化学教育中的人文积淀

2020-12-22姜云奎何天香

福建茶叶 2020年3期

关键词：人文概念化学

姜云奎，宋平，何天香

（德州学院，山东德州 253015）

前言：人文积淀是中国学生发展核心素养的十八个基本点之一，在化学教育过程中，适时、适当进行人文教育，不仅能提高学生化学学习的积极性，更主要的是增加学生的人文知识，为学生毕业以后能尽快适应社会、适应工作状态等打下比较坚实的基础。

1 元素概念建立的人文积淀

1.1 元素概念建立的简要过程

在我国的商周时期就具有了“五行说”，即世界万物都是由金、木、水、火、土五种基本物质“原素”组成，这在《尚书》、《鲁语》、《国语》、《左传》、《郑语》等古籍都有相关论述。在古印度有“顺世论”认为的世界由地、水、火、风、空组成的“五元素”说。在古希腊有亚里士多德的万物由土、水、气、火组成的“四元素”说等。[1]这几种元素说，都属中外古代朴素的物质观，从不同角度来探索组成世界的源头，是古代思想家们经思索、推断在物质基础上形成的带有相当主观色彩的关于元素的概念。

近代化学元素的概念是英国化学家波义尔建立的。1661年，他在其著作《怀疑派化学家》中提出了科学的元素概念。用化学方法不能再分解的物质基元单位，是波义尔化学元素概念的核心内容。从现在的观点看，这一元素概念具有片面性和很大的主观性，但这仍具有划时代的意义，恩格斯曾说波义尔“把化学确立为科学”。[2]

波义尔元素概念一百多年后的十八世纪七十年代至十九世纪初，随着氧化燃烧学说和原子论建立，先后又出现了拉瓦锡的元素概念、原子论的元素概念及门捷列夫的元素概念，虽然有进步，但这些概念仍没有摆脱主观分析的束缚，不属于现代元素的范畴。

十九世纪末、二十世纪初，随着物理学上X射线、放射性、电子的发现。科学家们对原子有了更充分的认识，终于导致旧的元素概念的结束，现代的元素概念形成，即：元素是具有相同的核电荷数的一类原子的总称。

1.2 元素概念建立过程的人文启发

1.2.1 怀疑和批判精神

波义尔的元素概念是在怀疑和批判了当时炼金术“原性说”的基础上诞生的。拉瓦锡例举了33种元素的化学元素表，是在全面否定了燃素学说之后建立的。拉瓦锡“在科学上敢于反对旧的传统观念，批判统治化学长达百年之久的燃素说，批判地审查过去化学的全部旧观念，这是他成功的主观原因”。[3]原子论元素观念源于定比定律、倍比定律及当量定律等定量研究的成果，在很大程度上去除了主观分析及片面的因素，更接近现代的元素概念。门捷列夫元素概念的形成过程是一个反例，他只是对以前的元素概念有一定的修改，但并没有超出波义尔的论点。当时他思想守旧，担心新的科学发现很可能冲垮自己的理论体系，他曾宣称“关于元素不能转化的概念特别重要，……是整个世界观的基础”，[4]没有胆量对已有的元素概念去怀疑和批判，因而他的元素概念也就不属于现代元素概念的范畴。现代元素的概念，是在1913年英国化学家F·Soddy提出同位素的概念后建立的，它批判地继承了原有的不同时代元素定义中科学的内容，消除了旧元素概念中的主观主义成分，这就是1923年，国际原子量委员会做出关于化学元素的概念。

1.2.2 科学的认识方法

拉瓦锡在建立燃烧学说及提出元素概念时，系统严格的定量性是他实验方法的特点，无论是他著名的金属煅烧实验和雨水加热实验，还是对金属的氧化与还原所进行的精确实验，都是在定量的基础上的研究。他善于把天平作为研究化学的工具，在批判燃素说时，他曾说“假如有‘燃素’这样的东西，在我的天平上就一定能觉察出来”。从认识方法上说，定量的研究方法是拉瓦锡成功的基础。

观察和思考是原子论建立者道尔顿认识方法的重要组成部分。从1787年开始，道尔顿坚持了长达57年的气象观察，研究了混合气体分压、蒸气压、气体扩散等，这对他原子论的建立有密切联系。在对混合气体扩散和分压的研究过程中，总结出了分压定律，进而经过化学研究和严密的逻辑推理，逐步建立了科学的原子论体系。道尔顿在总结自己的研究方法是曾说“由于长期做气象记录，思考大气组分的性质，我常常感到奇怪……”，“在思考这个问题时，我发现我还没有考虑到……”。

2 中国古代炼丹术的人文积淀

2.1 炼丹术的基本思想

炼丹术是中国古代的统治者、贵族意欲以普通药物为原料炼制出长生不老的“金液”和“还丹”的方术。东汉魏伯阳、东晋葛洪、梁朝陶弘景等是炼金术士的典型代表。金丹家们认为“服金者寿如金，服玉者寿如玉”，“夫金丹之物，烧之欲久变化欲妙，黄金入火百炼不消，埋之毕天不朽，服此二物炼人身体，故能令人不老不死”。这正是炼丹者们的基本思想。

2.2 炼丹术的人文启发

2.2.1 自然规律难违

人作为大自然的一个组成部分，生老病死是自然过程，炼丹术士们把金之不朽与人的生死两个性质完全不同的事物联系在一起，不仅是机械的，更主要的是违背了大自然的发展规律。其实，古代的有识之士早就指出了炼丹术的荒谬，东汉时期的思想家王充，曾尖锐的批判炼丹术：“物无不死，人安能仙”；宋朝张君房《云笈七籖》卷六十四《金丹诀》中云：“夫学炼金液还丹，并服丹砂硫黄，兼诸乳石等药。世人苦求得之，将为便成至药，不知深浅，竞学服饵，皆觅长生不死者也。并不悟金丹并诸石药，各有本性，怀大毒在其中，道士服之，从羲轩已来，万不存一，未有不死者”；宋朝沈括认为炼丹术“不可不戒”等等。

2.2.2 内因是事物变化的根据

炼丹术从科学上看是荒诞不经的，但炼丹术士们在炼丹过程当中不自觉的实现了一些化学变化，利用人工方法完成了物质之间的转变，积累了一定的化学知识，并总结出了部分化学变化的规律。魏伯阳在其著作《周易参同契·同类合体章第十二》说：“欲作伏食仙，宜以同类者，植禾当以谷，覆鸡用其卵。以类补自然，物成易陶冶”，“捣治羌石胆，云母及矾磁。硫磺烧豫章，泥汞相炼治。鼓下五石铜，以之为辅枢。杂性不同类，安肯同体居。千举必万败，欲黠反成痴。”。葛洪在《抱朴子》内篇《金丹篇》指出“凡草木烧之即烬，而丹砂烧之成水银，积变又还成丹砂，其去凡草木亦远矣”。“世人少所识，多所怪，或不知水银出于丹砂”，此类叙述在众多炼丹著作中还有很多，它在一定程度上反映了内因是事物变化根本。不难看出，炼丹术士们在炼丹同时，丰富了化学知识，阐述一些化学及事物发展的基本原理，客观上为推动化学的发展发挥了一定的作用，这也是其积极的一面。