化学发展史上的里程碑事件及其意义分析

化学发展史上的里程碑事件及其意义分析伫立于历史长河的岸边，化学的波涛翻滚不息，奔涌向前。无数的探索者追溯化学的起源，把握化学发展的脉搏，前瞻化学的发展趋势。毋庸置疑，火的使用使得远古人类与化学由此结下了不解之缘。是火，使人类告别了茹毛饮血的生活；是火，使人类步入了温暖光明的时代；是火，使人类由野蛮进入文明；是火，使人类从此与动物与众不同。火，不再仅仅是一种自然现象，更成为了人类利用自然和改造自然的神圣工具。当人类掌握了火之后，熟食使人类的智力得到了提高，冶炼使人类的生活得到了改善。从利用天然火到人工取火，使历史的一大飞跃，这是人类最早控制和利用的化学变化，也是人类支配自然的伟大开端。人类利用火驾驭火，使猎物变成美味，使粘土变成陶器，使矿石变成金属。正如恩格斯所言：“就世界的解放作用而言，摩擦生火还是超越了蒸汽机，因为摩擦生火第一次使人类支配了一种自然力，从而最终把人类和动物分开。”火的使用是人类历史的里程碑，是人类进入文明时代的光辉起点。后来，人类又逐渐地学会了炼铜炼铁，学会了酿酒制漆。“。当人类社会发展到一定阶段，生产力有了较大提高之后，统治阶级对物质享受的要求也越来越高，帝王将相产生了长生不老永享富贵的奢望。于是，炼丹术和炼金术应运而生。现在看来，他们的行为的确有些荒唐，但后世之人不应该因为他们追求长生不老和点石成金而嘲笑他们，毕竟这些炼丹家和炼金家对化学的兴起和发展是有着一定的功绩的，在一定意义上讲，他们是开拓化学科学的无畏先驱。有趣的是，在英语中，化学家chemist和炼金家alchemist两个名词极为相似，其真正的意义是“化学源于炼金术”，足见炼金家不可否认的功绩。当然，此后的漫长岁月里，化学缓慢地发展着，但随着近代化学理论的创立，化学进入了快速发展时期。在这一时期，人们开始转入对化学变化本身的研究与思考，这为化学成为一门真正的科学奠定了重要的基础。施塔尔的燃素学说使得化学家有了自己的学说，，把大量事实统一在一个概念之下，摆脱了炼金术玄妙理论对化学界的束缚，“借燃素说从炼金术中解放出来。”然而，实践终究是检验真理正确与否的唯一标准，尽管这一矛盾百出、是非难分的燃素说流行了一百多年，化学的发展并没有因此而止步不前。化学之父拉瓦锡用足够的证据推翻了燃素说，建立了崭新的氧化学说，这是化学史上的一次伟大革命，也是一个伟大的里程碑，这一发现使得化学在科学的道路上迅猛前进。拉瓦锡敬畏科学、捍卫真理的精神也永远激励后人大胆质疑，提出符合规律的新观点新看法。紧接着，人类开始了对物质结构的探索。物质的化学组成是反映物质内化学元素的质与量的范畴，是人类认识化学结构和化学反应的出发点，其基本理论主要是元素学说和原子分子论。自然界的万物是否由少数基本物质即元素构成，万物是否统一于少数几种元素？古代科学家最早提出了这一问题。在后来的微粒哲学的启发下，波义耳第一次给元素下了一个明确科学的定义，从此“将化学确立为科学“。既然物质由元素组成，那么元素又是由什么构成的呢？道尔顿创立的原子学说进一步解答了这一问题，并且成功解释了不少化学现象和当时已知的一些化学规律。在原子论的指导下开始了对相对原子质量的测定工作，得到了第一张相对原子质量表，为化学的发展奠定了重要的基础。道尔顿的原子学说，其功绩正如恩格斯所言“化学的时代，是随着原子论才开始的。”然而，由于受当时科技发展水平的限制，受形而上学的自然观的影响，原子论也存在一些缺陷和错误。人类对物质结构的探索是无止境的。之后，阿伏伽德罗又提出了分子学说，进一步补充和发展了道尔顿的原子学说，这个理论基础在化学的发展进程中不断深化和扩展。至此，化学已经由宏观进入了微观的层次，使化学建立在原子和分子水平的基础上，开辟了化学发展史上的新纪元。时光在静静流逝，化学发展的脚步却没有停止，19世纪末，物理学迎来了突破性的三大发现，即伦琴射线、放电性和电子，标志着现代化学的兴起。这些新发现猛烈冲击了道尔顿关于原子不可分割的观念，从而打开了原子和原子核内部结构的大门，揭露了微观世界中更深层次的奥秘。首先，最引人瞩目的是一种新的射线即X射线的发现。在对阴极射线的实验研究中，有着深刻洞察力和分析力的伦琴有了意外的发现，他对那透过玻璃管使荧光屏发光的射线产生了浓厚的兴趣。作为一个真正的科学研究者，伦琴对这种尚未经历过的现象作出全面检验，并从中得到了“完美无瑕的结果。”伦琴在反复试验之后，把X射线呈现在了世人的面前。随着X射线和铀的放射现象的发现，居里夫人开始了对它们的深入研究。她将铀产生放射线的过程定名为“放射性”，把有放射性的元素命名为“放射性元素”。经过了长期艰辛努力，居里夫妇提炼出了两种新的放射性元素，居里夫妇将其中的一种命名为“镭”，并宣布：“我们相信镭的放射性大得无与伦比。”镭的伟大发现告一段落之后，汤姆生揭开了阴极射线的真面目，发现了电子，打破了“原子不可再分”的概念，最先打开了通向基本粒子物理学大门。至此，三大发现使得化学有了质的飞跃。说来有趣，汤姆生发现了电子，使得人类对原子产生了全新的认识，人类对原子结构的探索便由此不可收拾。先是普朗克提出了量子论，他很早就投入了对黑体辐射的研究，在经典物理理论无论如何都解决不了探索结果的时候，他对经典物理理论进行了大胆的否定，层层深入，由表及里，提出了新的量子学说新概念，为化学的发展注入了新鲜的血液，开辟了量子物理学的新纪元。由于量子论是物理学进入新的发展阶段的标志，在经典物理学的宏大体系中打开了第一个缺口，为现代物理学基本理论的建立奠定了新的基础，普朗克被称为“量子论的奠基人”。不久，爱因斯坦为解释光电效应的实验结果，推广了普朗克关于量子的概念，提出了光子学说。光量子假说不仅成功解释了光电效应，而且克服了普朗克量子假说的不彻底性，发展了普朗克所开创的量子理论。爱因斯坦的光量子假说恢复了光的粒子性，使人们认清了光的波粒二重性，而且在它的启发下，发现了德布罗意物质波，使人们认清了微观世界的波粒二象性，为后来量子力学的建立奠定了基础。之后，卢瑟福提出了“行星原子模型”，波尔提出了著名的波尔理论，微观粒子运动的波粒二象性特征也逐渐地深入人心。总之，20世纪的化学在推动人类进步和科技发展中起到了核心作用，化学成为解决人类进步的物质基础的核心科学，并在相关学科的发展中，起到了牵头的作用。虽然化学作为一门独立的学科存在，但是相对于其他学科而言，化学是一个更为开放的研究体系，它运用了几乎所有的自然科学分支，更好地来源于生活，服务于生活。化学长久的任务是整理天然产物和耕耘周期系，不断发现和合成新的化合物，并弄清了它们的结构和性能的关系，深入研究化学反应理论和寻找反应的最佳过程。这个学科这个学科的传统特色，肯定还会继续发展下去。另一方面，随着20世纪末21世纪初信息技术革命的兴起，当今化学发展的一个研究内容进一步拓展，积极向一些与国民经济和人民生活关系密切的学科渗透，最突出的是与能源科学、环境科学、生命科学和材料科学的相互渗透。化学面临新的需求和挑战，同时随着结构理论和化学反应理论以及计算机、激光、磁共振和重组DNA技术等新技术的发展，化学对分子水平的掌握得心应手，剪裁分子之说应运而生，化学的研究对象也不局限于单个化合物，而要把重点放在复杂一些的体系上，这样必然会促进化学更重视贯通性能、结构和制备三者之间关系的理论。不言而喻，化学将在21世纪继续发挥至关重要的作用，将进一步提高人类生存质量，确保人类生存安全，并与其他学科协同带动发展，解决好人口、资源、环境之间的关系，着力推进可持续发展。光明的未来，由化学铸就。遥看历史长河波光闪烁，化学发展不息。