化學家的創(chuàng)造性思維的機遇捕捉和化學發(fā)現(xiàn)
化學先生 / 2019-08-16
直覺和想象力是化學家從事創(chuàng)造性思維活動的重要方式，善于捕提在化學觀察與實驗中出現(xiàn)的機遇，更是化學家引導自身進人創(chuàng)造性思維活動境界的良好契機。所謂“機遇”，是指在對化學現(xiàn)象進行觀察和對物質進行化學實驗時，所遇到的出平意料的重大發(fā)現(xiàn)。在化學發(fā)展史上有兩個著名的因善于捕捉機遇而導致化學發(fā)現(xiàn)的例證:
例證一1824 年,德國化學家維勒在從事氰基化合物的實驗研究時，當把氰酸和氨水這兩種無機物相互作用，在加熱的條件下意外地發(fā)現(xiàn)了兩種有機物產物。維勒在1825年發(fā)表的論文《關于氰基化合物)中，記述了如下事實:“將氰酸通人氨水時并未產生所預想的氰酸銨,生成的卻是草酸銨和其他各種物質,其中發(fā)現(xiàn)有若干白色結晶物質。”維勒抓住這一-意外發(fā)現(xiàn)所提供的線索，經過近四年的反復實驗驗證，終于在1828年確認這一白色結晶物質是尿素。正如他在《論尿素的人工制成)一文中所閘述的那樣:“這項研究得到了意外的結果，借氛酸和氨的化合,形成了尿素。這是個特別值得注意的事實,因為它提供了一個從無機物中人工制成有機的(并確實是所謂動物體上的)實物的例證。”維勒是一位聰敏的化學家，1824~ 1825年因捕捉住機遇,發(fā)現(xiàn)了尿素。但他也有未捕捉住機遇,失去發(fā)現(xiàn)機會的教訓。維勒在瑞典斯德哥爾摩跟隨貝采利烏斯學習時，他的導師讓他分析種黃鉛礦的成分。分析研究中，他發(fā)現(xiàn)了一種沉淀物，但他沒有做認真研究就斷定該沉淀是鉻的化合物，并憑想當然寫了實驗報告。維勒回德國以后，貝采利烏斯讓維勒的師弟瑟夫斯特術重新分析黃鉛礦。瑟夫斯特木是一個精益求精的人，經認真分析，從中發(fā)現(xiàn)了新化學元素釩，并命名為釩娜迪斯( Vanadis),意思是“北方女神”。貝采利烏斯用書信把此事通知了維勒。維勒對自己工作的粗糙草率十分后悔。這表明:千古成功在精細,捕捉機遇更要靠精細。
例證二1856年,年僅18歲的英國化學家珀金(W. H. Perkin)在試圖用重鉻酸鉀作用于丙烯基甲苯胺以合成藥物奎寧時,結果得到的并非奎寧面是一種棕紅色的沉淀。但他沒有因此氣餒，而是懷著對這種意外反應結果的濃厚興趣，想用同樣的方式處理一些更為簡單的物質。于是他改用神鹽基性物質來 嘗試反應，即將重鉻酸鉀作用于苯胺硫酸鹽,結果得到了一種更為意外的黑色沉淀。對實驗現(xiàn)象觀察精細的珀金,注意到在這種黑色沉淀中可以隱約覺察出一種紫色的閃光。他試著加進一些酒精,無色的酒精瞬間便星現(xiàn)出了艷麗的紫色。這時，珀金敏銳地意識到:他或許發(fā)現(xiàn)了一種可用于染色的物質。于是， 珀金果斷地改變了自己原來的關于奎寧的合成研究方向，而轉向把這L意外發(fā)現(xiàn)的成果付諸生產應用。這樣，他就成為第一種人工合成染料“苯胺紫”的發(fā)明人。
由這兩個典型 例證可見，機遇偏愛對事業(yè)執(zhí)著追求的人，偏愛有準備的頭腦。機遇在化學科學研究中確實存在并起著作用。這種作用表現(xiàn)在:既可以為化學化工技術的發(fā)明創(chuàng)造提供線索，又可以為化學科學理論的發(fā)展提供先導。機遇的產生有其深刻的認識論根源?；诨瘜W科學研究本身具有探索性的特點，致使化學科學研究過程既有目的性又有偶然性。而在表面上是偶然性起作用的地方，往往是受其內部的隱藏著的規(guī)律所支配的:有些偶然性的發(fā)現(xiàn)，正因為它不在預料之中.不屬于舊的理論體系所以往往可以成為開拓科學技術新領域的起點。機遇的產生及其作用，正是人們認識過程中偶然性與必須性相統(tǒng)一的一 種具體反映。 對于機遇的這種積極作用,若加以否定則是不足取的。因為這會造成化學家在實踐中坐失良機或失之交臂,以致重犯化學家普里斯特利那種“當真理碰到鼻子尖上的時候，沒有得到真理”的錯誤。
由此看來，作為一個化學家應該而且“需 要訓練自己的觀察能力，培養(yǎng)那種經常注意意料之外事情的心情，并養(yǎng)成檢查機遇提供的每條線索的習慣”:應該認識到.*一個成功的科學家對機遇所提供的每一意外事件或觀測現(xiàn)象子以注意，并對那些在他看來大有希望者進行研究。”一般來說，越是富有想象力和具有化學直黨能力的化學家，就越能夠在化學觀察與實驗研究過程中捕捉住機遇，抓住線索，并以機遇為契機去構思新理論作出新發(fā)明。
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