世界是多樣還是統(tǒng)一，要我說(shuō)，答案自然是既多樣又統(tǒng)一，關(guān)鍵就看你如何理解這一問(wèn)題。而對(duì)于哲學(xué)家與科學(xué)家來(lái)說(shuō)，在多樣性中尋求統(tǒng)一，也是許多人畢生所追求的目標(biāo)，他們認(rèn)為，如此一來(lái)，世界才能達(dá)到真正的美且和諧。早在2400年前，古希臘的泰勒斯便提出：水是不同形態(tài)的所有物質(zhì)的基礎(chǔ)。這個(gè)觀點(diǎn)是對(duì)是錯(cuò)這不重要，重要的是，在這一漫長(zhǎng)的探索過(guò)程中，泰勒斯邁出了至關(guān)重要的第一步。一個(gè)世紀(jì)之后，在泰勒斯思想的基礎(chǔ)上，德謨克利特等古希臘先賢，又進(jìn)一步提出了樸素的原子論，將這一理性的探索繼承并發(fā)揚(yáng)下去，繼續(xù)尋找物質(zhì)世界背后的統(tǒng)一。如今千百年已經(jīng)過(guò)去了，直到今天，這一探索也依然在進(jìn)行著。而我們今天的主人公、英國(guó)化學(xué)家威廉-普魯特，便是在這一探索中，承前啟后的一位關(guān)鍵人物。他的觀點(diǎn)是，世界的統(tǒng)一正是以氫原子為基礎(chǔ)的。

1811年，普魯特在愛(ài)丁堡大學(xué)獲得了醫(yī)學(xué)學(xué)位，當(dāng)時(shí)，大多數(shù)化學(xué)家們對(duì)原子這個(gè)概念還不屑一顧，畢竟沒(méi)有人親眼見(jiàn)過(guò)原子，也沒(méi)有人知道原子的性質(zhì)，甚至連原子到底存不存在，人們?cè)谛睦锒家蛞粋€(gè)大大的問(wèn)號(hào)。不過(guò)另一方面，化學(xué)家在實(shí)驗(yàn)中認(rèn)識(shí)到，某些物質(zhì)具有著特定的屬性，他們將這些具有特定屬性的物質(zhì)稱為“元素”。那么一種元素，為什么會(huì)有著特定的屬性呢？關(guān)于這一點(diǎn)，人們還不明所以。最終搞定這一問(wèn)題的，是與普魯特同時(shí)代的，偉大的英國(guó)化學(xué)家約翰-道爾頓，道爾頓將哲學(xué)上的原子論，轉(zhuǎn)化成了科學(xué)上的原子實(shí)驗(yàn)，通過(guò)這些實(shí)驗(yàn)，道爾頓提出了現(xiàn)代的原子論，認(rèn)為萬(wàn)物皆由原子構(gòu)成，而一種化學(xué)元素之所以具有特定的性質(zhì)，原因正在于構(gòu)成它的是相同的原子。

具體來(lái)看，道爾頓的原子論有以下三個(gè)要點(diǎn)：首先，化學(xué)元素由不可分的微粒，也就是原子構(gòu)成，原子在一切化學(xué)變化中是不可再分的最小單位。其次，同種元素的原子性質(zhì)和質(zhì)量都相同，不同元素原子的性質(zhì)和質(zhì)量各不相同，原子質(zhì)量是元素基本特征之一。最后，不同元素化合時(shí)，原子以簡(jiǎn)單整數(shù)比結(jié)合。如果一種元素的質(zhì)量固定時(shí)，那么另一元素在各種化合物中的質(zhì)量一定成簡(jiǎn)單整數(shù)比。

道爾頓的理論一經(jīng)提出，無(wú)異于在歐洲的科學(xué)界投下了一顆重磅炸彈，雖然這一理論在一開(kāi)始的時(shí)候，也遭受到了很多質(zhì)疑，但隨著實(shí)驗(yàn)的不斷進(jìn)行，人們最終還是不得不接受了道爾頓的理論。這下就妥了，對(duì)這一理論的發(fā)展開(kāi)始紛紛登場(chǎng)了，有些人開(kāi)始尋找不同的元素，并測(cè)量構(gòu)成該元素原子的質(zhì)量，先甭管能不能有進(jìn)一步的發(fā)現(xiàn)，至少還是挺好玩的。而普魯特則走上了另一條路，那就是在眾多的元素中，尋找構(gòu)成他們的基本單位。

事實(shí)上，當(dāng)時(shí)的很多大神，比如麥克斯韋、法拉第等，都認(rèn)為原子帶有被制造的痕跡，但問(wèn)題的關(guān)鍵就是，制造出這些原子的材料究竟是什么呢？普魯特認(rèn)為，這個(gè)基本材料就是氫。這哥們的想法其實(shí)非常簡(jiǎn)單，前面說(shuō)過(guò)，同種元素的原子都具有相同的質(zhì)量，不同元素的原子具有不同的質(zhì)量，有的重一些，有的輕一些，而在當(dāng)時(shí)所發(fā)現(xiàn)的40多種元素中，氫是最輕的，于是普魯特便產(chǎn)生了這樣的想法，那就是所有元素的原子量，都應(yīng)該是氫原子量的整數(shù)倍，換言之，氫原子便是所有原子的基本組成單元。

有了這個(gè)想法之后，普魯特便開(kāi)始著手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，來(lái)證明這個(gè)結(jié)論。他先后確定了碘、磷、鈉、鐵、鋅、鉀和鈹?shù)脑淤|(zhì)量，而至于其他的元素，他則接受了那些他認(rèn)為值得信任的科學(xué)家們的測(cè)量結(jié)果。至于氫的原子質(zhì)量是多少，普魯特果斷地相信電解狂魔漢弗萊-戴維的測(cè)量結(jié)果。結(jié)果果不其然，碳原子量是氫原子量的12倍，氮原子量是氫的14倍，鉀原子量是氫的40倍，碘原子量是氫的124倍，其他試過(guò)的元素，也無(wú)一不是如此。妥了，大新聞已經(jīng)盡在掌握了，于是在1816年，普魯特將自己的這一發(fā)現(xiàn)形成了論文。

不過(guò)我們可以發(fā)現(xiàn)，到此為止，普魯特的發(fā)現(xiàn)，其實(shí)還只是一種歸納總結(jié)，他并沒(méi)有方法來(lái)確定是不是氫原子組成了各種各樣不同的原子，所以這一發(fā)現(xiàn)也只能被稱為“普魯特假說(shuō)”，或是“普魯特猜想”。于是，面對(duì)這一還無(wú)法確定的結(jié)論，反對(duì)者和支持者們，都開(kāi)始設(shè)計(jì)各種實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證普魯特假說(shuō)的正確性。只要一發(fā)現(xiàn)新的元素，人們立馬就要看看這哥們的原子質(zhì)量是不是與氫原子量呈整數(shù)比。沒(méi)想到的是，普魯特假說(shuō)那是異常堅(jiān)挺，直到一戰(zhàn)前夕，普魯特假說(shuō)是既沒(méi)有被否定也沒(méi)有被肯定。雖然某些新發(fā)現(xiàn)的元素的原子質(zhì)量，與氫原子量的整數(shù)倍之間存在著微小的差異，但人們也將其認(rèn)為是實(shí)驗(yàn)的誤差，所以漸漸的，歐洲科學(xué)界也認(rèn)為，各種元素與氫之間的關(guān)系，或許并不是偶然，氫有可能真的是構(gòu)成所有原子的基本單位。

但是暗流也正在悄無(wú)聲息的涌動(dòng)。1896年，法國(guó)物理學(xué)家亨利-貝克勒爾發(fā)現(xiàn)了放射性，這一發(fā)現(xiàn)徹底動(dòng)搖了一直以來(lái)的原子不變性。而在接下來(lái)的十多年中，許多物理學(xué)家分析了原子的衰變產(chǎn)物，1911年，物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)了當(dāng)時(shí)所謂的“繼承元素原子”，這哥們與衰變之前的“母原子”擁有完全相同的化學(xué)性質(zhì)，但原子量卻截然不同。1913年，英國(guó)化學(xué)家弗雷德里克-索迪將這種原子命名為“同位素”。

于是新的問(wèn)題又出現(xiàn)了，那就是不具備放射性的原子，是不是也存在各種同位素呢？現(xiàn)在我們知道，答案是肯定的，而這便是所謂的“穩(wěn)定同位素”。事實(shí)上，也正是穩(wěn)定同位素的發(fā)現(xiàn)，最終對(duì)普魯特假說(shuō)形成了致命一擊。當(dāng)時(shí)為了尋找同位素，大物理學(xué)家約翰湯姆遜發(fā)明了一種能夠以前所未有的精度來(lái)測(cè)量原子質(zhì)量的儀器，這東西就是質(zhì)譜儀，利用這一原始的質(zhì)譜儀，1912年湯姆遜發(fā)現(xiàn)，氖原子具有兩種不同的原子質(zhì)量，一種是20，另一種是22。而在一戰(zhàn)之后，湯姆遜的同事弗朗西斯-阿斯頓又對(duì)質(zhì)譜儀進(jìn)行了改進(jìn)，這下精度就更加無(wú)可比擬了，最終阿斯頓證明了湯姆遜的發(fā)現(xiàn)，穩(wěn)定同位素由此便被發(fā)現(xiàn)了。

不過(guò)，阿斯頓還不滿足于此，有道是手里拿個(gè)錘子，看什么都是釘子，有了質(zhì)譜儀這個(gè)神器之后，阿斯頓就開(kāi)始對(duì)各種元素一通瘋狂地測(cè)量它們的原子質(zhì)量。最終的結(jié)果顯示，較重元素的原子質(zhì)量，并不恰好是氫原子質(zhì)量的整數(shù)倍，迷人的的普魯特假說(shuō)就這樣被徹底推翻了。

那么萬(wàn)物的基本單元究竟是什么呢？泰勒斯的水不是，赫拉克利特的火不是，古希臘的四元素都不是，現(xiàn)在，普魯特的氫也被否定了?？磥?lái)路還得走下去。事實(shí)上，就在剛才故事發(fā)生的期間，1897年，約翰-湯姆遜發(fā)現(xiàn)了電子，這是構(gòu)成原子材料的第一個(gè)線索。1911年，歐內(nèi)斯特-盧瑟福發(fā)現(xiàn)了原子核，在此之后，原子由一個(gè)帶正電的實(shí)心核與帶負(fù)電的電子所構(gòu)成的理論，被普遍接受。1918年，盧瑟福又進(jìn)一步地在原子核中發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，1930年，查德威克發(fā)現(xiàn)了中子。再后來(lái)，更加基礎(chǔ)的夸克與膠子，也紛紛閃亮登場(chǎng)。但我們相信，這還遠(yuǎn)不是微觀世界的終點(diǎn)，更不是物理學(xué)大統(tǒng)一的終章。或許，我們永遠(yuǎn)也無(wú)法得到答案，但這并不重要，因?yàn)闊o(wú)論是泰勒斯，還是普魯特，抑或是盧瑟福，正是在一次次的尋求中，人類(lèi)文明才得以走到今天。更加神奇的是，自近代以來(lái)，氫都在不斷的尋求中扮演著重要角色，正如物理學(xué)家克萊普納所說(shuō)：氫一向具有王者風(fēng)范，就好像它對(duì)宇宙的光輝歷史有所了解一般。
 

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