《元素的故事》：探索化学秘密，揭示宇宙构造

1867年，彼得堡大学聘请青年化学家德·伊·门捷列夫来校担任普通化学教授。在全国第一流大学里讲授化学的基本教程是种崇高的荣誉。为了不辜负这种荣誉，这位33岁的教授决定尽自己的力量做好工作。

门捷列夫开始勤勤恳恳地预备讲义。他埋头在书刊里。他找出了自己在求学时代和研究活动中多年积下的札记、笔记和著作，又把自己淹没在世界各国千百位化学家在许多年里所查出，所做过，所建立的事实、实验及法则的海洋里。他手头的资料，用来编写一部大学教程已经绰绰有余了。可是很奇怪：门捷列夫对于这门科学，虽然早已十分熟悉，现在钻进这座科学丛林越深，却越糊涂。

门捷列夫

秋天，他上课了。他讲课轰动一时，极为成功。当时的大学生们涌进他的课室听课，就像今天他们涌进礼堂去听外来名人的演说。听课者里面，有从其他学系来的：学法律的，学历史的，学医的。还有从别的学校来的。有人在上课以前，老早占好座位，有人就站在过道里，或成群地挤在门口和讲台旁边。一个大学讲课人是少有这么受人欢迎的。

但是门捷列夫的心灵深处，一点也不满足。

他开始编写一本内容丰富的新著作《化学原理》。因为有讲课的速记做初稿，他写起来很方便，很快，可是大学生们还是迫不及待地等候着这部巨著的出版。然而连这本书也不能使门捷列夫很满意，因为它并不像当初想的那么好。

现在，对门捷列夫来说，化学科学真好像是一座没路的密林。有时候，他真觉得自己是在这座丛林里从一棵树走向另一棵树，只对每一棵，做些个别的描写，而这里的树却有千棵、万棵……

那时候，化学家所知道的元素一共有63种。每一种都要和其他物质化合而成几十、几百、甚至几千种化合物：氧化物、盐、酸、碱。化合物里，有气体、有液体、有晶体、有金属……其中有的没有颜色，有的闪闪放光……有的气味强烈，有的没有气味……有的硬，有的软……有的苦，有的甜……有的重，有的轻……有的稳定，有的不稳定……就没有一种和另一种完全相似。

然而组成世界的形形色色的物质，虽然如此繁多，化学家们却已经把它们研究得十分详细了。

他们几乎对其中的每一种都知道得很详细。他们确切知道怎样来制备其中的每一种和用哪一种方法来制备它最经济。他们已经测定了每一种结晶体的颜色，形状、密度、沸点、熔点等等，并且把它们写到了教科书上和手册上。他们还研究清楚了热和冷、高压和真空对于每一种化合物会起怎样的作用；检查明白了每一种化合物会怎样和氧或氢起反应，怎样和酸或碱起作用，怎样彼此化合，怎样分解和怎样再生成，以及这时会产生多少热……

这无数化学物质的性质，可以讲述几个星期、几个月，还讲不完。可是这样枝枝节节地讲得越多，听的人对于化学的认识可能反而越少。因为在这片混乱的天地里简直没有一点统一性，也没有任何系统性。难道组成世界的这些材料当真是漫无秩序，极其偶然地凑在一起的吗？(www.xing528.com)

门捷列夫想在大学生面前展开一幅描写物质的统一的、逻辑的图画，想给他们指出宇宙的物质构造所凭借的几条重要法则。可是他在自己所喜爱的这门科学里，竟找不出一点儿统一性和逻辑性来。

的确，这许多千差万别的物质，也可以简化成数目不多的一些基本物质——元素。可是这几十种元素里面，就存在着混乱、无秩序和偶然性的萌芽了。

我们知道，金属镁比碳更容易燃烧，又知道白金可以放置几千年不起变化，而气体氟却十分容易发生化学变化，连玻璃容器，也要立刻受到它的腐蚀作用。可是为什么会这样，我们就毫无所知。这里看不出任何的规律性！好像即使这些元素具有完全相反的性质，譬如白金会腐蚀玻璃，而氟是一切物质中最“柔顺”的，化学家们也不会表示一点儿惊讶。

每一种元素和它所具有的一切特殊性质，都好像是物质的偶然表现。看来在物质的一切初级形态——元素——中间，或至少在其中大多数中间，并没有一点儿亲缘关系。

大多数化学教授，对于这种情形，也一点不觉得别扭。他们认为：“既然物质世界没有任何自然秩序，那么，要讲元素，就按着自己认为最方便的顺序来讲好了。”他们一般都从氧讲起。因为氧这种元素在自然界分布最广。另有几位，觉得应该从氢讲起，因为氢在元素中分量最轻。但也有理由，从铁讲起，因为它是元素中最有用的；从金讲起，因为它是元素中最贵重的；从最少见的铟讲起，因为它是最“年轻”的，刚发现的。

面前既然是一座杂树丛生、毫无秩序的密林，那你从哪儿起步往里走，不都一样吗？反正走不上两步，就没路了。

可是门捷列夫却不愿意盲目地在这座迷宫里面漫步。

他在预备大学课本《化学原理》的时候，就在坚决地寻找一般的规律，寻找一切元素都要服从的自然秩序。他深信这样的规律是存在的，是应当存在的。他深信元素虽然有种类的不同，可是元素与元素中间一定隐藏着某种的统一性。

于是他就千方百计去寻找这种规律性或统一性。