?? 化學(xué)是什么?
教授面對這樣的問題,常會笑著把化學(xué)的英文詞匯(Chemistry)拆開來講:“Chem is try (化學(xué)就是動手試)。”化學(xué)的發(fā)展正是仰賴不斷的實驗,揭開隱含其中的奧秘。
在化學(xué)史上有許多優(yōu)雅又富含深意的實驗,而美國《化學(xué)與工程新聞》(Chemical and Engineering News)期刊在2003年,邀請化學(xué)家與歷史學(xué)家共同票選出史上最美麗的十大化學(xué)實驗,條列于下。
1. 巴斯德(Louis Pasteur)將酒石酸鹽類的光學(xué)異構(gòu)物分離。(1848年)
2. 拉瓦錫(Antoine Lavoisier)在金屬氧化方面的研究,隨后導(dǎo)引出燃燒和氧化作用的基本理論。(約1775年)
3. 費雪(Emil Fischer)決定葡萄糖的結(jié)構(gòu)。(約1890年)
4. 戴維(Humphry Davy)利用電解分離元素,包括鈉、鉀(1807年)與鎂、鈣、鍶、鋇。(1808年)
5. 珀金(William Henry Perkin)人工合成淡紫色的染料。(1856年)
6. 基爾霍夫(Gustav Kirchhoff)和本生(Robert Bunsen)證明金屬鹽類在火焰中加熱,釋放出的光譜線具有元素特質(zhì)。(1859年)
7. 普里斯特利(Joseph Priestley)透過加熱紅色的金屬灰,也就是氧化汞,發(fā)現(xiàn)了氧氣。(1774年)
8. 巴特萊特(Neil Bartlett)利用六氟化鉑合成六氟鉑酸氙,是合成鈍氣化合物的第一人。(1962年)
9. 格林尼亞(Victor Grignard)發(fā)現(xiàn)含鎂的有機化合物可應(yīng)用在有機合成。(約1899年)
10. 居里夫婦(Marie and Pierre Curie)發(fā)現(xiàn)釙和鐳元素。(1898年)
美的認定是主觀的,美國化學(xué)傳統(tǒng)基金會會長沙克雷(Arnold Thackray)說:“我不夠資格評斷近五百年來的實驗,以當時的眼光判定是否簡單、優(yōu)雅。
但是,我認為一個實驗若“美”,那它應(yīng)該對今日人類有深遠影響?!?/span>
精研科學(xué)歷史的拉姆博格(Peter J. Ramberg)教授說:“在列表上鮮有實驗是為了驗證化學(xué)理論,而是以合成實驗居多?!?/span>
制備與合成永遠都是教科書的重點,它們在化學(xué)家的心目中是經(jīng)典實驗;化學(xué)家與物理學(xué)家對“美的實驗”有不同的認知,物理學(xué)家會認為美的實驗是對特定假說作驗證實驗。
既然有票選,就免不了有遺珠之憾,最大的兩顆遺珠是烏勒(Friedrich W?hler)從氰酸銨(ammonium cyanate)合成尿素,以及華生(James Watson)、克里克(Francis Crick)決定DNA雙股螺旋的結(jié)構(gòu)。
烏勒的實驗被認為是有機化學(xué)的開端,不過科學(xué)史學(xué)家認為烏勒的故事現(xiàn)今已經(jīng)被嚴重的扭曲。
歷史系教授洛克(Alan J. Rocke)說:“第一,烏勒的反應(yīng)只是單純的重組反應(yīng),稱不上非常優(yōu)雅的反應(yīng)。第二,烏勒合成的尿素并非第一種人工合成的有機物(譯注:應(yīng)該是第一種由“無機物”所合成的有機物)。第三,有機物只能由生命體合成的生機說(vitalism)并非由烏勒實驗來反駁,烏勒本身也從未如此宣稱?!?/span>
那DNA雙螺旋的解密呢?華生與克里克的影響不言而喻,部分評審委員認為這是個精采的杰作,卻算不上“實驗”。
拉姆博格點出這只是利用X射線的照片配合模型構(gòu)筑來理清結(jié)構(gòu),華生與克里克是應(yīng)用已建立的化學(xué)與晶體知識來解答生物上的關(guān)鍵問題。
也許你不見得滿意上面所列出來的名單和評審的言論,而在心中另有所屬,不過這些實驗確實都是一時之選,就讓我們一起相遇在這些化學(xué)史上重要的時刻吧!
參考文獻
1. Michael Freemantle “Chemistry at Its Most Beautiful” C&E News, 2003, 34, 27-30.
本文由國立臺灣大學(xué)化學(xué)系李俊毅撰寫/國立臺灣大學(xué)化學(xué)系林雅凡博士責(zé)任編輯
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