化学历史中的科学方法
时间：2012-12-14 阅读：387
1错误的理论:Prestley与燃素说
化学历史中的科学方法理论的冲突不是灾难,而是一种幸运。下面将从科学发展的例子来说明其中的意义,“燃素”理论的化学学科中一个*的错误理论,它作为一个典型事例被科学工作者及教育工作者广泛关注,用以说明科学是如何进步的。错误理论是逐渐被人们所认识的,取而代之的新理论的出现也并非自动产生。Prestley（普利斯特列）所坚持的燃素说提供了一个*的例子。在AntoineLavoisier确定了现在被我们认为是正确的事实后,Prestley还一直相信燃素理论。*,他对燃素说一直坚持到他生命的终结。为什么在证据和反燃素说观点大压力面前,他仍坚持燃素说?不是因为他在某种程度上比Lavoisier缺乏唯物和开放的头脑。从Prest-ley在18世纪末给法国化学家的信中所述,你也许会想到些什么。“没有人愿意去说服自己放弃被认为是的判断。”只有当来自Prestley临终时作为燃素说的压力变小时,反燃素说地位才能确立。Prestley在他的时代被称为“燃素说博士”。作为“燃素说”,他为自己所坚持的学说辨护,通过对不同证据采取不同倾向性解释（也许他自己很难意识到这一点）,以获得不同的结论。例如,汞在空气中加热能产生其氧化物,再进一步加热又变为金属汞。其实对这一实验事实的解释成为反燃素说正确与否的关键。看看他对实验的解释吧。他认为金属是一种单质,燃渣是金属与空气组成的化合物。现在看来,这样的结论是符合某些实验事实的。另一方面,他又强调许多其它燃渣需要有一类试剂（如氢气、活泼碳、铁）来产生金属。他认为这些金属是燃渣与燃素组成的化合物。同时他在反驳燃素说质疑燃素质量的不确定性时,也认为这样的质疑是合理的。但他认为光、热这些不易确定量的因素也是物质。Prestley用燃素说去解释许多反燃素说作为至关重要的实验。如水的分析与合成,并报导一些利用反燃素说当时不能解释的实验。其实这些实验只是包含着当时人们还不十分清楚的副反应或杂质而已。氮的原子量是大家知道的,同时,科学上也有一条十分明确的原理说明,一定质量物质中的原子的平均重量是相等的。但已故的瑞利勋爵和已故的冉赛爵士从所做的两个试验中发现。如果用两种不同的方法获得含氮化合物,并分别测得氮的原子量,两次结果始终有一点差别。请问如果他们因为科学观察与化学理论之间发生冲突而感到失望,那么能不能说是理智的行为呢?如果将这一问题简单化,只是在相互争论中,争出你对我错,很可能就会失去了蕴涵在这种差别中的本质所在。失去揭示这种差异真正秘密的可能性。事实上他们两人都认为自己找到了某种观察途径。根据这条途径可能发现某种以往没有观察出来的精细化学理论。事实与理论之间的这种出入并不是一种灾难,反而是一种开拓化学知识领域的机会。大家都知道,这个故事的结果是什么。后来氢被发现了!这种新的化学元素不知不觉地藏在里面和氮混在一起。但故事到此还没有完。正是这一发现,使人们注意观察了用不同方法提取的化学物质之间的细致差别。接着就有人用zui精密的方法进行观察。终于有另一个物理学家弗•威•阿斯顿在英国剑桥的卡文迪许实验室里诞生。甚至同一元素可能具有两三种不同的形式,叫作同位素。平均原子量不变的法则在各组同位素中是适用的。但在各同位素之间则略有差别。这一研究使得化学理论的力量大大加强了原先由氢的发现而引起的研究,获得了青出于蓝而胜于蓝的意义。这一故事的意义是一目了然的。矛盾可能是失败的标志,但在实际知识的发展中,矛盾也可能是走向胜利的*步。这不是对不同意见必然作出zui大限度容忍的充分理由。象圣经里的一句话:“容这两样一齐长,等着收割。”有些捷径只能获得表面的成功,只要你愿意抛弃一半的证据。你可以很容易找到在逻辑上是和谐的。同时,在事实的领域中也适用的理论。每个时代都出现过逻辑清晰的智者,他们能理解人类某些经验领域的意义,但惟有坚定不移地耐心考虑全部证据,才能避免象流行见解一样,在两个之间摇摆,这种忠言虽极平常,但却很难做到。这也许是人类思维品质中的固有缺陷所致,这种缺陷足以使我们感受到它对科学发展所带来的影响。