自然科学总论
类型
8.0
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170千字
字数
2025-06-01
发行日期
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内容简介
化学究竟是什么?这是个跨越千年的漫长故事。从古希腊哲学家第一次思考世界由什么构成,到中世纪炼金术士对“点石成金”的执念……化学,这门古老的学科在哲学思辨和神秘主义的迷雾中艰难萌发。人们渴望理解自然的构成,掌握改变物质的力量,而这些知识往往来自泥泞、火焰和烟雾。
在这里,你将会认识一群充满热情,甚至有点疯狂的化学家。他们中有像帕拉塞尔苏斯这样特立独行的江湖医生,也有像波义耳、拉瓦锡这样奠定现代化学基础的科学先驱。你会看到他们的奇思妙想和不懈探索,他们的成功与谬误。故事的高潮,无疑是俄国化学家门捷列夫的灵光一闪——元素周期表不仅优雅地归纳了已知元素,更以惊人的准确度预言了未知世界,为化学世界带来了前所未有的清晰秩序。
本书并非门捷列夫的个人传记,也不仅仅是一部线性的化学编年史。我们将跟随作者穿梭于历史长河,探索梦想如何实现,目睹人类智慧如何创造奇迹。
目录
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版权信息
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推荐序 元素都是天上掉下来的吗?
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引子
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第一章 起源
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第二章 炼金术的实践
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第三章 天才和胡言乱语
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第四章 帕拉塞尔苏斯
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第五章 试错法
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第六章 科学的要素
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第七章 重生的科学
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第八章 从未见过的东西
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第九章 燃素之谜
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第十章 谜底揭晓
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第十一章 化学公式
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第十二章 寻找隐藏的结构
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第十三章 门捷列夫
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第十四章 元素周期表
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集体智慧的结晶
1869 年 2 月的一个清晨,在经历了三天三夜的苦思后,疲惫的门捷列夫于梦中看见了一张表格:元素依原子量依次排列,性质相近者规律地出现在同一列。醒后,这位圣彼得堡大学的化学教授迅速将其记录下来 —— 这便是日后成为化学核心语言的元素周期表。《门捷列夫之梦:从炼金术到元素周期表》一书并不仅限于讲述这一传奇。作者保罗・斯特拉森实则勾勒出一部跨越两千五百年的化学思想史,从古希腊哲学出发,追溯人类探索物质本质的历程。书中深入探讨了化学与炼金术的渊源。炼金术虽被现代科学证伪,却作为早期科学形态,启发无数研究者思考物质转化的可能。作者还描绘了一系列痴迷于物质转变的学者,包括牛顿在内的多位科学巨匠。人物形象鲜明,各具怪癖:如 16 世纪的帕拉塞尔苏斯在一次演讲中,戏剧性地揭开一锅粪便,声称要揭示医学的 “最大秘密”。通过这些生动叙述,斯特拉森揭示出科学发展的真实轨迹:它并非直线前进,而是一条充满弯路、谬误与偶然发现的曲折之路。
本以为元素周期表的诞生是一场 “直线冲刺”,读了这本书才发现,它更像一群人在宗教、神学与哲学的迷宫里,跌跌撞撞摸出来的路 —— 没有谁天生是 “科学家”,他们的科学观点,都是在时代的纠结里一点点 “拧” 出来的。 波义耳的挣扎最具代表性,这也完全贴合科学史对 “早期化学奠基者” 的主流认知:他明明用实验戳破了亚里士多德 “四元素说” 的漏洞 —— 靠气泵证明真空里羽毛和铅块同时下落,用 J 形管测出 “气体体积与压强成反比”(波义耳定律),还在《怀疑的化学家》里第一次将 “元素” 定义为 “不可再分解的物质”,把化学从炼金术的迷雾里拽出半步。可他身处的 17 世纪,“科学研究” 与 “宗教信仰” 本就未完全割裂,作为虔诚的新教徒,他坚信 “探索自然规律就是荣耀上帝”,甚至觉得找到 “哲人石” 能对抗无神论(当时部分学者认为 “自然无序” 会支撑无神论观点)。于是他一边用实验推翻旧理论,一边在加密笔记里记录数百条炼金配方,连推动英国议会废除《反炼金术法》时,都以 “炼金术若能炼出黄金,可缓解国家财政危机” 为理由。他的科学观点,正是在 “实验证据” 与 “宗教执念” 的拉扯中慢慢成型:承认空气是 “有弹性的流体”,却不敢完全否定 “神圣的物质统一性”;清晰定义了元素,却又怀疑金属不是终极元素,始终给炼金术留了一扇门 —— 这种 “不彻底”,恰恰是科学从神学中剥离时的真实状态。 牛顿的困境更能体现 “时代思想的局限性”,这也是科学史界的共识。他在物理学中建立了 “机械宇宙” 的框架,却把化学研究拖进了神学的漩涡。他其实已摸到了现代化学的边缘:意识到 “物质微粒间可能存在远距作用力”(这与后来的化学键理论有隐约关联),还通过实验观察到金属在酸中溶解的现象。但他的核心追求是 “找到上帝设计宇宙的隐秘法则”—— 在他的认知里,炼金术不是 “点石成金的骗术”,而是 “通过物质转化,理解上帝赋予自然的‘活性力量’” 的途径。于是他抱着 138 本炼金典籍,在实验室熬了近 30 年,写下 65 万字的炼金笔记(内容远超物理著作),甚至因为沉迷 “金属嬗变” 的猜想,放弃了对化学现象的 “量化分析”(这正是他在物理学中成功的关键)。直到晚年精神崩溃,才从这场迷局里抽身,但他留下的 “微粒有作用力” 的猜想,却成了后来道尔顿 “原子论” 的重要伏笔 —— 科学的进步,往往就是这样带着前人的 “偏差” 往前走。 还有那些藏在时代背后的探索者,他们的贡献也符合科学史对 “炼金术过渡作用” 的主流评价:中世纪的炼金师一边念着 “自然有神圣标记”(比如认为心形叶子对应心脏疾病,这是神学 “对应论” 的影响),一边在反复煅烧、溶解、蒸馏中,摸清了金属的氧化、还原特性,还发明了坩埚、蒸馏器等基础仪器 —— 他们的 “理论框架” 是神学的,但 “试错方法” 是科学的;阿拉伯学者将希腊的 “khemeia”(炼金术)改造为 “al-chemia”(阿拉伯语前缀 “al-” 表 “学科”),一边用炼金术为宫廷提炼黄金、制作药物,一边却精准记录下 “不同气体(如氧气、氮气的早期形态)有不同性质” 的观察,为后来波义耳 “独立研究气体” 埋下种子;甚至 16 世纪的帕拉塞尔苏斯,虽然用 “盐、硫、汞三元素说” 替代亚里士多德理论时仍带哲学色彩,却第一次提出 “用实验验证药效”(比如用化学方法提取药物成分,而非依赖传统草药),把化学从 “追求黄金” 转向 “服务现实”—— 这些看似 “不纯粹” 的探索,其实是科学观点建立的 “铺路石”。 直到门捷列夫站出来,才把这些纠结的线头织成了网。他之前的人,要么像波义耳那样 “在宗教里保留实验的空间”,要么像牛顿那样 “用神学框架套科学猜想”,要么像早期炼金师那样 “凭经验积累数据”。而门捷列夫的突破,恰恰符合科学史对 “现代化学体系建立” 的核心认知:他跳出了 “宗教或哲学的预设”,只盯着 “元素的原子量与化学性质” 这一核心关联 —— 不管元素是 “上帝创造的基本粒子”,还是 “哲学里的‘原始物质’”,只要按原子量递增排列,性质相似的元素就会周期性出现。这一下,之前所有在神学、哲学里打转的探索,都有了明确的科学框架:波义耳的 “不可分解元素” 找到了归类方式,牛顿的 “微粒作用力” 有了具象的 “元素间关联” 支撑,连炼金师们摸索的金属特性,都成了周期表上 “同族元素共性” 的例证。 合上书才明白,科学观点的建立从不是 “彻底推翻旧思想”,而是 “在纠结里找出口”—— 波义耳在宗教信仰里为实验留了空间,牛顿在神学迷局里留下微粒猜想,炼金师在神秘主义里积累实验数据。他们带着时代的 “枷锁”,却用一点点的怀疑、一次次的试错,把科学从神学与哲学的夹缝里 “挤” 了出来。比起周期表本身,这种 “在不完美里靠近真理” 的过程,才是科学最动人的模样。
出版方
上海译文出版社
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