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第16章 活到老学到老的阿佛伽德罗

在物理学和化学中,有一个重要的常数叫阿佛伽德罗常数。在物理学和化学中,还有一常见的定律叫阿佛伽德罗定律。它的内容是:在同一温度、同一压强下,体积相同的任何气体所含的分子数都相等,这一定律是意大利物理学家阿佛伽德罗于1811年提出的。

阿佛伽德罗,18世纪70年代后期出生于意大利都灵市,出生于一位著名的律师家庭。按照他父亲的愿望,他攻读法律,16岁时取得了法学学士学位,20岁时获得法学博士学位,并当了几年的律师。喋喋不休的争吵和尔虞我诈的斗争使他对律师生活感到厌倦,从24岁起他开始对数学、物理学、化学和哲学发生了浓厚的兴趣。

阿佛伽德罗学习认真,工作负责。尽管他懂法文、英文和德文,可是他的科学理论除意大利外,外国很少有人知道。28岁时,都灵科学院推选他当通讯院士。

30岁时,阿佛伽德罗被聘为都灵科学院附属学院的教师,开始了他一边教学、一边研究的新生活。3年后他被聘为维切利皇家学院的数学物理教授,并一度担任过院长。在这里他度过了卓有成绩的10年,分子假说就是在这里研究和提出的。43岁时,阿佛伽德罗成为都灵科学院的正式院士,不久他担任了都灵大学第一个数学物理讲座的第一任教授。74岁时,阿佛伽德罗从这一教职上退休。

从一个律师成为一个科学家,他是作了很大的努力的。他精通法语、英语和德语,拉丁语和希腊语方面的造诣也很高。他那渊博的知识来源于勤奋的学习。他博览群书,所做的摘录多达75卷,每卷至少700页。最后一卷是1854年编成的,是他逝世前两年的学习记录,可谓活到老学到老。

在都灵科学院附属学院任教师期间,阿佛伽德罗在法国《物理杂志》发表一篇经典性的论文,题为《论测定物体中原子相对重量及其化合物中数目比例的一种方法》,论述了有关原子量的测定、化学式的确立等问题。他根据盖·吕萨克的实验事实,进行了合理的推论,引入了分子的概念。文章指出,原子是参加化学反应的最小质点,分子则是游离态单质或化合物能独立存在的最小质点。分子由原子组成,单质分子由相同元素的原子组成,化合物分子则由不同元素的若干原子组成。

他还修正了盖·吕萨克假说中的错误,认为“在同温同压下,相同体积的不同气体具有相同数目的分子。”此假说的奥妙之处在于把原子换成了分子,这样,跟道尔顿的原子学说就没有矛盾了,跟实验事实也统一起来了。根据阿佛伽德罗的假说,只要承认任何物质可以独立存在的最小微粒是分子,那么单个的气体分子就不是单个的原子,而是由两个或两个以上的原子所组成的,如氢、氧、氮、氯的分子都是由2个原子组成的。虽然阿佛伽德罗的假说言之成理,持之有据,可是并未获得化学界的承认。

两年后,阿佛伽德罗发表了第二篇关于阐述分子假说的论文,仍然没有引起什么反响,同样遭到冷遇。

19世纪60年代,在德国卡尔斯鲁厄召开了一次国际化学会议。这次大会力求通过讨论,在化学式、原子量等问题上取得统一的意见。来自世界各国的140名化学家在会上争论很激烈,但没达成协议。这时意大利化学家康尼查罗散发了他所写的小册子,希望大家重视研究阿佛伽德罗的学说。他回顾了50年来化学发展的历程,成功的经验、失败的教训都充分证实阿佛伽德罗的分子假说是正确的,他论据充分,方法严谨,很有说服力。经过50年曲折经历的化学家们此时已能冷静地研究和思考,他们终于承认阿佛伽德罗的分子假说的确是扭转这一混乱局面的唯一钥匙。阿佛伽德罗的分子论终于被确认,阿佛伽德罗的伟大贡献终于被发现,可惜此时他已溘然长逝了。甚至没有为后人留下一张照片或画像。现在唯一的画像还是在他死后,按照石膏像临摹下来的。

阿佛伽德罗生前非常谦逊,对名誉和地位从不计较。他没有到过国外,也没有获得任何荣誉称号,但是在他死后却赢得了人们的崇敬,1911年,为了纪念阿佛伽德罗定律提出100周年,在纪念日颁发了纪念章,出版了阿佛伽德罗选集,在都灵建成了阿佛伽德罗的纪念像并举行了隆重的揭幕仪式。1956年,意大利科学院召开了纪念阿佛伽德罗逝世100周年纪念大会。在会上意大利总统将首次颁发的阿佛伽德罗大金质奖章授予两名著名的诺贝尔化学奖获得者:英国化学家欣谢尔伍德、美国化学家鲍林。他们在致词中一致赞颂了阿佛伽德罗,指出“为人类科学发展做出突出贡献的阿佛伽德罗永远为人们所崇敬”。

阿佛伽德罗的一生,可以说是学习的一生,是研究的一生,是探讨的一生。他的故事让我们明白了活到老学到老这个终身学习的原则。

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