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化学的起源故事(化学的诞生)

化学的起源故事(化学的诞生)石墨可以分割成无数单层石墨烯是否会存在一个最小的不可再分的基本单元呢?取这分开后的八分之一,再切成两半……无穷切分下去,会发生什么呢?

你有没有疑问过呢?

把一个苹果,用刀切成两半

取其中一半,再切成两半

取这四分之一,再切成两半

取这分开后的八分之一,再切成两半

……

无穷切分下去,会发生什么呢?

是否会存在一个最小的不可再分的基本单元呢?

化学的起源故事(化学的诞生)(1)

石墨可以分割成无数单层石墨烯

就跟你的pdd转盘一样,无限抽奖下去,差0.01元变成了差1个金币,变成了差一个钻石……你和几百块钱的大奖之间,到底是否存在一个最小不可再分的单元呢?

在疯狂吐槽的你们,根本没有明白,pdd在普及高等数学方面的苦心。

你现在不就明白了,微积分的数学本质,就是无穷分割嘛!能分割到多小呢?无穷小嘛!

但无论是道家先祖,还是古希腊哲学家们,都认为有一个最小的不可再分的基本单元。

原因很简单:我的账户里即使无数个零组合在一起,也不可能凭空产生任何存款呀!

所以最早的原子论在泰勒斯和德谟克利特师生口中诞生了:

我们世间的万物,都是由一种最基本的不可再分的原子构成("atoma",现在我们使用的原子"atom"也正来源于此)

而如果没有原子,就剩下不存在任何物质的真空。原子在真空中存在,然后组成不同的物质,包括山川、河流和你我。

原子是怎么组成不同物质呢?

德谟克利特认为是“灵魂”——我们的世界只是一个更神秘的“内世界”的现实投影。灵魂正是内世界里的核心规则,来指导原子在真实世界中的运动和组合。

苏格拉底、柏拉图和亚里士多德师生严格继承了毕达哥拉斯学派的精髓——严格的现实运动观测和缜密的逻辑推理。

尤其是亚里士多德,对于德谟克利特的灵魂学说不屑一顾,综合了各位先贤的理论,推出了自己的元素说:

世界万物,包括山川、河流和你我,都是由不同的四种元素按一定的比例组成的。这四种元素分别是——

火元素(提供了可燃性,为正四面体结构)

土元素(物体维持固态的原因,为正六面体也就是正方体结构)

空气元素(风的基本单元,为正八面体结构)

水元素(水的基本单元,为正二十面体)

而且由于当时希腊人尚未意识到地球的结构,所以认为天上的星星都是可以运动的行星(按此理论,最大的行星就是太阳,其次为月亮)

亚里士多德认为,土最重,所以构成大地;水其次,所以浮于土之上;而空气与火较轻,所以浮在空中;而构成行星的元素叫做“以太”,密度最小,所以浮在高高的天边。除了行星外,世间一切物质都是由前四中基本元素按不同比例组合而成的,并因此具有了不同的性质。

这样,一个基于生活经验而诞生的自洽理论就诞生了。

化学的起源故事(化学的诞生)(2)

各种线都是由纤维组成的——纤维一般就可以看做是不能再分的细线

同时诞生的还有一个新行业——炼金术。

最开始,炼金术士们想要寻求世间万物的基本构成配方,后来他们就是比较纯粹的想炼出黄金。

到最后,他们既想知道世间万物的真相,又想炼出黄金……

牛顿曾经痴迷于炼制“贤者之石”,甚至于没有任何人比他更接近贤者之石了……

在我看来,贤者之石应该已经属于神秘学的成果了。

这种神石是炼金术的终极目标,是所有炼金术士心中的圣杯,是所有炼金术反应的催化剂(此催化剂非彼催化剂,非要找共同点,反而和今年诺贝尔化学奖的成果——"Click Reaction",也就是不同分子基团之间的模块链接反应更像。

据说,贤者之石可以使本不能发生反应的物质间发生反应,甚至可以让元素发生转化,生成我们想要的一切物质,包括黄金……)

化学的起源故事(化学的诞生)(3)

2022年诺贝尔化学奖,颁给了“点击化学”

化学的起源故事(化学的诞生)(4)

2022年诺贝尔化学奖,颁给了“点击化学”

牛顿疯狂地搜集各种文献和炼金术配方,把自己整个后半生都投入到贤者之石的炼制,最终获得了“最后的炼金术士”称号。当然了,完全错误的理论自然不会产生任何想要的结果……安息吧,牛顿。安息吧,炼金术……

炼金术发展太快,到近代时,已经完全变成了神秘学(一种探究“不可知”的自然奥秘的学科,反正是他们自封的……)

化学的起源故事(化学的诞生)(5)

“最后的炼金术士”——艾萨克·牛顿

神秘学涉及炼金、医学、军事、宗教、哲学等等一切你能想到的专业方向,这些炼金术士们已经完全脱离了炼金这个低级趣味,开始探究我们这个世界真正的构成方式和运行逻辑。换句话说,他们在探究“上帝的工作内容”。

虽然说今天回头看他们的工作,觉得还是非常幼稚,但他们这些在我们看来极度幼稚的思考和研究,却是冒着被基督教送上火刑柱的风险在做的。

毕竟贫穷和愚昧才是宗教伴侣,而技术工作者及理工科教师、现代医学,是天然反宗教的。毕竟祈祷不可能凭空产生一段代码,医生在手术台上祈求上帝帮忙止血可能被患者家属打到住院,化学教师在课堂上也没法靠祈祷配平方程式不是……

所以布鲁诺被烧死了,伽利略后半生一直被囚禁在家。

眼看镇不住场子,干脆搞了几次猎巫运动,说你家姑娘是巫女,她就一定是巫女。你说不是?那宗教审判庭就出面:

——你认不认罪?认罪?好,是巫女,拉出去烧了。

——你认不认罪?不认?死不认罪一定是巫女,拉出去烧了。

——万一判错了怎么办?那就交给上帝解决嘛!

——烧不死?这是巫女的邪术啊!你看我们是对的。

——烧死了?你看,上帝没有保护她,说明她的确是邪恶的巫女……

如基督教等等这些一神教(只有唯一的真神,不同于我国传统的多神教),从一出生起,每个毛孔都沾满了鲜血。

而即使面临如此,这些神秘学家们仍然坚持研究,虽然诞生了观星术和医药炼金术这些不太靠谱的成果。但同时也成功交出了天文学、现代医药和化学、现代哲学等等的灿烂答卷。

用波义耳的话来说:“我们点燃一根树枝,看到树枝有部分液化,说明它含有水元素;又发现它能被点燃,说明它含有火元素;树枝产生了气体,说明它含有空气元素;最后剩下固体残渣,说明它含有土元素。

但如果我们点燃焦炭呢?没有任何液化的发生,说明它不含水元素啊,这不是与元素说矛盾了吗?”

于是波义耳将炼金术彻底送入了坟墓,盖上了土,然后立起了一个新的丰碑,并上书“化学”。

他认为,哪怕是土壤,也还能分离出铁、铜、铅、锡等等不同金属,所以土并不是物质的最基本构成,不能称之为元素。

——元素应该是用化学手段完全不可再分的最基本原料。

化学的起源故事(化学的诞生)(6)

我国科学家成功拍摄到水合钠离子图像

在新的元素学说之上,一个崭新的世界诞生。

自《怀疑派的化学家》书写完毕的那一刻起,尽管还有牛顿的坚持,但炼金术已经彻底退出了历史的舞台。

而自然哲学的代表——化学,推开文艺复兴的大门,正式登上历史的舞台。

化学的起源故事(化学的诞生)(7)

显微镜下氯化钠的结晶

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