2023年8月26日晚八點,科學(xué)傳播公益項目“高山科學(xué)經(jīng)典”邀請到中國科學(xué)院院士,復(fù)旦大學(xué)化學(xué)系教授趙東元,浙江大學(xué)化學(xué)系教授,國家特聘專家彭笑剛,清華大學(xué)科學(xué)史系博士研究生嚴(yán)弼宸擔(dān)當(dāng)主持,一起導(dǎo)讀《化學(xué)基礎(chǔ)論》。

化學(xué)家拉瓦錫被稱為“近代化學(xué)之父”,他通過對氧化現(xiàn)象的觀察和實驗,發(fā)現(xiàn)了氧氣是燃燒普遍需要的要素,基于此,他推翻了占統(tǒng)治地位的“燃素理論”并建立了新的物質(zhì)命名法,直到今天我們的化學(xué)元素體系還建立在拉瓦錫提出的化學(xué)命名法的基礎(chǔ)之上。

庫恩在《科學(xué)革命的結(jié)構(gòu)》中就拉瓦錫用“氧化說”取代“燃素說”的貢獻(xiàn)視作和哥白尼用日心說取代地心說相當(dāng)。因此,拉瓦錫發(fā)動了一場化學(xué)革命?！痘瘜W(xué)基礎(chǔ)論》便是拉瓦錫這一系列工作的總結(jié)。

此次直播過程中,趙東元老師也是從拉瓦錫的生平、前拉瓦錫時代的化學(xué)、《化學(xué)基礎(chǔ)論》簡介、后拉瓦錫時代—現(xiàn)代化學(xué)的發(fā)展這四個部分展開。

拉瓦錫1743年8月26日出生于巴黎。其父親是一名著名律師,母親在他五歲時就去世了。11歲時拉瓦錫進(jìn)入名師云集的法國著名學(xué)府馬扎林學(xué)院(College Mazarin)中等學(xué)府學(xué)習(xí),1794年5月8日,拉瓦錫因為包稅官的身份,法國把自己偉大的兒子判處了死刑。

拉瓦錫有一位親密的助手和管家,就是他的妻子瑪麗·波爾茲。拉瓦錫夫婦經(jīng)常在家舉行一些科學(xué)集會,邀請巴黎的科學(xué)家們參加。大衛(wèi)1788年創(chuàng)作的油畫《拉瓦錫夫婦肖像》無言地描繪出他們的甜蜜愛情和美滿生活,這幅油畫還作為《紅與黑》《羊脂球》《復(fù)活》這些名著的封面。雖然拉瓦錫可以和牛頓、達(dá)爾文比肩,但從科普的角度,化學(xué)家的科普相較于物理學(xué)家、生物學(xué)家還不成熟,這也是高山科學(xué)經(jīng)典導(dǎo)讀這本《化學(xué)基礎(chǔ)論》的原因之一。

趙東元院士在在高山科學(xué)經(jīng)典節(jié)目中

趙老師總結(jié)了拉瓦錫關(guān)鍵的科學(xué)貢獻(xiàn)。1772年拉瓦錫用氧化說取代了燃素說,1774年拉瓦錫通過一系列實驗后正式表達(dá)了質(zhì)量守恒定律。1787年拉瓦錫主要進(jìn)行化學(xué)命名法的改革,他在《化學(xué)命名法》中正式提出了這一命名系統(tǒng),形成了至今沿用的化學(xué)命名體系。1789年拉瓦錫在巴黎出版《化學(xué)基礎(chǔ)論》,這是第一部真正意義上的化學(xué)教科書,在此書中他成功地將很多實驗結(jié)果通過自己的氧化理論進(jìn)行了圓滿的解釋。

此次直播過程中,博士研究生嚴(yán)弼宸也以化學(xué)史上三位杰出人物玻義耳、拉瓦錫、道爾頓是誰使化學(xué)真正成為了一門現(xiàn)代科學(xué)話題開啟了兩位老師的圓桌討論。彭老師首先肯定了趙老師在導(dǎo)讀最后認(rèn)為化學(xué)是沒有圣杯的這一觀點,最后補(bǔ)充認(rèn)為化學(xué)作為一個復(fù)雜的學(xué)科,實際上化學(xué)是在不同的維度上對世界物質(zhì)的理解。玻義耳是把化學(xué)從煉金術(shù)發(fā)展成為一門學(xué)科的奠基人,道爾頓建立原子論的立論基礎(chǔ)有兩個,一個是能量守恒,還有一個是不同的物質(zhì)或元素在進(jìn)行反應(yīng)的時候是按照一定比例進(jìn)行的,而這種比例的最小單位就是原子。如果再給拉瓦錫一些時間,原子論、分子假說等科學(xué)成果也可能會有他的身影。

嚴(yán)弼宸(左)、趙東元老師(右上)、彭笑剛(右下)在高山科學(xué)經(jīng)典節(jié)目中

趙老師也分享到這三位化學(xué)家在不同時期對化學(xué)這樣的顯微科學(xué)的建立有其獨有的貢獻(xiàn),而拉瓦錫善于總結(jié)、思辨、質(zhì)疑,所以他在前人的工作基礎(chǔ)上能提煉實驗的理論,這是他的厲害之處。嚴(yán)弼宸認(rèn)為這三位化學(xué)家誰是化學(xué)之父其實并沒有標(biāo)準(zhǔn)答案,化學(xué)是沒有圣杯的,我們討論這個問題其實就是要把不同的時期的化學(xué)家的貢獻(xiàn)呈現(xiàn)出來,讓大家了解各自在不同的時代背景下為化學(xué)的發(fā)展做出了那些工作。

嚴(yán)弼宸博士提到,在化學(xué)史家的眼中,實驗在拉瓦錫的化學(xué)工作中究竟占有什么地位是有爭議的。拉瓦錫本人強(qiáng)調(diào)任何理論都必須有實驗支撐,而化學(xué)史家發(fā)現(xiàn)拉瓦錫和其反對者不同的點并不在于他更會或者做了更多的實驗,恰恰是因為他構(gòu)造了一個不一樣的更宏大的一個理論。拉瓦錫以一種新的系統(tǒng)秩序容納一切化學(xué)現(xiàn)代發(fā)現(xiàn)的做派,這對其經(jīng)驗實驗論者是不買賬的。

對此,趙老師則認(rèn)為拉瓦錫的妻子瑪麗用油畫的形式記錄了拉瓦錫做實驗的痕跡,足以可見,拉瓦錫是很重視化學(xué)的實驗工作的。彭老師補(bǔ)充認(rèn)為拉瓦錫有自己的原創(chuàng)實驗如呼吸實驗,金剛石燃燒,但拉瓦錫的實驗更多體現(xiàn)在定量性上。當(dāng)時能和拉瓦錫匹敵的就是卡文迪許,拉瓦錫和卡文迪許的不同點在于卡文迪許對于追問化學(xué)規(guī)律這個方面沒有那么感興趣,而這一點恰好是玻義耳強(qiáng)調(diào)的,這其背后的實質(zhì)是建立系統(tǒng)理論,拉瓦錫在這一點上繼承了玻義耳追求宏大物質(zhì)觀的學(xué)術(shù)思想。

最后關(guān)于化學(xué)這一門學(xué)科的發(fā)展,趙老師總結(jié)到化學(xué)是一門中心學(xué)科,是一門唯一有工業(yè)支撐的中心科學(xué)?；瘜W(xué)與生命、材料、信息等科學(xué)有非常密切的聯(lián)系,產(chǎn)生了許多重要的交叉學(xué)科。化學(xué)也是一門社會迫切需要的中心科學(xué),與衣、食、住(建材、家具)、行(汽車、道路)都有密不可分的關(guān)系?；瘜W(xué)是人類使用新材料的源泉,材料是社會進(jìn)步的標(biāo)志之一,化學(xué)就是我們的生活,我們的未來。

彭笑剛老師在在高山科學(xué)經(jīng)典節(jié)目中

彭老師也對當(dāng)今社會上關(guān)于化學(xué)學(xué)科的討論根據(jù)自身的感受闡述了自己的見解。他提到很多人認(rèn)為化學(xué)是天坑專業(yè),這其實存在很多誤區(qū)。

例如我國芯片卡脖子問題的實質(zhì)就是材料加工在原子、分子水平操控半導(dǎo)體的事情,這是化學(xué)家的事情。華為的任正非就認(rèn)為在學(xué)校應(yīng)該多培養(yǎng)學(xué)生在數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí),尤其是化學(xué)。我實驗室畢業(yè)學(xué)生中一半都在做芯片方面的研究工作。我們中國真正要做的事情,或者全人類要做的重要事情之一就是芯片加工的工藝開發(fā)和設(shè)計。人類正常的生命活動,壽命的延長,身邊隨處可見的各種高分子物質(zhì),都能看見化學(xué)的身影等等,化學(xué)是唯一一個具有工業(yè)支撐的一級學(xué)科,化學(xué)創(chuàng)造的工業(yè)革命實際上沉默無聲的。

與科學(xué)家一起讀好書,“高山科學(xué)經(jīng)典”是一個由高山書院發(fā)起的公益科學(xué)傳播項目。邀請百位知名科學(xué)家每周導(dǎo)讀一本科學(xué)經(jīng)典書籍,引領(lǐng)公眾參與閱讀的大型科學(xué)傳播公益項目,旨在提升全民科學(xué)素養(yǎng)、培育科學(xué)精神、傳播科學(xué)思想。期望在全民學(xué)科學(xué)的時。背景下,高山科學(xué)經(jīng)典能在科學(xué)傳播領(lǐng)域盡一份綿薄之力。

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