徐家父子与化学的奇缘

    在我国，系统地介绍近代化学的基础知识始于１９世纪６０年代。在这一方面，徐寿做了重要的工作，许多科学史专家都公推徐寿为我国近代化学的启蒙者。他的次子徐建寅继承父志，也成长为一位杰出的化学家。徐寿与徐建寅，堪称“一门两代化学家”。

    咸丰七年（１８５７年）的一天，徐寿和同乡华蘅芳从上海返回无锡，在马车上两人还兴致勃勃地交谈着此行的收获。徐寿并未意识到，这次上海之行，决定了他一生的道路。

    徐寿（１８１８—１８８４年），字雪村，号生元，江苏无锡人。徐家曾是无锡一带的名门望族，到徐寿祖父时，经商种田，家道由衰渐兴。在徐寿５岁时，父亲去世，到他１７岁时，母亲也累病去世，徐寿就是在这艰难贫寒的家境中，形成了勤奋刻苦、质朴上进的高尚人格。徐寿少年时读过经史之书，也走过科举之路，但未能如愿。于是，他放弃科举之路，立志专攻“博物格致之学”。同乡的华蘅芳喜爱数学，两人常在一起切磋自然科学知识。有一次，华蘅芳十分高兴地找到他说：“雪村兄！我刚得到一本好书———《几何原本》，你要看吗？”

    徐寿说：“可是徐光启翻译的？”

    华蘅芳说：“徐光启只译出了前六卷，这可是全本共十五卷的《几何原本》。后九卷是海宁李善兰和英吉利人艾约瑟合译、上海墨海书馆刊印的。”

    徐寿接过书翻阅后说：“若汀（华蘅芳的字）兄，我们什么时候到上海去，见见这位李善兰先生，好好地向他请教请教。”

    这次谈话，促成了徐寿与华蘅芳的上海之行。在上海墨海书馆，徐寿和华蘅芳见到了李善兰。华蘅芳与李善兰谈数学，那是十分投机的，差一点把徐寿冷落了。后来，李善兰听说徐寿对格致之学兴趣更大一些，就取出一本书递给徐寿，说：“这本书叫《博物新编》，也是我们墨海书馆刊行的。它是一个叫合信的英国传教士编著的，合信还是个医生。他写这本书是给我们介绍西方自然科学知识的，你可以拿去好好看看。”

    回到客栈，徐寿就迫不及待地翻阅这本《博物新编》，并和华蘅芳商量，要在上海弄一些仪器回去做实验。为买这些科技书籍，他们花光了所有带去的钱。这些书在乡间是极难见到的，乡里读书人除经史子集之外，只能借到一些天文历算、农医典籍……弄到这些讲述新知识的书籍，徐寿当然高兴万分。

    到家时，徐寿１３岁的儿子徐建寅（１８４５—１９０１年）最能领会父亲的心思，他最先跑来迎接父亲，帮助父亲搬运书籍、仪器、杂物。

    上海之行归来后，徐寿对《博物新编》一书中介绍的物理化学知识一一加以验证。当时没有完整的科学仪器，徐寿就自己设法研制仪器。徐寿从书中读到：三棱镜可以将太阳光分为七种颜色。他就四处搜求三棱镜，但哪儿都没有三棱镜。忽然他想到自己家传的水晶石印章也是透明的，只不过是四方的，于是他就将这珍贵的水晶印章磨去一方，做成三棱镜。水晶石很坚硬，要花费很大的气力去磨。徐寿不怕辛苦，一下一下地磨。徐建寅见状，也帮着父亲磨水晶石。当水晶石三棱镜磨好后，徐寿父子急忙将三棱镜拿到太阳光下，他们清晰地看到白色的太阳光透过三棱镜后分成赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种色彩，这使他们更坚信科学实验的重要。

    为了验证枪弹射击仰击时与俯射的抛物线的差异，徐寿弄来一枝枪，设立了高矮远近不同的靶子，然后一枪一枪地射击，以察看其抛物线的轨迹。就这样，他一边研读书籍，积累现代科技知识；一边认真实验、磨炼自己制造机件、器具的能力。他制造过指南针、象限仪、温度计等仪器，对于数学、物理、化学、机械等方面的知识，也都有了广泛而深入的了解。那次上海之行徐寿刚４０岁，５年后他就成为“于西学具窥见源委，尤精制器”的饱学之士。

    咸丰十一年（１８５１年），４５岁的徐寿被大学士兼两江总督曾国藩看中，派往安庆机器局。这是中国近代第一家机器工业，华蘅芳、徐建寅也一起进了安庆机器局。作为洋务派首领的曾国藩指派徐寿仿制西方的机器，在机器局内全用中国人，不请一个西洋的工程师。在仿制了一些军械枪弹之后，徐寿等人就决定制造轮船。从船体到汽轮机都没有现成的图纸，徐寿和华蘅芳就仿制设计，日夜思考。这时徐建寅已经成年，他从小随父亲学习理化制造之学，也算是个学识厚实的青年。在徐寿与华蘅芳冥思苦想之际，徐建寅常常能出一些精妙的主意，帮助他们。经过几年的努力，终于在同治五年（１８６６年）三月造成木质轮船一艘，长５０余尺，靠蒸汽动力行驶，每小时能行驶４０多里，可载重２５吨。曾国藩给这艘轮船命名为“黄鹄”号。

    李鸿章在上海创办江南制造总局，经过几年努力，总局内有机器厂、熟铁厂、洋枪楼、木工厂、铸铜铁厂，逐步形成当时中国最大的军事工业企业，专门制造新式兵舰和新式枪炮。同治六年（１８６７年），徐寿被曾国藩调派到江南制造总局，徐建寅也随他一起到了江南制造总局。在上海，徐寿父子除船炮枪弹制造之外，又自制硝镪水，以制造化学炸药，这样就可以不必依赖外国人了。在当时绝大部分人都主张引进外国机器设备的情况下，徐寿一到江南制造总局就极有远见卓识地上书曾国藩，建议设立翻译馆，翻译西方有用的科技书籍，这样才能探索西方船坚炮利工艺精良的根本原因。曾国藩认为这个意见非常正确，于是在徐寿调到上海后，江南制造总局就在同治七年年底设立了翻译馆。翻译馆聘请了外国人伟力亚利、傅兰雅、林乐和、金楷理，并调来华蘅芳、李风苞、王德均、赵元益等人和徐寿一起翻译西方科技著作。其后，江南制造总局翻译馆译书数百种，成了近代中国最有影响的翻译机构，在传播西方科技知识方面起了巨大的作用。

    在翻译馆里，徐寿与英国传教士傅兰雅等人合作译书共１３种，其中６种与化学有关：即有《化学鉴原》６卷、《化学鉴原续编》２４卷、《化学鉴原补编》７卷、《化学考质》８卷、《化学求教》８卷和《物体遇热改易记》

    ４卷，内容涉及无机化学、有机化学、化学定量分析，以及化学实验等方面。在翻译化学著作时，徐寿为确定化学元素名称的中译名，煞费苦心地确定了一个原则：即取西文名词的第一音节为声符，加上汉字“金”“石”

    的偏旁，造成新的形声字，一共译定了６４个化学元素的名称，其中有４４个沿用至今，如钠、钾、锰、镍、钴、锌、钙、镁等。徐寿的这一造字原则，得到学术界的普遍认同。徐寿在此基础上还编成《化学材料中西名目表》和《西药大成中西名目表》。

    徐寿还认识到，培养科技人才也是当务之急。他和英国教士傅兰雅一起筹建了一所格致书院，在光绪二年（１８７６年）正式开院，同时他们筹办的科技期刊《格致汇编》也正式出刊。为办学出刊，徐寿四处奔波，作出了巨大贡献。由于他的努力，各地都注重开办机器局，并纷纷聘请徐寿主持事务。但徐寿以为译书、办学、出刊之事更为重要，推辞了所有聘请，直到光绪十年（１８８４年）九月，他在格致书院去世，徐寿为近代中国科技事业的发展，贡献出毕生的精力。

    在徐寿忙着科技事业的时候，徐建寅总是他的得力助手。在安庆，徐建寅在徐寿设计制造轮船“黄鹊”号时，出过很有价值的主意，他自己同时也积累了一些实践经验。徐建寅随父亲一起调到江南制造总局后，他曾参与建造“惠吉”、“操江”、“测海”、“澄庆”、“驭远”等轮船。由于徐建寅像他父亲一样勤奋刻苦，质朴上进，他的学识与名声也与日俱增。同治十二年（１８７３年），徐建寅被任命为江南制造总局提调。

    徐建寅和傅兰雅合译过一本《化学分原》，这部西方的分析化学著作共两册８卷，在同治十年（１８７１年）由江南制造总局翻译馆出版，成为中国近代化学研究的一本重要资料。徐建寅继承了徐寿的翻译事业。

    徐建寅代替他父亲，奉调去天津机器局指导督造镪水（浓硝酸），后又去山东总办山东机器局、南京督办金陵机器局，任福州船政局提调，为中国近代工业的发展，做出了不少贡献。在光绪五年（１８７９年）至光绪七年间，徐建寅还担任中国驻德国使馆二等参赞，赴西欧考察过德国、法国、英国的厂矿，并将考察８０多个厂矿的规模、技术、设备、工艺过程及２００多项工艺技术全都整理记录在《欧游杂录》和《水雷录要》这两本书中。这对于清末中国科技的发展有着十分积极的作用。

    可惜的是，光绪二十七年（１９０１年），在武汉办厂的徐建寅，因试验生产无烟火药失事，发生爆炸，徐建寅及在场的１６人，全部以身殉职。

    一门两代化学家，徐寿和徐建寅在中国近代化学史上永远占有光辉的一页。

    不毛之地上创造的“奇迹”

    １８０３年５月１２日，德国化学家李比希诞生在德国的达姆施塔特。他的父亲是一个染料制造商，家中有许多化学药品。小小的李比希经常自己动手作化学实验，他对实验和观察有着浓厚的兴趣。他把父亲店铺后边的厨房改造成自己的实验室，在阁楼上，自己偷偷作雷酸盐的实验。有一次他在作雷酸汞的实验时，引起了爆炸，震动了整个楼房。幸运的是，他没有受伤，父亲也没有责怪他，还称赞他有探索精神。

    因为李比希自幼酷爱化学，却对其他学科都不感兴趣，结果１５岁时连中学都没念完就辍学了。到１８岁时，李比希终于深刻地认识到，要想成为一名化学家，必须有扎实的基础知识，这才进入大学发奋苦读。大学还没毕业，李比希就来到巴黎的索邦大学继续深造，１８２４年获得化学博士学位，并被聘为吉森大学的化学教授。

    有一天，李比希来到城郊的庄稼地里，弯下腰来仔细察看庄稼和土壤。他看见几个农民正在田间劳作，他们个个眉头紧锁。李比希问他们：

    “这几年的庄稼收成好吗？”其中一个农民忧心忡忡地说：“年复一年地种植庄稼，土地越来越贫瘠了，哪能指望有好收成呢？”农民的话让李比希陷入了沉思，他想：要是能给土地添加些营养，庄稼不就会丰收了吗？

    说干就干，李比希马上开始大量地阅读书籍、报刊，并和助手作了大量的实验。在实验中，他发现氮、氢、氧这３种元素是植物生长不可缺少的物质。而且，钾、苏打、石灰、磷等物质对植物的生长发育起一定的作用。“接下来的工作是研制出含有这些无机盐和矿物质的人工合成肥料。”李比希对助手们说。

    １８４０年的一天，李比希的化学实验室里洋溢着欢乐的气氛，世界上第一批钾肥、磷肥在这里诞生了。李比希把这些洁白晶莹的无机化肥小心地施洒在实验田里，密切注意着庄稼的变化。可是没过几天，一场大雨不期而至。助手们发现那些化肥晶体被雨水一泡后，很快变成液体渗入土壤的深层，而庄稼的根部却大多分布在土壤的浅层。果然，收获的季节到了，实验田里的庄稼并没有显著的增产。于是，他们又开始了新的探索。这一回，李比希把钾、磷酸晶体合成难溶于水的盐类，并且加入少量的氨，使这种盐类成为含有氮、磷、钾３种元素的白色晶体。

    李比希和助手们把这些白色晶体和黏土、岩盐搅拌在一起，施在一块被农民认为的“不毛之地”上，然后种上了庄稼。过了一段时间，农民们惊奇地发现，那块被废弃的“不毛之地”竟然奇迹般地长出了绿油油的一片庄稼，而且越长越茁壮。消息很快就传出去了，李比希成为德国农民们最敬仰的人物。

    出身寒门的化学奇才

    贝采里乌斯自幼在逆境中生活。他从小聪明过人，没有上学的条件，却能坚持刻苦学习。成年以后来到乌普萨拉，一边干活谋生，一边坚持自学。他曾到医院里给医生当助手，还给人补过课，节衣缩食积蓄下点钱进入乌普萨拉大学读书。在大学里学的是医学专业，但在学习中对化学产生了特别的兴趣。他有意地结识了该大学的著名化学家约翰·阿夫采利乌斯教授。贝采里乌斯强烈的求知欲和刻苦奋进的精神，深深地感动了这位名教授。他破例允许这名寒门弟子在实验室里自由地做各种化学实验。贝采里乌斯充分利用老师提供的这一优越条件，做了电流对动物作用的奇妙实验，他的工作受到教授的细心指导和热情帮助。在教授的指点下，贝采里乌斯首先想到的是把过去的那些分析结果重新通过实验检验一次，并尽量地加以完善，再从理论上加以概括，提出自己的见解，写成论文，用以攻取博士学位，并于１８０２年荣获了医学博士学位。

    时隔不久，贝采里乌斯到首都斯德哥尔摩当了外科医学学校的一名普通助教。为了维持生活和继续从事科学研究，贝采里乌斯被介绍到一个大矿场主希津格尔家。他住在这里，同具有旺盛求知欲的希津格尔先生一起从事研究工作。他们对矿物进行化学分析，还研究一些感兴趣的化学理论问题。希津格尔先生的实验室，规模不大，但设备俱全，应有尽有。这期间，贝采里乌斯在研究中首次发现了金属铈。直到１８０６年５月，他被任命为化学讲师，２７岁的时候结束了漂泊不定的生活。贝采里乌斯每天除了在实验室紧张地工作外，还抽空编写了《生理化学》教科书。

    １９世纪３０年代前，贝采里乌斯首先把许多科学家的研究成果做了比较，确认水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的，测得氧的原子量是１６。随后他又以氧作标准来测定其他元素的原子量，从而使原子量的测定工作大大地简化了。他对当时已知４０多种元素的２０００多种单质或化合物进行了分析，克服重重困难，终于取得了惊人的成果。１８１４年，他发表了第一个原子量表。１８１８年，贝采里乌斯所分析的数据更加丰富，更加精确，第二个原子量表内已列入４７种元素。只是由于计算原则未变，使某些元素的原子量较实际值高了一倍到几倍。１８２６年，他发表的第三个原子量表，已全部完成了元素原子量的测定工作。除个别元素的原子量外，几乎与现代值一样。到１８３０年，贝采里乌斯已重新列出一张原子量表，表上的原子量与现在所用的就完全相同了。他还在化学领域中首先倡导以元素符号来代表各种化学元素，关于元素符号及化学式的表示方法，远比道尔顿等人以往用小圆圈表示的方法简便、明确，因此，他的倡导很快地就被科学界接受了。

    研究化学亲和力，使贝采里乌斯建立起电化二元论的学说，他早年对电解过程做过仔细考察，特别是电解槽两极的电荷相反，电荷之间的吸引和排斥给他留下了深刻印象，经过更多的实验考察后，１８１１年从电学的角度出发，提出电化二元论。贝采里乌斯是当时最著名的分析化学家之一，他在测定原子量时，把许多新的分析方法、新试剂和新仪器设备引进分析化学中来，使定量分析的精确度空前提高。他对各种分析操作进行过细致的研究与改进。例如他曾指出，漏斗的锥角６０°时过滤速度最快，而且滤纸不能高出漏斗，否则溶剂在滤纸边缘会很快蒸发，使沉淀难以洗净。贝采里乌斯对矿物学做过长期系统的研究。他在对矿物进行定量的全分析时，发现其中大部分是“硅质”（硅石）。硅质与其他金属的氧化物结合成化合物，就是矿物的主要成分。贝采里乌斯把含有这种化合物的矿物，取名为“硅酸盐”，并对各种硅酸按其组成做了分类，这种分类沿用至今，同时在矿物研究中，他还发现新元素铈、硒、钍、硅、钫、钽、锗等。

    贝采里乌斯还是开创有机化学研究领域的杰出化学家。１８１４年贝采里乌斯开始了对有机物的深入研究，他最早引用了“有机化学”概念，但由于当时科学条件限制，有机化学研究的对象只能是从天然动植物有机体中提取的有机物，即只能从有机物里制造出有机物。这给了人们一种错觉，似乎有机物均属“有生机之物”或“有生命之物”，并只有在一种非物质的“生命力”的作用下才能形成，而不能在实验室里用化学方法合成。显然，这种“生命力论”及贝采里乌斯的电化二元论，都束缚了有机化学的发展。当１８２８年维勒人工合成尿素之后，贝采里乌斯受到极大启发，他想到自己也曾发现过雷酸银和氰酸银，这是两种组成相同而性质不同的物质，他发现酒石酸和葡萄酸也有类似情况。

    贝采里乌斯十分重视化学人才的培养。他曾编著化学教科书共三卷，这是一部最完整、最系统和最通俗的化学教科书。在长达３０年的时间，成千上万的青年化学家们都读过该书。贝采里乌斯以其广博的知识和正确评价实验数据的洞察力吸引着科学家们。他总是不断地改造旧方法，创造新方法，并且毫不隐瞒地把自己的所有成就都写进教科书里，给青年学者们铺成了前进的坦途。维勒等一大批化学家都曾师承于贝采里乌斯，他是当时国际上公认的化学权威之一。首次提出化学反应中使用的“催化”与“催化剂”概念，又是他，１８４１年第一个提出了“同素异形”的术语。

    由于长期紧张地工作和经常接触有毒化学药品，贝采里乌斯的健康遭受很大损伤，最终积劳成疾，于１８４８年８月７日，在斯德哥尔摩病逝，享年６９岁。他的逝世，不仅是瑞典人民的巨大损失，也是国际化学界的一大不幸。瑞典科学院和瑞典政府为他举行了隆重的葬礼。贝采里乌斯的名字，永远留在世界化学史上，他的伟大的科学的一生，将是后辈化学工作者学习的楷模。

    化学界的“福尔摩斯”

    诺贝尔是瑞典的化学家，在年轻的时候，他就在父亲开办的工厂中，开始了对炸药的研究。

    一天晚上，天气异常闷热。研究所的助理员汉森，突然在值班室被炸死了。

    诺贝尔匆忙赶到现场，看见汉森的办公室里有许多炸碎的厚玻璃片和一块直径约１５厘米的石头。

    再看汉森，只见他躺在床上，脸上、胸口都扎进了不少玻璃片，满床是血。地板上还有一个直径很大的被震碎的玻璃瓶底，瓶盖上拴着几根打着结的钢琴弦。

    诺贝尔走进室内，捡起一块碎片，放在鼻子上嗅了嗅，闻到一股酒精的味道。

    诺贝尔想了想：这就怪了，现场没有具备爆炸危险的硝化甘油，没有旧式的火药，没有燃烧过的痕迹，这爆炸又是从何而起的呢？

    走到书架旁，诺贝尔发现书架是湿漉漉的，还在淌水。

    诺贝尔就想，这爆炸的玻璃瓶中，一定装满了水，但水也不该爆炸呀！

    诺贝尔更加感到迷惑不解。

    他联想到与汉森同时值班的还有一个夜班警卫，便把这个青年人叫到跟前。

    青年警卫见到诺贝尔，胆怯地说道：

    “是这样的，诺贝尔先生，在９点钟左右，汉森的同事艾肯先生在加完班回家的时候，说要请我去吃夜点。我想反正汉森先生值班，我出去一会儿没关系，便跟他到村里的一家饭店里去了。”

    诺贝尔问他道：“你有没有听到爆炸的声音？”

    “没有，绝对没有。我和艾肯分手回到厂里，已经午夜了，才发觉值班室里的玻璃像是震坏了，我大吃一惊，请原谅……”

    年轻的警卫感到擅离职守所造成后果的严重性，禁不住哭了起来。

    艾肯是所里研究液态硝化甘油冷冻的技术员。诺贝尔听完警卫的叙述，立即感到此案可能与艾肯有关。

    原来，艾肯和汉森都爱着研究所里的一位漂亮的姑娘，他们两个是情敌。联想到这，再结合艾肯研究有关的冷冻试验，诺贝尔更加感到与艾肯有关。

    “凶犯肯定就是艾肯，他是借这次爆炸事件来掩盖他消灭情敌的真相。”

    于是，诺贝尔找到艾肯。在他入情入理的分析面前，艾肯无法抵赖，只得承认了自己犯罪的全部经过。

    事情的经过是这样的：艾肯和汉森同时爱着一个姑娘，为了消灭自己的情敌，艾肯早就开始蓄谋杀害汉森。他利用冷冻方面的知识，在一个厚厚的玻璃瓶中放满了水，密封后放在化学实验用的玻璃大口瓶中，再在密封的玻璃四周放满了干冰和酒精。大口瓶盖上盖子，盖子上又压了一块大的石头，并且用钢琴弦牢牢地将石头扎紧在瓶盖上。在轮到汉森值夜班时，他偷偷地把玻璃瓶放在值班室内的书架上。干冰和酒精掺和在一起，温度能降到－８０℃，密封的玻璃瓶就会爆炸，连同实验用的大玻璃瓶的碎片，能像炸弹一样地飞出来伤人。汉森已经睡熟，警卫又被自己拉走，消灭情敌的目的就这样达到了。

    戴维智斗公爵

    １８１３年，阳光明媚的一天。

    化学大师戴维带着助手法拉第到欧洲去旅行。一路上，他们游山玩水，谈论有关化学的新发现，甚是高兴。

    这一日，他们在罗马的托斯康纳住下，准备收集一些土壤样品。

    住下后不久，他们便开始采集土壤样品，一天下来，收集到很多宝贵的标本。回到房间时，他们还爱不释手地摆弄着。

    这时，房屋的主人———托斯康纳公爵走了进来，他看到房间里又是泥土，又是石头，脏兮兮的，很不高兴。

    戴维和法拉第只顾研究、谈论屋里的泥土，没有注意公爵的表情。末了，他们还兴冲冲地向公爵介绍有关土壤的科学知识。

    听到科学知识，公爵一脸蔑视的表情，冷嘲热讽地说：

    “科学知识嘛，是个闪光的字眼，说起来好听，但有什么用呢？我没有你们那么多的知识，生活得不是也很好吗？”

    “可是，科学知识在默默地为你服务，没有科学知识，你的生活会黯然失色，面目全非。”法拉第反驳道。

    “什么？会黯然失色？”公爵哈哈大笑起来。

    笑完，他又进一步诋毁道：“知识就是说在嘴上、写在纸上的东西，空来空去，还抵不上我们一个仆人有用。”

    言毕，公爵傲慢地走了。

    “真是一个无知的家伙！每天享受着科学知识给他带来的幸福，反过来又看不起科学知识，糟蹋科学知识。”

    “我会教训他一下，让他知道知识的力量。”戴维说，口气里带着一种受侮辱的感觉。

    不久后的一个下午，机会终于来了。

    这天刚吃过午饭，公爵闲来无事，便到戴维住的门口。看着这个可恶的家伙，戴维计上心头。

    他走到公爵跟前，大谈化学知识，当说到碳元素时，戴维滔滔不绝地“吹”嘘道：

    “松软的石墨和最坚硬的金刚石没什么两样，都是纯净的碳构成的。”听了戴维的话，公爵鼻孔里哼了两声，他觉得这纯粹是胡说八道。

    看着公爵的样子，戴维突然指着公爵手上的钻石戒指说：

    “先生，就是你手上戴的那颗美丽的钻石戒指也是纯净的碳构成的，与煤、木炭中的碳没什么不同，只不过碳原子排列不同罢了。”

    “我的钻石戒指也是碳？年轻人，不是开玩笑吧？”公爵说着，抬起手腕，看看闪闪发光的戒指，似乎感到不可思议。

    “先生，你不懂，确实是由碳构成的。”法拉第在旁边帮腔。公爵赌气地从手指上取下钻石戒指，递给戴维道：

    “你说这是碳，请把它烧掉吧！我要看一看你们说的话到底是不是真的！”

    “公爵先生，还是不烧吧，这颗钻石值很大一笔钱，烧了你会后悔莫及的。”戴维“反唇相讥”地说道。

    公爵终于被激怒了，只听他大声地说：“我说烧就烧！”看着公爵的表情，戴维暗暗发笑，他吩咐法拉第说：

    “你去拿一个３倍数的放大镜，准备好焙烧工具，让事实来说服公爵大人。”

    没过多久，一切准备妥当。

    只见钻石戒指被放进小箱，用火加热。戴维举起手中的放大镜，对准焦距，让一束用透镜聚焦的强烈阳光直射在光彩夺目的钻石上。

    １秒钟……２秒钟……，戒指很快就融化了，钻石却一点变化都没有。

    看到这，公爵“笑眯眯”地挖苦戴维道：“手举酸了没有呀？”戴维似乎没有听清楚公爵的话，依然举着放大镜。

    １０秒钟，２０秒钟……渐渐地，公爵的脸色由红变紫再变白。

    只见那颗光华夺目的钻石，越来越粗糙，越来越小，最后竟如同魔术一般逐渐地消失了。

    “奇怪！真是奇怪！我的钻石竟然无声无息地蒸发了！”

    “公爵先生，你的钻石不是蒸发，而是燃烧掉了！”戴维纠正说：“请你记住，钻石是纯碳的！”

    公爵想想一颗价值连城的钻石，就这样消失了，不觉两眼一黑，一下子晕倒在地上。

    戴维和法拉第禁不住自豪地笑了。

    炼丹士葛洪

    炼丹术在我国发展得比较早，在公元前三四世纪的战国时期，就出现了关于方士和求“不死之药”的记载。秦始皇曾派遣徐福带着几百个童男童女到蓬莱求仙人赐不死之药。汉武帝招揽众多方士，讲求长生不老之术。炼丹的风气在封建统治阶级的扶助下盛行起来。魏晋南北朝，方士演变成符水治病的道士，他们把先秦的道家创始人老子认作始祖，从此道教成为我国封建社会中的主要宗教之一，与儒、佛并行于世。

    炼丹的人把一些矿物放在密封的鼎里，用火来烧炼。矿物在高温高压下就会发生化学变化，产生出新的物质来。但是在炼丹的过程中，人们发现了一些物质变化的规律，这就形成了现代化学的先声。

    葛洪字稚川，号抱朴子，东晋丹阳句容人。出生在一个没落的贵族家庭，祖父在三国时代曾是吴国的大官。在他１３岁那年，父亲病亡，家境也随之恶劣。葛洪从小就有一种强烈的求知欲，没有书，就到处向别人借书来读，无钱买笔墨，就拿木炭在地上练写字。从１６岁读儒家的《孝经》

    《论语》等书开始，广泛地阅读了许多书，从经书、史书到杂文，凡能借到的书都认真地读了。后来他还学习了“望气”、“卜卦”之类。葛洪经过长期的刻苦自学终于成为一个学识渊博的人。据《晋书》中的“葛洪传”

    介绍，葛洪“博闻深洽、江左绝伦；著述篇章人富于班马”。这就是说，葛洪的学问很丰富，在江南是无人可比的，他的著作比班固和司马迁的著作还多。《晋书》里列举他的著作有《抱朴子》内篇１１６篇，碑诔诗赋１００卷，移檄章表３０卷，“神仙”、“良吏”、“隐逸”、“集异”传各１０卷，五经史汉百家之言方使杂事３１０卷，“金匮药方”１００卷，“肘后要急方”４卷。一个人有这么多的著作，抄述了３１０卷书，可以想象他是很勤奋的。

    西晋末叶，统治阶级内部争权夺利，“八王之乱”、“蛮族叛乱”，战争接连不断，社会生产力受到严重破坏，阶级斗争异常尖锐，农民起义也风起云涌。生活在这种形势下，葛洪和一些地主阶级一样，从现实的失望中，转而求援于上帝，投身于神仙方士之术。葛洪把老庄之学充分地演化为神仙方士之术，他的思想实质上是内神仙外儒术。他的炼丹理论正是从这一思想出发的。他认为一切物质都是可以变得的，而在诚心的要求和适当的条件下，人们可以变得仙丹和黄金。根据这一理论，葛洪在收集、研究各种药方，为民治病的同时，进行了大量的炼丹实验。

    从这些炼丹的实验中，葛洪熟悉了许多无机物质的组成和一些比较简单的化学反应。我们仅从《抱朴子内篇》里，可以发现葛洪已具备下列的化学知识：

    （１）他说：“丹砂烧之成水银，积变又还成丹砂”，丹砂即硫化汞，加热即分解而得到汞。汞与硫黄化合又生成黑色的硫化汞，再在密闭容器中调节温度，便升华为赤红色的结晶硫化汞。也就是说葛洪在炼制水银的过程中，发现了化学反应的可逆性，他指出，对丹砂（硫化汞）加热，可以炼出水银，而水银和硫黄化合，又能变成丹砂。

    （２）“以曾青涂铁，铁赤色如铜”，曾青大概指含硫酸铜的胆矾，以曾青涂铁即以铁和硫酸铜的溶液起作用，铁取代了硫酸铜里的铜，故表面附有一层红色的铜。因为采用涂敷的方法，所以硫酸铜只在铁表面发生作用，葛洪进而说：“外变而内不化”。可见对于这一金属置换反应，葛洪是做了仔细观察的。

    （３）“铅性白也，而赤之以为丹，丹性赤也，而白之以为铅。”这是说铅可以变为铅白，即碱式碳酸铅，铅白又可以变成赤色的铅丹，即四氧化铅；铅丹则可以变回为铅白，最后回复为铅。这是一个很明显的化学反应过程。

    （４）“取雌黄、雄黄，侥下，其中铜铸以为器复之……百日此器皆生赤乳，长数分。”也就是说雌黄（三硫化二砷）和雄黄（五硫化二砷）加热后均能升华。葛洪这段话就是对它们升华反映的描述。

    在当时，葛洪能有这样丰富的化学知识是难能可贵的，他是我国炼丹术发展中承前启后的人物。他那富于鼓动性的文笔，替炼丹术做了宣传，他对炼丹方法的具体著述对后来的炼丹家影响很大。

    “国宝”侯德榜

    １９世纪６０年代，比利时人索尔维研究出了氨碱法即索尔维制碱法，是以食盐、氨、二氧化碳为原料的制碱法，该法实现了碱的连续化生产，并使食盐利用率得到提高，从而使纯碱价格大大降低，并且产品质量纯净，故被称纯碱。由于采取了严密的保密措施，外人对此新技术一无所知。不料这一秘密竟被一个中国人运用智慧摸索出来了，这个人就是侯德榜。

    侯德榜，生于福建闽侯农村。他在青年时就显露出过人的智慧，在清华留学预备学堂高等科学习时，以１０门课获得满分１０００分的成绩毕业。这无论在过去还是现在都是广大学生望尘莫及的，因此被称为“国宝”。

    侯德榜志向远大，学识渊博，毕业于美国麻省理工学院化工专业，获学士学位。正如他所说：“要当一名称职的化学工程师，至少要对机、电、建筑内行。”毕业后他曾在美国水泥、硫酸、染料、电化等工厂实习，同时继续深造，并先后获得美国哥伦比亚大学制革硕士学位和博士学位。

    侯德榜学成归国后，出任范旭东创办的永利碱业公司的技师长，也就是总工程师。

    要创业首先需要实干的精神。他脱下了白领西服，换上了蓝布工作服和胶鞋，身先士卒，同工人们一起操作。哪里出现问题，他就出现在哪里，经常干得浑身汗臭，衣服中散发出酸味、氨味。他这种埋头苦干的作风赢得了工人们、甚至外国技师的赞赏和钦佩。在他的带领下，技师、工人们团结一心，为建成中国自己的碱厂而奋战。从整个工艺流程设计，到土建施工，到设备安装，他都事必亲躬，严格把关。他成天穿着工作服，在工地上解决着一个个技术难题。

    工厂终于全部建成，只等试运行了。工艺设计是否合理？设备安装是否正确？最权威的判定，就是能不能出碱！整个流水线分为化盐、烧灰、吸氨、碳化、烤碱、蒸氨、动力７个部分，安装好的设备，静静等着他的号令。这时的侯德榜，心情十分激动。因为他现在使用的基本原理，是“氨碱法”的基本原理。

    侯德榜深知，试运行不会一帆风顺。果然开机不久，３０多米高的蒸氨塔发出巨大响声，并开始摇晃起来。侯德榜立即采取应急措施并着手处理，直到半夜，才排除故障。不料，后来干燥锅又出了问题，湿热的碱在里面结成“大锅巴”，怎么也弄不下来。干燥锅结疤了，浑圆的铁锅在高温下停止了转动，时间长了后果是很严重的。技师们都急得团团转，这时候侯德榜果断地拿起玉米棒子粗的大铁杆往下捅，累得他双眼直冒金星，汗水湿透了工装。不久他觉得单靠力气难于解决这一技术问题，经过大家商量，他们采用加干碱的办法终于使锅底上的碱疤脱水掉下来，总算克服了困难。就这样问题不断出，又不断解决，有的调整，有的重新设计，有的改建，渐渐地，整个设备运转趋于正常了！

    １９２４年，碱终于出来了！但人们一看，心又凉了半截！原本应该是白色的碱却变成了暗红色。问题又摆到侯德榜面前。经化验，碱的成分很正常，就是渗进了一些氧化铁。氧化铁！这是怎么回事？侯德榜把原料及设备的每道工序都仔细想了一遍，又在脑子里与外国化工厂的情况一一作了对比。在错综复杂的因素中，他一下抓住了问题的实质：氧化铁是设备、管道被腐蚀后脱落渗入的。但如何防腐？他想到国外用的是炼焦厂的粗氨液做原料，这其中含有硫化铵，硫化铵与铁接触会在表面形成硫化铁保护层，而我们使用的氨液中无硫啊！对，在原料中加点硫化钠！随后他们以少量硫化钠和铁塔接触，致使铁塔内表面结成一层硫化铁保护膜，再生产时纯碱变成纯白色了。

    雪白的纯碱终于生产出来了！索尔维的技术垄断，由中国人打破了。

    １９２６年，中国人生产的红三角牌纯碱，在美国费城万国博览会上获得了金奖。

    一袋袋的纯碱是中华民族的骄傲，它象征着中国人民的志气和智慧，被誉为中国近代工业进步的象征。

    摸索到索尔维制碱法的奥秘，本可以高价出售其专利而大发其财，但是，侯德榜主张把这一奥秘公布于众，让世界各国人民共享这一科技成果。为此侯德榜继续努力工作，把制碱法的全部技术和自己的实践经验写成专著《制碱》在美国以英文出版。一个有骨气的中国人就是这样披露了索尔维制碱法的奥秘。

    在永利碱厂投入正常运行后，一次，侯德榜得到一个消息：德国人发明了一种新的制碱方法，它能使食盐的转化率高达９５％，比苏尔维法一下提高了２０％，而且它不会排出氯化钙这种废物，却能生产出一种化肥———氯化铵。这时的侯德榜已是一个非常成熟的化工专家了，他就不信新的方法搞不出来！因为从理论上说，新方法并不神秘，关键是搞出新的生产工艺。这不仅是理论问题，更重要的是实践，而在实践中搞创新，正是侯德榜的拿手戏。于是他下定决心，一定要和同事们一齐把新工艺搞出来！

    为了实现这一设计，在抗日战争的艰苦环境中，在侯德榜的严格指导下，经过了５００多次循环试验，分析了２０００多个样品后，才把具体工艺流程定了下来，这个新工艺使食盐利用率从７０％提高到９６％，也使原来无用的氯化钙转化成化肥氯化铵，解决了氯化钙占地毁田、污染环境的难题。这种方法把世界制碱技术水平推向了一个新高度，赢得了国际化工界的极高评价。１９４３年，中国化学工程师学会一致同意将这一新的联合制碱法命名为“侯氏制碱法”。

    侯德榜将毕生精力都用在科技工作和科学研究上，他常用“勤能补拙”勉励青年人，他有极强的民族自尊心和自信心，他的名言是“难道黄头发绿眼睛的人能搞出来，我们黑头发黑眼睛的人就办不到吗？”侯德榜成为了中华民族的骄傲。

    吴蕴初的“调味品”

    １９世纪末，日本营养专家池田研制了一种调味品，取名“味素”，并大量应用于生产。２０世纪２０年代初，日本生产的调味品“味素”大量涌入中国。上海等各大城市布满了“味素”的巨幅广告。日本人宣传的行为极大地触动了具有强烈民族自尊心和责任感的吴蕴初先生，他发誓：“我一定要研制出自己的调味品，将‘味素’从中国赶出去”。

    吴蕴初凭借早年毕业于上海兵工学堂化学专科的基础，不分昼夜寒暑地进行着他的研制工作，经过无数次的失败，一年以后，他硬是靠着酒精灯、试剂瓶等一些简单得不能再简单的化学仪器，在非常简陋和艰苦的条件下，终于研制出了我国自己的调味品，并参照糖精而取名为味精。

    接着，吴蕴初与他人合作使我国第一个味精生产厂———上海天厨味精厂正式建成投产。产品投放市场后，在国内抵制日货的影响下，广大市民争相购买国产味精，生产效益渐好。随后吴蕴初又不断增加资本扩大再生产，改进工艺，提高产品质量，使天厨味精多次在国内外获奖，大大提高了产品的信誉，因此，天厨味精不仅畅销国内，还远销南洋各地，以致产品数量供不应求。２０世纪２０年代后期，上海天厨味精厂已具有相当的规模和影响，同时工厂还能兼营淀粉、糊精、葡萄糖、饴糖等产品。

    接着由于天厨的扩大再生产需要大量的盐酸，当时国内尚无力生产，完全靠日本等帝国主义国家进口，而日本人为了报“味素”之仇，对供应中国的盐酸实行了严格控制。况且，盐酸属于危险品，用耐酸陶器盛装，笨重易碎，运费也十分昂贵，为了解决这些问题，迫切需要建立自己的盐酸厂。中国人自己办厂，势必要影响帝国主义国家的在华利益，他们对吴蕴初进行了经济和技术等的极端封锁和阻挠。吴蕴初起誓：“小辫子不能捏在别人手里”。

    吴蕴初再次克服重重困难，于２０世纪２０年代末建成了我国第一个电解食盐水生产盐酸的天原电化厂，日产盐酸２吨，使天厨味精真正做到了“完全国货”。盐酸的自行生产，填补了我国电解食盐工业的空白，对我国的氯碱工业作出了重大贡献。它不仅为国家争了光，长了中国人的志气，它还证明了：“外国人能做到的，中国人也一定能够做到”。

    随着天原电化厂的产品产量不断增加，装运盐酸所需的耐酸陶器已远不能满足需求，且在此之前所用的耐酸陶器都是日本货，这更激起了吴蕴初生产自己的耐酸陶器的决心。他凭借早年制造硅砖的经验，建起了我国第一个耐酸陶器厂———天盛陶器厂，又一次填补了我国化学陶器的空白。

    上海淞沪抗战爆发后，吴蕴初收购了大批的核桃壳，烧制活性炭，制造防毒面具，为支援抗战，准备无偿送给当时驻扎在上海的十九路军，后因十九路军撤离上海而未能如愿。接着，吴蕴初又以天厨味精厂的名义，花１２万元购买战斗机一架支援抗战，成为当时家喻户晓的“献机爱国”的抗日模范。

    ２０世纪３０年代中期，吴蕴初又办起了我国第一个氮气（合成氨）厂———天利氮气厂，结合天原电化厂生产的氢气合成氨，并在此基础上，利用氨氧化法生产硝酸。

    全国解放后，吴蕴初急忙从美国返回祖国。周恩来总理高兴地对他说：“味精大王回来了，欢迎欢迎！”，并希望他为新中国化学工业继续做出自己的努力。

    正当吴蕴初踌躇满志地投入新中国的化工事业之时，不料，回国仅３年的吴蕴初因糖尿病复发，危及心脏，不幸逝世，享年６２岁。临终前，他立下遗嘱，将“蕴初基金会”的全部财产交给国家，并叮嘱儿子说：“你们今后要照国家指引的道路走下去”。

    吴蕴初的事业由研制和生产味精而步入民族化学工业的道路。在这条道路上，他经过艰苦的跋涉和努力，最终作出了卓越的贡献。由吴蕴初创办的上海“天字号”化工企业集团成为支撑当时我国的民族化学工业的一大支柱。吴蕴初通过自己的努力，为国争了光，为中华民族争了一口气。

    气体化学之父———普利斯特里

    １７３３年３月３１日，约瑟夫·普利斯特里出生在英国约克郡的一个农庄。他利用气体进行的许多实验都属于人类首创，被人们称为“气体化学之父”。

    普利斯特里刻苦好学，兴趣广泛。他曾自学过古文、数学、自然哲学导论等知识，这些知识使他形成了善于独立思考的性格。１８岁那年，由于经常与基督教的牧师来往，他遭到了姑母的激烈责备。从此，他成了家庭的叛逆者。

    普利斯特里的妻子是当时英格兰最大的铁器制造商艾萨克的女儿，结婚后，普利斯特里仍然专心地埋头科学研究。后来，由于他们的儿女先后出世，家庭经济负担加重。加上各教派之间的矛盾日益尖锐，普利斯特里放弃了教师职业，当上了牧师，家庭收入虽增加不多，但他却有了更多的空闲时间自由地从事科学研究和著书立说。

    有一次，普利斯特里偶然遇到了美国科学家富兰克林。富兰克林向他讲述了自然科学方面许多有趣的问题，一下子吸引了他。从此，普利斯特里开始对自然科学发生兴趣。他常常在空闲的时候，做着各种化学实验。特别是在英国舍尔伯恩伯爵图书馆工作期间，他阅读了不少自然科学方面的著作，这使他更加爱上了化学。

    １８世纪７０年代初的一天，普利斯特里在一个密闭的瓶子里放进一支点着了的蜡烛，蜡烛很快就熄灭了。接着，他又往瓶里放进一束带着绿叶的薄荷枝。十天后，他重新再往瓶里放进一支点燃了的蜡烛，蜡烛竟能够燃烧。

    于是，普利斯特里又做了另一个实验：在两个密闭的瓶子里都插进点燃了的蜡烛，待它熄灭之后，在一个瓶里放进薄荷枝，而另一个瓶子里什么也不放。经过几天，当他再把点燃了的蜡烛放进去时，放了薄荷枝的瓶里的蜡烛能继续燃烧着，而在另一个没有放薄荷枝的瓶里，蜡烛刚一伸进去，立即熄灭了。

    这究竟是怎么回事儿呢？普利斯特里对这个奇怪的现象很感兴趣。于是，他便开始钻研这个问题。

    偶然一次机会，他得到了一个大型凸透镜（火镜），于是开始研究某些物质在凸透镜聚光产生的高温下放出的各种气体。他研究的物质中有“红色沉淀物”（氧化汞）和“汞灰”（亦称水银烧渣）。普利斯特里把氧化汞放置在玻璃钟罩内的水银面上，用一个直径３０厘米、焦距为５０厘米的火镜将阳光聚集在氧化汞上。很快他就发现氧化汞被分解了，放出一种气体，将玻璃罩内的水银排挤出来。他以排水集气法把这种气体收集起来，然后研究其性质，发现蜡烛会在这种空气中燃烧，火焰非常明亮，同时，普利斯特里还把一只小老鼠放到充满这种气体的瓶子里，小老鼠在瓶子里显得挺快活，挺自在！

    “老鼠既然在这气体里能舒舒服服地生活，我自己也要亲自来试试看！”普利斯特里在论文中写道：“我用玻璃管从一个大瓶里吸进这种气体到肺中，我竟觉得十分愉快。我的肺部在当时的感觉，好像和平常呼吸空气时没有什么区别，但是，我自从吸进这气体后，觉得经过好久，身心还是十分轻快舒畅。唉，又有谁知道，这种气体在将来会不会变成时髦的奢侈品呢？不过，现在世界上享受到这种气体的快乐的，只有一只老鼠和我自己！”

    普利斯特里把自己新发现的气体命名为“失燃素的空气”，这也就是现在我们所称的“氧气”。

    纵观普利斯特里的一生，他３７岁开始研究气体化学，直到终生。他曾分离并论述过的大批气体，数目之多超过了与他同时代的任何人。可以说他是１８世纪下半叶的一位业余化学大师。是他发明了带有酸味的“气水”。他的《用排水集气法收集“空气”》一书，深受读者欢迎，非常畅销，当年就被译成法文。普利斯特里因此名扬世界，并荣获英国皇家学会的铜质奖章。

    普利斯特里对气体化学的研究成果，一是以其强烈的求知欲与非凡的勤奋态度为基础的，二是得益于他自己精湛的实验技能。为此，皇家学会曾授予他卡普里奖。他出版过巨著《关于种种空气的实验与观察》。以后他的研究成果又汇集于《与自然科学各个部门有关的实验与观察》一书。

    １９世纪初，普利斯特里死于美国宾夕法尼亚州的诺赞巴兰镇，终年７１岁。普利斯特里一生主要靠自学成为一位化学大师，其刻苦奋勉精神，堪称今人之典范。

    当“燃素学说”遇到拉瓦锡

    安东·尼罗朗·拉瓦锡，出生于巴黎一个富裕的律师家庭。１１岁时，他进入当时巴黎的名牌学校———马沙兰学校，后来升入法政大学，２１岁毕业并取得律师的资格。在大学里他已对自然科学产生了浓厚的兴趣，主动学习数学、天文学、植物学、地质矿物学和化学。

    ３５岁时，他成为法国皇家科学院１８名正式会员之一，也是从那年开始，他逐渐地取得了化学研究上的重大突破，步入化学家的行列，逐渐成为科学界的一位新星。

    初进法国皇家科学院，拉瓦锡选择的一个研究课题是验证水能否变成土。在当时，许多人都相信水能变成土。亚里士多德的“四元素说”中就有水土互变的提法。１７世纪比利时化学家海尔蒙特曾以栽柳树的实验（海尔蒙特将一棵柳树栽入一个土盆中，盆中的土是经过烘干称重的。除了经常给树淋水之外，不给树提供其他营养。５年后，柳树长成大树了。泥土经烘干，重量并没有减少。于是他认为柳树长大所增加的重量，只来源于水，因此水能转变为土，并为树所吸收。）来支持这一观点。人们也时常发现在容器中煮沸水，时间长了总会有沉淀物生成。

    拉瓦锡对这一观点表示怀疑，为此他设计了一个验证实验。他采用一种欧洲炼金术中使用过的很特别的蒸馏器，这种蒸馏器能使蒸馏物被反复蒸馏。他将蒸馏器称重，然后加入一定重量的经３次蒸馏后的蒸馏水。密封后点火加热，保持微热，同时进行观察。两周过去了，水还是清的。第三周，水开始出现很小一点固体，随后慢慢变大。第八周，固体因增长而沉淀下来。就这样连续加热了１０１天，蒸馏器中的确产生了固体沉淀物，冷却后，他首先称了总重量，发现总重量与加热前相比没有变化。后来他又分别对水、沉淀物、蒸馏器进行称量，结果是水的重量没变，沉淀物的重量恰好等于蒸馏器所减少的重量。据此拉瓦锡著写论文，驳斥了水转化为土的谬说。

    氧气的发现是对拉瓦锡勤于思考、勇于探索的钻研精神的馈赠。其实，在此之前，已经有两位科学家触到了氧气的鼻尖，令人遗憾的是，囿于传统理论的束缚，他们都半途而废，从而将撩开氧气面纱的殊荣让给了拉瓦锡。

    瑞典化学家舍勒在拉瓦锡以前，就通过实验制取了纯净的氧气。但是，作为“燃素学说”的忠实信徒，他错误地把这种气体叫“火气”，并且，他认为燃烧是火气与燃烧物中的燃素结合的过程，火和热是火气与燃素化合的产物，从而未能正确地解释燃烧现象。

    几乎与此同时，英国化学家普利斯特里也通过实验制取了这种气体。他把蜡烛放在这种气体中，发现火焰比在空气中更加炽热明亮。他还把老鼠放进去，发现它比在等体积的寻常空气中活的时间约长了４倍。他亲自尝试了一下，一吸进去，便“觉得这种空气使呼吸轻快了许多，使人感到格外舒畅”，但他没有继续研究。

    当科学的珍珠出现在舍勒和普利斯特里眼前的时候，他们没有鉴别出来，与机遇女神失之交臂。

    于是机遇女神青睐的目光投向了拉瓦锡。他发现“燃素学说”存在着许许多多的破绽。比如，既然金属在煅烧中逸出燃素，那为什么重量反倒增加呢？而蜡烛呢，燃烧之后，竟一无所剩，似乎全部消失了。

    为了弄清事实的真相，拉瓦锡开始了严格的实验。他首先仔细地称量了装有空气和固态物质的密闭容器，然后用放大透镜将阳光聚集在物质上，或者用火加热。当物质燃烧完后，再重新称量装有反应物的容器。他用各种不同的物质反复进行实验，结果都表明，密封容器的重量在燃烧前后都不变。

    这是什么原因呢？拉瓦锡的大脑开始了紧张的思索。后来他终于得出结论：原来在没有密封的燃烧当中，空气中有一种新的气体物质元素参与了反应，使得物质燃烧前后重量不一。随后，他对这种新的气体元素的本质进行了认真的考察，确认这种元素除了助燃、助呼吸外，还能与许多非金属物质结合生成各种酸，为此他把这种元素命名为酸素，现在氧元素的化学符号Ｏ就是来源于希腊文酸素：ｏｘｙｇｅｎｅ。

    对氧气作系统研究后，拉瓦锡明确地指出：空气本身不是元素，而是混合物，它主要由氧气和氮气组成。他进而提出，燃烧过程在任何情况下，都是可燃物质与氧的化合，可燃物质在燃烧过程中吸收了氧而增重。拉瓦锡关于燃烧的氧化学说终于使人们认清了燃烧的本质，统一地解释了许多化学反应的实验事实，为化学发展奠定了重要的基础。之后，拉瓦锡开始对燃烧现象进行研究。

    在这以前，波义耳曾对几种金属进行过煅烧实验，他认为金属在煅烧后的增重是因为存在火微粒。在燃烧中，火微粒穿过器壁而与金属结合。

    德国化学家斯塔尔也进行了类似的实验。他认为金属在煅烧中放出了燃素。斯塔尔将有关燃素的观点系统化，并以此来解释当时已知的化学现象。由于燃素说的解释较过去的说法合理，便很快被化学家所接受，成为１８世纪占统治地位的化学理论。尽管一些实验研究的进展已披露了燃素说与实验事实的矛盾，但多数化学家还是设法调和这一矛盾，以维护燃素说。

    １８世纪７０年代的一个秋天，拉瓦锡称量了定量的白磷，并使之燃烧、冷却后又称量灰烬（Ｐ２Ｏ５）的质量，发现质量竟然增加了！他又燃烧硫黄，同样发现灰烬的质量大于硫黄的质量。他想这一定是什么气体被白磷和硫黄吸收了。于是他又改进实验方法：将白磷放入一个钟罩里，钟罩里留有一部分空气，钟罩里的空气用管子连接一个水银柱，用来测定空气的压力。加热到４０％时，白磷就迅速燃烧，水银柱上升。拉瓦锡还发现１盎司的白磷大约可得到２７盎司的白色灰烬（即六氧化四磷），增加的重量和所消耗的１／５容积的空气重量基本接近。

    拉瓦锡的发现和当时的燃素学说是相悖的。燃素学说认为燃烧是分解过程，燃烧产物应该比可燃物质量轻。他把实验结果写成论文，交给法国科学院。

    从此他做了很多实验来证明燃素说的错误。他在实验记录本上写到：

    “我所做的实验使物理和化学发生了根本的变化。”他将新化学命名为“反燃素化学”。

    拉瓦锡批判燃素学说：“化学家从燃素说只能得出模糊的要素，它十分不确定，因此可以用来任意地解释各种事物。有时这一要素是有重量的，有时又没有重量；有时它是自由之火，有时又说它与土素相化合成火；有时说它能透过容器壁的微孔，有时又说它不能透过；它能同时用来解释碱性和非碱性、透明性和非透明性、有颜色和无色。它真是只变色虫，每时每刻都在改变它的面貌。”

    拉瓦锡向法国科学院提交了划时代的《燃烧概论》，系统地阐述了燃烧的氧化学说，将被燃素说倒立的化学给正立过来。这本书后来被翻译成多国语言，逐渐扫清了燃素说的影响。化学自此切断了与古代炼丹术的联系，揭掉了神秘和臆测的面纱，取而代之的是科学实验和定量研究。化学由此进入定量化学即近代化学时期。因此称拉瓦锡是近代化学的奠基者。

    拉瓦锡对化学的另一个贡献便是从试验的角度验证并总结了质量守恒定律。

    早在拉瓦锡出生前后，多才多艺的俄罗斯科学家罗蒙诺索夫就提出了质量守恒定律，但并没有得到广泛的传播。

    拉瓦锡用硫酸和石灰合成了石膏，当他加热石膏时放出了水蒸气。拉瓦锡用天平仔细称量了不同温度下石膏失去水蒸气的质量。他的导师鲁伊勒把失去的水蒸气称为“结晶水”，从此就多了一个化学名词———结晶水。这次意外的成功使拉瓦锡养成了经常使用天平的习惯，由此，他总结出质量守恒定律，并成为他进行实验、思维和计算的基础。拉瓦锡指出：“由于人工的或天然的操作不能无中生有地创造任何东西，所以每一次操作中，操作前后存在的物质总量相等，且其要素的质与量保持不变，只是发生更换和变形，这可以看成是公理。”这番话体现了“物质不灭定律”的基本精神。

    为了表明守恒的思想，拉瓦锡用等号而不用箭头表示变化过程。如糖转变为酒精的发酵过程表示为下面的等式：

    葡萄糖

    碳酸（ＣＯ２）＋酒精

    这正是现代化学方程式的雏形。

    拉瓦锡的思想超越了他的同时代人，因为他不仅注意到了物质在化学反应中性质的变化，而且注意到了数量上的变化，从而使得化学科学割断了与古代炼金术的最后一根纽带，以一种崭新的面目蓬勃发展起来。

    法国大革命爆发后，拉瓦锡被诬陷犯有叛国罪，并处以绞刑。著名的法籍意大利数学家拉格朗日痛心地说：“他们可以一瞬间把他的头割下，而他那样的头脑一百年也许长不出一个来。”

    自学成才的道尔顿

    道尔顿出生在英格兰北部一个穷乡僻壤。父亲是一位兼种一点薄地的织布工人，母亲生了６个孩子，有３个因生活贫困而夭折。道尔顿６岁起在村里教会办的小学读书。刚读完小学，他就因家境困难而辍学，但是他酷爱读书，在干农活的空隙还坚持自学。

    到１５岁时，道尔顿的学识已有很大提高，于是他离家来到附近的肯达尔镇上，在他表兄任校长的教会学校里担任助理教师。在这所学校里，他仍然坚持一边努力工作，一边发奋读书，无论是数学、自然科学，还是哲学、文学的书籍，他都广泛涉猎。据说在这所学校的１２年中，他读的书比后来５０年的还多。正是这种勤奋学习为他当时的教学和以后的科研奠定了坚实的基础。２７岁时，道尔顿来到了曼彻斯特，受聘于一所新学院担任数学和物理学讲师。他开始系统地学习化学知识。在学习中，道尔顿有一种可贵的韧劲。每当遇到较难的运算题，他总是坚持要把难题解出，当同学们都放学回家了，他却常常端坐在教室里用心思考，绞尽脑汁，埋头解题。

    就这样，道尔顿依靠不懈的努力自学成才。他曾说过：“如果我比我周围的人获得更多的成就的话，那主要———不，我可以说，几乎纯粹地———是由于不懈的努力。一些人比另外一些人获得更多的成就，主要是由于他们对放在他们面前的问题比起一般人能够更加专注和坚持，而不是由于他的天赋比别人高多少。”这是道尔顿的切身体会，也是他成功的经验总结。虚心地求教和不倦地自学终于使道尔顿成为一位知识渊博的学者。

    道尔顿在曼彻斯特发表的第一篇文章是关于色盲的研究文章。这个成果是偶然发现的。圣诞节要到了，道尔顿为母亲买了一双深蓝色的袜子表示自己对老人的孝敬。当他把袜子送给母亲时，母亲却厉声责问他：“为什么买一双红色袜子？”因为依照当地的宗教习俗，红色是不祥的，妇女禁忌红色，由此道尔顿才发现自己的辨色能力与众不同。后来他经过认真地调查研究，发现他哥哥也和他一样，也具有不正常的辨色能力，同时也有一些人具有这一病症。为此他撰写了论文，提出人类中存在着色盲这一病症。道尔顿的这一发现引起了社会公众的重视，所以在英国，色盲常被称为道尔顿症。

    ３３岁时，道尔顿借了一间工作室，又在工作室附近租了一间简陋的民房，开始他清贫的以科研为主的生活。

    道尔顿的生活很有规律，几乎每天都是早餐前先去实验室生火，吃完早餐后即开始工作，一直干到午餐时才出来。吃罢午餐，又继续进实验室工作，一直忙到晚上９点，晚餐后稍作休息，就进书房读书至夜半。这种生活就像时钟运转一样有规律。“午夜方眠，黎明即起”，成为道尔顿勤奋治学生活的真实写照。工夫不负有心人，勤奋的学习，刻苦的钻研，使道尔顿在攀登科学的山路上取得了一个又一个的成果。

    从１８０１年起，他陆续完成了《关于极光》、《关于气压计》、《论降雨》、《关于温度计》、《混合气体的组成》、《论水蒸气的力》、《论蒸发》、《论气体受热膨胀》等论文。其中最突出的成果是，他在《论气体受热膨胀》的论文中清楚地提出了气体的热膨胀定律：“任何气体每上升一定温度时发生的体积膨胀是相同的。”在同一时期，法国化学家盖·吕萨克也提出了气体的体积随温度而改变的这一定律，所以现在人们常称气体热膨胀定律为道尔顿———吕萨克定律。

    此后不久，道尔顿又进一步地提出了著名的混合气体的分压定律：混合汽体的压力等于各组成部分在同样条件下所具有的压力之和。

    牛顿在他的力学理论中，指出在物质微粒的运动中，同性相斥、异性相吸。根据这一思想，道尔顿假设在混和汽体中，一类汽体的原子并不排斥另一类气体的原子，仅仅是同类原子相互排斥，那么怎样证实气体原子的存在呢？

    道尔顿认为，必须去测定各种原子的相对质量和不同原子合成新粒子的组成。为此道尔顿作了一些大胆的假设和推理。

    首先他从物理学的角度出发，假定相同体积的气体在同温同压下，含有相同数目的原子。若这一假定能成立，他便可以通过测量相对的蒸汽密度来换算气体原子的相对质量，但是，他在氧气、氢气合成水的实验中发现，水的蒸气密度反而小于氧气的蒸气密度。于是他怀疑采用蒸气密度法来测算原子相对质量行不通。

    采用物理学的实验方法行不通，道尔顿转向了化学。根据水的化学分子结构进行实验，得到了氧和氢化合的质量比，又由氨气的分析得到了氮和氢化合的质量比。有了这些质量比还不够，还必须知道化合物的微粒究竟由几个原子组成，才能换算出原子的相对质量。对此，道尔顿提出了由原子构成微粒（分子）的基本原则。

    他的基本观点可归纳为三点：（１）化学元素均由非常微小、不可再分的微粒组成，这种微粒称为原子。原子在一切化学变化中均保持自己的独特性质，具有不可再分性。（２）同一元素所有原子的质量、性质都完全相同。不同元素的原子质量和性质各不相同，原子质量是每一种元素的基本特征之一。（３）不同元素化合时，这些元素的原子按简单整数比结合成化合物。

    尽管道尔顿提出的原子论被后人发现存在许多错误，但是他关于原子的描述、原子量的计算是一项意义深远的开创性工作。他第一次把纯属臆测的原子概念变成一种具有一定质量的、可以由实验来测定的物质实体。道尔顿的原子学说为近代化学和原子物理学奠定了基础，是科学史上一项划时代的成就。

    １８４４年的一天清晨，道尔顿在他安静的卧室里，像一个熟睡的婴儿似的，没有一点痛苦的表情，心脏停止了跳动。他走完了他艰辛、果敢、睿智、富于意义的一生。这是一位将一生毫无保留地献给科学事业的伟大学者。

    乘气球升空的盖·吕萨克

    １９世纪初的一天，天气晴朗，万里无云，炎热的天气，不见一丝微风。盖·吕萨克自己的好友、法国化学家比奥用浸有树脂的密质绸布做成一个巨大的气球，里面充进氢气。膨胀的气球在阳光下闪闪发光，盖·吕萨克与比奥坐进了气球下面悬挂的圆形吊篮里。

    气球徐徐上升，他们挥手同欢呼的送行者们告别。大家呼喊着祝福他们：“一路平安！”这真是罕见的场面。

    送行的人群逐渐消失在他们下面无边无际的深渊中。“咱们开始工作吧！”比奥说道。

    “我正在观察磁针的偏差。”

    “我们升起多高了？”

    “距海平面５８００米。”

    “我觉得耳朵很疼，头晕。”

    高空反应使比奥的状况越来越不好，最后，他们勉强采集了一些空气样品，不得不着陆了。

    这两位勇敢的研究家忘我升空的消息引起了极强烈的反应，到处都在谈论着这两位航行家。

    但是，盖·吕萨克对首次探险的收获并不满足。一个半月以后，他只身进行了第二次升空探索。为了减轻负荷，提高升空高度，他尽量轻装。当气球升至７０１６米时，他毅然把椅子等随身物件扔了下来，使气球继续上升。正在田间劳作的人们看到天上落下许多东西，都不清楚究竟发生了什么事。

    这次，盖·吕萨克创造了当时世界上乘气球升空的最高纪录。

    两次探测的结果表明，在所到的高空领域，地磁强度是恒定不变的，所采集的空气样品，经分析证明，空气的成分基本上相同，但在不同高度的空气中，含氧的比例是不一样的。

    在气体的实验中，盖·吕萨克发现，氧与氢化合时，氧气的体积差不多，总是氢气体积的一半。于是，他想到这简单的体积关系，可能同物质的原子结构有关。

    他往容器里充满等体积的氮和氧，然后让混合物通过电火花。于是就产生了新的气体———一氧化氮。他发现，一体积的氧和一体积的氮，经化合得到了两体积的一氧化氮。进一步研究许多不同气体间的化学反应，使他注意到，在所有参加反应的气体体积和反应后生成的气体体积之间，总是存在着简单的比例关系。由此他发现了一个重要的基本化学定律———气体化合体积定律。

    发明制造碱金属的新方法，是盖·吕萨克在无机化学中的又一贡献。

    法国人库特瓦在从海草灰中制取钾盐的过程中，发现了一种未知的新物质，库特瓦成功地分离出这种物质，并把它交给化学家克莱曼·德索尔母进行研究，但这位化学家没有发表任何研究成果，就把这种新物质交给了英国化学家戴维。

    盖·吕萨克得知这个消息后，非常着急，他对克莱曼说：“你们太轻率了，法国人可以研究出这种新物质，可你们把它交给了一个英国人，这回戴维将会发现这个新元素，为他的祖国争得荣誉。”

    为了为自己的祖国争光，盖·吕萨克决心要和戴维比赛一下，他从库特瓦那里取回了仅存的那一点新物质，开始了夜以继日的研究。

    几天以后，盖·吕萨克成功地得到了这种纯净的元素。它是一些小小的鳞片般的东西，像金属一样闪闪发亮，加热时它们很快便蒸发，沉甸甸的深紫色的蒸气充满了烧瓶。

    “我们把这种元素叫做碘吧。”盖·吕萨克自豪地看着这些紫色的精灵，碘的意思是紫罗兰。

    盖·吕萨克还特别重视把科学理论成果转化为生产力。他对硫酸制造工艺的改进，就是他对硫化物研究成果的重要应用。

    １９世纪初流行铅室法制硫酸工艺：为了把二氧化硫氧化为三氧化硫，在含有二氧化硫的空气中加入二氧化氮，就会生成三氧化硫和一氧化氮。用水把三氧化硫吸收后，剩余的气体通过高大的烟囱排到大气中去，但是，当这些气体和空气混合在一起时，其中的一氧化氮立即就转变为二氧化氮。二氧化氮是有毒的棕褐色气体，这种棕褐色烟雾从烟囱里冒出，不仅毒害着周围的生物，而且也毒害着工厂里的工作人员，硫酸工厂附近的植物全部被毒死。这些硫酸厂就像在荒漠上的一座座凶险恶毒的火山，永不停息地升腾着毒性的烟团。必须采取紧张措施解决这个问题，一些生产硫酸的工厂主向盖·吕萨克提出了请求。

    盖·吕萨克投入了紧急的研究之中。他查明，氮的几种氧化物能溶解在硫酸里，他将这种溶液叫做含硝硫酸，它是无毒的。

    “不要让这种废气从烟囱中排出，”盖·吕萨克对厂主解释道，“应当设法化废为利。为此，要建造一座吸收塔，塔高１０—１５米，塔内有耐酸的材料作衬里，废气从塔的底部进入，将硫酸从塔的上部喷淋下来，当氮的氧化物遇到硫酸时便和它化合，成为含硝硫酸，含硝硫酸向下流去，可以收集起来重新利用，而排向大气的就只有无毒的气体。”

    １９世纪４０年代，盖·吕萨克的想法在实践中被采用，在生产硫酸的工厂里出现了吸收塔，这种塔至今仍然被称作“盖·吕萨克塔”。

    除了上述研究，盖·吕萨克还探讨了氰化物并首次制得了氰。他将氰化汞与浓盐酸一起蒸馏，制成无水氢氰酸，开创了对氢氰酸的组成、性质的系统研究。同年，他加热分解氰化汞，发现生成一种可燃气体，经研究确定其组成成分为碳、氮二元素，他命名该气体为“氰”。

    ７２岁时，盖·吕萨克在巴黎逝世。

    炸药的“父亲”———诺贝尔

    １８３３年１０月２１日，诺贝尔出生在瑞典首都斯德哥尔摩一个勤奋的家庭。父亲伊曼纽尔·诺贝尔是一位颇有才干的机械师、发明家。由于经营不佳，在瑞典屡受挫折，就在小诺贝尔出世的前一年，一场火灾烧毁了他家的全部家当，他们的生活完全陷入穷困潦倒的境地，靠借债度日。为躲避债主上门，伊曼纽尔只好单身离家出走，先到芬兰，后到俄国谋生。诺贝尔的两个哥哥就像安徒生童话里那个卖火柴的小女孩一样，也站在街头巷尾卖过火柴，以便赚几个钱帮助维持家庭生计。在那场大火中，诺贝尔的母亲为了救出孩子几乎丧了命，精神和健康都受到影响，加上生活艰难，诺贝尔从出生的第一天起，就体弱多病，全靠母亲的精心照料，才活了下来。

    由于健康不佳，他的童年没有像别的孩童那样调皮、活泼和欢快，当别的孩童们在一起玩耍时，他只能充当一个旁观者。童年生活的这一遭遇使得他的性格变得孤僻、内向。他到了８岁才上学，却只读了一年，而这是他受过的唯一的学校教育。

    伊曼纽尔的一些发明在俄国受到欢迎，经济状况开始好转，诺贝尔全家便迁居到俄国的彼得堡。在俄国由于语言不通，诺贝尔和两个哥哥都进不了当地的学校，只好在家里请教师指导他们学习俄、英、法、德等语言。当有了一定的俄语基础后，再跟俄国教师学习自然科学和工程技术。

    体质虚弱的诺贝尔学习特别勤奋，学识不亚于他的两个哥哥，他那好学的态度，不仅得到教师的赞扬，也赢得父兄的喜爱。然而，由于诺贝尔的二哥要回瑞典，兄弟三人只好停止了学业。诺贝尔来到他父亲开办的工厂当助手。他细心观察、认真思索，凡是经他耳闻目睹的那些重要学问都被他敏锐地吸收进去，生活本身就成为了他的大学。正是通过刻苦、持久的自学，他才逐步成长为科学家。

    诺贝尔的父亲很关心小诺贝尔的兴趣爱好，常常讲科学家的故事给他听，鼓励他长大后做一个有用的人。有一次，诺贝尔看见父亲在研制炸药，睁着圆圆的大眼睛问：“爸爸，炸药伤人，是可怕的东西，你为什么要制造它呢？”父亲回答说：“它可以用来开矿、筑路，许多地方需要它啊！”诺贝尔似懂非懂地点点头，说：“对，我长大了也要做炸药。”诺贝尔跟着父亲，看父亲设计和研制水雷、水雷艇和炸药，耳闻目见，在他幼小的心灵中，萌发了献身科学的理想。父亲也非常希望他学机械，长大后成为机械师。

    １７岁时，诺贝尔以工程师的名义远渡重洋。到了美国，在有名的艾利逊工程师的工场里实习。实习期满后，他又到欧美各国考察了４年，才回到家中。在考察中，他每到一处，就立即开始工作，深入了解各国工业发展的情况。

    当时，许多国家迫切要求发展采矿业，加快采掘速度，炸药不能适应这种生产需要，对它进行改良成为一个亟待解决的大问题。了解了各国工业状况的诺贝尔，坚定了改进炸药生产的决心。就在这个时候，一个惊人的消息传来了：法国发明了性能优良的炸药。其实，这个消息是不确切的。原来，法国有名的军械专家皮各特将军，在研究改进子弹的射程和速度时，发现用现有的炸药，不可能有更好的结果，必须改良炸药。于是，陆军部组织力量，着手研究炸药了。这件事促使诺贝尔全力以赴研究炸药。

    诺贝尔一天到晚关在实验室里查阅资料，一次又一次地做着各种炸药试验。他的父母明白搞炸药的危险，对他改变专业很不高兴。有一天，父亲对他说：“孩子呀，你的职业是搞机械，应当集中精力干分内的事，别的方面还是不要分心为好。”诺贝尔说：“改进炸药是很重要的，一旦用在生产上，就会给人类创造极大的财富。危险当然免不了，我尽量小心就是了。”从此，诺贝尔经常向亲戚朋友宣传解释改进炸药的重要意义。这样，同情、赞助他的人越来越多，连反对他的父母，也被他的坚强意志感动，只好默认了。

    诺贝尔以其活跃的思维，经过５０多次试验，终于在１８６２年完成第一项重要的发明。他先将硝化甘油装在玻璃管里，再把玻璃管放进装满火药的锡管内，再装上导火线。装好后，邀他两个哥哥来到河边，将导火线点燃，投入水中，“轰”一声，只见火花四溅，爆炸力果然比黑火药大。这表明他弄清了引爆硝化甘油的办法，但是这次爆炸的主体仍是黑火药，为此他继续潜心研究。

    研究的道路是不平坦的。一次，在试验中发生了硝化甘油的爆炸，他们的实验室被炸成一片废墟，诺贝尔的５位助手，包括他的幼弟埃米尔都被当场夺去了生命，诺贝尔因当时不在实验室而幸免于难。挫折和不幸并未动摇诺贝尔的决心，他以不屈不挠的勇气把试验设备搬到郊外马拉湖中一艘平底船上，继续研究。经过一百多次的试验，他终于发明了装有雷酸汞的雷管，终于解决了炸药的引爆难题。这一发明可以说是爆炸科学中的一次重大突破。

    １９世纪６０年代中期，诺贝尔在温特维根找到一处新厂址，在那里建造了世界上第一个硝化甘油工厂。

    诺贝尔还有一个伟大的胸怀，有一个崇高的夙愿。他与许多富豪不一样，他一贯轻视金钱。当他母亲去世时，他将母亲留给他的遗产全部捐献给瑞典的慈善事业，仅留下慈母的照片作为纪念。他曾经说：“金钱这种东西，只要能够解决个人的生活就行，若是过多了，它会成为遏制人类才能的祸害。对于有儿女的人，如果除去必需的教育费用外，再传给很多的财产，我认为那是错误的，这样只能鼓励懒惰，使他不能发展个人的独立生活能力和才干。”

    他在逝世之前，决定把３３００万法郎作为基金，用每年的利息，分奖给世界上的杰出人物，促进科学文化事业的发展。他在遗嘱中说：“这奖金不论国籍、人种和语言，只发给确实对人类有不可磨灭的贡献的人。把这金钱，用在学术上和人道上吧！”正是依照这一思想，设立了关于物理、化学、生理和医学、文学、促进和平这五种奖项。

    １８９６年，诺贝尔由于心脏病突发而与世长辞，终年６３岁。他火化后的骨灰安放在斯德哥尔摩的郊外。

    诺贝尔用铁铸的事实在人类历史上留下了光辉的一页。他的名字，他那百折不挠的研究精神，以及他出资设立的诺贝尔奖金，一直激励着全世界的科学家向新的高峰攀登。

    炸药大王诺贝尔，炸开了一条通往科学高峰的道路！

    两获诺贝尔奖的居里夫人

    居里夫人，１８６７年１１月７日出生于波兰，是第一个荣获诺贝尔科学奖的女科学家，也是第一个两次荣获诺贝尔科学奖的科学家。

    居里夫人的父亲是中学校长，妈妈也是中学教员。他们一共有五个孩子，居里夫人最小。爸爸妈妈给她起了个名字叫玛丽·斯可罗多夫斯卡。波兰人喜欢用爱称，所以，小时候，全家都亲热地喊她：玛丽！

    居里夫人的童年是很不幸的。妈妈得了非常严重的肺病，因为怕传染给小女儿，从来没有亲过她一下，是大姐姐代替母亲照顾她长大的。在居里夫人还不满１０岁的时候，大姐和妈妈就都病死了。从此，居里夫人更没人来照顾了。爸爸斯可罗多夫斯基性格耿直，有强烈的爱国心。

    当时，波兰早已被俄国、德国、奥地利三国瓜分了，华沙处在沙皇亚历山大二世的残暴统治之下。居里夫人的爸爸由于不肯做沙皇的驯顺“臣民”，被降职降薪，受到特务们的监视。外国统治者的残酷压迫，使斯可罗多夫斯基先生十分愤懑。这个教书先生本来就不会管理家务，妻子死后，他带着４个十几岁的儿女过日子，生活中充满了艰辛。居里夫人在这样的环境里长大，从小就磨炼出了坚强的性格，培养出了独立生活的能力。

    她像父亲一样，热爱自己的祖国。那时候，俄属波兰成了沙俄的一个省，广大人民十分痛恨侵略者的头子沙皇亚历山大二世，就在这个暴君被刺杀、沙俄政府强迫全体波兰人哀悼的时候，居里夫人却高兴极了。她竟在教室里，和一个女同学热烈地欢呼着“万岁！万岁！”，并且激动地围着课桌跳起舞来。

    居里夫人学习非常勤奋刻苦，她从上小学开始，每门功课都考第一。居里夫人从小就非常喜欢各种实验仪器，那些精巧的玻璃瓶，五颜六色的药水，在她幼小的心灵里激起了层层浪花。后来，她又读了许多有趣的自然科学书籍，更使她充满了幻想。她是多么渴望到科学世界去探索，去揭开大自然的一个又一个秘密！居里夫人急切地盼望着能够早日去上大学。

    ２４岁时，在父亲和姐姐的帮助下，居里夫人来到巴黎大学理学院，开始了她盼望多年的大学生活。她决心学到真本领，因而学习非常勤奋用功。

    开学以后，居里夫人因为强烈的求知欲望，所以学习非常刻苦，她全神贯注地听每一堂课，做每一道题。她最喜欢听李普曼教授的课，并且在他的指导下做实验。保罗·阿佩尔教授的课，又引起了她极大的兴趣。这位学者，知识渊博，想象力丰富，好像整个宇宙都握在他的手心里一样。他在讲天体物理的时候说：“我拿起太阳来，再把它扔出去……”居里夫人听得都入迷了，她那浅灰色的眼睛里，闪动着兴奋的光芒。她想：为什么有人会觉得学习科学枯燥无味呢？还有什么能比掌握支配宇宙的规律更吸引人？能比发现宇宙的不变定律有更大的乐趣呢？……为了节省时间和集中精力，也为了省下乘马车的费用，入学４个月后，居里夫人迁入学校附近一住房的阁楼居住。这阁楼没有火，没有灯，没有水，只在屋顶上开了一个小天窗，依靠它屋里才有一点光明。一个月仅有４０卢布的她，对这种居住条件已很满足。为了节省灯油和取暖费，天一黑，她就跑到附近的圣日内维埃尔图书馆去，那里成了居里夫人的“幸福收容所”。图书馆里有明亮的煤气灯，也很暖和，她每天坐在那张长方形的大桌子前面，认真读书，一直到晚上１０点图书馆关了门才走。回到小阁楼以后，她经常学习到深夜两点，实在困极了，才上床睡觉。冬天，屋里冷得很，冻得睡不着，把所有的衣服都盖在身上，还是不顶用，她就提起一把木椅子压在被子上，天真地幻想从重量中求得一丝温暖！

    她一心扑在学习上，清贫艰苦的生活日益削弱她的体质，然而丰富的知识使她心灵日趋充实。她的学习成绩使同学们羡慕，使教授们惊异。每个学期考试，居里夫人都名列前茅。入学后两年，也就是１８９３年，她充满信心地参加了物理学学士学位考试，在３０名应试者当中，她得了第一名。第二年，她又以第二名的优异成绩，考取了数学学士学位。

    居里夫人的勤勉、好学和聪慧，使她赢得了李普曼教授的器重。在荣获物理学硕士学位后，她来到了李普曼教授的实验室，开始了她的科研活动。就在这里，她结识了年轻的物理学家皮埃尔·居里。

    皮埃尔·居里生于巴黎一个医生的家庭。幼年时，因为他具有独特的富于想象的性格，他父亲没有把他送进学校，而是在家里自行施教。这种因材施教使皮埃尔１６岁通过了中学的毕业考试，１８岁通过了大学毕业考试并获得了理科硕士学位，１９岁被聘任为巴黎大学理学院德山教授的助手，２１岁发现了电解质晶体的压电效应，２４岁时被任命为新成立的巴黎市理化学校的实验室主任。当他与居里夫人相识时，他已是一位有作为的物理学家了。

    由于志趣相投、相互敬慕，居里夫人和皮埃尔之间的友谊发展成爱情，组成一个志同道合、和睦相亲的幸福家庭。

    １８９６年法国物理学家贝克勒尔发现铀和铀的化合物具有一种特殊的本领，它能自动地、连续地放出一种眼睛看不见的射线。这种射线既和一般光线不同，能透过黑纸使相机底片感光，使气体电离，也和不久前伦琴发现的Ｘ射线不同，在没有高真空气体放电管和外加高电压的条件下，却能从铀和铀盐中自动发生。这一发现引起居里夫妇的极大兴趣，这是一个极好的研究领域。在一间原来用作贮藏室的闭塞潮湿的房子里，居里夫人利用极其简单的装置，开始向这个新领域进军。仅仅几个星期，她便取得可喜的成果。她证明铀射线的强度是和物质中的含铀量成比例，而和铀存在的状态（指单质状态或化合状态），以及外界条件（指压力、温度以及是否照光或放置在电场、磁场之中等等）并没有什么关系。

    在研究过程中，她还给自己提出了许多问题：有什么根据可以认为铀是唯一能发出这种射线的化学元素？为什么别的元素不能有同样的力量？贝克勒尔发现铀里面有这种射线，会不会是偶然的？为什么人们不到别的地方去找找看呢？

    居里夫人果断地决定，把所有已经知道的化学元素和它们的化合物都检查一遍，看看有没有什么其他的物质也具有这种放出射线的本领。经过这次全面的检查，果然，居里夫人获得一次重要的发现，一种名叫钍的元素和它的化合物，也能自动发出看不见的射线来。这样，居里夫人足以断定，这种现象决不单单是铀的特性。她认为，应当给这种现象确定一个新的名称。她提议把这种现象叫做“放射性”，铀和钍等等有放射性的化学元素叫做“放射性元素”，它们放出的那种看不见的射线就叫做“放射线”。

    在研究放射线的一次测量中，出现了一个十分意外的情况，在一种沥青铀矿中，居里夫人测得的放射性强度，比预计的强度要大得多！

    居里夫人经过反复考虑，她认为，这种反常现象只有一种合理的解释，那就是：沥青铀矿石中，一定还含有一种未知的放射性更强的元素，这种未知元素的含量一定很少，不会超过１％，于是，她宣布沥青铀矿中“含有一种比铀的放射性强得多的元素”。为了找到这个元素，丈夫皮埃尔·居里毅然停下自己的研究，来和妻子一道研究这种新元素。

    他们废寝忘食，夜以继日，按照化学分析的程序，分析矿石所含有的各种元素及其放射性，几经淘汰，逐渐得知那种制造反常的放射性的未知元素隐藏在矿石的两个化学部分里。经过不懈的努力，１８９８年，他们从沥青铀矿石中分离出一种同铋混合在一起的物质，并且测量出它的放射性强度远远超过铀，这是他们寻找到的一种新元素，它的化学性质与铅相似，放射性比铀强４００倍。

    皮埃尔请居里夫人给这一新元素命名，她安静地想了一会，回答说：

    “我们可否叫它为”钋“。居里夫人以此纪念她念念不忘的祖国，那个在世界地图上已被俄、德、奥瓜分掉的国家———波兰。这个新发现的钋，就是后来被列为《元素周期表》上的第８４号元素。

    发现钋元素之后，居里夫妇以孜孜不倦的精神，继续进行分析。他们经过浓缩、分步结晶，终于在同年１２月得到少量的不很纯净的白色粉末。这种白色粉末在黑暗中闪烁着白光，据此居里夫妇把它命名为镭，它的拉丁语原意是”放射“。

    对于居里夫妇的发现，一些化学家明确地表示，把镭指给我们看，我们才相信它的存在。要从铀矿中提炼出纯镭，并把它们的原子量测出来，这是一个非常大的难题。为了克服这一困难，他们四处奔波，争取有关部门的帮助和支援。在他们的努力下，奥地利馈赠了１吨铀矿残渣。他们又在理化学校借到一个破漏棚屋，开始了更为艰辛的工作。

    居里夫人和她的丈夫就是在这间陋室内开始了提炼镭的工作。每天居里夫人穿着沾满灰尘和污渍的工作服，翻倒矿石，搅拌冶锅，倾倒溶液，干个不停。矮小的实验室内，铁屑飞扬，蒸汽熏人，而居里夫人那时又正害着结核病，但她丝毫不顾这些，依然顽强地工作，经常连饭都带到实验室来吃，更不说休息了。有时候她整天就用一根粗重的铁条，搅拌一堆沸腾的东西。到了晚上，早已是筋疲力尽，不能动弹。

    就这样，经过４５个月的艰苦努力，居里夫妇终于从４００吨铀沥青矿渣，１０００吨化学药品和８００吨水中，提炼出微乎其微的约０。１克的一种白色粉末状的东西，两人大失所望，因为他们认为镭应是一种结晶体的物质，两人灰心地回了家。

    晚上９点钟，居里夫人给女儿洗了澡，然后哄着她入睡了。她走下楼来，拿起针线，想接着把女儿的新围裙缝好。可是，却怎么也不能专心缝纫，在那个小棚屋的实验室里，她还有一个刚刚诞生的不知名的”孩子“呀！她轻轻地说了一声：”皮埃尔，我们到实验室去一下好吗？“于是，他们穿上外衣，挽臂而行。一路上，话语极少。她想起了在祖国给人做家庭教师的情景，想起了理学院附近那间小阁楼，想起了他们勇敢地宣布发现镭的那一天……到了，还是那一间小破屋。居里先生打开锁，他刚跨入门槛，居里夫人说道：”不要点灯，“她微笑着又说了一句，”‘我希望镭有美丽的颜色’！这是你说过的话，不记得吗？“看见了！看见了！美极了！美极了！这间破屋简直成了一座魔宫。那个装着镭盐的白色粉末的小玻璃管里，正在发着一种略带蓝色的荧光，这是神圣的科学之光啊！镭不仅有”美丽的颜色“，还自动发光，这是在它”诞生“之前，谁也不曾料到的！居里夫妇摸到椅子，轻轻坐下来，相互依偎着，谁也不说话，深沉地、久久地凝视着那美丽的光，这是他们抛弃一切安闲和享乐，费尽全部心血和智慧，才从那无限神秘的天然放射性物质里夺来的一束永恒之光啊！

    就这样居里夫妇提炼出了０１克的纯镭，并测得镭的原子量为２２５，而居里夫人的体重却因此而减轻了十几斤！

    居里夫人提炼镭成功之后，曾有人劝他们向政府申请专利权，垄断镭的制造，可以发大财。皮埃尔让居里夫人做决定，居里夫人说：”不应当要专利，那是违背科学精神的。科学家的研究成果应该公开发表，别人要研制，不应受到任何限制……何况镭是对病人有好处的，我们不应当借此来谋利。“他们夫妇立即向社会公开了提取镭的方法。

    １９３４年７月４日，这是科学史上永远发出悲声的一天。居里夫人非凡的头脑停止思考了！神圣的科学事业，本来需要她活得更久，然而她却在６７岁的时候，永远地离开了人间。她最后死于恶性贫血症，这是她长期无畏地和强烈放射性物质打交道造成的。她创造、发展了这门科学，然而它也夺去了她的生命！她最后对亲人嘱咐说，决不要为她举行惊动社会的葬礼，她希望埋到巴黎郊区的梭镇，永远和皮埃尔·居里在一起！

    著名学者爱因斯坦曾经这样评价居里夫人：”在我所认识的所有著名人物里面，居里夫人是唯一不为盛名所颠倒的人。“她坚定地说：”在科学上重要的是研究出来的‘东西’，不是研究者的‘个人’。“这也正是居里夫人伟大之处。

    提出同位素假说的索迪

    索迪，英国著名化学家。１９１０年提出了同位素假说，１９１３年发现了放射性元素的位移规律，为放射化学、核物理学这两门新学科的建立奠定了重要基础。

    索迪生于英国伦敦一个商人家庭。少年时就立志将来做一位有成就的科学家，为此，从小学到大学他都努力学习，学习成绩年年优秀，还曾多次获得奖学金，１７岁时，他以荣获一级荣誉学位的优异成绩毕业于牛津大学。

    １９世纪末，化学家发现一部分铀具有放射性，另一部分铀却无放射性，同时还发现钍、镭等放射性元素不仅能产生具有放射性的物质，而且还能使与它有接触的物质也产生放射性。这种放射性还会随着时间流逝而减弱，最后会消失。这些奇异的、当时无法解释的现象引起了当时正在加拿大蒙特利尔大学任实验物理学教授的卢瑟福的极大兴趣。他决定开展这一课题的研究，然而他觉得开展这项研究，必须为自己配备一个精通化学的实验助手。正当卢瑟福为自己寻找助手时，恰逢索迪到蒙特利尔大学访问，索迪一眼就被卢瑟福相中。就这样索迪刚出校门不久，就很幸运地成为卢瑟福的助手。事实已证明他们的合作是卓有成效的。

    他们首先对钍的放射性做了大量的实验。他们将硝酸钍溶液用氨处理，沉淀出氢氧化钍，过滤后检查干燥的沉淀，发现其放射性显著降低，而将滤液蒸干除去硝酸铵后的残渣，却有极强的放射性，但过了一个月后，残渣的放射性消失，而钍却又恢复了原有的放射性。他们证实钍的放射性的确变化无常。他们还发现，如果把钍放在密闭的器皿中，其放射性强度较稳定，如果放在一个敞开的器皿中，其放射性强度就会变化不定，尤其容易受表面掠过的空气的影响。他们推测这可能是由于有某种物质放射出来，不久他们便证明这种被放射出来的物质是一种气体———钍射气。

    他们还对有放射性的镭、锕进行实验研究，也发现存在同钍一样的现象。他们把镭放射出来的气体称为镭射气，锕放射出来的气体叫锕射气。根据这些实验结果，１９０２年卢瑟福、索迪提出元素蜕变假说：放射性是由于原子本身分裂或蜕变为另一种元素的原子而引起的。这与一般的化学反应不同，它不是原子间或分子间的变化，而是原子本身的自发变化，放射出射线，变成新的放射性元素，同时他们将这些实验结果和上述假说整理写成论文：”放射性的变化“。他们关于元素蜕变的假说一提出来，立即引起物理学界、化学界的强烈反对，因为他们认为一种元素的原子可以变成另一种元素的原子的观点，打破了长期以来认为元素的原子不能改变的传统观念。

    卢瑟福和索迪在提出元素蜕变假说时，根据放射性元素在自发地发射射线的同时，还不断地放出能量这一事实，提出了”原子能“的概念。卢瑟福还用这一理论说明了太阳能和地热的来源，由此平息了物理学家和地质学家对此的长期争论。

    在提出元素蜕变假说后，卢瑟福、索迪开始了对放射性元素的进一步深入研究。

    １８９９年卢瑟福曾发现铀和铀的化合物所发出的射线有两种，一种极易被吸收，他命名为α射线；另一种有较强的穿透本领，他称之为β射线。继续研究时，他们又发现镭衰变时放射出氦离子，于是他们推测ｄ射线就是氦离子流。为了验证这一推测，索迪离开了卢瑟福实验室，回到伦敦，和以发现和研究惰性气体闻名于世的拉姆塞合作，研究放射性镭所放射的气体。不久他们的实验就确认了卢瑟福和索迪的上述推测，α射线就是带正电荷的氦离子流。卢瑟福则证明该射线就是电子流，他们的共同努力终于揭示了放射线的本质。

    卢瑟福、索迪的开创性工作吸引了许多年轻的科学家。在此后的几年，人们不断地用各种方法从铀、钍、锕等放射性元素中分离出一种又一种”新“的放射性元素。八年后，被分离出来并加以研究过的放射性元素已近３０种，多到周期表中没有可容纳它们的空位。这就产生了矛盾，怀疑周期表对放射性元素是否适用，另外人们对这些新发现的放射性元素进行对比研究后，发现有些放射性不同的元素化学性质则完全一样。例如钍导由它蜕变生成的射钍，尽管放射性显著不同，可是将它们混合后，却难以用化学方法使它们分离，化学性质则完全一样。这类事实积累得愈来愈多。

    索迪根据这类事实，于１９１０年提出了著名的同位素假说，存在不同原子量和放射性，但其物理、化学性质完全一样的化学元素变种，这些变种应该处在周期表的同一位置上，因而命名为同位素。

    接着索迪根据原子蜕变时放出射线相当于分裂出一个氦的正离子，放出射线相当于放出一个电子，从而提出了放射性元素蜕变的位移规则。放射性元素在进行以ｄ蜕变后，在周期表上向前（即向左）移两位，即原子序数减２，原子量减４。发生β蜕变后，向后移一位，即原子序数增１，原子量不变。德国化学家法扬斯和英国化学家罗素也独立地发现了这一位移规则。

    根据同位素假说，他们把天然放射性元素归纳为三个放射系列：铀———镭系、钍系、锕系。这不仅解决了数目众多的放射性”新“元素在周期表中的位置问题，而且也说明了它们之间的变化关系。根据位移规则推论，三个放射系列的最终产物都是铅，但各系列产生的铅的原子量却不一样。为了验证同位素假说和位移规则的准确性，１９１４年美国化学家里查兹完成了此项工作。１９１９年，英国化学家阿斯顿研制成质谱仪，使人们对同位素有了更清晰的认识。

    因为索迪是从事放射性元素的研究，所以他特别关心放射性及其能量的和平利用，他提出应当控制放射性即原子能这个大能源库，使它成为人类的又一个太阳。他十分重视科学的社会功能，强调科学家要真正担负起自己的社会职责。１９５６年，索迪在英国的伯莱顿去世了，享年７９岁。由于他对现代化学发展的卓越贡献，他的名字将永远和同位素联系在一起。

    让世界色彩缤纷的柏琴

    １８３８年３月１２日，威廉·柏琴出生在英国东北部约克郡的黑桑顿镇。柏琴自小就很聪明，学习也用功，１４岁时进入伦敦皇家化学学校学习，很受校长奥古斯特·霍夫曼的器重，从一年级时候起，就让他兼作自己的实验室助手。

    柏琴在向霍夫曼学习的过程中，认识到天然物质能在实验室里人为地创造出来，因此，他想自己动手制造奎宁。

    奎宁是一种特效药，它对治疗疟疾有奇迹般的疗效。但它只能从南美产的李宁树树皮中提取，因此在欧洲很贵。

    柏琴认为，如果能够成功合成人造奎宁，那将降低奎宁的价格，会对人类有很大帮助，自己也能成为富翁。柏琴就在自己家里的顶楼上搞了一个简易的实验室，进行研究工作。

    柏琴利用复活节放假的机会，开始实验合成奎宁。他发现从焦油中提取出来的几种物质的分子式与奎宁的分子式极其相似，因此，他想把这些物质做各种化学处理，使之成为奎宁。但是，搞来搞去也没有成功。最后，他把从焦油里提取出来的苯制成苯胺，再在苯胺里加进重铬酸钾，使之氧化，出现了肮脏的黑色沉淀物。他以为又失败了，想倒掉，但是，他偶尔把生成物溶解在酒精里，却产生了鲜艳的紫色溶液，这使他大吃一惊。把布浸进溶液，立刻染上了鲜艳的紫色，即使用肥皂洗，在太阳底下晒，也不褪色。柏琴想：”奎宁没制成，或者能制成染料吧。“于是，他把染成紫色的绢作为标本，送到一家大染料公司。公司答复说：”这确实是一种新的优质染料。“１８岁的少年柏琴高兴得手舞足蹈。

    同年暑假，柏琴研究出了这种染料的工业制法，并获得了专利。１８５７年，他离开学校，从父亲和哥哥那里取得资本，建了一座工厂，用来生产这种新染料并进行出售。他给这种染料起名为茂布。

    一开始，技术上存在各种难题，而且，让保守的印染业者采用新染料也很困难，年轻的柏琴以他的努力和热情克服了这些困难。他幸运的，当时紫色衣服从巴黎传到英国，风行一时。茂布非常畅销，柏琴才２０多岁，就成了百万富翁。

    作为一名科学家，柏琴的一生硕果累累。

    １９世纪７０年代，他合成了芳香物质香豆素，从而指出了一条人工合成香豆素的途径。各种荣誉接踵而来，在柏琴发明苯胺紫五十周年时，他被授予骑士称号，在欧洲和美洲举行了表彰他的特别集会，在纽约为了纪念他还设立了”柏琴奖“，以专门授予那些在应用化学领域做出重大贡献的人。出席集会的人都系着柏琴工厂最初生产的染料染成的领带，那些荣获柏琴奖的人也都郑重地系着这种领带，这一切使柏琴达到了荣誉的顶峰。

    然而，第二年，威廉·柏琴便与世长辞了，终年６９岁。

    在柏琴以前，人们的生活大都缺乏色彩。而他逝世时，世界却变得色彩缤纷，这都和柏琴发明的第一种合成染料有着千丝万缕的关系。

    阿累尼乌斯揭示溶液导电性

    阿累尼乌斯生于瑞典，父亲是乌普萨拉大学的总务主任。阿累尼乌斯３岁就开始识字，并学会了算术。父母并没有专门教他学什么，他是看哥哥写作业时逐渐学会了识字和计算。他的启蒙教育可以算得上”无师自通“了。６岁时他就能够帮助父亲进行复杂的计算。

    阿累尼乌斯聪明，好学，精力旺盛，有时候也惹是生非。在教会学校上小学时，就常惹老师生气。有一次他给同学们讲故事，竟过了上课时间，老师想要处罚他，却又被他逃了过去。

    进入中学后，阿累尼乌斯各门功课都名列前茅，特别喜欢物理和化学。聪明的人总喜欢多想一些为什么，遇到疑难的问题他从不放过，经常与同学们争论一番，有时候也和老师辩个高低。中学毕业，他以优异的成绩考入乌普萨拉大学。他选择了物理专业但仍然保持了对化学的兴趣。接着，他比通常期限提前半年通过了候补博士学位的考试，被校方认为是奇才。阿累尼乌斯选择有关电解质方面的课题作为学位论文，而乌普萨拉大学在这方面条件不足，于是他决定拜斯德哥尔摩大学的埃德隆教授为师。

    当时埃德隆教授正在研究和测量溶液的导电性质。埃德隆教授非常欢迎阿累尼乌斯的到来，在教授的指导下，阿累尼乌斯研究浓度很稀的电解质溶液的电导。

    从１９世纪８０年代初开始，阿累尼乌斯对溶液的导电性进行了一系列的测量，直到次年才结束。他花了几个月时间对实验结果进行整理，概括、计算，同时，他还查阅了学术刊物中与这个问题有关的论文，对有关数据都做了比较，探索各种物质意想不到的现象和解释。在实验中，最使他惊奇的是，很稀的溶液通电后的反应与浓溶液相比，规律要简单得多。以前的化学家也发现了在浓溶液中加入水之后，电流就比较容易通过，甚至已经发现加水的多少与电流的增加有一定的关系。然而他们却很少去想，电流和溶液浓度之间的关系。

    通过实验和计算，阿累尼乌斯发现，电解质溶液的浓度对导电性有明显的影响。”浓溶液和稀溶液之间的差别是什么？“阿累尼乌斯反复思考着这个简单的问题。”浓溶液加了水就变成稀溶液了，可水在这里起了很大的作用。“阿累尼乌斯静静地躺在床上，顺着这个思路往下想：”纯净的水不导电，纯净的固体食盐也不导电，把食盐溶解到水里，盐水就导电了。水在这里起了什么作用？“阿累尼乌斯坐起来，决定把这个问题搞清楚。他想起英国科学家法拉第１９世纪３０年代中期提出的一个观点：只有在通电的条件下，电解质才会分解为带电的离子。”是不是食盐（化学名称是氯化钠）溶解在水里就电离成为氯离子和钠离子了呢？“这是一个非常大胆的设想。因为法拉第认为：”只有电流才能产生离子。“可是现在食盐溶解在水里就能产生离子，与法拉第的观点不一样。不要小看法拉第这个人，虽然他已经去世了，但是他对物理上的一些观点在当时还是金科玉律。

    另外，还有一个问题要想清楚，氯是一种有毒的黄绿色气体，盐水里有氯，并没有哪个人因为喝了盐水而中毒，看来氯离子和氯原子在性质上是有区别的，因为离子带电，原子不带电。到１９世纪８０年代初阿累尼乌斯根据实验作出这样的结论：溶液稀释时，导电性增加的原因是水。

    阿累尼乌斯的新理论是这样的：要解释电解质水溶液在稀释时导电性的增加，必须假定电解质在溶液中具有两种不同的形态。即非活动性的分子形态和活动性的离子形态。实际上，稀释时电解质的部分分子分解为离子，这是活性的形态；而另一部分则不变，这是非活性的形态。因为当时化学家一般都认为溶液中的离子是通入电流后产生的。

    阿累尼乌斯决定对他的想法进行理论上的概括，并准备写成论文发表。他把第一篇题名为《电解质的导电率研究》，第二篇题名为《电解质的化学理论》。这两篇论文经斯德哥尔摩科学院讨论后推荐发表。阿累尼乌斯渴望留在乌普萨拉工作，他把两篇论文的校样作为学位论文向大学提出。学术委员会接受了这两篇论文，并指定在一年后进行答辩。阿累尼乌斯获得委员会的赞许，答辩得很好，但教授克利夫不同意他的理论。他认为：”纯粹是空想，我不能想象，比如，氯化钾怎样会在水中分解为离子。钾在水中单独存在可能吗？任何一个小学生都知道，钾遇水就会产生强烈的反应，同时形成氢氧化钾和氢气。可是氯呢？它的水溶液是淡绿色的，又有剧毒，而氯化钾溶液则是无色的，完全无毒。“虽然溶液中离子的形成不决定于电流的想法，威廉逊、克劳胥斯等化学家早已提出过，但那仅仅是一种没有验证的假设。阿累尼乌斯不但论述得很明确，而且通过实验证明了这个假设的正确性。他甚至还计算出，在氯化氢的溶液中，有９２％的溶质处于活性形态，也就是说大部分溶质分解为离子了。这些结果也为其他科学家所证实。

    阿累尼乌斯进一步研究认为，在电解中两极间的电位差只起指导离子运动方向的作用，并没有分解分子；当相同量的离子，不管溶质是什么，都带有同量的电荷，因而在两极沉淀物的当量是相同的，这与法拉第的认识是一致的。这个理论还解释了各种溶液中的反应热。例如稀释的强酸和强碱的中和热，不管它们是什么，都是相同的。这是因为在强酸和强碱之间的反应都是氢离子和氢氧根离子结合成水分子反应中的热都相同。其他溶液中的反应热都可以从电离理论中得到解释。分析化学反应中的许多现象，如沉淀、水解、缓冲作用、酸和碱的强度以及指示剂的变色等也都可以从电离理论中得到合理的解释。

    阿累尼乌斯由于提出了电离学说，于１９０３年荣获了诺贝尔化学奖。阿累尼乌斯的电离理论为物理化学的发展开创了新阶段，同时也促进了整个化学的进步。

    甚至当初反对过电离理论的克利夫，也在阿累尼乌斯获得诺贝尔奖后认为：”这一新的理论是在困难中成长起来的。那时化学家不认为它是一种化学理论，物理学家也不认为它是一种物理学理论。但是，这种理论却在化学与物理学之间架起了一座桥梁。“克利夫还认为阿累尼乌斯与贝采里乌斯是瑞典的骄傲。他在纪念贝采里乌斯的讲演会上说：”从贝采里乌斯肩上卸下的斗篷，现在已经由阿累尼乌斯戴上了。“这句话充分指出了阿累尼乌斯理论的重要意义。

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