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25-呼唤新型“门氏风格研究”(一)

时间:2015-06-08     作者:时栗芳 春雨【原创】   阅读


    内容提要:“门氏风格研究”的历史走向:从“实验科学风格”到“理论科学风格”

  编者按 :值此“本系列论文”即将论及引领“科学转型研究”的“新主角”之际,不禁令人忆及著名数学家李国平院士、国际“门学”比较研究权威与当代方法学权威专家柳树滋先生等所作的异乎寻常的评价——

  王克强及项目组在“揭示了数学史上的欧几里得公理方法、牛顿微分方法从源到流发展的现象与规律”(其中包括两度“科学转型”的现象与规律等)的基础上,开拓了走出“苏俄门学”权威框架、已长期领军“国际门学”的前沿领域——“门广”,并获若干项“令人耳目一新”的成果,“的确发人深省。”

  本报从本周起,连载他们的第三组“报道性论文”(第二部分)署名文章,进一步介绍“门广”中的应用实例——“引领科学转型研究”,以飨读者。

  门捷列夫开创了怎样的科学新格局、新风气呢?它堪与“牛顿风格”媲美吗?前者也有堪与后者媲美的理论预测功能吗?

  1门捷列夫周期表的理论预测功能

  1)门捷列夫的预言

  (1)1869年3月6日,门捷列夫在彼得堡大学发表了第一张元素周期表,“他还有勇气和有想象力地声称:他的分类法构成了一项基本的自然规律。”(西博格语)

  这一大言不惭、离经叛道的壮举,引来普遍非议——他的导师“俄罗斯化学之父”沃斯克列森基教授和化学界权威齐宁“—开始就不支持他从事这项研究”,还训斥他说,“到了务正业,在化学方面作些工作的时候了!”——当时,化学的正业是实验:运用烧杯、量筒、试管等工具发现和证实新物质……

  (2)1871年12月11日,门氏又发表了第二张周期表,并预言了“类铝”(即“镓”)等多种未知元素的存在与性质,而且在周期表上为这些元素留下了空格。这种“空穴来风”的破天荒创举,在科学界激起了轩然大波——被斥之为“臆造”不存在的物质:“化学是研究业已存在的物质的,它的研究结果是真实的无可争辩的事实。而门捷列夫却研究鬼怪——世界上不存在的元素,想象出它的性质和特证。这不是化学,而是魔术!”

  这种几乎来自当时所有科学大国与学术权威的冷落、嘲讽、压制和诋毁,“使这一科学发现本来就十分曲折的道路,变得更加陡峭和险峻!”

  2)门捷列夫预言的证实

  经过多年沉默,事实说话了:

  (1)1875年8月27日,法国化学家布瓦博德朗在检查闪锌矿的“分光光谱”时,发现了新元素,将其命名为镓(为纪念法国的古代国名而命名);并证实它性质跟铝类似。他把此发现发表在《巴黎科学院院报》上。

  (2)不久,他收到了门捷列夫的来信,指出:报告很好!但其中“镓的比重”不正确——它不应该是4.7,而应当大约是6。

  (3)布氏接信后,大不以为然——自己是独一无二握有镓元素之实物的人,门氏在千里之外的彼得堡,居然凭借一纸图表“臆测”镓的比重,也太高傲了!

  于是写信说:伟大的门捷列夫,您创立周期表,并凭借它预言了镓元素等的存在与性质,实在是高明之至;但是,镓比重的精密测量是4.7,我也绝不是凭空断言呵……

  (4)不料,门氏又写信去巴黎:镓的比重不可能是4.7,而应当是5.9到6;并指出:多半是您所提取的元素掺有杂质,请您提纯后再测量试试看。

  (5)布氏怎么也没想到,门氏来信在千里之外指手划脚、遥控自己,不免一时难以接受——真是说你“胖”你还“喘”,夸你“脚小”你还“扭扭”……

  然而, 门氏的旷世创举,这时已经征服了布氏的心。于是,抱着试试看的心态,再次提纯了镓,重新仔细测定了它的比重,结果竟是5.94;完全证实了门氏的预言!

  (6)至此,布氏真的晕了!折服之余,再度撰文在权威杂志上发表,大声惊呼:“我以为没有必要再来说明门捷列夫这一理论的巨大意义了”。

  2门捷列夫周期表的创立,标志着“元素学”由“实验科学”质变为“理论科学”

  (1)门氏周期表当年仅63种元素,随着粒子加速器等大型、昂贵、先进的工具问世,人类现已发现了110多号元素。但这些元素,皆未走出周期表的疆界,而只是“在表上对号入座”——周期表之理论预测功能,实令人叹为观止……

  (2)因此,人类更加深信:周期表是发现与人工合成整个物质世界的基石——化学元素的理论指南;周期表的创立,标志着“元素学”由“实验科学”质变为“理论科学”。由此,门氏就在新的侧面与层次上,再次具体展示了“理论科学”的风格特征——先有“预测”,后有“实践验证”!

  历史常常惊人的相似!门氏理论预言为什么能与牛顿的媲美呢?门氏还会在哪些方面重演与再现牛顿所曾经上演过的精彩与经典呢?是否甚至会“有所过之,而无不及”吗?

  (系列“报道性论文”之二十五)




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