化学发展史分期

    化学发展史分期

    化学发展史分期

    化学已经经历了几千年的发展过程，从古至今，伴随着人类社会的进步，化学历史的发展经历了哪些时期呢？

    根据历史文献关于化学史的记载，一般认为可以把化学史分成五个时期。

    1．史前期——远古工艺化学

    从远古到公元前1500年，化学作为一种技术，实际上已经开始出现了。尽管在此期间并没有文字记载，但是在中国、埃及、印度、巴比伦和后来的希腊、罗马的考古和历史遗存中，都可以找到人类利用化学知识的很多遗迹。

    这一时期的化学技术发展与人类文明的起点——火的利用有极大关系。几百万年以前，人类过着极其简单的原始生活，靠狩猎为生，吃的是生肉和野果。根据考古学家的考证，至少可以找到距今50万年以前人类用火的证据，例如在北京周口店北京猿人生活过的地方就发现了经火烧过的动物骨骼化石。这可以说是最早期化学的开始。

    有了火，原始人从此告别了茹毛饮血的生活。吃了熟食后人类增进了健康，智力也有所发展，提高了生存能力。后来，人们又学会了摩擦生火和钻木取火，这样，火就可以随身携带了。于是，人们不再是火种的看管者，而成了能够驾驭火的造火者。火是人类用来发明工具和创造财富的武器，利用火能够产生各种各样化学反应这个特点，人类发明了制陶、冶金、酿造等工艺，进入了广阔的生产、生活天地。

    这个时期，人类的制陶、冶金、酿酒、染色等工艺，主要是在实践经验的直接启发下经过多少万年摸索而来的，化学知识还没有形成，只有零星的、后来形成化学知识的早期求生和生活经验。这是化学的萌芽时期。

    2．炼丹术时期

    1500～1700年这两百年间是炼丹术时期，又称为医药化学时期，这个时期的欧洲发生了很大的变化，在更广义的科学史上称之为复兴时期。在这个时期，欧洲出版了很多最早的化学著作，例如德国化学家格劳贝尔（1604～1668）的《新哲学的炉》，德国化学家孔柯尔的《化学实验》。

    德国冶金学家阿格里柯拉（1494～1555）写过一本名为《De Re Metallica》的书，中国明朝崇祯十六年李天经（1579～1659）和汤若望（1591～1666）将此书翻译出版，中文书名《坤舆格致》，可以说是中国最早翻译的化学书籍。

    从公元前1500年到公元1650年，世界各地的炼金术士和炼丹术士们，在皇宫、在教堂、在自己的家里，甚至在深山老林的烟熏火燎中，为求得长生不老的仙丹，为求得带来荣华富贵的黄金，进行了不懈的努力和探索，客观上做了最早的化学实验。

    这期间记载、总结炼丹术的书籍，在中国、阿拉伯、埃及、希腊都有不少，还积累了许多物质间的化学变化知识，为化学的进一步发展准备了丰富的素材。这一时期以中国在化学方面的著作最多，例如《参同契》、《道藏》以及重要的本草书，都对我国古代化学成就作了详细的记载。这是化学史上令我们惊叹的辉光闪耀的一幕。后来炼丹术、炼金术几经盛衰，也使人们更多地看到了它荒唐的一面。这期间化学方法的作用也适时地转而在医药和冶金方面得到了正当发挥。在欧洲文艺复兴时期，出版了一些有关化学的书籍，还第一次有了“化学”这个名词。英语的chemistry起源于alchemy，即炼金术。chemist至今还保留着两个相关的含义：化学家和药剂师。这些可以说是化学脱胎于炼金术和制药业的文化遗迹了。

    至于在阿拉伯、埃及和希腊，这方面的书籍也很多，早在1572年就有一部书，书名是《炼金的化学方法》，这一年还出版了《化学原理》。许多希腊、阿拉伯、罗马的有名学者，例如柏拉图（约前427～前347，见图1－1）、亚里士多德（前384～前322）、阿维森纳（980～1037，见图1－1），都写了有关化学方面的书，而且这些学者开始认识到实验是科学研究的重要手段。

    

    

    图1－1　左起：柏拉图与阿维森纳

    3．燃素化学时期

    从1650年到1775年，随着冶金工业和实验室经验的积累，人们总结感性知识，认为可燃物能够燃烧是因为它含有燃素，燃烧的过程是可燃物中燃素放出的过程，可燃物放出燃素后成为灰烬。那时候，在化学家中间流传着一种学说：一种物质只在它含有许多特殊的易燃物质——燃素时，才能燃烧。至于燃素是什么东西，谁也说不清楚。有人想，燃素很像气体，又有人说，燃素看不见，也不能单独地弄到手，因为它不能独立存在，得永远和别种物质结合在一起。有几位科学家曾一度宣称自己已经把纯净的燃素析出来了，可是后来心中起了疑惑，又宣布说：“对不起，我们原先认为是纯燃素的那种东西，竟完全不是燃素。”

    人们不知道燃素是否同其他物体一样有重量，或者没有重量。燃素似一种不可捉摸的、没有形体的幽灵，但那时候所有的化学家都深信它是存在的。这种奇怪的信念是怎样发生的呢？

    无论什么人观察火焰，首先都会看见燃烧的物体坏了、消灭了，好像有什么东西离开了燃烧物，同火焰一起跑了，剩下的只是一堆灰烬、皮屑或酸。燃烧好像会把某种幽灵似的、不可捉摸的火“精”从物质里面赶出去，因而也就消灭了那种物质。因此，人们断定燃烧就是把燃烧物质分解成特殊的火的元素——燃素和别的成分。

    17世纪的科学家利用燃素学说把许多似乎无法解释的自然现象和工业技术现象解释得并不坏。燃素说既然在很长一段时期里帮助过化学家从事研究，化学家也就深信这学说是正确的。

    燃素学说是被18世纪的伟大化学家、法国人拉瓦锡（1743～1794）彻底推翻的。燃素学说一垮台，“火焰空气”的神秘失踪，以及许多别的不可解释的现象，就立刻失去了全部的神秘性。

    这个时期出现了很多化学家，例如写过《化学基础》（1723）一书的德国化学家施塔尔（1660～1734），还有德国化学家贝歇尔（1635～1682），他写过《冶金术》和很多其他著作。尽管他们的理论是不正确的，可是他们做了很多实验，积累了许多感性知识。一直到1661年，英国化学家波义耳（1627～1691）写了《怀疑派化学家》一书，对于元素理论才开始有了基本的认识。

    4．定量时期

    这个时期又称为近代化学发展时期，从1775年至1900年。这一时期人们开始利用化学知识解决工农业上的许多问题，并通过定量的化学实验建立了不少化学基本定律。很多科学家写了许多著名的书籍和论文，特别是英国化学家道尔顿（1766～1844）在1808年所写的《化学哲学新体系》一书，提出了原子学说；法国化学家拉瓦锡于1777年发表《燃烧概论》论文，建立了燃烧作用的氧化学说，并确立了物质不灭定律，使化学开始进入近代化学时期。接下来，瑞典化学家贝采里乌斯（1779～1848）开始使用化学符号；俄国化学家门捷列夫（1834～1907，见图1－2）发现化学元素周期律；德国化学家李比希（1803～1873）和维勒（1800～1882）在发展有机化学上作出了重要贡献，都为现代化学的发展奠定了基础。

    

    

    图1－2　门捷列夫

    1775年前后，拉瓦锡用定量化学实验阐述了燃烧的氧化学说，开创了定量化学时期。这一时期建立了不少化学基本定律，提出了原子学说，发现了元素周期律，发展了有机结构理论。所有这一切都为现代化学的发展奠定了坚实的基础。

    化学究竟从什么时候开始进入了近代化学时期？史家都称1774年拉瓦锡提出元素概念结束燃素论不久，道尔顿于1803年提出原子学说，使化学进入到持续至今以原子论为主线的新时期。也有人认为这个时期是从1860年康尼查罗（1826～1910）根据阿弗加德罗（1776～1856）假说理顺了当量和原子量的关系，改正了几乎全部化学式和分子式，并确立了原子—分子理论（简称原子理论）以后才开始的。从此以后，化学的发展比较顺当，在总体理论上再也没有出现过、也不需要出现一个天翻地覆的变化。

    实际上，化学进入近代化学时期后，势如破竹的发展所依据的最基本的理论始终是原子—分子理论。它指明：不同元素代表不同原子；分子是由原子在空间按一定方式或结构结合而成的；分子的结构直接决定其性能；分子进一步聚集成物体。

    5．科学相互渗透时期

    即现代化学时期。这个时期基本上从20世纪初开始。20世纪初，物理学提出的量子论的发展使化学和物理学有了共同的语言，解决了化学上许多悬而未决的问题；另一方面，化学又向生物学和地质学等学科渗透，使过去很难解决的蛋白质、酶等物质的结构问题得以逐步解决。过去认为原子是看不见的，现在不但可以用显微镜看到原子，而且原子本身的能量也已经开始被人们利用了。

    最近二百多年来是化学得到快速发展的时期，是化学学科风云变幻和英雄辈出的时期。这二百多年横跨化学发展定量时期的后半段和整个相互渗透时期。这一时期，化学家经历了化学发展的各种各样的艰难险阻，在近代化学史峰回路转的曲折历程中不倦跋涉。他们在困难面前拨开重重迷雾建立新理论、发现新元素、提出新方法时，展现了化学的无限风光和化学家的风采。

    当然，科学是没有止境的，化学也是没有止境的。在19世纪初，全世界的化学期刊不过一两种，而现代化学期刊已经超过了2 000种，这说明，不管是理论上，还是实践上，化学这门学科的发展都是没有止境的。

    中国的化学史当然也是毫不逊色的。大约5 000～11 000年前，我们的祖先已会制作陶器，3 000多年前的商朝已有高度精美的青铜器，造纸、瓷器、火药更是化学史上的伟大发明。在16、17世纪时，中国算得上是世界最先进的国家。“化学”二字我国在19世纪50年代开始使用，最早出现在英国传教士伟烈亚力1857年在上海出版的《六合丛谈》杂志中。