物的物質(zhì)就是“要素”或“元素”。
既然構(gòu)成化合物的微粒就是要素或元素，那么，這些微粒是預存于各種不同物質(zhì)形態(tài)中的基本元素呢？還是化學家們的最新創(chuàng)造？
為了證明基本元素是預先存在的，R.Boyle舉了這么一個例子：
金作為一種貴金屬，可以與銀、銅、錫、鉛、銻礦石共生或者共熔。這些共生或共熔后形成的物質(zhì)，既不是金，也不是任何可以與之共生共熔的其它物質(zhì)。此外，金還可以融入王水。[3]（注：即今“鹽硝酸”(nitrohydrochloricacid)，它是一種由三分鹽酸和一分硝酸組成的黃色混合液，氣味濃烈，腐蝕性強。因為它能融化“高貴的金屬”（如，金、鉑），故稱“王水”。）當金被融入王水之后，金的微粒成了王水的一部分，并被王水“掩蓋”起來了。如果將融化金的王水蒸發(fā)，還可以得到結(jié)晶形態(tài)的鹽（，黃色針狀晶體）。用我們現(xiàn)在的反應式來寫就是：
附圖
顯然，還可以將含金的鹽，通過還原重新得到金。類似的實驗還可以在其它物質(zhì)之間進行。這樣就很容易形成一個結(jié)論，當反應物的金以最初凝結(jié)物參與一個化學反應過程時，是以凝結(jié)物的整體形式進行的。金作為最小微粒的結(jié)合物，仍可以參與構(gòu)成許多完全不同于金的化合物。而當金參與其它物質(zhì)的構(gòu)成時，金本身的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)并沒有發(fā)生改變。從金到含金鹽，再回到金，整個過程都表明了金的某種不變性。從含金鹽的升華分解可以證明，所有分解出來的“元素”或者“要素”一定是預先存在著的。所以，化學家并不能創(chuàng)造預先不存在的東西。
懷疑之三：火是萬能分析工具嗎？
在R.Boyle發(fā)表《懷疑的化學家》之前，火一直被當作分析結(jié)合物的萬能工具。R.Boyle根據(jù)自己的化學實踐指出，不論平庸的化學家們對此做過怎樣的證明，發(fā)過怎樣的訓示，這恰恰是值得懷疑的。
R.Boyle認為，要確定火在化學反應中的作用并不是簡單的事。他舉例說，將愈創(chuàng)木放在火爐中燃燒，可以使愈創(chuàng)木分離成灰燼與油煙；而在曲頸瓶中蒸餾同樣的樹木卻產(chǎn)生了極為不同的“異質(zhì)”[4]（注：這是海爾孟化學哲學的一個術(shù)語，泛指本質(zhì)上相異的物質(zhì)。）物質(zhì)。可見，火對于直接燃燒某些物質(zhì)與隔離于密閉容器之中來蒸餾或升華某些物質(zhì)，其作用方式和作用效果是不相同的。
除此以外，用火來完成一個分析過程，它的作用強度也是不可忽視的。R.Boyle以肥皂的生產(chǎn)為例，當火的強度適當?shù)臅r候，它可以便鹽、水、油或油脂發(fā)生共沸使之混合成一體。若對這種混合體再施加更強烈的熱的作用，這一產(chǎn)物又會被分解成一種既含油也含水的成分、一種含鹽成分以及一種土狀成分。
醫(yī)藥化學家巴拉塞爾蘇斯說，萬物都是由鹽、硫和汞構(gòu)成的。可是，R.Boyle說：“這種可能卻從來不曾被實現(xiàn)過，更不用說要將所有這三要素一起分離出來。”[1.p.43]其中最顯著的例子是，無法從金中分離出鹽、硫或汞來。從鉛銀混合熔液、銅鋅礦石、威尼斯云母、莫斯科玻璃、骨質(zhì)項鏈、或從可熔的純砂中都分離不出三要素中的任何一種。這表明，盡管火法分析被視為一種慣常的分析方法，但是，火法并不一定能夠分析出“元素”來。
另一方面，對于某些化合物，不用火法分析，用另外一些方法反倒能夠有效地進行化學元素分析。R.Boyle舉例說，將金和銀熔煉為一體后，再用火法很難將它們分離開來。而將它們置于鏹水[5]（注：即濃硝酸，這是法國人在16世紀合成的一種強酸，當時的法國化學家稱它為分離劑。）中卻很容易將金和銀分開來。一些含金屬的鹽，用火法幾乎不能將這些金屬分離出來，而將它們置于礬的水溶液就可以沉淀出所要分離的物質(zhì)來。
由上種種，R.Boyle得出的結(jié)論十分明顯：“火并不是一切結(jié)合物的萬能分析工具。”[1.p.56]
懷疑之四：將火作用于某一結(jié)合物所得到的物質(zhì)，是先存于該結(jié)合物之中的嗎？
17世紀以前的化學家們認為，火只能分離先存于結(jié)合物中的物質(zhì)，卻不能改變這些物質(zhì)。對于這個流行了兩千年來的觀念，R.Boyle用可以檢驗的實驗得出了一個富有挑戰(zhàn)性的結(jié)論：“火的運用，實際上往往非但可能將復合物分解成一些微小的成分，而且可能促使這些成分以一種新的方式復合。也許，一些含鹽物質(zhì)、含硫物質(zhì)、以及具有另一些結(jié)構(gòu)的物體可能是通過這種方式產(chǎn)生的。”[1.p.82]R.Boyle提出一個例子說，“勿須使用任何附加劑，也可以從植物中制得玻璃。”[1.p.83]而且，從植物制取玻璃只能在用火的過程中得到。對此，任何人都沒有充分的理由斷言，玻璃是預先存在于植物之中的。
諸如此類的實驗證明：“火既常能分解物體，亦常能改變物體。我們運用火有可能從結(jié)合物中得到并非預先存在于其中的物體。”[1.p.84]
懷疑之五：“元素”（或“要素”）究竟以怎樣的方式混合成物質(zhì)？
亞里士多德曾經(jīng)舉例說，將一滴酒加入到比它多達數(shù)萬倍的水中，這滴酒會因為受制于水而變成水。R.Boyle認為，這是不可理解的。假若亞里士多德的這個論斷可以成立的話，則人們就完全可以將所有的賤金屬都變成貴金屬。比如，他可以將一塊金熔化，然后再象滴酒那樣，一粒一粒地加入極少量的鉛或者銻，這樣累積性的增加下去，所有的鉛或者銻就都有可能轉(zhuǎn)變成金了。這顯然是荒謬的。
但是，這種被加入的物質(zhì)與先前已經(jīng)存在的底物之間，究竟是怎樣一種結(jié)合方式呢？
第一種關(guān)系：并置關(guān)系
當一種物體被加入到另一種物體之后，出現(xiàn)了表面上看起來具有整體性相同的性質(zhì)。比如，銅的顆粒被加入熔煉的液態(tài)金之后，就看不到原先的銅了。但是，金和銅卻在復合過程中保持著自身的性質(zhì)。二者只是以并置的關(guān)系構(gòu)成一個整體，表現(xiàn)某種聯(lián)合而已。并置的混合物所表現(xiàn)出來的性質(zhì)也是并置的。這好比用白線和黑線相間織成的布那樣。雖然，白線和黑線分別保持了它原來的性質(zhì)不變，但它的整體感觀印象卻是灰色的。要知道并置混合物的性質(zhì)，把這些組分拆開就清楚了。這種關(guān)系可以解釋如下一些化學實驗事實：
將三分銀與一分金混合，通過熔化使之完全熔融，從而使生成的金屬具有新性質(zhì)。然后，將這種具有新性質(zhì)的金屬投入鏹水溶液中。結(jié)果，具有新性質(zhì)的金屬會被迅速溶解。其中，銀被溶化在鏹水溶液中，而金則被沉淀下來。然后，還可以將銀從鏹水溶液中恢復出來。這就證明，當化學家把金和銀熔融成“合金”的時候，金和銀兩種物體是并置的。
第二種關(guān)系：“極其牢固的”結(jié)合關(guān)系
在R.Boyle看來，結(jié)合物的結(jié)合，有些是非正常類型的。比如，水與水的混合；將兩種不同的酒倒在一起，等等。化學家不必研究這樣的結(jié)合。化學家所關(guān)心的結(jié)合，是指兩種或多種不同種類的物體通過微小組分而互相結(jié)合，如，灰與砂子熔化成玻璃，糖溶于酒和水中，所得到的物質(zhì)[6]（注：其實這種結(jié)合仍包含不同的形式。前者是通過化學反應的結(jié)合，后者則是物理的結(jié)合。在R.Boyle時代，這樣的區(qū)別還十分模糊。）。在這樣的結(jié)合方式中，結(jié)合物中的組分并沒有保持著它們原來的性質(zhì)。因而，也不可能用火法分析從這些“新物質(zhì)”中分離出原來的組分來。比如，不可能將玻璃再分開為砂子和灰。但這并不否認，在某些情況下，可能實現(xiàn)各種組分的重新分離。但是，這樣的分離過程，對于大多數(shù)結(jié)合物來說是不可能實現(xiàn)的。這表明，大部分的結(jié)合物是“極其牢固的”（R.Boyle語）。這些物體既不是“元素物體”（即我們今天所講的“單質(zhì)”），也從未有元素被分離出來的可能。
R.Boyle發(fā)現(xiàn)不同元素的粒子或粒子團在化合或混合后形成新的物質(zhì)的時候，可能存在以下三種不同的情形：
第一種情形：反應性的粒子之間雖然發(fā)生了極為緊密的結(jié)合，并已形成了前所未有的新的物質(zhì)和物質(zhì)特性，但是，這些粒子卻依然保持其作為反應物粒子的基本特性不變。
R.Boyle以金和銀熔解后形成合金為例說明了這個問題。即，當金和銀以某一適當?shù)谋壤墼谝黄鸷螅苗j水可使銀溶解，而金則原原本本地留了下來。
這里所涉及的是合金問題。總的說來，按照我們今天的化學觀點，將不同的金屬結(jié)合成合金是物理變化，而不是化學變化。這一點不僅R.Boyle時代認識不清，現(xiàn)在也依然容易引起人們的誤解。
當我們將不同的金屬共同熔煉的時候，不同的比例，不同的熔煉方式和不同的溫度條件，會獲得不同物理性能的生成物。一種是以金間化合物的形式存在，如，兩個金原子與一個納原子可以形成一種二金鈉、一個錫原子與一個銅原子可以結(jié)成錫化銅(CuSn)。在這種情況下，電負性較強的一種金屬會把電子扔向電負性較弱的另一種金屬。它們之間不具備通常的化合價理論所描述的那種結(jié)構(gòu)方式，而只是一種結(jié)合傾向。所以，金間化合物的結(jié)合不牢固。另一種是以固溶體形式存在的。當兩種金屬熔化之后，某種金屬原子的位置被另一金屬原子所擠占，而形成原子位置的置換，或某種金屬原子填補了另一金屬元素的裂隙。這是合金工藝中出現(xiàn)最多的一種情形。經(jīng)過這樣的原子置換或填隙所獲得的產(chǎn)品，比原來各自獨立的金屬具有更多更好的物理性能和化學性能。合金的第三種形式是兩種金屬元素的機械混合。這樣的機械混合所得到的“生成物”，照樣可以獲得新的性能。無論是金間化合、固溶體形式的均勻混合，或是機械的不均勻的混合，它們都只是物理變化，或者更傾向于物理變化，而不是完全意義上的化學變化。這也就是R.Boyle所講的，金屬熔煉之后金屬粒子“仍有可能保持其自身的性質(zhì)”的現(xiàn)代解釋。當然，這樣的解釋在R.Boyle那個時代是不可能有的。因為那個時候，還沒有對物理變化和化學變化做出區(qū)分。
第二種情形：某些粒子團，粒子之間的結(jié)合并不緊密，以致于當這些粒子遇到其它種類的微粒時，則傾向與這些微粒發(fā)生結(jié)合。它使參加結(jié)合的兩種粒子都喪失其原有的性質(zhì)而被賦予新的性質(zhì)。
與上一種情形實質(zhì)上是物理變化不同，R，.Boyle所描述的這一種情形顯然是化學變化。他舉的例子是，將銅溶于鏹水或硝石精中，對溶液進行結(jié)晶，可以得到一種很好看的礬（即硫酸銅）。還有，將紅銅與濃醋酸一起產(chǎn)生化學反應，結(jié)晶后得到的鉛糖。這種醋酸被緊緊地固在了鉛糖一起。繼續(xù)對鉛糖加熱蒸餾，得到的不是原先參加反應的醋酸，而是一點也不酸具有強滲透性的東西[7]（注：袁江洋推測這種“一點也不酸”的東西可能是鉛糖受熱失水分解后得到的醋酸酐。對此，我們不表示異議。）
轉(zhuǎn)貼于 第三種情形是，物質(zhì)發(fā)生化學反應之后，實現(xiàn)了更加緊密的結(jié)合。
按照并置論的推測，將藍色的粉末與黃色的粉末相混合，直觀上應該得到綠色的粉末。可是，當把紅鉛與硇砂以適當比例混合后再置于玻璃容器中加熱時，原來的磚紅
R.Boyle的這些發(fā)現(xiàn)開啟了人們科學地認識化學物質(zhì)的結(jié)構(gòu)方式的道路。由之取得的第一個認識成就，是正確區(qū)分了物理變化和化學變化。
懷疑之六：造物主究竟用多少種元素創(chuàng)造了世界？
所有的結(jié)合物，不多也不少，正好是由三要素（硫、汞、鹽）或四元素（土、水、氣、火）構(gòu)成的嗎？是否存在這樣一種情形，某些物質(zhì)是由兩種元素微粒構(gòu)成的，而另有一些物質(zhì)則是由三種、四種、五種甚至更多的元素的微粒構(gòu)成的？
首先，R.Boyle認為，關(guān)于物質(zhì)構(gòu)成的三要素說肯定是不能成立的。他問：有誰可以證明，從貴金屬中能夠分解出鹽、硫和汞呢？R.Boyle以打賭的口吻說：“如若有誰聲稱能夠做成這個實驗，并甘愿在萬一遭到失敗之后賠償損失的話，我愿意給他提供實驗所需的全部材料和資金。”[1.p.105]對于不純的金子，從中提取出不屬于金的雜質(zhì)元素來是做得到的。R.Boyle說，你把這些提取物叫做“金的酊劑”或“硫”都是無關(guān)緊要的。大概，從金中提煉出汞來也是可能的。但是，R.Boyle絕不相信可以從金中分離出鹽來。R.Boyle還用威尼斯云母做實驗，將其置于強火中灼燒，也沒有分離出醫(yī)藥化學家所說的三要素來。這就足以證明，三要素的說法是站不住腳的。
對于某些物質(zhì)，它不能被分解出三要素；而另一些物質(zhì)則可以分解出多于三種的組分來。因此，“三”這個數(shù)目，并不能代表物體的那些普適要素的數(shù)目。R.Boyle以葡萄為例，證明粘液和土也是構(gòu)成結(jié)合物的元素。我們沒有理由把這兩種要素從物質(zhì)的基本組成要素排斥出去。
因此，自然界的元素究竟有多少？還需要進一步的研究。
懷疑之七：究竟什么樣的存在物可以稱為元素？
R.Boyle指出，其實，不管是逍遙學派的哲學家，還是醫(yī)藥化學家，他們的“元素”或“要素”都不能反映物質(zhì)構(gòu)成的真實情況。他們隨意加諸于火法分析產(chǎn)物之上的名稱，說明不了任何問題。一個人對自己生養(yǎng)的孩子取什么名字，當然有他的自由。化學家對他們火法分析所得到的產(chǎn)物給以命名，當然也是他們的權(quán)利。但是，他們把這些產(chǎn)物理解為一種簡單性的存在物，把它們叫做“元素”或“要素”就大錯特錯了。
R.Boyle指出：“人們正是依據(jù)一些微不足道的性質(zhì)來定義一個個化學要素的。譬如，當人們利用火分解某種復合物時，倘若得到了一種可燃且不溶于水的物質(zhì)，那么他們便會稱之為‘硫’；倘是有味道、可溶于水的物質(zhì)，則必定被當作‘鹽’；而一切固定的、不溶于水的物質(zhì)皆命之曰‘土’。又，我敢說，不問其構(gòu)成，只要是揮發(fā)性的物質(zhì)，都會被他們叫做‘汞’。”[8]（注：R.Boyle著，袁江洋譯，“懷疑的化學家”（中文版），武漢出版社，1993年版，第134頁。從這一段文字，讀者不難看出，17世紀以前的歐洲化學家們所使用的硫、鹽、汞和土，都不是我們現(xiàn)在化學意義上所指稱的對應概念。）而且，當他們定義了“可燃燒，有氣味”原始而簡單性物質(zhì)的“硫”[9]（注：此處的“硫”是17世紀以前的化學家曾經(jīng)作為三要素存在的硫，不是我們今天作為化學元素的硫。）之后，如果有人說，存在一種不可燃的硫。則說這個話的人會被指責為相信“陽光燦爛的黑夜或液態(tài)的冰塊”那樣幼稚可笑。然而，經(jīng)由火法分析所得到的產(chǎn)物是否都具有上述簡單的性質(zhì)？這是值得懷疑的。
第一，在火法分析中，加入不同的“作用劑”（催化劑或反應劑）同一種物質(zhì)將會嬗變出性質(zhì)截然不同的物質(zhì)。R.Boyle舉例說，蒸餾油橄欖所得到的油本身具有很強的腐蝕性和很難聞的氣味。如果在這種油中加入醫(yī)藥化學家所講的那種循環(huán)鹽進行煮解，即可變成一種很香的油。這就證明，當使用火法分析來判斷其組成要素時，其火法分析的產(chǎn)物與添加劑有關(guān)。
第二，火法分析可能增加底物的重量。R.Boyle把火理解為“眾多的快速運動的微粒”。由于它們十分微小，且可快速運動，因此，它們能夠穿過一些最堅固、最密實的物體，甚至穿過玻璃。如此，當人們使用火進行化學分析時，火微粒就可能進入這些物體，并同這些物體發(fā)生結(jié)合，并導致增重。比如，火作用于生石灰時，就似乎有大量的火微粒相當牢固地被結(jié)合到其中去了。
第三，火法分析既不能得到元素，也不能得到復合這種物質(zhì)的混合成分，而是得到了新的物質(zhì)。按照R.Boyle的“元素”概念，元素是那些指可以復合成其它物體，而不能由其它物體來復合的完全均一的物質(zhì)。元素直接結(jié)合而生成的物質(zhì)，R.Boyle稱為第一結(jié)合物或原始結(jié)合物。第一結(jié)合物的再次結(jié)合生成第二結(jié)合物。當然，第二結(jié)合物中的某些結(jié)合物還可以經(jīng)再次組合，又可形成第三結(jié)合物。如此等等，不一而足。R.Boyle認為，只有弄清了這樣一些結(jié)合關(guān)系，才能理解究竟什么是元素？
懷疑之八：土、水、氣、火是元素嗎？
四元素說“強有力的證明”基于以下經(jīng)驗事實：
燃燒一節(jié)剛砍下來的青橄欖樹，冒出來的樹汁是水，煙霧狀的東西是氣，火焰和炭火當然是火，灰燼無疑就是土。不僅如此，用相同的辦法還可以進一步地證明，這些被火法分離出來的東西，無不和青枝一樣含有四種元素。比如，把樹汁收集起來置于火上，會看到沸騰，產(chǎn)生出霧狀蒸汽，并感覺到熱，從而證明其中含火，水份蒸騰完畢之后，仍可見或多或少的土。其次，橄欖油本身也象水分一樣具有潮濕性和流動性，點燃之后也會產(chǎn)生火焰、霧狀的氣體，以及存在于煙油、霧氣和殘渣中的土。即使那殘余的土，進一步地用劇烈的火進行燃燒，也還可以燒成象水一樣可以流動的物質(zhì)，變成氣體，等等。同樣的分析，對于奶汁、羊毛、亞麻種子、丁香、硝石、海鹽乃至于銻礦石都會有如此結(jié)果。
R.Boyle借用卡尼阿德斯的口氣反駁了上述“證明”：
首先，把蒸汽說成氣是沒有道理的。蒸汽可用玻璃瓶收集并發(fā)生凝結(jié)。它證明，蒸汽始終都不過是無數(shù)十分微小的液滴的聚集物。就是說，蒸汽的實質(zhì)是水，而不是氣。
其次，把火看作是存在于橄欖枝等物體中的元素也是可笑的。當人們用火法分析離解某種物體時，這種物體是人外加熱源中獲得熱的。沒有外加熱源，被離解的木材、粘液或其它什么東西，是不會發(fā)熱的。R.Boyle解釋說，物體所獲得的熱，要么通過火的直接作用獲得，要么就是大量的火原子穿過容器壁上的微孔并迅速擴散到物體的其它部分引起的。所謂物體本身包含了一種“火”元素，并沒有充分可靠的證據(jù)。
再其次，四元素說把一切流動性的物體都歸結(jié)到“水”元素的存在。任何一種化學油皆含有這種元素，并且，油的可燃燒性還證明里面含有火。這也是錯誤的。R.Boyle舉例反駁說，高純度的酒精比油的流動性更好，可燃燒性比油更充分，并且還不象油的燃燒那樣，會產(chǎn)生那么多包含“土元素”的油煙和油渣。
最后，四元素說的支持者認為，樹木的那種固定鹽，在劇烈火的作用下，也會變成蒸汽，從而證明，鹽也具有四元素的內(nèi)秉性。R.Boyle則反駁說，將鹽放在烈火上焙燒，所得到的實際上是鹽的發(fā)散物。若用容器將這些發(fā)散物收集起來，不難發(fā)現(xiàn)，這些被稱作“蒸汽”的東西，仍然保持著鹽的本性，而非氣體的本性。
又，四元素說的支持者把鹽可熔化于水的性質(zhì)歸結(jié)為“水”。這也是不正確的。鹽能否熔化而成“水”，完全取決于熱。是熱以各種不同的方式作用于物體的種種微粒成分，并使之運動。這與水元素沒有關(guān)系。
凡此種種均證明了一個事實，物質(zhì)的性質(zhì)是不能用四元素說來進行解釋的。而且，R.Boyle十分幽默地指出，只要人們不閉眼就可以發(fā)現(xiàn)四元素的缺陷。
懷疑之九：化學家找到元素了嗎？
在《懷疑的化學家》第六部分，R.Boyle總結(jié)性地給元素下了一個定義：
“而且，為避免誤解，你必須事先聲明，我現(xiàn)在所談的元素，如同那些談吐最為明確的化學家們所談的要素，是指某些原始的、簡單的物體，或者說是完全沒有混雜的物體，它們由于既不能由其他任何物體混成，也不能由它們自身相互混成，所以它們只能是我們所說的完全結(jié)合物的組分，是它們直接復合成完全結(jié)合物，而完全結(jié)合物最終也將分解成它們。然而，在所有的那些被說成是元素的物體當中，是否總可以找出一種這樣的物體，則是我現(xiàn)在所要懷疑的事情。”[10]（注：R.Boyle著，袁江洋譯，《懷疑的化學家》（中文版），武漢出版社，1993年版，第202頁。這段話的英文版可見于美國）賓夕法尼亞大學收藏的《懷疑的化學家》（1661年牛津版）的第350頁。有興趣的讀者可以通過互聯(lián)網(wǎng)翻看這本書。網(wǎng)址是：http：//library.upenn.edu/etext/collections/science/boyle/chymist/001.html.）
R.Boyle的這個定義是十分明確的，它包含以下三層意思：
1.元素是原始的、簡單的、完全沒有混雜的物體。
2.元素不能由其他物體組成，也不包括元素之間的相互合成。所有由其他物質(zhì)組成的，或元素與元素相互合成的，都是結(jié)合物，不是元素。
3.元素是結(jié)合物的組分；完全的結(jié)合物最終也將被分解成元素。
按照R.Boyle的觀點，物質(zhì)世界是由元素構(gòu)成的；結(jié)合物的分解可以證明元素存在的客觀性。但是，所謂的元素，既不是亞里士多德主義的“四元素”，也不是醫(yī)藥化學家的“三要素”。化學家還沒有真正找到組成世界的所謂“元素”。
我們認為，這個結(jié)論標志著舊的元素概念的終結(jié)和新元素概念的開始，從而使《懷疑的化學家》成為化學史上的里程碑。
懷疑之十：上帝必須先造元素后造萬物嗎？
既然世界是由元素構(gòu)成的，這是否意味著：上帝在創(chuàng)造世界之前必先創(chuàng)造元素？
這個問題在20世紀的高能物理中已經(jīng)有了一個十分明確的答案。就宇宙的演化歷史而言，是先有元素，后有由元素組合而成的物體。按照伽莫夫的說法，宇宙中的元素起源于一個大爆炸核綜合過程。
顯然，這樣的認識在R.Boyle時代是不可能有的。就17世紀化學和物理學的認識水平而言，要揭示化學元素的起源，化學元素如何結(jié)合生成具有獨立的分子特征的物體，還十分困難。所以，R.Boyle告訴化學界：“我們并無多大必要說，造物主必須先在手頭準備好元素，然后再用元素去造成我們稱為結(jié)合物的那些物體。”[1.p.232]
【參考文獻】
[1] R.Boyle著，袁江洋譯，“懷疑的化學家”（中文版），武漢出版社，1993年版，第17頁。
[2] R.Boyle著，袁江洋譯，“懷疑的化學家”（中文版），武漢出版社，1993年版，第27頁。此處的“化學家”，實際上也可以翻譯成“藥劑師”，特指16世紀以巴拉塞爾蘇斯和海爾孟為代表的醫(yī)藥化學家。
[3] 即今“鹽硝酸”(nitrohydrochloricacid)，它是一種由三分鹽酸和一分硝酸組成的黃色混合液，氣味濃烈，腐蝕性強。因為它能融化“高貴的金屬”（如，金、鉑），故稱“王水”。
[4] 這是海爾孟化學哲學的一個術(shù)語，泛指本質(zhì)上相異的物質(zhì)。
[5] 即濃硝酸，這是法國人在16世紀合成的一種強酸，當時的法國化學家稱它為分離劑。
[6] 其實這種結(jié)合仍包含不同的形式。前者是通過化學反應的結(jié)合，后者則是物理的結(jié)合。在R.Boyle時代，這樣的區(qū)別還十分模糊。
[7] 袁江洋推測這種“一點也不酸”的東西可能是鉛糖受熱失水分解后得到的醋酸酐。對此，我們不表示異議。
[8] R.Boyle著，袁江洋譯，“懷疑的化學家”（中文版），武漢出版社，1993年版，第134頁。從這一段文字，讀者不難看出，17世紀以前的歐洲化學家們所使用的硫、鹽、汞和土，都不是我們現(xiàn)在化學意義上所指稱的對應概念。
（1）拉瓦錫，對高中學生來說，是非常熟悉的一位化學家，但其背后的一些故事卻鮮為人知。眾所周知，拉瓦錫發(fā)現(xiàn)了氧氣，實際上最先發(fā)現(xiàn)氧氣的不是他，而是另一個化學家普利斯特里，學生聽到這里非常好奇，可把兩個科學家發(fā)現(xiàn)氧氣的過程逐一道來，學生聽完故事，對拉瓦錫產(chǎn)生由衷的敬佩，這對學生就是潛移默化的情感價值觀教育。
（2）學習苯分子結(jié)構(gòu)時，法拉第是學生是非常熟悉的科學家，是他發(fā)現(xiàn)了苯，在引導學生自己推測苯分子可能的結(jié)構(gòu)時，引出以凱庫勒夢幻曲為題，介紹他夢出苯分子環(huán)狀結(jié)構(gòu)的故事。這是化學史上有名的化學家趣事，學生聽了當然覺得新鮮，一個夢就能成就他的偉大發(fā)現(xiàn)，其實凱庫勒就是一個愛做夢繼而有重大發(fā)現(xiàn)的科學家。從這個故事，學生體會到之所以凱庫勒夜有所夢，是因為他對問題苦思冥想的結(jié)果，也源于他對苯分子結(jié)構(gòu)強烈而濃厚的興趣。
清華才子橫刀奪愛
44歲的李天樂出生于北京，外表溫婉清麗，骨子里卻十分好勝。1990年，她以東城區(qū)理科狀元的身份被北京大學化學系錄取。在聚集了中國最頂尖人才的學府里，身材高挑、成績優(yōu)秀的李天樂非常出眾，本科畢業(yè)后又以高分考取了本專業(yè)的碩士研究生。
在學業(yè)精進的同時，李天樂也收獲了甜蜜的愛情，她與本科同班同學陳華戀愛了，他們是彼此的初戀，兩人一起讀書、做實驗，又雙雙考上了研究生，十分恩愛。
然而，在北大和清華共同舉辦的一次學生聯(lián)誼活動中，清華才子王曉曄對李天樂一見鐘情，兩人共舞一曲，天衣無縫的配合、曼妙默契的舞姿，博得了陣陣掌聲。王曉曄對李天樂展開了瘋狂的愛情攻勢。
王曉曄比李天樂小一歲，出生在江蘇省江陰市，當年，他考入南京化工學院化工機械系，三年讀完了四年本科，隨后考入清華大學精儀系攻讀碩士，每學期都能拿到全額獎學金。盡管知道李天樂“名花有主”，但在王曉曄看來，沒有他攻不下來的堡壘。
有一天，王曉曄得知李天樂有出國留學的想法，但陳華不同意，兩人鬧了矛盾。王曉曄覺得這是天賜良機，他對李天樂說：“我正好也有出國的想法，我支持你。”李天樂頓時興奮起來。
王曉曄抓住這個機會，乘勝追擊，他甚至到北大上選修課，李天樂的臟衣服他也搶著洗。一次，李天樂扭了腳，王曉曄連著幾天背著李天樂上下樓。李天樂也對這個執(zhí)著的小伙產(chǎn)生了好感。
但讓李天樂煩惱的是，陳華雖然在出國的問題上與她較勁，其他方面處處遷就她，她找不到分手的理由，也無法割舍掉這段感情。此時，王曉曄不斷以籌辦出國吸引李天樂，兩人一起上托福、GRE考試輔導班，一起查閱國外學校信息，投遞申請自薦表。能言善辯的王曉曄不停地向李天樂描述：美國有世界頂尖的學術(shù)環(huán)境，思想開放自由，生活節(jié)奏閑適愜意。在那樣的環(huán)境下，兩人肯定能贏得事業(yè)的輝煌與愛情的浪漫。王曉曄的激情描述，勾起了李天樂的無限憧憬。
出國費用對王家來說是一筆不小的負擔，而李天樂的父母本就反對女兒出國，自然難以提供出國支援。于是，王曉曄給美國賓夕法尼亞大學校長寫了一封信，客觀地評價了自己和李天樂的才華，訴說了他們連飛機票都買不起的困境。沒想到，該校不僅寄來了邀請他們訪學的錄取通知書，而且還給他們寄來了2000美元。
1998年2月，兩人坐上了飛往美國的國際航班。
清秀女變身野蠻妻
到美國后，作為留學生，王曉曄與李天樂不能正式就業(yè)。經(jīng)濟壓力很大，他們只能租住在地下室，最困難的時候，一天只能吃一頓飯。
王曉曄利用課余悄悄到中餐館打工，工錢很低，但管飯。王曉曄只吃一點，余下的飯菜全部打包，帶給李天樂。這讓李天樂十分感動，王曉曄樂觀地安慰她：“困境會很快過去的，總有一天，我們會在美國擁有自己的住房，擁有我們溫暖的家。”
2000年秋，王曉曄與李天樂同時戴上了美國常青藤大學的碩士帽。不久，王曉曄就在華爾街一家電腦公司謀到了電腦軟件工程師的職位，李天樂也被美國著名企業(yè)百美施貴寶公司錄用為化學研究員。兩人于2001年9月舉辦了簡樸的婚禮。婚后不到三個月，他們就拿到了綠卡。
王曉曄所在的公司人才濟濟，職場競爭壓力非常大，為了保住工作，他不敢分心，每天回家，都累得精疲力竭，原先由他大包大攬的家務活就落到了李天樂身上。時間一久，李天樂不樂意了，一次，她忍不住對王曉曄抱怨：“以前都是你做家務，現(xiàn)在啥都不管了。”正忙著設計電腦軟件的王曉曄頭也不抬地說：“你沒看我忙著嗎？”
李天樂委屈地說：“就你知道工作忙，我的工作不忙嗎？你太自私了！”王曉曄正遇上軟件開發(fā)的難題，壓抑得很，他認為李天樂不體諒他，兩人話不投機，大吵起來。一想到自己以前被王曉曄寵著，現(xiàn)在他竟然敢跟自己吵架，李天樂心里有些失衡，大哭起來。王曉曄只得趕緊道歉，才勸住了她。
王曉曄不僅工作忙，出差也多，李天樂對此十分不滿。2006年農(nóng)歷正月初一，王曉曄要到洛杉磯出差。收拾行李時，李天樂不滿地阻止道：“今天是春節(jié)第一天，咱中國人講究合家團圓，你卻出差了，這叫什么事啊？”王曉曄無奈地說：“美國并不過春節(jié)啊，工作總得有人做。”
李天樂說服不了王曉曄，開車就要到他公司找老板當面說理。車子剛發(fā)動，王曉曄一把關(guān)掉引擎，奪過車鑰匙說：“聽說公司正要裁員，你一鬧，只能給老板留下壞印象。”
“那是我重要還是老板重要？”李天樂不依不饒。
王曉曄沒有理會李天樂，自顧自地提著行李出了門，開車絕塵而去。李天樂感覺婚后王曉曄越來越冷落她，傷心地哭了半天。
2007年5月，李天樂的一位同學到美國進行商務考察，告訴她陳華在她出國不久后就娶妻生子。李天樂聽后極為難受，當晚，她無緣無故地對王曉曄大發(fā)脾氣。王曉曄頂了幾句，這無疑是火上澆油，李天樂聲嘶力盡地哭喊：“王曉曄，你是個負心漢，我拋棄愛情、頂著父母的壓力跟你來到美國，你給了我什么？我真恨自己當初瞎了眼。”
她的話讓王曉曄很受傷，他負氣地回擊說：“你要后悔就回去找陳華吧，不可理喻！”他預測到李天樂還要有“瓢潑大雨”，便出門找朋友喝酒了。
李天樂又氣又急，找不到傾訴對象，最后竟怨恨起陳華，如果當初陳華同意跟她一起出國，也許會是另一番景象。她從同學處要來陳華的電話，把陳華劈頭蓋臉罵了一通。還是不解氣，她又發(fā)短信把陳華和他的妻子侮辱了一番。
婚姻危機投鉈殺夫
2008年3月，手頭有了存款，王曉曄提出購房計劃。個性要強的李天樂提出購房款采取AA制。
他們花了63萬美元在美國新澤西州門松鎮(zhèn)一處高檔住宅區(qū)購置了一套房屋。兩人精心裝修，仿佛又回到了戀愛階段。住進了新房，王曉曄也刻意放慢了工作節(jié)奏，專心陪伴李天樂，試圖修補夫妻關(guān)系。李天樂的情緒也好了不少，主動提出了生孩子的計劃。
2009年1月，李天樂生下兒子，剛滿月她就提出回公司上班，請個保姆帶孩子。王曉曄認為李天樂應該做全職媽媽，他的薪水已足以養(yǎng)家，兩人因此爭吵不休。而此時，李天樂在主管競選中落敗，她把落敗的原因歸咎于王曉曄，認為是他拖了自己的后腿。在一次爭吵中，她甚至說家庭就是一個樊籠，而她就是那只被囚禁的鳥，抱怨、失望交織，李天樂變得歇斯底里，每次爭吵，都把王曉曄罵得狗血噴頭。
起初，王曉曄還能忍，但李天樂的不依不饒讓他忍無可忍，不甘示弱地與之針鋒相對。他們的爭吵頻率迅速上升到每周一次甚至幾次，因聲音過大，引起鄰居報警，警察幾乎每周都要登門平息他們的爭吵。
當年年底，夫妻倆回國探親。在飛機上又為先到誰家爭吵起來，以至于下了飛機后，他們各回各家。
2010年5月，兩人又因家庭瑣事吵起來，王曉曄見李天樂又一把鼻涕一把淚地數(shù)落自己浪費了她的青春與愛情，他煩心透了，說：“離婚吧！”
李天樂瞬間跳了起來：“你現(xiàn)在事業(yè)有成了，想到要離婚了，當初是誰說愛我要對我好的，現(xiàn)在你的翅膀硬了，想把我甩了，那好，我成全你！”
按照美國的法律規(guī)定，夫妻離婚需分居一段時間。他們本打算把房子賣掉，分錢后勞燕分飛，但因金融危機，房價下跌，此時賣房，要虧很多。兩人遂達成協(xié)議，實行屋內(nèi)分居。
李天樂認為是王曉曄辜負了自己，因此在財產(chǎn)分割及孩子的撫養(yǎng)費上寸步不讓。而王曉曄指責她的驕橫導致了婚姻的破裂，認為自己沒有錯，也斤斤計較。這更加深了李天樂對王曉曄的恨意。
兩人簽訂了離婚協(xié)議后不久，王曉曄就帶一個美國女孩回來過夜。兩人的親密狀讓李天樂心中橫生醋意，她沒好氣地對那個女孩說：“這是我的家，你給我出去。”王曉曄擋在中間說：“這房子有我的一半，你無權(quán)干涉。”李天樂氣得哭了一個晚上。王曉曄接連談了幾個女朋友，全部帶回了家，還把家折騰得一片狼藉，李天樂氣憤至極，指著王曉曄的鼻子罵：“你別得意得太早，我早晚要讓你付出代價。”
從2011年元旦后，王曉曄經(jīng)常感到疲勞乏力，有時早晨起床后還會暈眩。1月14日，他前往普林斯頓大學醫(yī)療中心就醫(yī)。可治了一段時間后，病情反而不斷加重，還出現(xiàn)了惡心、掉發(fā)的現(xiàn)象。
1月25日，醫(yī)院對王曉曄進行了醫(yī)學檢驗，報告顯示王曉曄系鉈中毒，而此時王曉曄已處于昏迷狀態(tài)，情況緊急，院方立即向當?shù)鼐綀蟀浮＞驮趫蟀负蟮牡诙欤鯐詴弦虿∏榧又厝ナ馈Ｊ瑱z報告顯示為鉈中毒。
四天后，李天樂被警方拘捕。警方在其家中發(fā)現(xiàn)了金屬鉈，而且通過調(diào)查李天樂的上班紀錄，發(fā)現(xiàn)她自2010年11月起，就以研究工作為由，先后向公司申請了幾次金屬鉈。
【分類號】G633.8
正常的初中化學教學中化學家是在放在化學史這一節(jié)中的，一般的化學老師并不把這節(jié)作為重點的內(nèi)容，多數(shù)是讓學生自己學習。這實際上是一種誤導。在日常的教學中我們可以利用化學家的故事調(diào)節(jié)課堂氣氛，可以利用化學家的真、善 、美進行德育教育，這樣既可以擺脫學生對化學枯燥、乏味的認識，還可以教育學生在學習過程中求真、務實、創(chuàng)美。激發(fā)學生學習化學的熱情，對化學的熱愛。其實最為重要的是化學家艱苦卓絕的探索精神，一大批優(yōu)秀的化學家，他們留下的除了物質(zhì)財富，還留下了對科學的獻身精神，對國家、民族的忠貞不屈，追求美好事物的崇高理想，這些都會給學生們留下深刻的印象。
因此化學家在初中化學教學中占有極為重要的作用，本文由于篇幅的限制，主要分為兩點做具體的闡述。
一、化學家的求真精神對學生學習化學的促進作用
什么求真精神？這里的“真”實際上就是客觀真理，也就是人們對自然規(guī)律正確的認識。化學這門學科就是一門研究自然物質(zhì)的內(nèi)在結(jié)構(gòu) 、化學性質(zhì)、變化合成的自然科學 。化學這門學科誕生比較晚，“化學”一詞，若單是從字面解釋就是“變化的科學”。化學如同物理一樣皆為自然科學的基礎科學。化學是一門以實驗為基礎的自然科學。門捷列夫提出的化學元素周期表大大促進了化學的發(fā)展。現(xiàn)在很多人稱化學為“中心科學”，因為化學為部分科學學門的核心，如材料科學、納米科技、生物化學等。化學是在原子層次上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、及變化規(guī)律的自然科學 ，這也是化學變化的核心基礎。現(xiàn)代化學下有五門二級學科：無機化學、有機化學、物理化學、分析化學與高分子化學。在此期間誕生了大量的化學家，他們追求真理、發(fā)現(xiàn)真理，在科學的道路上勤勤懇懇、任勞任怨。用自己的青春和熱血告訴我們什么叫做科學探索。
科學求真務實的精神可不是嘴上說說，歷史這樣的化學家太多太多。例如元素周期表中鹵族元素的氟 、氯 、溴 、碘。這四種元素的發(fā)現(xiàn)史就是一部化學家求真求實的歷史。在這四種元素中氯是最早被發(fā)現(xiàn)的，舍勒是個“燃素說”理論的信奉者，在1774 年他用軟錳礦（MnO2）與濃鹽酸在一起做實驗，加熱后得到新的氣體， 這種新的氣體就是氯氣，但是他不知道這就是氯氣。著名的化學家拉瓦錫經(jīng)過多年的研究終于確定了“燃燒理論” 就是有氧燃燒，當時人們確定有氧氣的存在。但是到了1810 年，另一位化學家戴維做了一個實驗，把磷放到其中燃燒，結(jié)果只得到一種氯化物，沒有氧化物 ，同樣的實驗，把他放在氫氣中沒有得到理想中的水，只有鹽酸氣。這次化學家可以肯定這是一種單質(zhì)，這種氣體是綠色所以把他命名為氯。一開始之所以沒有發(fā)現(xiàn)氯氣，就是因為一些化學家堅持傳統(tǒng)的觀念，主觀意念，沒有實事求是。但是后來的化學家一直孜孜不倦的追求，精心的做各種實驗，最后終于發(fā)現(xiàn)了氯氣。科學的發(fā)現(xiàn)不是一帆風順的，化學的道路往往都不是很平坦。
還有兩種元素就是溴和碘，這兩種的元素的的發(fā)現(xiàn)可以稱得上是一種傳奇，一位 17歲的法國在校專科生巴拉德于 1824 年發(fā)現(xiàn)了溴這種氣體 ，巴拉德在做他的課后作業(yè)，也就是研究他老家蒙培埃鹽的湖水，他在分析結(jié)晶鹽后，并沒有什么新奇的發(fā)現(xiàn)，但是在實驗剩余液體中他偶爾發(fā)現(xiàn)了溴。碘的發(fā)現(xiàn)同樣充滿傳奇色彩，一位法國的藥劑師庫爾特瓦斯做了一個實驗，就是用海藻灰來制作硝酸鉀 ，突然一只貓把海藻灰和桌子上的濃硫酸瓶撞倒。但是奇跡發(fā)生了，一股藍紫煙慢慢升起，這是庫爾特瓦斯從未見過的氣體，引起了他的高度重視。也許有人會說這種發(fā)現(xiàn)就是偶然結(jié)果，但是大家都忽略了一些必然的因素，如果是你發(fā)現(xiàn)了紫煙，你會引起注意嗎？你的大腦有必要的化學知識的儲備嗎？ 科學的發(fā)現(xiàn)需要嚴謹?shù)目茖W精神，堅持不懈的科學追求！
二、化學家創(chuàng)新探索的示范作用
在初中化學教學中我發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在的化學教學傾向于灌輸式教學，不注重化學的創(chuàng)新探索。這是很大的誤區(qū)，長期知識的灌輸，往往會枯燥乏味，而且很重要的一點就是消滅學生的科學的創(chuàng)新探索的精神。
就拿化學中最重要的知識點元素周期表來說，青年醫(yī)生普勞特在1815年就提出一種重要的觀點就是“氫原子構(gòu)成論”。他的觀點相對偏激，就是認為這個世界是由氫原子構(gòu)成的。
到了1829年一共發(fā)現(xiàn)了54種化學元素。著名的化學家段柏萊納把54種的15個分成5組：
鋰 鈣 磷 硫 氯
鈉 鍶 砷 硒 溴
鉀 鋇 銻 碲 碘
經(jīng)過堅持不懈的研究后他發(fā)現(xiàn)，每3種元素的化學性質(zhì)都很相似，他命名為“3素組”。
1826年，法國地質(zhì)學家尚古都畫了一種圖形紙，他把各種化學元素重新排列，做了一個圓柱體，這個圓柱體像一根螺紋似地螺旋線， 這樣的形狀非常的形象直觀。
在1868年，俄羅斯著名的化學家門捷列夫畫了一張表格――《根據(jù)元素的原子量及其相似的化學性質(zhì)所制定的元素系統(tǒng)表》，現(xiàn)在咱們叫化學元素周期表。1869年2月17日，門捷列夫經(jīng)過日夜的研究正式寫出第一張化學元素周期表，發(fā)表在1869年的《俄羅斯化學學會志》門捷列夫的這篇論文，這篇論文門捷列夫提出來兩條著名的觀點：“1.按照原子量大小排列起來的元素，在性質(zhì)上呈現(xiàn)出明顯的周期性。2.原子量的大小決定元素的特征。”
就是這篇論文被后人贊為“化學史上劃時代的文獻”。然而這并沒有引起化學學會的注意和重視。相反，門捷列夫創(chuàng)新探索受到大家的一致的嘲笑，甚至有人說門捷列夫是“不務正業(yè)”。面對這樣的冷嘲熱諷，門捷列夫堅持自己的觀點，慢慢他的觀點被世人接受。
創(chuàng)新探索是一種可貴精神，可能在當時很難被接受，但是這就是創(chuàng)新。在實際的教學中這些化學家的故事都可以激勵學生積極探索，在解化學題時對化學產(chǎn)生興趣，甚至將來有志于投身到化學事業(yè)中去。
參考文獻：
1 江得興 . 哲學原理 .蘇州 ： 蘇州大學出版社，1999.
世界著名學術(shù)期刊Nature的顧問編委員Philip Ball在對多位世界著名化學家就什么是化學學科的大問題進行專題訪談后，撰寫了題為“化學家想知道什么(What chemists want to know)的專論[1]”。設問的中心議題是：化學在絕大多數(shù)科學技術(shù)領(lǐng)域中已經(jīng)成為具有關(guān)鍵作用的學科組成之一，是否意味著它將被視為僅僅是一種得心應手的“工具？”或者說它仍然有著自身的主要化學問題等待著繼續(xù)深入和突破？該文發(fā)表在2006年8月3日出版的Nature上[Nature 442, 3 August(2006)50-52]。所談及的問題和學者們的真知灼見，對于化學學科的建設、發(fā)展以及化學教育的改革都有參考價值。
人們所以關(guān)注這個問題，起因很多，主要可以歸結(jié)為以下兩個方面，一個是有志于就讀大學化學專業(yè)的優(yōu)秀學生生源出現(xiàn)持續(xù)下降的趨勢，迫使國外多所院校的化學系改變名稱，或者縮小招生規(guī)模；另一方面，化學家在配合其他領(lǐng)域的發(fā)展方面，存在著過分關(guān)注具有強烈應用背景的課題的傾向。在融入其他學科或相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的過程中，呈現(xiàn)出化學的基礎科學面貌變得模糊不清的問題。而和化學同為基礎學科的物理學和生物學，在積極參與相關(guān)先進科學技術(shù)的前期研究、發(fā)明或開發(fā)的同時，對本學科中的大問題的研究熱情卻一直有增無減。例如物理學家始終熱衷于諸如宇宙起源、以及從原子到天體的整個尺度范圍內(nèi)的空間、時間和物質(zhì)是由什么來控制的等問題；又如生物學家在試圖通過DNA的解碼、以及如何支配蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和相互作用來回答Erwin Schroedinger提出的“什么是生命”的問題等。面對公眾對化學的日益漠視，甚至認為化學作為一門基礎學科的時代已經(jīng)結(jié)束等誤解，化學界必須正視并認真回答這個問題，也就是作為三大基礎科學之一的化學，還是一門富有生命力的基礎學科嗎？它的大問題又是什么呢？
此外，近年來人類社會一直受到能源、資源和環(huán)境等問題的嚴重困擾，其中，涉及人們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€方面的環(huán)境問題，不僅關(guān)系到人類社會的持續(xù)發(fā)展，而且直接影響到人體的健康和壽命的長短，更是日益受到社會的普遍關(guān)注。盡管環(huán)境問題的產(chǎn)生和作為自然科學之一的化學并無直接的關(guān)系，但是由于人們在談及污染問題時，多以污染物的存在和危害性為依據(jù)(例如上個世紀70年現(xiàn)的與臭氧空洞生成有關(guān)的氟里昂和近日由有毒奶粉引出的三聚氰胺事件)，自然會聯(lián)想到與研究和合成物質(zhì)密切相關(guān)的化學，當人們不能嚴格分清化學學科和包含著化學過程的物質(zhì)生產(chǎn)過程之間的差別時，把環(huán)境污染問題更多地歸因于化學，應當是一種可以理解的誤解。從污染物的源頭來看，它可能是人工合成的，也可能是原來就存在于自然界的，即所謂“純天然的”。它們的發(fā)現(xiàn)、分離、分析和化學合成工作屬于經(jīng)典的化學工作。化學家從物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)和變化等方面幫助人們認識了它們，并且學會了利用現(xiàn)有的物質(zhì)作為原材料合成它們和新的物質(zhì)，或通過化學修飾以改善它們的性能和某些功能，以及發(fā)現(xiàn)或發(fā)明能夠?qū)鼓承┯卸净蛴泻ξ镔|(zhì)和病蟲害的藥物等。通過化學家們幾百年的工作，人類社會所能應用和享用的化學物質(zhì)日益豐富，以科學技術(shù)為基礎的社會生產(chǎn)力和人類的生活質(zhì)量也因此得以持續(xù)發(fā)展。但是必須明確的是：科學技術(shù)的應用、社會生產(chǎn)力發(fā)展所選擇的主要途徑、對社會各界需求的物質(zhì)資源和生活資源的生產(chǎn)和分配等等任務，并不是化學科學的基本任務。所以，依據(jù)一切(化學)物質(zhì)都是化學的研究對象，因而簡單地把化學物質(zhì)的存在等同于化學，即由所謂“處處有化學”推衍出來的“因為我們生活在一個物質(zhì)世界中，化學不可須臾別離，所以化學是最重要的基礎學科”和“因為所有的污染物都是化學物質(zhì)，所以化學是環(huán)境污染的罪魁禍首”兩種極端而片面的看法的同時存在，就不足為奇了。
由于對化學的誤解一直沒有得到徹底的澄清，而且以上兩種相互對立的極端觀點依然在通過教學、科普活動及大眾媒體廣為散布，不僅導致所謂厭化學癥(chemophobia)的形成，并致使國內(nèi)外不少高校化學系的招生質(zhì)量逐年下降(盡管就業(yè)比率仍然保持中等水平)和紛紛改變系名(就連美國化學會在2004年都曾經(jīng)有過改名為分子科學與工程學會的建議[1])等現(xiàn)象的存在，應當認為都是事出有因的了。因此，化學是否仍然是一門基礎的自然科學，是否絕大部分的重要化學問題通過融入其他學科領(lǐng)域后，僅僅保留為一種“化學”視角？已經(jīng)成為一個迫切需要面對并回答的問題，而且必須以化學是否仍然有著亟待解決的、富有挑戰(zhàn)性的大問題來回答。Ball所寫專論的重要性也在于此。
2什么是化學中的大問題
文中簡要介紹的大問題，非常具有啟發(fā)性和前瞻性，通過它們可以預見到化學在今后20年或更長一點的時期將呈現(xiàn)于世人之前的新面貌，同時它作為中心科學的作用將得到進一步地發(fā)展和深化。如果化學界和化學教育界能夠就此形成共識，必將對化學專業(yè)建設和人才培養(yǎng)起到振聾發(fā)聵的作用。不僅如此，它對于初等化學教育和教學改革也有重要的指導作用，因為這是現(xiàn)在的中小學生未來步入社會時將要面對的實際啊！Ball根據(jù)專家訪談時收集到的意見和看法，歸納為以下幾個方面的大問題。茲分述如下，為了有助于讀者理解專家們的意見并形成自己的看法，在撰寫本文時將盡可能地引用他們的原話。
2.1化學合成雖然無可替代仍然有著亟待解決的大問題
和其他“發(fā)現(xiàn)”科學如物理學、生物學、天文學以及地球科學相比，化學合成一直被認為是化學的最獨特之處，而且通常是無可代替的。1890年法國化學家Marcelin就曾經(jīng)自豪地用“Chemistry creats its objects”來描述化學的這個特點。曾經(jīng)擔任美國化學會會長的Ron Breslow(美國哥倫比亞大學的有機化學教授)進一步擴展了Marcelin的說法，他指出：“化學合成使得化學得以設立一個大多數(shù)其他學科無法企及的目標。”并提出“是否可以創(chuàng)立一門合成天文學？即通過改變引力常數(shù)來影響宇宙萬物的性質(zhì)，從而使其優(yōu)化”的建議。盡管目前合成生物學也已經(jīng)成為一門獨立學科，但是在化學家看來，它不過是應用化學的另一個基于如DNA合成和蛋白質(zhì)設計的分支而已。加州理工學院的核酸化學家Jacqueline Barton則強調(diào)：“化學是唯一能夠制備前所未有的物質(zhì)的科學”。
但是過于關(guān)注合成化學有可能使得化學家們不自覺地扮演著“修補匠”的角色，為了滿足好奇心或者為了獲利做著玩轉(zhuǎn)分子世界的工作。由于工業(yè)發(fā)展帶來的挑戰(zhàn)已成為科學創(chuàng)造的重要推動力，因而致使工業(yè)化學和學科化學的分界線變得模糊不清。所以Barton指出：“化學是為工業(yè)添加燃料的科學事業(yè)。例如石油化工，還有制藥、生物技術(shù)以及計算機芯片”。Breslow同意化學面對的大問題不如實際生活中提出的挑戰(zhàn)性問題來得多的看法。例如從日光獲取能量的實用方法，制造能夠荷載大電流的室溫超導體；還有迫切需要學習如何在完成生產(chǎn)過程的同時不至于損害環(huán)境等問題，都是些面對實際的挑戰(zhàn)性問題。
沒有人會低估應用和工業(yè)化學的重要性。但是如果化學家們對什么是我們能夠知道的問題的關(guān)注遠遠不如什么是我們能夠做的問題時，亦即過分關(guān)注為特定問題尋求特定解決方案的現(xiàn)狀，是否會影響到化學作為一門基礎科學的發(fā)展前景和進展的步伐？這是一個值得認真思考的問題。
倫敦皇家研究所有無機化學家John Meurig Thomas認為，化學是一門很特別的科學，例如，人們可以認同化學鍵的一般原理但是在特殊的分子中，卻經(jīng)常會遇到必須做出新的規(guī)定或修改原有理論的情況。他還說：“如果想找到一個能夠普遍適用于酶、材料、表面等等的催化理論是一件荒謬可笑的事情”。值得關(guān)注的是，在大部分化學家垂青于實際問題和一些領(lǐng)域逐漸偏離化學的形勢下，化學是否還存在某些大問題？如果是這樣，它能否和物理學及生物學的學科前沿問題一樣具有強烈的激勵作用？
2.2細胞的化學基礎和功能分子的結(jié)構(gòu)功能關(guān)系問題
對于其他領(lǐng)域中的前沿問題，化學家確有協(xié)助解答的能力和義務。Nature所征得的比較一致的意見是，化學家們最關(guān)心的問題中有很大一部分被認為是屬于生物學的。Stanford大學的物理化學家Richard Zare說：“對我來說，最大的有待回答的問題是關(guān)于生命過程的化學”。Barton對此表示同意，他說：“要真正地了解生命過程，一定要回歸到化學”。
Harvard大學的化學家，George Whitesides的看法更加明確。他說：“細胞的本質(zhì)完全是一個分子層次的問題”，而且“只靠生物學真的解決不了”。他認為生物學中“真正需要著力的”部分，如精確定量和分子層次的探究一直受到忽視的原因在于生物學家研究的是整個器官。Salk Institute for Biological Studies (San Diego, California)的分子生物學家，諾貝爾獎得主Sydney Brenner對此持有相同的看法。
對于分子生物學中基本過程的認識至今依然存在著許多困惑：如蛋白質(zhì)折疊、生物分子功能的基因標記、以及高度選擇性的分子識別等，基本上都屬于分子層次的問題，即化學問題。盡管分子生物學家可以認為對于上述過程已經(jīng)有了較全面的了解，但是從化學來看，卻并非如此。生物醫(yī)學和藥物開發(fā)迫切需要的、基于分子層次的、合理且有預見性的科學依據(jù)的不足，就是最有力的例證之一。
University of California(Santa Barbara)的化學工程師Matthew Tirrell認為，涉及生物分子過程化學本質(zhì)的信號傳遞是一個關(guān)鍵問題。也就在這個意義上，化學被視為一門信息科學。1894年德國化學家Emil Fischer用于解釋生物分子識別的鎖鑰概念，可以看成是法國University of Louis Pasteur (Strasbourg)的超分子化學家，諾貝爾獎得主Jean-Marie Lehn把化學稱作信息物質(zhì)科學的由起。
自組織現(xiàn)象使得化學家產(chǎn)生了這樣的認識，即分子可以按照某種程序相互作用并以某種特定方式聚集，而人工復制的分子聚集體則隱含著化學信息具有定向傳遞和放大的可能。Lehn說：“就我而言，認為化學對于所有的大問題都有著最重要的貢獻，包括研究自組織過程是如何產(chǎn)生的，以及它又如何使得宇宙成為一個能夠反映其母源物種的物質(zhì)世界等在內(nèi)。”Lehn相信，下一步的工作將是設計分子的‘學習體系’，這種體系不僅可以編程，而且可以訓練。事實上，很多化學家所關(guān)注的另一個化學生物學關(guān)鍵問題就是記憶的化學基礎。Barton認為：“當我們一旦得到答案之后，就有可能設計新的思維和記憶方式，至少做到學會如何保存舊有的思想和記憶。”Whiteside則希望知道如何能夠運用化學使硅電子器件和灰質(zhì)結(jié)合在一起，他問道：“怎樣才能把我的計算機裝入我的大腦？”這類問題看起來似乎應該屬于神經(jīng)科學家和電子工程師研究的范疇，但是神經(jīng)元之間的信號傳遞則屬于化學過程；這種類型的中介過程需要用化學語言提供指令。
呈現(xiàn)在化學家們面前的這些研究方向，能否確認為真正的化學問題？Whiteside持完全肯定的態(tài)度，他說：“我所持的觀點就是，目前令人感興趣的科學，就是化學”。因為即使是那些明顯和化學相去甚遠的領(lǐng)域例如天文學中的關(guān)鍵問題，就像‘還有多少類似于地球的星球’或‘土星的月球Titan上面有什么？’等基本上都屬于分子層面的問題。當談及學科交叉問題時，他認為由于物理學和生物學在解決分子層次的機制問題時存在著某些困難。促使化學家致力于了解(或預測)分子結(jié)構(gòu)和功能之間的關(guān)系，從而成為對化學的最重要挑戰(zhàn)之一，例如構(gòu)效關(guān)系對于藥物分子設計的重要性。Barton問道：“我們怎樣能夠?qū)μ囟ǖ募毎⑵鞴倩蚪M織的分子做上特定的標記？又怎樣能夠使得在需要分子移動時，它就會移動？”構(gòu)效關(guān)系的深入了解，對于工業(yè)合成用催化劑的設計也很重要，目前僅對簡單小分子合成用的催化劑所涉及的構(gòu)效關(guān)系了解比較充分，而且遺留的細節(jié)問題仍然不少。
2.3分子的動態(tài)特性和難以窮盡的化學物質(zhì)世界
諾貝爾獎獲得者，加州理工學院的物理化學家Ahmed Zewail指出，分子的動態(tài)行為和它們的分子結(jié)構(gòu)一樣，對于分子的活動性有著重大的影響。顯然，生物分子間的相互作用并不像鎖鑰匹配關(guān)系(亦即只要在結(jié)合部位和底物分子間達到很好的幾何匹配，就可以有效地完成整個過程)那樣簡單。例如分子和溶劑間相互作用時的動態(tài)學就有可能起著關(guān)鍵的作用。
目前，化學家對化學反應的動態(tài)過程研究，是以復雜的多維勢能面(類似于崎嶇的山地)為基礎的。例如把蛋白質(zhì)折疊的問題簡約成為分子中肽鏈跨越勢能面時的軌跡問題，以及它最后是如何停在和正確折疊構(gòu)象對應的“能谷”中的問題等。Thomas說：“生物學對構(gòu)效關(guān)系的考慮一般是不充分的，必須了解分子在勢能面上的運動情況。”換句話說，動態(tài)學才是關(guān)鍵。即使化學家破解了分子設計的原理，化學家又能怎樣運用它們呢？Barton說：“即使達到了這樣的階段，例如人們能夠在實驗室中以100%的產(chǎn)率合成任何一種分子，不再需要研究生花上一年的時間來完成它時，也不能算是真正地掌握了合成。所以涉及使原子能夠按照預先設定的方式并有效地聚集成為新分子的過程和規(guī)律是個大問題。只有解決了這個大問題，我們才能夠制造任何我們所想要的物質(zhì)。”同時，能源、資源以及其他生產(chǎn)成本都達到最優(yōu)化，而且對環(huán)境最友好的化工生產(chǎn)工藝和企業(yè)的誕生，將成為現(xiàn)實。這個涉及到化學合成的大問題，不僅具有重大的學科價值，而且可以極大程度地體現(xiàn)出化學在解決人類社會發(fā)展中所能起到的無可替代的作用。
只有化學家才知道加工原子和分子到底有多么困難，而有些分子是很多其他學科所依存的。例如，物理學家和生物學家是不會去制造室溫超導體和人造微生物的。但是，如果化學被肢解并分屬于其他學科，這類能夠觸及物質(zhì)奧秘的訓練基礎也就不復存在了。認為化學的核心-推理式合成缺乏智慧的看法是錯誤的。有關(guān)化學家除了試圖了解這個世界，還試圖了解所有可能的世界的學科特色，Breslow說得好：“化學有其實用的方面，但是這不是基礎科學。當我們確定地知道，自然界能夠提供的分子和反應是非常有限，相對于處在繼續(xù)創(chuàng)造和發(fā)現(xiàn)過程中的奇妙化學世界而言，不過是一個巨大無比的水桶中的一滴微小水珠時，化學的基礎科學的性質(zhì)就再也明白不過了。”
根據(jù)訪談，Ball在文中歸納出化學應當面對的6個方面的大問題，它們分別是：
(1)如何設計出具有特定功能和動態(tài)特性的分子？
(2)什么是細胞的化學基礎？
(3)怎樣制造未來在能源、空間或醫(yī)藥領(lǐng)域所需要的材料？
(4)什么是思維和記憶的化學基礎？
(5)地球上的生命起源問題，以及在其他星球上如何才能夠出現(xiàn)生命？
(6)如何才能夠查明所有元素間的可能組合？
3化學學科發(fā)展的主線和對化學教育及教學改革的啟示
Philip Ball在這篇專論中所提及的化學大問題，雖然涉及化學學科的很多領(lǐng)域，但是未必已經(jīng)窮盡。參與訪談的化學家們各自由本領(lǐng)域的視角出發(fā)，提出的問題非常精辟，視角獨到，脈絡清晰，不僅有振聾發(fā)聵的作用，而且具有很好的啟示作用，卻也未必能夠完全覆蓋化學學科的所有領(lǐng)域。但是他們針對化學學科發(fā)展提出的意見和設想，不僅能夠開闊我們的視野，更有很好的示范和啟示作用。未盡之處，應當是留給我們的思考和想象空間。它將有助于人們從現(xiàn)代化學的眾多成就中，辨明學科的發(fā)展主線和前進的軌跡。
例如根據(jù)估算，由常見元素組成的，和典型藥物分子大小相當?shù)姆肿涌倲?shù)，可能達到1040的量級。Breslow說：“目前，已知的化學世界，包括化學家已經(jīng)使之‘膨脹’了的自然界在內(nèi)的分子總數(shù)，還不到它的1%。”這是反對試圖把化學還原為一種目標狹窄的學科的主要原因。諾貝爾獎得主，Cornell大學(Ithaca,NY)的理論化學家Roald Hoffmann則明確指出：“不能把宇宙還原為少數(shù)幾種基本粒子或者是數(shù)以百計的元素，應當擴展到所有可能被合成的數(shù)量無限的分子。分子能夠具有的結(jié)構(gòu)和性能是難以窮盡的。”
此外，查明并制備化學元素之間可能生成的所有分子和使化學合成產(chǎn)率都能達到100%，本身就是一個大問題。而且是化學所特有的大問題。由于化學物質(zhì)的性質(zhì)決定于分子的組成和結(jié)構(gòu)(有時還要考慮體系所處的環(huán)境)，分子的形成過程則取決于相應組分在給定反應體系中的動態(tài)歷程和作用機制。因此僅僅滿足于經(jīng)典的活化分子有效碰撞理論和依據(jù)缺乏‘柔性’的鎖鑰關(guān)系而做出的分子設計，顯然是難以完成這個歷史任務的。Lehn近年來提出的Constitutional Dynamic Chemistry(組分動態(tài)化學)Adaptive Chemistry(適配化學)思想[2]，以及在這個思想指導下完成的一系列組成和結(jié)構(gòu)都相當復雜的化學合成研究，為他在上個世紀80年代提出的化學信息論提供了新的實驗證明。從中可以隱約地看到解決化學合成領(lǐng)域中大問題的一線曙光。
我們可以把目前化學學科發(fā)展中最值得重視的問題歸結(jié)為：對什么是我們能夠知道的問題的關(guān)注遠不及于什么是我們能夠做的問題。其實，這也是我們在目前進行的化學專業(yè)教育以及中學化學教學改革中，同樣應該關(guān)注的問題啊！
在家校合作教學中，第一，學校應對自身在家校合作教學中的角色進行正確定位。學校在家校合作中起主導作用。學校應該認識到家校合作是學校與家長進行平等、雙向交流的平臺，在家校合作中，學校起主導作用而非領(lǐng)導作用，充當?shù)氖欠战巧瞧渌５诙瑢W校應將家長的參與上升到學校管理及教育決策的層面，而不應把家長的參與僅僅局限在家長充當學校教育工作的支持者和學習者的層次上。學校應該認識到，家長參與學校管理及教育決策，雖然在形式上是家長分享了學校教育的管理權(quán)和決策權(quán)，但在實質(zhì)上它對提高學校的教育和管理質(zhì)量、開發(fā)家長資源及有效加強民主監(jiān)督等方面都有著積極的作用。第三，開辦或完善家長學校，把家長培養(yǎng)成為孩子的合格的家庭教師以及學校教育管理的最佳合作伙伴。第四，學校應為留守兒童的身心健康成長創(chuàng)造各種條件，加強與留守兒童家長的合作。學校可以利用節(jié)假日家長回家期間召開留守兒童家長會，及時地與家長溝通；可以舉辦家長培訓班，并請一些在子女教育上比較成功的留守兒童家長現(xiàn)身說法，提高家長教育方法的科學性。第五，在具體的實踐工作中，教師應了解學生的不同家庭背景，有的放矢地與家長進行合作。
二、家校合作的最佳輔助：家庭的配合
家校合作作為學校教育發(fā)展的重要推動力量，理應受到家長們的高度重視，家長要充分認識到家校合作不僅是家長的權(quán)利，而且是家長的義務。作為學校教育的參與者，家長與學校是平等的，家長有權(quán)利參與學校的一切教育活動，包括教育的決策。家長參與學校教育能為學校提供更豐富的教育資源，能夠為學生創(chuàng)造更優(yōu)質(zhì)的教育環(huán)境，從而能夠促進學生的健康成長。從這個意義上說，家長的參與又是家長必須履行的義務。因此，家長應該珍惜自己的權(quán)利，積極地履行自己的義務。具體來講，家長必須樹立正確的家校合作觀，摒棄以往單純地簡單配合學校教育的被動局面。另外，家長要對自身的角色進行準確定位，即家長應以平等參與者的身份積極參與學校的各項教育活動，了解學校的各項政策并可對此作出反應，同時也可以為學校提供必要的教育信息與教育資源等。
三、家校合作的有力保障：社會的支持
首先，應建立健全的家校合作的相關(guān)政策法規(guī)。家長參與學校教育的權(quán)利和義務只有上升到法律的高度，才能保證家長以平等的身份與學校合作，從而為青少年接受最優(yōu)質(zhì)的教育奠定基礎。一方面，在法律中應明確家長參與學校教育既是家長的權(quán)利，也是家長的義務，明確家長參與教育的合法性。另一方面，在法律中應明確規(guī)定“家長參與教育的指導思想、基本原則、組織架構(gòu)、權(quán)利責任、經(jīng)費保障等，并且要確保有效運作”。其次，建立完善的家校合作組織機制。建立家校合作組織體系應遵循以下要求：（1）家校合作組織是獨立于學校之外的社會團體，與學校不存在從屬關(guān)系，這樣才能保證家長以獨立的身份全面參與學校教育決策、教育過程，并監(jiān)督、評價學校的教育管理等工作；（2）各級家校合作組織應有嚴密的組織分工；（3）每一級家校合作組織要有規(guī)范的組織章程及嚴密的實施制度。再次，加強對家校合作實施情況的監(jiān)督檢查。為切實推動家校合作的開展，充分發(fā)揮家校合作的教育功能，必須加強對家校合作實施情況的監(jiān)督與檢查。監(jiān)督檢查的主體應包括教育主管部門和與之有切身利益的家長。作為教育主管部門，應該將家校合作工作納入學校考核的內(nèi)容，使學校對家校合作有任務感，這就為學校主動要求家長參與學校教育奠定了良好的基礎。同時，教育主管部門應聯(lián)合相關(guān)科研機構(gòu)及教師、家長共同制定一套科學的家校合作考核標準。只有遵循科學的考核標準，才能使監(jiān)督檢查工作有章可循，使家校合作的監(jiān)督檢查工作落到實處。
事實上，很多家長都很想在學習上幫助自己的孩子，但是可能出于各種各樣的原因，例如沒有好的方法、自身在知識水平上的不足等等，沒有很好的發(fā)揮家庭的作用。如果給予家長一定的指導，提供合理的途徑的話，家長是非常歡迎的。要想通過家校合作，培養(yǎng)初中生學習化學的興趣、提高學習化學的能力，必須做到以下幾點：
（一）更新觀念，轉(zhuǎn)變思想
家長要更新觀念。從家庭來說，需要增強主人翁的責任感和對學校的認同感，摒棄以往單純的、只是被動的配合學校的局面。家長要積極主動的與教師溝通，了解孩子在學校的表現(xiàn)；提高家庭教育的能力，家長在與學校的合作中，應不斷向化學任課教師學習，掌握家庭教育的一些基本知識和方法。在化學學科的學習中，家長應該盡可能的進行全方位的配合，包括提建議、請家長做指導教師、提供實踐基地等。這樣既可以充分調(diào)動家長的積極性，又可以挖掘家長中的專家、勞模等人力資源；利用家長可以提供的一些場地，為培養(yǎng)學生學習化學的興趣提供條件。
【中圖分類號】G421 【文獻標識碼】A 【文章編號】
新課改的核心理念就是以學生為主體，關(guān)注學生的全面發(fā)展。高中生是一個特殊的社會群體，正處于身心迅猛發(fā)展時期，國內(nèi)外學者經(jīng)過長期、大量的研究，提出重視中學生常見心理健康問題刻不容緩。模糊、消極的自我意識會引發(fā)高中生缺乏自知、自信，自我膨脹，理想自我與現(xiàn)實自我差距過大，形成自貶的思維方式等常見的心理問題。自我意識就是一個人對自己以及自己和他人關(guān)系的意識。如何讓學生正確認識自己，客觀評價自己，滿意自己或悅納自己，能自立、自信、自強，方法和途徑很多。自我意識不是一個人生來就具有的，它是個體在社會交往過程中通過認識他人而逐漸認識自己的。在化學教學過程可滲透化學史的教育，通過認識化學家的所作所為來認識自我，分析自己的學習生活活動進一步認識自我。下面我就在化學教學中聚焦化學家漢弗萊戴維的事跡，以史為鏡，幫助學生逐步形成客觀積極的自我意識，從而有利于學生的心理健康發(fā)展。
化學家漢弗萊戴維是偉大而平凡的，但在化學史教學中，對于科學家的總體評價往往采取仰視的態(tài)度，只看到他們頭頂?shù)墓猸h(huán)，把他們“神”話，“完美無缺”，不僅讓學生敬而遠之，而且會讓學生形成極端看問題的模式——非此即彼，更重要的是當學生只看到科學家的偉大，審視自己，自慚形穢，不利于心理健康發(fā)展。還原一個真實的有血有肉、有喜怒哀樂、甚至有瑕疵的戴維，平視他，走近他，近距離與他交流對話，選取這樣的化學史教學角度，當然有助于激發(fā)學生對許多人文問題的獨立思考，有助于學生建立客觀積極的自我意識。
走近漢弗萊戴維的童年，他只是一個是很普通的活潑可愛的孩子，喜歡釣魚、遠足，愛好講故事、背誦詩歌，時常作弄小伙伴和老師，他的童年是自由愉快的，有足夠的時間思考、想象，個性熱情、積極不盲從，富有創(chuàng)造性。但同時戴維讀書又是勤奮的，他閱讀了很多哲學、神學、幾何學、外語書籍。青少年時期，戴維就遭遇了父親病逝、家境貧困、輟學等一系列變故，戴維毅然扛起了作為兄長的責任，在一位知名外科醫(yī)生兼病理學家處當學徒。在那里他很受激勵，制定龐大的自學計劃，在知識的海洋進行廣泛的涉獵。反觀戴維并不是一個科學天才。這段素材讓學生感覺到戴維擁有常人的童年，一樣的頑皮、一樣的童真，也接受相似的學校教育，遭受人生的變故，還在繼續(xù)學習！對比之下，審視自己，我該怎樣做？我是誰？顯然一味貪玩面對自己的學生生涯顯然不行，靜下心來思考自己的青春歲月該怎樣過。學生群體中也不乏來自單親家庭，以戴維為鏡，也應自立自強，從而自信，只要能保持精神上的獨立頑強，樹立堅定的目標，再大的困難也不算什么了。學生與青少年的戴維作比較，實際上是確定衡量自己的標準，建立起對自己的評價。
化學科學界的戴維是一個實驗能力很強、不喜歡重復和證明別人的發(fā)現(xiàn)，喜歡創(chuàng)新、敢于突破權(quán)威、尊重事實、有堅強毅力的人。在“笑氣”的研究過程中，戴維決心親自實驗，并將實驗的過程和感受與大家分享，少量“笑氣” 用做外科手麻醉劑，解除了病人的疼痛。正是戴維長期堅持，他通過電解發(fā)現(xiàn)了多種元素，提出了很多權(quán)威的化學理論，發(fā)明了安全礦燈，這種安全礦燈使用了100年，拯救了全世界千千萬萬礦工……學生面對戴維的科學業(yè)績，感慨不已。回想自己的理想也曾和戴維相媲美，“將來我要當工程師，我要當化學家……”理想和現(xiàn)實的差距過大！深究戴維成功的背后，他多了一份熱愛，少了一份漠視；多了一份堅定，少了一份動搖；多了一份勇敢，少了一份退縮；多了一份細心，少了一份粗心。一步之遙啊！學生豁然開朗，好好審視自己，在科學素養(yǎng)方面，還欠缺哪些，不足在哪，擁有自知，才能嚴格要求自己，通過自己的努力，進一步做到獨立自主、大膽勇敢、自信自強、堅強不屈。學生與戴維作比較，實際上是提高自我價值目標，更進一步堅定信心建立客觀積極的自我意識。
戴維同時又是一個活躍的社會活動家。戴維入選皇家學院，擔任學院的講師后，這位出色的演說家，成功地吸引了廣大的大學生、科學家和科學愛好者，戴維成了倫敦的名人，而且讓科學這個名詞也變得更加時髦起來。盡管實驗非常緊張，但他從不耽誤宴會，憑他的才華享受著別人的贊美，享受著生活的禮遇。是的，人生是多樣的，生活是多元化的，勞逸結(jié)合，才能讓自己學習生活豐富起來，努力奮斗之后，才可以品嘗成功的甘露。戴維工作很繁重，但他仍然享受著生活，快樂面對一切。高中生學習生活忙碌而辛苦，別忘了做情緒的主人，在情緒上獨立，悠悠品味人生，才可清醒認識自己，落后了迎頭趕上，相信自己會是一個有價值的人，進步了戒驕戒躁，以一個健康的心態(tài)面對生活。
戴維又是一個極其平凡的人。戴維“最偉大的發(fā)現(xiàn)”是啟迪和教導了法拉第這個“千里馬”，當法拉第在化學物理方面取得輝煌的成功，接替戴維當了實驗室主任，法拉第聲譽日高，戴維對法拉第產(chǎn)生了嫉妒。在法拉第當選英國皇家學會會員的過程中，戴維投了唯一的反對票。人們感到非常遺憾與可悲。科學在追求進步是充滿了競爭，競爭使新的人才脫穎而出，但是戴維讓嫉妒蒙蔽了雙眼和心智。高中生這個特殊的群體也渴望人與人的交往，有些學生自命清高，有的學生孤獨自卑，有的極度自私，而通過反觀戴維晚年嫉妒法拉第事件，好像一面鏡子，使學生自我對自己是什么人，要做什么人，能從鏡子里面加以認識。積極的自我概念使高中生對事物的看法比較樂觀，也比較自信，更能激發(fā)上進心，化壓力為動力，更好調(diào)整和控制各種不良情緒，保持健康的心態(tài)。
化學史是化學科學產(chǎn)生和發(fā)展的歷史，是人類探索和改造物質(zhì)世界的歷史，也是人類精神文明發(fā)展的歷史，是科學精神最集中的載體。化學史教育是指在化學教學中結(jié)合化學史實向?qū)W生進行的教育。法國著名的科學家郎之萬說過：“在科學教學中加入歷史的觀點是有百利而無一弊的。”然而，多數(shù)教師對化學史的教學并不重視，實際教學中往往一帶而過，或者讓學生課后自行閱讀教材中的化學史素材。上述情況的出現(xiàn)表明教師對于在初中化學教學中進行化學史教育的重要性缺乏了解。筆者結(jié)合一些教學案例略談化學史在初中化學教學中的教育價值及其實現(xiàn)策略。
一、激發(fā)學生學習興趣，調(diào)動學生學習積極性
化學史上一些發(fā)現(xiàn)、發(fā)明和科學家的主要事跡、奇聞軼事，都會引起學生的好奇心，激發(fā)其學習興趣。在氧氣性質(zhì)的教學中教師可介紹普利斯特里發(fā)現(xiàn)氧氣的實驗：“當我獲得這種氣體后，我發(fā)現(xiàn)蠟燭在這種氣體中燃燒時竟然發(fā)出一種非常亮的火焰，我真不知道該如何去解釋這種奇怪的現(xiàn)象。我用玻璃管將這種氣體吸進肺中，感到胸部很輕松，很舒服，誰知道這種氣體將來會不會是一種時髦的奢侈品呢？但現(xiàn)在只有兩只老鼠和我才有享受這種氣體的權(quán)利啊！”（普利斯特里先用小老鼠做了實驗）通過上述敘述，學生在科學家詼諧幽默的話語中體會到氧氣的性質(zhì)，也感到化學科學的學習其實是件輕松快樂而又讓人興致盎然的事。
此外，教師可在自制酸堿指示劑的探究實驗的教學中，進行波義耳發(fā)現(xiàn)指示劑的故事的講解；在燃燒與滅火中的教學中，介紹德國商人布蘭德想從尿里制得黃金，卻意外地分離出像蠟那樣的色白質(zhì)軟的物質(zhì)――白磷；講解二氧化碳性質(zhì)的時候介紹普利斯特里發(fā)明“汽水”的故事等等來激發(fā)學生的學習興趣。
二、培養(yǎng)學生頑強探索的科學品質(zhì)
化學史上任何一個科學發(fā)現(xiàn)和發(fā)明，無不凝聚著化學家辛勤的勞動和忘我的追求，而這一過程更能體現(xiàn)化學家孜孜以求、頑強探索的科學精神。初中階段元素周期表知識的教學中，由于學生對元素性質(zhì)的認識較少，難于體會元素周期表對化學學科的重要作用，但教師可對門捷列夫勤奮的一生做適當介紹：在門捷列夫的時代，科學家們只發(fā)現(xiàn)了63種元素，但是元素之間是否存在聯(lián)系呢？門捷列夫經(jīng)過長達十年的研究，終于發(fā)現(xiàn)了元素周期律，并據(jù)此制出第一張元素周期表，為20世紀的科學發(fā)展指明道路。門捷列夫一生勤奮，涉獵廣泛，被稱為俄國的達芬奇，在他所寫的幾千卷著作中，僅有10%是有關(guān)化學和物理的，其它的是關(guān)于經(jīng)濟、技術(shù)、地質(zhì)等方面著作。“什么是天才？終身努力，便成天才！”就是門捷列夫的名言。學生在感嘆科學家對科學知識孜孜不倦求索的同時，也會鞭策自己更加勤奮的學習，以更執(zhí)著的精神探索科學世界。
“每種純凈物質(zhì)的組成是固定不變的，所以表示每種物質(zhì)組成的化學式只有一個。”這是人教版義務教育教科書第四單元課題4化學式與化合價中毫不起眼一句話，卻是化學家普魯斯特用整整 7 年的時間，做了上千次的分析實驗才得出的結(jié)論，教學中教師也可對此段化學史作相應介紹。
三、增強學生崇尚科學、熱愛祖國的情感
化學科學的魅力，在于其能在紛繁復雜的表面現(xiàn)象中揭示出物質(zhì)及其變化之間的規(guī)律，在于其創(chuàng)造性和實用性。在化學肥料的教學中，教師可介紹化學家李比希對肥料工業(yè)的貢獻：千百年來，普遍的觀念認為人和動物總是以有機物（即植物和動物）為食物，莊稼也應該是以有機物為“食物”。但是，人們往田里施綠肥、施糞肥時，莊稼的產(chǎn)量并沒有明顯的提高。為了探索莊稼的秘密，李比希雇人開墾荒地，種上莊稼，并給莊稼施用各種無機鹽，根據(jù)哪塊地里的莊稼長得茂盛，就能知道莊稼喜歡“吃”什么。很快，李比希發(fā)現(xiàn)，莊稼非常喜歡吃“鉀”和“磷”。在農(nóng)業(yè)化學上，這是具有重大歷史意義的發(fā)現(xiàn)。為了給莊稼大量供應鉀肥，李比希辦起了鉀肥廠。李比希還發(fā)明了制造磷肥的方法。如果說，許多化學家所研究的定律、結(jié)構(gòu)、化學成分等還只有理論意義的話，那么李比希的這些研究具有重大的實際意義。一位評論家曾這樣評論道：“世界上沒有任何學者對于人類的貢獻，能與李比希相比！”這話固然有點偏頗，不過，李比希的研究工作，使莊稼的產(chǎn)量成倍增長，造福于全人類，這不能不說是他的巨大貢獻。顯然，這樣的化學史實的介紹比空洞的口號更能激起學生崇尚科學的情感。
化學史上人才輩出，科學家們崇高的品德，高尚的情操和他們熱愛祖國的高尚品質(zhì)，更是對學生進行人生觀教育的良好素材。在鹽的教學中，可介紹我國制堿工業(yè)的先驅(qū)侯德榜的事跡，教育學生為我國杰出的化學家感到自豪，激發(fā)學生的愛國情懷。作為四大文明古國的我國，在化學方面也有杰出成就，四大發(fā)明中的造紙術(shù)、火藥對世界科學的發(fā)展具有重要作用，我國古代人民很早就掌握了銅的冶煉技術(shù)，并制造出享譽世界的青銅器，通過類似化學史的介紹，提高學生的民族自尊心和自豪感。
四、有助于學生科學思維、科學方法的形成
Introduction of Scientists in Class of Medical Chemistry//LIU Yongdong， ZHANG Shufen， ZHONG Rugang
Abstract The introduction of scientist’s achievements and hard studying process is an important material to expand and enrich the teaching content. In this paper， combined with the whole content of medical chemistry course， the fruitful research work from Arrhenius S.A. and Nernst W. was duly introduced to the students in the class. The introduction of scientists not only riches the teaching content and stimulates the students’ interest in learning， but also gives students more spiritual guide.
Key words medical chemistry； Svante August Arrhenius； Walther Nernst
醫(yī)用化學是面向醫(yī)學、藥學和生物學等專業(yè)的學生講授現(xiàn)代化學基本概念、基本原理及其應用知識的一門重要基礎課程[1]，它將為學生日后相關(guān)領(lǐng)域的深入學習打下較堅實的基礎。尤其現(xiàn)代生物醫(yī)學進入了分子生物學時代，而化學在這一時代中體現(xiàn)出與現(xiàn)代醫(yī)學之間越來越密切的聯(lián)系。因此，醫(yī)用化學的學習對于生命醫(yī)學等相關(guān)專業(yè)學生的發(fā)展起到至關(guān)重要的作用。然而，由于醫(yī)用化學課程內(nèi)容本身較龐雜和枯燥，所以如何擴充課堂教學內(nèi)容，調(diào)整教學方式，進而激發(fā)學生興趣，一直是個具有挑戰(zhàn)性的課題。
科學家的光輝成就及其艱辛研究歷程的介紹是擴充和豐富教學內(nèi)容的重要素材[1-2]。阿倫尼烏斯[2-3]和能斯
特[2，4-5]分別是1903年和1920年的諾貝爾化學獎得主，他們兩人的工作都涉及多個領(lǐng)域，在醫(yī)用化學課程的電解質(zhì)溶液、化學反應熱及反應方向和限度、化學反應速率、氧化還原反應與電極電位等章節(jié)中都有其相關(guān)工作。因此，筆者從教學內(nèi)容體系安排和教學方式兩方面考慮，將兩位化學家的研究工作歷程及成果編排到課堂的教學中，以期實現(xiàn)對教學內(nèi)容的擴充、對學生學習興趣的激發(fā)及對學生自信心的培養(yǎng)。
1 科學家阿倫尼烏斯
阿倫尼烏斯（Svante August Arrhenius）是瑞典著名的物理化學家，創(chuàng)立電離學說，提出酸、堿的定義，為化學特別是物理化學的開創(chuàng)作出極大的貢獻；提出阿倫尼烏斯公式，為現(xiàn)代化學動力學奠定基礎，構(gòu)成物理化學學科的重要組成部分。由于阿倫尼烏斯在化學領(lǐng)域的卓越成就，因而被授予1903年諾貝爾化學獎。
醫(yī)用化學教材中的電解質(zhì)溶液和化學反應速率章節(jié)中都涉及阿倫尼烏斯的工作。結(jié)合幾年來的教學經(jīng)驗，筆者認為可以在電解質(zhì)溶液章節(jié)中重點介紹阿倫尼烏斯的電離理論發(fā)現(xiàn)和提出的科研歷程及其被普遍公認所經(jīng)歷的曲折和波瀾，從中讓學生體會到科學問題的提出、解決和被認可不是想象中的一帆風順，而有著艱辛的歷程。從阿倫尼烏斯的電離理論還可以讓學生感受到科學問題并不那么神秘莫測，科學家也不是那么遙不可及，所以大家要相信自己，每個人都是可以有所作為的。這部分內(nèi)容可以主要以故事論述的形式開展。而對于阿倫尼烏斯在化學動力學方面的介紹，可以更側(cè)重于介紹他的博學和興趣廣泛，可以在課堂上引入一些視頻，或是通過布置課外興趣閱讀的形式，讓學生更多地了解科學家阿倫尼烏斯的科學貢獻和成就。
電解質(zhì)溶液中酸堿電離理論的介紹 電解質(zhì)在溶液中以何種形式存在，這種存在形式又是如何產(chǎn)生的，這是19世紀科學工作者關(guān)注的課題之一。盡管已經(jīng)有人提出電解質(zhì)在溶液中可能是以離子形式存在，但就其產(chǎn)生過程，科學界一直普遍認同法拉第（M.Faraday）的觀點，即溶液中的離子是在電流的作用下產(chǎn)生的。
阿倫尼烏斯在研究電解質(zhì)溶液的導電性時發(fā)現(xiàn)，氣態(tài)的氨是根本不導電的，但氨的水溶液卻能導電，而且溶液越稀導電性越好；氫鹵酸溶液也是有此特點。對于其他的電解質(zhì)體系，他也做了大量的實驗，都發(fā)現(xiàn)濃度影響著許多稀溶液的導電性。那么如何揭開這些實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)背后的秘密呢？阿倫尼烏斯開始了實驗之后的思考，他首先想到的是濃溶液和稀溶液本身的差別在哪呢？應該是可以通過加水將濃溶液稀釋為稀溶液，可水起到什么作用呢？阿倫尼烏斯順著這個思路深入思考：純凈的水不導電，純凈的固體食鹽也不導電，把食鹽溶解到水里，鹽水就導電了，這是為什么呢？水到底起了什么作用？他覺得這是決定問題的關(guān)鍵。
基于法拉第的觀點，阿倫尼烏斯想是不是食鹽溶解在水里就電離成為氯離子和鈉離子了呢？這個想法在當時是相當超前和相當大膽的，畢竟當時的學術(shù)界一致認同法拉第的觀點。阿倫尼烏斯隨后提出假定電解質(zhì)在溶液中具有分子形態(tài)和離子形態(tài)兩種存在形式，當溶液被稀釋時，電解質(zhì)的部分分子就分解為活性的離子，而另一部分仍是以非活性的分子形態(tài)存在。因此，溶液稀釋時，活性的離子數(shù)量增加，導電性也就增強了。就此，阿倫尼烏斯提出全新的電解質(zhì)中離子的產(chǎn)生原因，即電解質(zhì)自動電離的新觀點。
然而，當阿倫尼烏斯帶著全新的觀點向他的博士導師克萊夫（P.T.Cleve）教授詳細地解釋電離理論時，這位作為化學元素鈥和銩的發(fā)現(xiàn)者的著名實驗化學家對此理論并不感興趣，只說了一句：“這個理論純粹是空想，我無法相信。”這無疑給滿懷信心的阿倫尼烏斯巨大打擊，而且他也意識到博士論文能否通過出現(xiàn)問題，雖然他認為自己的觀點和實驗數(shù)據(jù)并沒有錯，但要得到當時觀念保守的教授們的認可談何容易？答辯過程相當艱難，盡管阿倫尼烏斯精心準備，材料和數(shù)據(jù)都無可挑剔，但經(jīng)過四個小時的答辯，答辯委員會的教授們?nèi)匀徽J為論文不是很好。但考慮到阿倫尼烏斯大學讀書時所有的成績都很好，尤其是生物學、物理學和數(shù)學的考試成績非常優(yōu)異，答辯委員會最終以及格的成績，讓阿倫尼烏斯勉強獲得博士學位。
著名的化學反應速率的指數(shù)定律――阿倫尼烏斯公式 阿倫尼烏斯不但提出了在化學發(fā)展史上占據(jù)重要地位的電離學說，他還深入研究了溫度對化學反應速率的影響。他發(fā)現(xiàn)對于大多數(shù)反應而言，溫度對反應速率的影響要比濃度更為顯著。阿倫尼烏斯注意到化學反應體系的溫度每升高1度，反應速率約增加12%～13%。若從傳統(tǒng)的觀點來看，對反應速率的影響無外乎是對反應物分子的運動速率、碰撞頻率、濃度及反應體系的黏度等物理性質(zhì)產(chǎn)生影響，然而溫度的這種巨大的影響不能從這些傳統(tǒng)的認識中得到圓滿的解釋。因此，阿倫尼烏斯設想，在反應體系中是一些高能量的活化分子直接參與到化學反應中，非活性分子吸收一定能量后可轉(zhuǎn)化為活化分子，而反應進行的速率取決于活化分子的數(shù)量及活化分子之間相互碰撞的次數(shù)；當反應體系的溫度升高時，活化分子的數(shù)量會隨溫度升高而上升，而且活化分子間的碰撞次數(shù)也隨溫度升高而增加，因此導致化學反應的速率也隨溫度的上升而增大。
1889年，阿倫尼烏斯在上述觀念的基礎上提出著名的阿倫尼烏斯公式，也就是著名的化學反應速率的指數(shù)定律：
其中，k為速率常數(shù)，A為指前因子（也稱頻率因子），Ea稱為化學反應的活化能，也就是非活化分子轉(zhuǎn)化為活化分子所需要的能量，R為摩爾氣體常量，T為熱力學溫度。阿倫尼烏斯公式的提出為現(xiàn)代化學動力學奠定了基礎，是物理化學學科的重要組成部分。
此外，阿倫尼烏斯還從事天體物理學、氣象學和生物學等方面的研究，曾較早提出大氣中的二氧化碳對地球溫度影響的論點，還著有《天體物理學教科書》《免疫化學》《生物化學中的定量定律》等著作。
2 科學家能斯特
能斯特（Walther Hermann Nernst）是德國卓越的物理學家、物理化學家和化學史家，在化學熱力學和電化學方面作出了開創(chuàng)性的工作，特別是因為其在熱力學第三定律方面的杰出貢獻而被授予1920年的諾貝爾化學獎。
熱力學第三定律的介紹 19世紀末，化學熱力學的研究也已取得相當進展，其中的熱力學第一定律和熱力學第二定律已趨于完善，但不足的是化學平衡常數(shù)仍未有任何熱力學參數(shù)進行推算，還只能借助實驗進行測定。19世紀末至20世紀初，研究發(fā)現(xiàn)已推斷出，體系在低溫狀態(tài)時，反應自由能改變值（?G）與焓的改變值（?H）趨于相等。
能斯特對低溫下的化學反應體系進行了研究，通過測定比熱和反應熱來預測化學反應過程，研究發(fā)現(xiàn)當反應是吸熱的，那么所吸熱量將隨溫度下降而下降，而達到絕對零度時吸熱量將變?yōu)榱恪ｋS后，他在論文中指出，當體系溫度趨近于零時，不僅反應自由能改變值（?G）與焓的改變值（?H）趨于相等，反應熵的改變值（?S）也趨近于零。這就是化學史上所稱的“能斯特熱定理”。他推斷，所有固體的熵值在接近絕對零度時都是相等的。
能斯特熱定理是一個大膽的實驗假說。此后，德國物理學家普朗克（M.Planck）依據(jù)統(tǒng)計力學原理指出，能斯特熱定理只有對于純物質(zhì)的完美晶體才成立。后來的實驗事實和統(tǒng)計熱力學對熵的討論表明，有些純物質(zhì)（如過冷液體和有些固態(tài)化合物）在趨近絕對零度時能存在一個正的熵值。因此，1923年，美國物理化學家路易斯等人對普朗克的表述進行了修改，提出具有完美晶體的各種物質(zhì)在絕對零度時，體系的熵等于零。至此，完善的熱力學第三定律最終被提出。
電化學中的電極電位的計算――能斯特方程 除了在化學熱力學方面的開創(chuàng)性工作外，能斯特還提出了描述電池可逆電動勢的能斯特公式。他將化學熱力學中的自由能變化與電池電動勢聯(lián)系起來，從而將化學熱力學規(guī)律成功地應用于電化學體系。
1889年，能斯特根據(jù)范特霍夫的滲透壓理論和阿倫尼烏斯的電離理論提出，在溶解壓力的作用下，原電池中的金屬進入了溶液，并以離子形式存在；與此同時，溶液中的金屬離子又在滲透壓的作用下，使金屬離子回到金屬表面。這是兩種方向相反的力，當其達到平衡時，便產(chǎn)生了原電池中的電極電位。在此基礎上，能斯特導出電極電位與溶液濃度的關(guān)系式，即電化學中著名的能斯特方程：
