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论冷和热的原因(1)

书名:叶永烈科普经典阅读系列·极简趣味化学史作者名:叶永烈本章字数:1731更新时间:2024-06-11 11:04:29

1745年1月,在俄罗斯彼得堡科学院的全体大会上,一位宽肩膀、高个儿、头上戴着假发的副研究员,在大声地宣读着自己的论文——《论冷和热的原因》。

这位30多岁的副研究员,在论文中提出了一个崭新的观点:他不同意科学界中最流行而又最普遍的关于冷和热的看法—冷是由于物体中含有“冷素”,热是由于物体中含有“热素”。他认为,冷和热的根本原因,就在于物质内部的运动。

这是一个前所未有的观点,这是一个向当时最流行的关于冷和热原因的理论的大胆挑战。

宣读这篇论文的科学家,就是俄罗斯彼得堡科学院副研究员米哈伊尔·瓦西里耶维奇·罗蒙诺索夫。

罗蒙诺索夫诞生在俄罗斯北方荒僻的德维斯基县米沙宁斯卡雅村一个渔民的家里。小时候,罗蒙诺索夫常常跟着父亲出海捕鱼。

罗蒙诺索夫从小就非常好学,可是,他家里很穷,父亲又目不识丁。他在不随父亲出海的日子里,就常常到邻居伊凡·舒卜依家里去。舒卜依是村子里一位有学问的人,罗蒙诺索夫从他那里学会了读和写。他还向舒卜依借了许多书,一空闲下来,就贪婪地读着。很快,他读完了他在村子里所能借到的所有书籍。

强烈的求知欲,驱使罗蒙诺索夫在19岁的时候离开了故乡,到莫斯科去求学。他怕父亲不让他走,在一个北风呼啸的寒夜,趁家里的人都睡着时,穿着两件单薄的衣衫和一件光板的皮袄,带着舒卜依借给他的三个卢布,偷偷离开了家。由于身上仅有三个卢布,他不得不冒着严寒,从故乡一直步行到遥远的莫斯科。

经过了长途跋涉,1731年1月初,罗蒙诺索夫终于来到盼望已久的莫斯科,并以优异的成绩,考进了当时莫斯科唯一的高等学校—斯拉夫-希腊-拉丁语学院。

在斯拉夫-希腊-拉丁语学院里,罗蒙诺索夫第一次走进了图书馆。看到那么多的书籍,他简直像一个饿汉闯进一个放满白面包的厨房里一样,贪婪地读了起来。

罗蒙诺索夫以惊人的勤奋和顽强的意志学习着,在一年时间里,他就学完了三年的课程。在这个学院里,他并没有念完最后一个学期,因为这个学院所讲授的知识已经不能满足他的需要了。他很想探索大自然的奥秘,但是,这个学院并没有自然科学方面的课程。由于罗蒙诺索夫成绩优异,他被选派到彼得堡去,在那里的科学院附属的大学里学习。

罗蒙诺索夫来到彼得堡后,还不到一年,便又被派到德国去学习冶金和采矿。在德国,罗蒙诺索夫得到了实际的锻炼,成了一个知识渊博的人。

由于罗蒙诺索夫平时学习刻苦,善于观察和分析自然界的各种现象,他的科学思想远远地超过了他的同时代人。

罗蒙诺索夫首先向“热素学说”开火。在《论冷和热的原因》这篇著名的论文中,他写道:

在我们这个时代,把热的原因归结于某种特别的物质,大多数人管这种物质叫作“热素”,另外一些人管它叫作“以太”,还有些人甚至叫它“火素”。大家认为物体里所含的热量越多,那是因为它所含有的热素越多……这种看法,在很多人的脑子里,已经是那样根深蒂固,以至在各种物质学的著作中也可以看到……

波义耳认为“热素”不仅具有质量,甚至还是一种化学元素呢!他曾经排过一张化学元素表,在这张表中,写着各种化学元素:铁、铜、铅、热素……

但是,罗蒙诺索夫认为这种“热素”是人们凭空臆造出来的东西。他在《论冷和热的原因》一文中问道:

这种热素是从哪儿来的呢?例如,在冬季严寒的天气中,这时好像不该有什么热素存在了吧,但是,一点儿星星之火,会烧掉一大堆火药,燃起熊熊烈焰,使人感受到温暖,这热素是从哪儿来的呢?是由于什么奇怪的性质,使热素一下子聚拢来的吗?难道它会在瞬息之间跑来又跑回去吗?……显然,这不仅和经验相矛盾,而且不合乎常情。

罗蒙诺索夫接着写道:

许多动物并不吃什么热的东西,可是,它们却浑身温暖,甚至能够把它们附近的东西也变得暖和起来。热素的拥护者和辩护者们,请解释一下:热素是怎样跑进动物身体里去的?是不是它跑进去的时候是冷的?但是,“冷的热素”——这岂不是和潮湿的干燥、黑暗的光明、柔软的刚性或者四方的圆一样荒谬滑稽吗?

罗蒙诺索夫得出的结论是:这种虚无缥缈的“热素”,实际上并不存在。

冷和热的原因究竟是什么呢?

罗蒙诺索夫回答道:“大家都知道得很清楚,运动会引起发热,双手互相摩擦会感到温暖,火镰打击燧石会迸出火花,接连用力地锻打铁块,铁块会灼热到发红。但是,如果让它们停止运动,那么,热量就会逐渐减少,而产生的火也就熄灭了。”