元素周期律的發現者門捷列夫


    在化學教科書中,附有一張“元素周期表”。這張表揭示了物質世界的秘密,把一些看來似乎互不相關的元素統一起來,組成了一個完整的自然體係。它的發明,是近代化學史上的一個創舉,對於促進化學的發展起了巨大的作用。看到這張表,人們便會想到它的最早發明者——門捷列夫。


    門捷列夫於1834年2月7日誕生在俄國西伯利亞的托波爾斯克市。他父親是位中學教師。在他出生後不久,父親雙眼因患白內障而失明,家境一下子困頓起來了。意誌堅強而能幹的母親並沒有因生活艱難而低頭,她決心一定要讓門捷列夫像他父親那樣接受高等教育。


    中學畢業後,他母親變賣了工廠,親自送門捷列夫去上學,經過2000公裏以上艱辛的馬車旅行來到莫斯科。因他不是出身於豪門貴族,又來自邊遠的西伯利亞,莫斯科、彼得堡的一些大學拒絕他入學。好不容易,門捷列夫考上了醫學外科學校。然而當他第一次觀看到屍體時,就暈了過去,隻好改變誌願,通過父親的同學的幫忙,進入了亡父的母校——彼得堡高等師範學校物理數學係。母親看到門捷列夫終於實現了上大學的願望,不久便帶著對他的祝福與世長辭了。舉目無親又無財產的門捷列夫把學校當作了自己的家,為了不辜負母親的期望,他發奮地學習,1855年以優異的成績從學校畢業。


    畢業後,他先後到過辛菲羅波爾、敖德薩擔任中學教師。在教師的崗位上他並沒有放鬆自己的學習和研究。1857年他又以突出的成績通過化學學位的答辯。他刻苦學習的態度、鑽研的毅力以及淵博的知識得到老師們的讚賞,彼得堡大學破格地任命他為化學講師,當時他僅22歲。


    1867年,俄國彼得堡大學裏來了一個年輕的化學教授,他就是門捷列夫。身為化學教授的門捷列夫大部分時間不是在實驗室度過,而是將自己關在書房裏,手裏總捏著一副紙牌,顛來倒去,整好又打亂,亂了又重排,不邀牌友,也不去上別人家的牌桌。


    兩年後的一天,俄羅斯化學會專門邀請專家進行一次學術討論。會場上大家各抒己見,好不熱鬧,隻有門捷列夫一個人一直一言不發。眼看討論就要結束了,主持人躬身說道:“門捷列夫先生,不知可有什麽高見?”門捷列夫也不說話,起身走到桌子的中央,右手從口袋裏取出一副紙牌甩在了桌子上,在場的人都大吃一驚。門捷列夫愛玩紙牌,化學界的朋友已早有所聞,但總不至於鬧到這種地步,到這麽嚴肅的場合來開玩笑吧?


    隻見門捷列夫將那一把亂紛紛的牌捏在手裏,三下兩下便整理好,並一一亮給大家看。大家這時才發現這並不是一副普通的撲克,每張牌上寫的是一種元素的名稱、性質、原子量等,共63張,代表著當時已發現的63種元素。更怪的是,這副牌中有紅、橙、黃、綠、青、藍、紫七種顏色。


    這時,一直坐在旁邊觀看的門捷列夫的老師鬍子氣得都撅起來了,一拍桌子站起來,以師長的嚴厲聲調說道:“快收起你這套魔術吧,身為教授、科學家,不在實驗室裏老老實實地做實驗,卻異想天開,擺擺紙牌就要發現什麽規律,這些元素難道就由你這樣隨便擺布嗎?”老人越說越激動,一邊還收拾東西準備離去,其他人見狀也紛紛站起,這場討論就這樣不了了之。


    門捷列夫堅信自己是對的,回家後繼續推著這副紙牌,遇到什麽地方接連不上時,他就斷定還有新元素沒被發現,他就暫時補一張空牌,這樣他一口氣預言了11種未知元素,那副牌已是74張。這就是最早的元素周期表。


    隨著周期律廣泛被承認,門捷列夫成為聞名於世的卓越化學家。各國的科學院、學會、大學紛紛授予他榮譽稱號、名譽學位以及金質獎章。具有諷刺意義的是,1882年英國皇家學會就授予門捷列夫以戴維金質獎章。1889年英國化學會授予他最高榮譽——法拉第獎章。相反地在封建王朝的俄國,科學院在推選院士時,竟以門捷列夫性格高傲為藉口,把他排斥在外。後來由於門捷列夫不斷地被選為外國的名譽會員,彼得堡科學院才被迫推選他為院士。由於氣惱,門捷列夫拒絕加入科學院,從而出現俄國最偉大的化學家反倒不是俄國科學院成員的怪事。


    生理學無冕之王巴甫洛夫


    人們知道,動物僅有第一信號係統高級神經活動,也就是由現實的具體刺激引起的條件反射。而人類則兼具第一和第二信號係統(語言)兩種形式的高級神經活動。是誰最先發現高級神經活動規律的呢?他就是“生理學無冕之王”巴甫洛夫。這位俄羅斯生理學家有句名言:“要做科學的苦工!”因此,人們又充滿敬意地稱他為“科學的苦工”。


    1849年,巴甫洛夫出生於俄國中部梁贊城的一個貧苦的家庭,父親是個傳教士。1870年,21歲的巴甫洛夫帶著一張“貧困證明書”,進入了彼得堡大學攻讀生理學。他刻苦學習,閱讀了大量的書籍。大學畢業時,獲得了金質獎章。後來,又轉到軍醫學院深造,並在這所學院中度過了40多個年頭。


    巴甫洛夫生活的年代,科技發展突飛猛進,人類對於自身各個部分的構造已經相當清楚。不過,統一指揮協調軀體各部位運動的“司令部”——大腦,卻仍像一個謎團,人們急於知道人體內的大腦和內髒器官的工作原理,了解高級神經活動的規律,卻苦於無從觀察而進展甚微。


    如何才能透過體表,直視內髒器官的活動呢?一次偶發的事件,讓巴甫洛夫大受啟發。原來,有個獵人槍枝走火,子彈射進了自己的腹部。醫生救了獵人一命,但令人遺憾的是傷口長期不能癒合,隻好用消毒紗布蓋著腹部,留下一個通向胃部的小洞,透過這個瘺管,醫生可以清楚地觀察到獵人胃的活動情況。為什麽不通過瘺管來觀察動物的器官活動呢?巴甫洛夫開始了生理學發展史上最有意義的實驗。


    首先,他將狗的胃切開,做成一個通向體外的胃瘺管。接著,又在狗的脖子上開一個口子,將食管切斷,然後把兩個斷頭都接到體外。實驗開始後,飢餓的狗像往常那樣狼吞虎咽起來,可是咽下去的食物卻從食管切口處掉出來。狗不停地吃著,可胃卻始終空空如也。這時,有趣的現象發生了,食物雖然沒有進入這隻帶瘺管的狗胃裏,但狗的嘴巴一咀嚼食物,胃就開始分泌胃液。由於胃裏沒有雜物,胃部瘺管中就一滴一滴地滴下透明的胃液,流入預先備好的試管中。這個被稱做“假飼”的實驗結果顯示:食物雖然沒有到胃裏,但胃已開始分泌胃液。說明胃液的分泌是大腦通過神經所下的命令,而不是食物直接刺激胃的結果。原來,大腦是指揮全身各器官協調工作的司令部,它控製著胃的消化活動。於是,巴甫洛夫瞄準了下一個目標:研究大腦活動規律,認識人體的“司令部”。


    為了更加方便地觀察研究狗的神經活動,巴甫洛夫在狗的麵頰上切開一個小口,用導管將唾液腺分泌出的唾液引到體外,流到掛在麵頰上的漏鬥中,再滴入試驗用的量杯裏。在給狗餵食之前,巴甫洛夫先打開電燈。因為燈光與食物沒有任何聯繫,狗根本沒有理會,也沒有唾液流出來。開燈後立即給狗餵食,狗的唾液就流了出來。以後,給狗餵食時總是打開電燈。經過多次重複,一個奇特的現象出現了:隻要燈光一亮,即使不餵食物,狗也會流口水。由此可見,燈光已經和食物一起成為固定的信號出現在狗的大腦中,因此狗一見燈光,就做出消化食物的反應,流出唾液。


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