化學(xué)教育中的人文積淀

姜云奎，宋 平，何天香

（德州學(xué)院，山東德州 253015）

前言：人文積淀是中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的十八個基本點之一，在化學(xué)教育過程中，適時、適當(dāng)進(jìn)行人文教育，不僅能提高學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)的積極性，更主要的是增加學(xué)生的人文知識，為學(xué)生畢業(yè)以后能盡快適應(yīng)社會、適應(yīng)工作狀態(tài)等打下比較堅實的基礎(chǔ)。

1 元素概念建立的人文積淀

1.1 元素概念建立的簡要過程

在我國的商周時期就具有了“五行說”，即世界萬物都是由金、木、水、火、土五種基本物質(zhì)“原素”組成，這在《尚書》、《魯語》、《國語》、《左傳》、《鄭語》等古籍都有相關(guān)論述。在古印度有“順世論”認(rèn)為的世界由地、水、火、風(fēng)、空組成的“五元素”說。在古希臘有亞里士多德的萬物由土、水、氣、火組成的“四元素”說等。[1]這幾種元素說，都屬中外古代樸素的物質(zhì)觀，從不同角度來探索組成世界的源頭，是古代思想家們經(jīng)思索、推斷在物質(zhì)基礎(chǔ)上形成的帶有相當(dāng)主觀色彩的關(guān)于元素的概念。

近代化學(xué)元素的概念是英國化學(xué)家波義爾建立的。1661年，他在其著作《懷疑派化學(xué)家》中提出了科學(xué)的元素概念。用化學(xué)方法不能再分解的物質(zhì)基元單位，是波義爾化學(xué)元素概念的核心內(nèi)容。從現(xiàn)在的觀點看，這一元素概念具有片面性和很大的主觀性，但這仍具有劃時代的意義，恩格斯曾說波義爾“把化學(xué)確立為科學(xué)”。[2]

波義爾元素概念一百多年后的十八世紀(jì)七十年代至十九世紀(jì)初，隨著氧化燃燒學(xué)說和原子論建立，先后又出現(xiàn)了拉瓦錫的元素概念、原子論的元素概念及門捷列夫的元素概念，雖然有進(jìn)步，但這些概念仍沒有擺脫主觀分析的束縛，不屬于現(xiàn)代元素的范疇。

十九世紀(jì)末、二十世紀(jì)初，隨著物理學(xué)上X射線、放射性、電子的發(fā)現(xiàn)。科學(xué)家們對原子有了更充分的認(rèn)識，終于導(dǎo)致舊的元素概念的結(jié)束，現(xiàn)代的元素概念形成，即：元素是具有相同的核電荷數(shù)的一類原子的總稱。

1.2 元素概念建立過程的人文啟發(fā)

1.2.1 懷疑和批判精神

波義爾的元素概念是在懷疑和批判了當(dāng)時煉金術(shù)“原性說”的基礎(chǔ)上誕生的。拉瓦錫例舉了33種元素的化學(xué)元素表，是在全面否定了燃素學(xué)說之后建立的。拉瓦錫“在科學(xué)上敢于反對舊的傳統(tǒng)觀念，批判統(tǒng)治化學(xué)長達(dá)百年之久的燃素說，批判地審查過去化學(xué)的全部舊觀念，這是他成功的主觀原因”。[3]原子論元素觀念源于定比定律、倍比定律及當(dāng)量定律等定量研究的成果，在很大程度上去除了主觀分析及片面的因素，更接近現(xiàn)代的元素概念。門捷列夫元素概念的形成過程是一個反例，他只是對以前的元素概念有一定的修改，但并沒有超出波義爾的論點。當(dāng)時他思想守舊，擔(dān)心新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)很可能沖垮自己的理論體系，他曾宣稱“關(guān)于元素不能轉(zhuǎn)化的概念特別重要，……是整個世界觀的基礎(chǔ)”，[4]沒有膽量對已有的元素概念去懷疑和批判，因而他的元素概念也就不屬于現(xiàn)代元素概念的范疇。現(xiàn)代元素的概念，是在1913年英國化學(xué)家F·Soddy提出同位素的概念后建立的，它批判地繼承了原有的不同時代元素定義中科學(xué)的內(nèi)容，消除了舊元素概念中的主觀主義成分，這就是1923年，國際原子量委員會做出關(guān)于化學(xué)元素的概念。

1.2.2 科學(xué)的認(rèn)識方法

拉瓦錫在建立燃燒學(xué)說及提出元素概念時，系統(tǒng)嚴(yán)格的定量性是他實驗方法的特點，無論是他著名的金屬煅燒實驗和雨水加熱實驗，還是對金屬的氧化與還原所進(jìn)行的精確實驗，都是在定量的基礎(chǔ)上的研究。他善于把天平作為研究化學(xué)的工具，在批判燃素說時，他曾說“假如有‘燃素’這樣的東西，在我的天平上就一定能覺察出來”。從認(rèn)識方法上說，定量的研究方法是拉瓦錫成功的基礎(chǔ)。

觀察和思考是原子論建立者道爾頓認(rèn)識方法的重要組成部分。從1787年開始，道爾頓堅持了長達(dá)57年的氣象觀察，研究了混合氣體分壓、蒸氣壓、氣體擴(kuò)散等，這對他原子論的建立有密切聯(lián)系。在對混合氣體擴(kuò)散和分壓的研究過程中，總結(jié)出了分壓定律，進(jìn)而經(jīng)過化學(xué)研究和嚴(yán)密的邏輯推理，逐步建立了科學(xué)的原子論體系。道爾頓在總結(jié)自己的研究方法是曾說“由于長期做氣象記錄，思考大氣組分的性質(zhì)，我常常感到奇怪……”，“在思考這個問題時，我發(fā)現(xiàn)我還沒有考慮到……”。

2 中國古代煉丹術(shù)的人文積淀

2.1 煉丹術(shù)的基本思想

煉丹術(shù)是中國古代的統(tǒng)治者、貴族意欲以普通藥物為原料煉制出長生不老的“金液”和“還丹”的方術(shù)。東漢魏伯陽、東晉葛洪、梁朝陶弘景等是煉金術(shù)士的典型代表。金丹家們認(rèn)為“服金者壽如金，服玉者壽如玉”，“夫金丹之物，燒之欲久變化欲妙，黃金入火百煉不消，埋之畢天不朽，服此二物煉人身體，故能令人不老不死”。這正是煉丹者們的基本思想。

2.2 煉丹術(shù)的人文啟發(fā)

2.2.1 自然規(guī)律難違

人作為大自然的一個組成部分，生老病死是自然過程，煉丹術(shù)士們把金之不朽與人的生死兩個性質(zhì)完全不同的事物聯(lián)系在一起，不僅是機(jī)械的，更主要的是違背了大自然的發(fā)展規(guī)律。其實，古代的有識之士早就指出了煉丹術(shù)的荒謬，東漢時期的思想家王充，曾尖銳的批判煉丹術(shù)：“物無不死，人安能仙”；宋朝張君房《云笈七籖》卷六十四《金丹訣》中云：“夫?qū)W煉金液還丹，并服丹砂硫黃，兼諸乳石等藥。世人苦求得之，將為便成至藥，不知深淺，競學(xué)服餌，皆覓長生不死者也。并不悟金丹并諸石藥，各有本性，懷大毒在其中，道士服之，從羲軒已來，萬不存一，未有不死者”；宋朝沈括認(rèn)為煉丹術(shù)“不可不戒”等等。

2.2.2 內(nèi)因是事物變化的根據(jù)

煉丹術(shù)從科學(xué)上看是荒誕不經(jīng)的，但煉丹術(shù)士們在煉丹過程當(dāng)中不自覺的實現(xiàn)了一些化學(xué)變化，利用人工方法完成了物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)變，積累了一定的化學(xué)知識，并總結(jié)出了部分化學(xué)變化的規(guī)律。魏伯陽在其著作《周易參同契·同類合體章第十二》說：“欲作伏食仙，宜以同類者，植禾當(dāng)以谷，覆雞用其卵。以類補自然，物成易陶冶”，“搗治羌石膽，云母及礬磁。硫磺燒豫章，泥汞相煉治。鼓下五石銅，以之為輔樞。雜性不同類，安肯同體居。千舉必萬敗，欲黠反成癡。”。葛洪在《抱樸子》內(nèi)篇《金丹篇》指出“凡草木燒之即燼，而丹砂燒之成水銀，積變又還成丹砂，其去凡草木亦遠(yuǎn)矣”。“世人少所識，多所怪，或不知水銀出于丹砂”，此類敘述在眾多煉丹著作中還有很多，它在一定程度上反映了內(nèi)因是事物變化根本。不難看出，煉丹術(shù)士們在煉丹同時，豐富了化學(xué)知識，闡述一些化學(xué)及事物發(fā)展的基本原理，客觀上為推動化學(xué)的發(fā)展發(fā)揮了一定的作用，這也是其積極的一面。

3 結(jié)語

化學(xué)作為一門自然科學(xué)，在其發(fā)展過程當(dāng)中的各個階段和重大事件中都包含了許多人文因素，在化學(xué)教育過程中，挖掘、積淀這些人文知識，不僅能提高學(xué)生的整體素質(zhì)，也更有利于學(xué)生的發(fā)展。