“创造”是科学的生命

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  彼得堡大学的一个实验室里,一位中年教授着迷地摆弄着一些卡片。卡片上面写着化学元素的名称、原子量以及主要性质,看上去零乱散落,毫无规律。中年教授却如痴如醉地摆弄了几个月。他不停地将卡片横横竖竖地排列起来,并依此画了一张整齐的图表。看着这张图表,这位教授紧锁的眉头终于舒展开了,脸上不禁露出成功的喜悦。
  
  人生长路奔跑不止
  
  1834年2月8日,门捷列夫出生在西伯利亚托博尔斯克市一个普通的知识分子家庭。父亲因患眼疾双目失明,提前退休。母亲聪明能干,挑起全家生活的重担,并通过科学管理,让一家濒临倒闭的小型玻璃厂起死回生。母亲的刚强干练给小门捷列夫以终身影响。
  1841年,门捷列夫进入托博尔斯克中学,在数学和物理方面表现出卓越的理解力和记忆力。1847年,父亲病故,接着,姐姐离开人世。一年后,玻璃厂在一场大火中被烧毁。但这些并没有让门捷列夫变得消沉,1849年,他以优异的成绩中学毕业。为让儿子继续深造,母亲变卖全部家产,送他到彼得堡中央师范学院数学物理自然科学系求学。
  在大学里,化学教授伏斯克列森斯基给予门捷列夫很深的影响,因此,门捷列夫选择化学为终身事业。1854年,他写出第一篇化学论文《芬兰褐帘石的化学分析》。次年5月,门捷列夫以第一名的优异成绩大学毕业,并荣膺一枚金质奖章。8月,他在南部小城菲罗波尔的一所中学任教,开始了在化学研究道路上的奔跑人生。
  1856年5月,门捷列夫完成硕士论文《论比容》,通过答辩,获得物理化学硕士学位。3天后,他又在任教资格答辩中顺利闯关,并被批准为彼得堡大学化学教研室的副教授。
  1859年初,门捷列夫获准出国进修两年。1861年回国后,他编写了第一本用俄文出版的《有机化学》教科书。并于1865年顺利通过博士论文答辩,取得博士学位。同年秋,门捷列夫被评为教授。
  随后,门捷列夫经过艰苦卓绝的努力,在探索元素周期律方面取得举世瞩目的成功,跻身世界一流科学家的行列。
  1907年2月2日清晨,门捷列夫手中握着写字的笔,在书桌前永远睡着了。
  
  寻找元素规律
  
  1868年,门捷列夫在彼得堡大学教授无机化学,因找不到合适的教材,于是决心自己编写一本能够反映现代化学发展水平的教科书。谁也没有想到这件事竟成了门捷列夫探索元素周期律的缘起。
  为了写好这本书,他仔细地研究了当时所发现的63种元素。一方面,还有28种元素尚未发现:另一方面,已发现的63种元素中有11种的原子量测定得很不准确。正是这两个原因,门捷列夫遇到了极大的困难。
  “创造”是科学的生命。门捷列夫大胆创造,想出了用卡片的好办法。首先,他把卡片分成三个一组,可结果并不理想。接着他又把卡片排成一横行,还是没有理想的结果。他排呀、摆呀,把金属元素排在一起,不行,把非金属元素排在一起也不行简单地横摆不行,纵排也不行!究竟怎样排列才好呢?
  后来,门捷列夫按照原子量递增的顺序,把所有的元素排成几行,再把各行中性质相似的元素上下相对起来。门捷列夫突破陈规,运用修正原子量和未知元素空位的方法,使各种元素之间的联系终于清楚地表现出来了。
  他惊喜地看到:元素排成了纵横交错的行列,每一纵行,元素的性质随着原子量的增加从上到下逐渐变化,每一横行,元素性质都随着原子量的增大而呈现出有规律的变化。门捷列夫非常兴奋,他坚信自己发现了自然界中最伟大的规律。他把这个发现发表在《化学年鉴》上,却招来了很多人的反对,他们认为,周期表只是根据形式主义的原则而编制的。门捷列夫坚信自己发现的正确性,他大胆地预言了一些尚未发现的元素,并为它们留下空位。他在金属锌和非金属砷之间留下两个空位,分别把这两种未发现的元素命名为类铝和类硅,在钙和钛之间留下一个空位,命名为类硼。
  1875年9月,法国化学家勒科克·布瓦博德朗宣布发现了一种原子量为59.72、比重为4.7的新元素镓。门捷列夫得知后,立刻给他写了封信:“镓就是我预言的类铝。它的原子量约为68,比重约为5.9~6.0,请你们再研究研究。”布瓦博德朗于是把镓提纯后再测,果然,镓的比重为5.94!布瓦博德朗激动异常,对门捷列夫的元素周期表心悦诚服。
  这件事情在科学界引起了强烈的反响。欧洲的数十个实验室都在紧张地工作,千百个科学家渴望获得这些不寻常的新元素。不久,门捷列夫预言的类硼和类硅被发现。三种新元素的发现,确立了元素周期表的权威地位,奠定了现代无机化学的基础。
  
  多领域显露才华
  
  不仅在化学领域,在物理学、气象学领域,甚至经济学领域,门捷列夫也颇有建树。
  在留学期间,门捷列夫就着手关于液体和气体的实验研究。他巧妙地利用液体的毛细管现象,测定化合物分子内聚力大小,获得成功。随后,门捷列夫在实验中又发现,将插有毛细管的液体加热,毛细管液体明显地下降了。他由此得出著名的结论:分子内聚力是可以通过加热逐渐减弱的,当内聚力等于零时,液体就成为没有内聚力的形态——气体,即变为蒸气。
  对于当时颇让科学家伤脑筋的“永久性气体”。门捷列夫明确指出:“当气体的温度高于临界温度时,无论施加多大压力,都不能使它变为液体……如果把氧气、氮气、氢气等气体冷却到临界温度以下,就有希望液化成功。”科学家遵照门捷列夫所指出的方法,果然取得了各种液态气体。
  门捷列夫在经济学领域也表现了卓越的才华。1863年,门捷列夫应邀到一家大型石油工厂进行考察。经过详细考察和缜密思考,门捷列夫指出了工厂经营的弊病,提出了扭亏增盈的建设性方略。工厂在采纳了他的建议后,奇迹般地恢复生机。1893年门捷列夫升任俄国度量衡检定总局局长。在他的出色领导下,这个局只用了6年时间,就使度量衡精确到先进国家需要15~20年才能达到的水平。
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