《宇宙自然生命简史：15元素的故事》歌词

[00:00:00] 本字幕由腾讯音乐天琴实验室独家AI字幕技术生成

[00:00:00] 这是科学有故事与腾讯音乐天琴实验室联合制作的科普节目

[00:00:04] 我是你的主播汪洁

[00:00:12] 欢迎收听科学有故事

[00:00:16] 比科学故事更重要的重要的

[00:00:18] 更重要的是科学精神

[00:00:24] 上一期呢

[00:00:25] 我们说到了伦福德伯爵创立了以化学演讲化学演讲

[00:00:31] 把化学研究说成了化学研究上一期我们说到伦福德伯爵创立了以化学研究为方向的皇家研究所这个研究所呢

[00:00:43] 很快就迎来了一位才华四溢的年轻人

[00:00:46] 它的名字叫做汉弗莱

[00:00:48] 戴维这个代为上任没多久便开始了爆发式的元素大发现一个接一个

[00:00:55] 那蒙盖丝缕等等

[00:01:00] 他也成为了历史上发现元素最多的人

[00:01:03] 它还被誉为无机化学之父

[00:01:06] 那么我们今天这期节目呢

[00:01:08] 就从他的故事开始讲起

[00:01:12] 我们从何而来

[00:01:15] 要去向何方

[00:01:20] 一个星球一个实验

[00:01:23] 请听我为您讲述有关宇宙自然生命简史

[00:01:33] 除了化学戴维在其他领域也相当的出色

[00:01:37] 一般认为呢

[00:01:38] 灯泡和第一代安全矿工灯也是他发明的

[00:01:42] 可能你会觉得很奇怪啊

[00:01:43] 这个灯泡不是爱迪生发明的吗

[00:01:45] 怎么变成了戴维呢

[00:01:47] 那是因为爱迪生的故事太有名

[00:01:49] 以至于很多人听到这个故事啊

[00:01:52] 都亡了

[00:01:52] 爱迪生只是发明出了具有实用价值的灯泡准确的说呢

[00:01:57] 他是发明了一种新型的灯丝的材料

[00:02:00] 从而大大延长了灯泡的寿命而灯泡本身并不是爱迪生发明的戴维能发现这么多的元素很大程度上并不是因为它有多聪明

[00:02:10] 而是因为他开发了一种极其巧妙的技术这个呢

[00:02:15] 也就是电解把电通入到一种溶液当中

[00:02:19] 我们在高中化学课上都做过电解的实验

[00:02:22] 所有的离子化合物啊

[00:02:24] 都是电解质

[00:02:25] 因此呢

[00:02:26] 他们融在液体中的时候例子呢

[00:02:28] 是可以自由移动的这也是这些溶液能够导电的原因

[00:02:33] 当电流通过溶液后呢

[00:02:35] 阳极就会发生氧化反应

[00:02:38] 而阴极就会发生还原反应

[00:02:40] 从而得到某种元素的单质看我在这里又提到了阴阳希望某些人啊

[00:02:46] 不要把这个又作为阴阳五行很伟大的论据

[00:02:49] 我们只是在语言上

[00:02:50] 习惯性的把正负用阴阳来说

[00:02:53] 与中国古代的阴阳五行理论

[00:02:55] 其实呢

[00:02:56] 没有任何的关系

[00:02:58] 利用电解技术

[00:02:59] 戴维总共发现了12 种元素和很多种新型的化合物差不多啊

[00:03:05] 相当于那个年代发现的所有元素的1 /5

[00:03:09] 但我们上期节目不是说到一个精了吗啊

[00:03:13] 有些听众听了以后呢

[00:03:14] 觉得我翻译的不对应该叫舍了啊

[00:03:17] 这个我承认确实翻折了的话呢

[00:03:20] 更符合这个通俗的翻译方法

[00:03:22] 所以我们今天这期节目呢

[00:03:23] 就改说折了折了的这个悲剧啊

[00:03:26] 又在戴维的身上上演了他在179 9年4月的一天制取了一种很独特的气体

[00:03:33] 这种气体

[00:03:34] 虽然七年多前就被化学家普利斯特利发现过

[00:03:38] 但戴维呢

[00:03:38] 却是第一个去尝一尝这种气体的人

[00:03:41] 这种气体就是我们上期也讲到过的一氧化二氮**

[00:03:46] 那一年呢

[00:03:47] 戴维刚好21 岁

[00:03:49] 他很快就发现啊

[00:03:50] 其实这个吸**很爽

[00:03:52] 能够带来快感

[00:03:53] 于是呢他就开始沉迷于享受吸食一氧化二氮带给他的那种快感

[00:03:59] 这就好像美剧绝命毒师中的老白自己如果也溜冰的话

[00:04:03] 那么他肯定能溜到世界上最好的兵就这样

[00:04:07] 这个戴维呢

[00:04:08] 就越吸越多到后来啊差不多一天要吸个三到四次

[00:04:13] 终于在182 9年据认为呢

[00:04:16] 他死在了这种气体手上享年51 岁

[00:04:20] 不过平心而论

[00:04:21] 在那个年代这个寿命也不算短的可怜了这个晚年的戴维呢

[00:04:26] 曾经说过一句很有意思的话

[00:04:28] 很多地方呢

[00:04:28] 都会引用

[00:04:30] 他说啊

[00:04:30] 我这辈子做出过很多重要的发现

[00:04:33] 但是其中最大的一个发现呢

[00:04:35] 就是发现了法拉第不过哈

[00:04:37] 我们今天不讲这位传奇的物理学家法拉第因为今天讲的是元素的故事

[00:04:42] 我们后面还有机会讲到法拉第啊

[00:04:45] 接着呢就到了180 8年有一位非常严谨的规格

[00:04:49] 会教徒首次揭示出了园子的自然性质

[00:04:52] 他就是道尔顿这个道尔顿啊

[00:04:55] 也非常有故事稍后呢

[00:04:56] 我们还会详细讨论今天的主线呢

[00:04:59] 是元素到了181 1年又出现了一个人

[00:05:02] 他的名字很好听

[00:05:03] 像歌剧中的人物叫阿伏加德罗

[00:05:06] 他做出了一个后来被证明具有深远意义的发现什么发现呢

[00:05:11] 他发现啊任何具有同等体积的气体

[00:05:14] 在相同的压力和温度之下呢

[00:05:17] 包含相同的

[00:05:18] 而且数目固定的粒子的数量

[00:05:22] 这个呢就后来被称为阿伏加德罗定律

[00:05:25] 听上去还挺有意思的

[00:05:26] 也挺好理解的

[00:05:28] 而且呢

[00:05:28] 这个定理非常有意义

[00:05:30] 因为利用这个定理可以精确的计算原子的数量和重量

[00:05:35] 例如呢

[00:05:36] 我们利用阿佛加德罗常数化学家呢

[00:05:38] 就可以最终计算出一个典型的原纸的直径呢

[00:05:42] 就是0 .00 00 00 08 厘米

[00:05:46] 小数点后面有七个零啊

[00:05:48] 一个苹果大小的空间中可以装下的原子差不多呢

[00:05:52] 就是一个地球大小的空间中能够装下的苹果数量

[00:05:57] 只是呢

[00:05:57] 令人遗憾的是差不多有50 年的时间没有人注意到这个定力

[00:06:03] 那么这个定理呢

[00:06:03] 后来又倒出了阿伏加德罗常数成为化学中的一个最基本的度量单位

[00:06:09] 但这其实是阿伏加德罗去世很多年以后才以他的名字命名的这个数字呢

[00:06:16] 是2 .016 克氢气或者呢

[00:06:20] 同等质量的任何气体中包含的分子数量

[00:06:23] 它的值是多少呢

[00:06:25] 一个非常非常大的数字是6 .02213 6 7 乘以十的二十三次方这么听呢

[00:06:33] 你可能没有感觉

[00:06:35] 但是如果你真正的知道了这个数字有多大的话呢

[00:06:38] 很有可能你会被吓一跳

[00:06:40] 我呢

[00:06:40] 可以来帮你打一个比方

[00:06:42] 如果在中国96 0万平方公里的土地上平均铺满厚达16 公里的爆米花的话

[00:06:49] 那么这个爆米花的颗数差不多就等于这个数字了

[00:06:54] 又或者呢

[00:06:55] 相当于太平洋有多少杯水的数量又或者说是整个地球表面铺上了320 公里后的易拉罐的数量同样数量的一元硬币足以让地球上的每一个人成为亿万富豪

[00:07:10] 这个数字呢

[00:07:11] 实在是太大了阿伏加德罗之所以被人忽视

[00:07:15] 很大一个原因是因为他是一个独来独往的人

[00:07:19] 他独自一个人搞研究

[00:07:21] 很少与同行科学家合作

[00:07:22] 而且呢

[00:07:23] 几乎不发表论文也不参加学术会议

[00:07:26] 不过我们客观的说呢

[00:07:27] 这个并不完全是他的责任

[00:07:29] 因为当时啊

[00:07:30] 也确实几乎没有什么化学方面的学术会议可以参加也没有什么专业期刊可供发表论文的一个令人想不通的事情是呢

[00:07:39] 工业**很大程度上是因为化学的发展

[00:07:42] 而被推进的

[00:07:43] 但是在相当长的一段时期内化学却并没有作为一门**的系统的学科而存在的

[00:07:50] 这个正儿八经的伦敦化学研究所一直要到

[00:07:54] 1841 年才成立注意啊

[00:07:57] 那个伦福德伯爵创立的是皇家研究所

[00:08:00] 当时叫这个名字的团体啊

[00:08:02] 其实很多有点像今天各地的养生协会差不多儿在184 8年之前呢

[00:08:07] 也没有一份**的化学专业期刊

[00:08:10] 而那个时候的英国绝大多数的其他学术团体

[00:08:14] 比如说地质学会啊

[00:08:15] 地理学会啊

[00:08:16] 动物学会园艺

[00:08:17] 学会还有林奈学会这个林奈学会呢

[00:08:20] 其实就是博物学和植物学的学会他们呢

[00:08:23] 都已经至少有超过20年的历史了

[00:08:26] 有的学会呢

[00:08:27] 甚至历史更加悠久

[00:08:28] 能够与上面这些著名的团体相提并论的化学团体一直要到187 7年才出现比美国化学学会的成立呢

[00:08:37] 还要晚上一年这个化学的组织化进程如此缓慢

[00:08:42] 所以呢阿伏加德罗虽然在181 1年就已经做出了如此重要的发现

[00:08:48] 但却一直要到186 0年

[00:08:50] 在德国的卡尔斯鲁厄召开的首届国际

[00:08:54] 化学大会上才被众人所知道正因为化学家们啊

[00:08:58] 长期都在各自封闭的环境中工作

[00:09:02] 所以呢

[00:09:02] 他们形成统一的学术语言也相当的慢

[00:09:05] 比如啊

[00:09:06] 我们现在都知道水的分子式呢

[00:09:08] 是H 2 o 对吧

[00:09:10] 可是直到19 世纪末啊

[00:09:12] H 2

[00:09:13] 这个化学表达式对某些化学家来说呢

[00:09:16] 他也是代表折水啊

[00:09:19] 不过这个水打个引号了

[00:09:20] 而对另一个化学家来说呢

[00:09:22] 他可能表示过氧化氢还有啊

[00:09:26] 像C 2 H 4 这个分子式

[00:09:28] 你要是在19 世纪的化学书上看到的话

[00:09:31] 你如果不看上下文的话

[00:09:33] 你根本不知道他说的是乙烯呢

[00:09:36] 还是沼气

[00:09:37] 我们今天知道沼气其实是一种以甲烷为主要成分的混合气体跟乙烯呢

[00:09:43] 不是一回事儿

[00:09:44] 总的来说啊

[00:09:45] 当时的化学还是混乱不堪的很难找到一个各地都通用的化学分子式里面呢

[00:09:52] 更是鱼龙混杂

[00:09:53] 真真假假的

[00:09:54] 分不清楚

[00:09:55] 而这些化学家们所使用的符号啊

[00:09:57] 和缩写呢

[00:09:58] 那更是五花八门很多呢

[00:10:01] 都是自创的瑞典化学家贝采里乌斯发明了一套命名法则正好啊

[00:10:07] 迎合了化学界的迫切需求

[00:10:09] 他规定化学元素的代号必须使用希腊文或者拉丁文名称的缩写

[00:10:15] 这就是为什么铁元素的代号是F 1

[00:10:19] 因为它源自一个拉丁文的单词表示铁的一个单词银的代号呢

[00:10:24] 是ag 也呢是源自拉丁文中的银的拼写方法

[00:10:29] 但是呢

[00:10:30] 也有很多元素的代号是他们英文名称的缩写

[00:10:34] 例如

[00:10:34] 但它的代号呢

[00:10:35] 是N 为什么是N 呢

[00:10:38] 因为它是英语怎么样

[00:10:43] 大家被我的这种小智慧所折服了吧

[00:10:46] 还有呢养的代号呢

[00:10:48] 是o 他其实就是英语单词的首字母

[00:10:54] 还有

[00:10:54] 新的这个代号呢

[00:10:55] 是H

[00:10:57] 她是英语单词的首字母啊

[00:11:01] 这几个英文单词确实挺难念的

[00:11:03] 所以大家理解一下啊

[00:11:04] 尽管呢化学家们会偶尔有一番整理

[00:11:07] 但总的来说呢

[00:11:09] 19 世纪后半叶的化学界还是一片混乱那么终于到了186 9年有一位脾气古怪

[00:11:16] 不修边幅的化学家横空出世

[00:11:19] 它将改变这种状况

[00:11:21] 这个人呢

[00:11:21] 便是无人不知无人不晓的圣彼得堡大学的教授德米特里门捷列夫门捷列夫出生于1834 年

[00:11:30] 他的出生地呢

[00:11:31] 是在俄罗斯遥远的西伯利亚西部的一个叫做托博尔斯克的地方他家呢

[00:11:37] 很有钱父母呢

[00:11:39] 也都挺有文化

[00:11:40] 而且小孩儿还特别多是一个超大的大家庭

[00:11:44] 关于他家一共有多少个门捷列夫准确的历史记录呢

[00:11:47] 已经找不到了

[00:11:48] 有的资料说呢

[00:11:49] 是14 个

[00:11:50] 也有的资料说呢

[00:11:51] 是17 个

[00:11:53] 但是有一点啊是一致的

[00:11:54] 那就是我们都知道的这个门捷列夫是最小的

[00:11:57] 一个在他还很小的时候他父亲呢

[00:12:00] 是当地一所学校的校长

[00:12:02] 但突然不知怎么地呢

[00:12:04] 就眼睛瞎了工作呢就干不成了于是呢

[00:12:07] 这个家庭的经济来源就没有了还好啊

[00:12:10] 他还有一个非常能干的女强人

[00:12:12] 老妈自己创业

[00:12:14] 搞了一家玻璃厂

[00:12:15] 而且还经营的非常的成功

[00:12:17] 可是啊

[00:12:18] 到了184 8年

[00:12:19] 他们的厄运呢

[00:12:20] 就再次降临一场大火毁掉了整个工厂门捷列夫他家一下子就陷入了贫困中

[00:12:27] 不过他的母亲啊

[00:12:28] 还是真的很厉害

[00:12:30] 他为了让自己最小的这个儿子呢

[00:12:32] 接受良好的教育居然啊

[00:12:34] 带着儿子用搭便车的方式跋涉了60 00多公里来到了圣彼得堡

[00:12:40] 这什么概念啊

[00:12:41] 从中国的最东头

[00:12:42] 上海跑到最西头

[00:12:44] 新疆的卡时也不过就5600 多公里啊

[00:12:47] 注意啊

[00:12:48] 这可不是在现代那个时候可只有马车啊

[00:12:51] 这个故事听上去比孟母三迁的故事还动人

[00:12:54] 这位伟大的母亲啊

[00:12:56] 把门捷列夫送进了一所叫做帕德

[00:12:59] 高崎的寄宿制学校就读

[00:13:01] 没过多久

[00:13:02] 他便去世了

[00:13:03] 临终前还不忘苦口婆心地教导门捷列夫一定要好好读书啊

[00:13:08] 门捷列夫果然是不负重托

[00:13:11] 努力完成了学业

[00:13:13] 并且在当地的一所大学中呢

[00:13:15] 还获得了一个职位

[00:13:16] 在那里啊

[00:13:17] 他是一位称职的化学家

[00:13:19] 但至少在当时呢

[00:13:20] 还谈不上有多出众

[00:13:22] 他的名气更多的呢

[00:13:24] 是来自于他那乱糟糟的头发和胡子

[00:13:27] 因为他一年才修剪一次

[00:13:29] 然后到了186 9年的时候

[00:13:31] 那年门捷列夫是35 岁

[00:13:34] 他开始以好玩的心态琢磨起了元素的排列在当时元素主要呢是用两种方式来分类的一种呢

[00:13:42] 就是原子量这个呢

[00:13:44] 就是根据阿伏加德罗定律来算出来的原子量

[00:13:47] 那么另一种呢

[00:13:48] 就是以元素的自然性质为依据来分类

[00:13:52] 比如说分成金属啊

[00:13:53] 气体啊等等

[00:13:54] 而门捷列夫呢则突破性的洞见到了这两种分类依据啊

[00:14:00] 有可能合并在一张表上面

[00:14:03] 正如在科学史上常常会出现的情况

[00:14:05] 实际啊

[00:14:06] 在三年前有一位英国的业余化学家叫牛

[00:14:10] 朗姿也窥见到了这么一点点端倪

[00:14:13] 他提出啊

[00:14:14] 如果把元素按照原子量来排列的话

[00:14:17] 那么他们似乎每隔八个位置

[00:14:20] 就会重复出现某些相同的自然性质

[00:14:23] 从某种意义上来看这个呢

[00:14:25] 还是看上去挺和谐的

[00:14:27] 但牛老师不太明智的事呢

[00:14:29] 给这个规律起了一个名字叫做八度定律它呢

[00:14:34] 是把元素的排列啊比作是钢琴键盘上的八度音阶弹很有可能呢

[00:14:40] 是因为他在演讲这套理论的时候啊

[00:14:43] 某些言行不当

[00:14:44] 总之呢

[00:14:45] 人们都认为他的这套理论啊

[00:14:47] 挺荒谬的

[00:14:47] 遭到了普遍的嘲笑在一次聚会上呢

[00:14:50] 有些爱开玩笑的家伙呢

[00:14:52] 还问牛朗姿你能不能用你的这些元素给我们弹个小曲儿听听啊这些呢

[00:14:57] 都让牛郎织备受打击

[00:14:59] 他放弃了继续深化自己的理论很快呢

[00:15:03] 他和他的理论都从人们的视线中消失了

[00:15:06] 这个故事呢

[00:15:07] 很有可能又被某些人拿去当做这个挺民科或者支持民科的生动例子啊

[00:15:13] 但是我还是想告诉大家

[00:15:14] 像这样的例子呢

[00:15:15] 只可能发生在一两百年以前

[00:15:18] 现在啊

[00:15:19] 至少在物理和化学领域是不可能发生这样的事情了

[00:15:23] 门捷列夫和牛郎织呢

[00:15:25] 还是有一点不同的他把元素是按七个一组来排列

[00:15:30] 但依据呢是同一种规则

[00:15:32] 突然之间啊

[00:15:33] 他敏锐地发现这个方法看上去超级棒

[00:15:36] 因为元素的自然属性

[00:15:38] 周期性的重复出现了关键数字呢

[00:15:41] 就是这个七而不是八这个发明就是日后著名的化学元素周期表

[00:15:48] 我今天见到天文原来是这样的主播水兄

[00:15:51] 他的这个胸口上呢

[00:15:52] 就贴的这张表据说啊门捷列夫的灵感来源于一种北美的扑克牌游戏叫做空档接龙啊是的就是扫雷旁边的那个小游戏

[00:16:02] 一个人玩的当然呢

[00:16:05] 光有这种扑克牌游戏还不够

[00:16:07] 他还得有一些好耐心

[00:16:09] 因为这种扑克牌游戏玩的时候啊

[00:16:11] 按花色横向排列

[00:16:13] 按数字大小呢

[00:16:15] 竖向排列

[00:16:16] 于是呢

[00:16:16] 门捷列夫用了相似的方法

[00:16:18] 他把化学元素排好后横的一排称之为周期耳竖的一列呢

[00:16:24] 称之为竹就这么样一排之后呢

[00:16:27] 瞬间规律就出现了

[00:16:29] 不论你是横着看

[00:16:30] 还是竖着看都能找到这些元素之间的联系那可谓是横看成岭竖成峰啊

[00:16:38] 尤其是同一族的元素显示出了明显相似的化学性质

[00:16:44] 例如铜的

[00:16:45] 下面就是银银的下面就是金他们都是金属

[00:16:48] 而他们的化学活性呢

[00:16:50] 逐次变化

[00:16:52] 氦氖氩在同一列上

[00:16:55] 他们都是气体

[00:16:56] 不过在这里呢

[00:16:57] 我还是要提醒大家一句

[00:16:59] 真正决定排列顺序的并不是原子量

[00:17:02] 而是电子价

[00:17:04] 但是呢要搞懂这个概念

[00:17:05] 你得回去仔细学习一下高中化学课本才行

[00:17:09] 在门捷列夫的这张表上横向排列的元素呢

[00:17:13] 是按照它们原子核中质子数量由小到大排列的

[00:17:18] 这就是我们所知道的原子序好好

[00:17:22] 我们听个小广告

[00:17:23] 马上回来

[00:17:27] 科学有故事的微信公众号和QQ群都已经开通了

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[00:17:48] 话宇宙岂不快哉

[00:17:52] 关于这个原子的结构和制止的意义啊

[00:17:55] 是我们下一章要讨论的事情

[00:17:58] 今天呢

[00:17:59] 我们只需要欣赏一下元素的排列规律

[00:18:02] 这个清只有一个字子

[00:18:04] 所以呢

[00:18:04] 它的原子序号就是一排在周期表中的一号位儿由原子呢

[00:18:10] 含有92 个字子

[00:18:12] 所以他的位置很靠后原子序号是92

[00:18:15] 顺便说一下啊

[00:18:16] 原子序号与原子量是不同的概念原子量呢

[00:18:21] 其实是原子中的质子和中子的数量加起来

[00:18:25] 所以呢同一种原子可能会有好几种不同的原子量这个概念呢

[00:18:29] 我们后面很快就会用到了

[00:18:31] 不过到这个时候人们还有大量的未知需要去探索

[00:18:36] 比如说这个二号元素氦她呢

[00:18:39] 其实是我们宇宙中最常见的元素

[00:18:42] 但是在之后的30 年中

[00:18:44] 人们对它的了解并没有什么增加原因很简单

[00:18:47] 因为地球上没有天然存在的氦元素

[00:18:50] 你得去太阳上才能找到

[00:18:53] 这个氦元素呢

[00:18:54] 是宇宙中第二丰富的元素

[00:18:56] 但他直到门捷列夫排出周期表的前一年才被发现

[00:19:01] 而且此前啊

[00:19:02] 人们从来没有设想过这种元素的存在

[00:19:06] 他也不是在地球上发现的

[00:19:07] 而是在某次日食的时候

[00:19:10] 通过分光镜发现了她在太阳中的存在

[00:19:14] 这也是他以希腊神话中的太阳神赫利奥斯来命名的原因

[00:19:20] 直到189 5年害才被分离出来

[00:19:23] 但不管怎么说呢

[00:19:24] 我们还是要感谢门捷列夫的发明

[00:19:26] 它使化学有了一个牢固的根基对我们大多数人而言

[00:19:32] 这个元素周期表的美呢

[00:19:34] 是很抽象的

[00:19:35] 但是对于一个化学家来说

[00:19:37] 它所展现出来的秩序和结构之美是无论怎么赞叹都不过分的

[00:19:43] 在一本叫做化学元素应用史的书中作者呢就这么写道

[00:19:48] 毫无疑问化学元素周期表是科学史上最优美的

[00:19:53] 结构化图表没有之一类似这样的评价

[00:19:56] 你还可以在每一本讲述化学发展史的出版物中找到今天呢

[00:20:02] 我们已知的元素一共呢是120 个左右

[00:20:07] 其中R92 种是自然界中存在的有20 多种呢

[00:20:10] 是在实验室中合成的

[00:20:12] 不过具体的数量呢

[00:20:14] 是有一些争议的

[00:20:15] 因为那些合成的重元素存在的时间往往只有多少呢

[00:20:19] 百万分之一秒的时间

[00:20:21] 所以啊化学家们有时会怀疑是否真的检测到了这种元素

[00:20:26] 在门捷列夫那个时代已知的元素呢

[00:20:29] 是63 种

[00:20:30] 但门捷列夫的聪明还体现在他意识到已知的这些元素并不是一副完整的图案

[00:20:37] 还有很多的缺失

[00:20:39] 他的周期表十分精确地预言了

[00:20:41] 那些新元素

[00:20:43] 并且呢

[00:20:43] 一经发现马上就可以安排就位

[00:20:47] 这个呢

[00:20:47] 就是科学的一个重要的特征就是它可以做出精确的预言

[00:20:53] 而且这些预言呢

[00:20:54] 都是可以被检验的

[00:20:56] 但有一个问题就是这个原子序号到底能够被推到多高这个呢

[00:21:01] 就没有人说得清了

[00:21:03] 原子量大于168

[00:21:05] 就被认为是纯粹的一册了

[00:21:07] 但是可以肯定的一点是

[00:21:09] 不论在发现多少元素都可以完美地匹配到门捷列夫那张伟大的表格中

[00:21:15] 对于化学家来说

[00:21:17] 19 世纪还有最后一个重要的惊喜

[00:21:20] 这件事情呢

[00:21:21] 发生在189 6年巴黎的贝克勒尔无意中

[00:21:26] 在一张未曝光的照片底片上搁了一包油盐放进了黑暗的实验抽屉中过了一段时间他把底片拿出来惊讶地发现蚰蜒在底片上啄出了一个深深的印子

[00:21:40] 就好像暴露在阳光下一样很明显啊

[00:21:44] 这种油盐会放出某种射线

[00:21:48] 贝克勒尔想到了他的发现很重要

[00:21:50] 但是呢

[00:21:51] 他却做了一件明智和不明智

[00:21:54] 辩证统一的事情

[00:21:55] 他很不明智的事呢

[00:21:57] 没有自己继续去研究

[00:21:59] 而是把这个发现交给了一位研究生来继续调查

[00:22:03] 但是呢

[00:22:04] 他非常明智的事呢

[00:22:06] 他把这项研究啊交给了一位非凡的研究生

[00:22:09] 而这名研究生不是别人正是玛丽居里大名鼎鼎的居里夫人

[00:22:15] 不过那个时候呢

[00:22:16] 他还不过是刚刚从波兰来的新移民新婚不久

[00:22:20] 她和她的丈夫皮埃尔居里共同发现有一种矿石会持续释放出很大的能量

[00:22:27] 而且矿石本身还不会变小也看不出任何其他的变化

[00:22:32] 这其中的原因呢

[00:22:34] 是居里夫妇当时不可能知道的也不可能有其他人能解释

[00:22:39] 一直要到十多年后

[00:22:40] 爱因斯坦才给出了解释

[00:22:42] 那是因为矿石用一种极为高效的方式把质量转化为了能量

[00:22:49] 居里夫人呢

[00:22:49] 就把这种效应称之为放射性在研究的过程中

[00:22:53] 他们还发现了两种新的元素

[00:22:56] 一种叫坡

[00:22:57] 以他的祖国波兰命名

[00:23:00] 另一种呢

[00:23:01] 叫累

[00:23:02] 这个在拉丁文中就是射线的意思

[00:23:05] 可能很多人会以为啊

[00:23:06] 像居里夫妇这样的物理学家一定是穿着白大褂在高精尖的实验室中用各种精密的仪器和工具提炼放射性元素

[00:23:16] 其实啊

[00:23:17] 完全不是这样真实的情况是他们俩呢

[00:23:21] 其实呢是从几十吨的废矿渣中才提取了0 .1 克的镭

[00:23:27] 为啥要用废矿渣呢

[00:23:28] 很简单

[00:23:28] 因为没钱买不起很昂贵的沥青铀矿只能用非常便宜的价格去收购人家剩下的废矿渣

[00:23:36] 他们的那个实验室啊

[00:23:38] 其实就是一个肮脏的大棚子顶上的还是玻璃的夏天啊

[00:23:42] 热得像烤炉

[00:23:43] 而冬天呢

[00:23:43] 又冷得像冰窖

[00:23:45] 然后他们在这个棚子里面就支起一口大锅

[00:23:48] 每次可以熬20 多公斤的矿渣对的真的是熬

[00:23:52] 然后呢

[00:23:53] 居里夫妇就拿一根大铁棍轮流的搅拌底下还烧着火

[00:23:57] 大家可以脑补一下那个场景啊

[00:23:59] 就跟重庆火锅熬锅底差不多

[00:24:02] 只是他们的那个工作环境要比熬火锅底料的工作环境差上个10 0倍也不止啦

[00:24:08] 而且那个气味呢

[00:24:09] 还极其的难闻

[00:24:10] 就这样他们一熬就是一两年熬了几十吨的矿渣才最终提炼出了0 .1 克的镭

[00:24:18] 所以啊

[00:24:19] 科学发现的结果往往是美妙的

[00:24:21] 而且历史书上永远只会一笔带过记载最辉煌的那一刻

[00:24:26] 但又有几个人能够理解这种过程的漫长和艰辛呢

[00:24:31] 这绝不是一般人能够承受的

[00:24:33] 当然勤奋的居里夫妇得到了他们应有的荣誉

[00:24:37] 190 3年居里夫人和贝克勒尔一起获得了诺贝尔物理学奖

[00:24:42] 这个贝克勒尔真是捡了一个大便宜

[00:24:44] 所以我前面才说呃搞不清他到底是明智还是不明智

[00:24:49] 居里夫人在191 1年的时候呢

[00:24:52] 还第二次获得诺贝尔奖

[00:24:54] 这一次呢

[00:24:54] 他得的是诺贝尔化学奖

[00:24:56] 他是历史上唯一的一位既获得物理学奖又获得化学奖的科学家好啦

[00:25:02] 没想到我说开了就没收住我这集预定的时间呢

[00:25:06] 差不多到现在都已经用完超出了但是呢

[00:25:09] 我还没有讲到本期的主角

[00:25:11] 所以我们今天就给大家加餐了这个居里夫妇发现放射性新元素后呢

[00:25:17] 有一位出生于新西兰的年轻人

[00:25:20] 他当时啊

[00:25:21] 是加拿大蒙特利尔的麦克吉尔大学的物理系主任他的名字

[00:25:27] 今天对于我们这些科学爱好者来说

[00:25:29] 那真的叫如雷贯耳这个呢就是卢瑟福他对这种新的放射性材料产生了浓厚的兴趣

[00:25:37] 他和他的同事索迪一起就发现

[00:25:39] 在这些物质中蕴藏着巨大的能量

[00:25:43] 而地球所产生的绝大部分的热量可能啊

[00:25:46] 都来自于放射性物质的衰变

[00:25:50] 他们俩还发现放射性元素会衰变为其他的元素

[00:25:54] 比如说你今天有一个由原子蛋接着呢

[00:25:57] 就会变成一个铅原子这个发现的意义真的很重大

[00:26:01] 这是一种简单而又纯粹的真正的炼金术从来没有人想到过这种事情

[00:26:07] 居然能在自然界中发生

[00:26:09] 这实在是太奇妙了

[00:26:11] 作为一个实用主义者呢

[00:26:13] 卢瑟福马上就认识到这种放射性物质啊

[00:26:17] 它有实用价值

[00:26:19] 他注意到一种现象

[00:26:20] 任何一块放射性物质衰变掉一半的时间总是相同的

[00:26:26] 他把这个呢称之为半衰期

[00:26:28] 而且啊还非常的稳定

[00:26:31] 这个半衰期啊

[00:26:32] 是一个非常有意思的概念

[00:26:33] 但是普通人呢又很容易误解

[00:26:36] 现在呢

[00:26:37] 我们假设有一种物质

[00:26:38] 它的半衰期是30 秒

[00:26:41] 但是呢

[00:26:41] 那并不是说这种物质中某个原子的寿命是30 秒60 秒90 秒或者任何30 的整数秒

[00:26:49] 其实呢

[00:26:50] 每个原子的生存时间都是一个随机的长度与30 的整数倍毫无关系

[00:26:57] 他很有可能只能生存几秒钟

[00:26:59] 但也可能长达几年几十年甚至几个世纪没有人能够准确的知道

[00:27:05] 但是呢

[00:27:06] 我们却可以准确的知道这些物质从整体上来说

[00:27:11] 它所包含的原子会以每30 秒消失一半的速度衰变掉就是这么奇妙

[00:27:18] 而这种固定不变的半衰速率啊

[00:27:21] 完全可以用来当作某种时钟

[00:27:24] 只要测出某样材料

[00:27:25] 现在包

[00:27:26] 的放射量再测出它的半衰期就能够反推出该材料的年龄

[00:27:32] 他测试了一块沥青矿石

[00:27:34] 这是一种主要的铀矿时

[00:27:36] 他发现这块矿石的年龄至少呢是七一年

[00:27:41] 这就已经大大超出了绝大多数人所坚信的地球的年龄

[00:27:46] 1904 年卢瑟福旅行到了伦敦在105 年前由伦福德伯爵创立的皇家研究所开了一场讲座

[00:27:55] 105 年前绅士们呢还是涂脂抹粉

[00:27:58] 戴着假发细声细气

[00:28:00] 现在啊

[00:28:01] 弹指一挥间

[00:28:02] 这样的时代已经远去了

[00:28:04] 现在呢

[00:28:04] 都已经是维多利亚时代的默契了人们呢

[00:28:07] 把袖子卷得老高显得空无有力卢瑟福来到这里呢

[00:28:12] 是专门宣讲他的放射性衰变理论的他拿出了一块沥青铀矿石老练的说

[00:28:18] 当年凯文勋爵曾书啊

[00:28:20] 如果能找到地球上的其他热源

[00:28:23] 那么它的计算就会被推翻

[00:28:25] 现在我一

[00:28:26] 已经找到这个其他热源了

[00:28:29] 而其实这个时候啊

[00:28:30] 凯尔文勋爵就坐在台下虽然呢年纪已经很大了

[00:28:34] 不一定呢

[00:28:35] 是醒着的卢舍夫在台上铿锵有力的说

[00:28:39] 我们要感谢这种放射性现象

[00:28:41] 他证明了地球的年龄比凯尔文勋爵最终的计算结果24 00万年要古老得多的多啊

[00:28:49] 他每次呢

[00:28:50] 都用一种极为尊敬的语气提到calvin 的名字

[00:28:54] 台下的carry 勋爵

[00:28:56] 每次听到自己的名字都会显得眉开眼笑

[00:28:59] 然而事实上他其实什么也没有听进去

[00:29:02] 他从来就没有接受过地球年龄的其他数字

[00:29:06] 直到他临终之际依然认为自己关于地球年龄的计算工作是对科学最有眼光也是最重要的贡献要比他在热力学方面的贡献伟大得多和历史上的许多科学**一样卢瑟福的新发现也没有受到人们普遍的欢迎

[00:29:24] 至少在当时是这样的赌博

[00:29:26] 您的乔丽一直到20世纪30 年代还死命坚持地球的年龄不会超过8900 万年

[00:29:34] 他的确坚持到了死为止

[00:29:36] 还有些人则只是纯粹的忧虑

[00:29:39] 他们认为啊卢瑟福让地球已经存在的时间实在是太长了点

[00:29:44] 这种情况呢

[00:29:45] 一直到这个放射性年代测定法非常出名了

[00:29:48] 以后又过了几十年

[00:29:50] 人们还是认为地球的实际年龄

[00:29:52] 不过11年科学虽然已经走上了正轨

[00:29:57] 但依然任重而道远

[00:29:59] 凯文勋爵是1907 年去世的门捷列夫也在这一年随他而去与凯文一样门捷列夫身后也是成果累累

[00:30:08] 不过在他生命的最后几年

[00:30:09] 他显得不太消停

[00:30:11] 随着年龄的增长啊

[00:30:12] 他变得越来越怪异

[00:30:14] 她拒绝承认任何新生的事物

[00:30:16] 比如放射性

[00:30:17] 比如

[00:30:17] 电子等等

[00:30:18] 而且呢还变得非常难以相处

[00:30:21] 在他生命的最后几十年他的足迹遍及欧洲

[00:30:25] 人们总是看到她气冲冲地从实验室或者讲座中冲出来

[00:30:29] 为了纪念门捷列夫195 5年发现的第1 01 号元素就是以他的名字命名的就是门

[00:30:38] 这个名字啊

[00:30:38] 取得真的很恰当

[00:30:40] 因为门也是一种不稳定的元素

[00:30:43] 居里夫妇因为放射性而成名

[00:30:45] 但遗憾的是

[00:30:46] 他只看到了这些物质有趣的一面

[00:30:49] 而没有意识到他们可怕的一面到了18 世纪的头几年

[00:30:54] 这个皮埃尔居里啊

[00:30:55] 他就开始感到了放射病的明显症状

[00:30:58] 比如说骨头呢

[00:30:59] 隐隐的作痛

[00:31:00] 浑身不舒服

[00:31:01] 看来呢

[00:31:02] 最终他会走向不治的

[00:31:04] 但我们已经无法确认了

[00:31:06] 因为190 6年当他横穿巴黎的一条马路的时候

[00:31:10] 不幸被一辆马车给撞死了

[00:31:12] 而玛丽娅居里在他的余生中始终干得非常的出色

[00:31:17] 1914 年

[00:31:17] 巴黎大学由研究所在他的帮助下成立尽管有两个诺奖在身

[00:31:23] 但他却一直未能当选为法国科学院的院士很大一部分原因呢

[00:31:28] 是由于他在上敷之后与另一位有家室的物理学家产生了婚外情

[00:31:34] 这位物理学家可能很多人都知道

[00:31:36] 就是大名鼎鼎的郎之万

[00:31:39] 这种被认为是不检点的行为

[00:31:41] 即便是法国人至少是科学院的那帮老头都震惊不已

[00:31:46] 但我这个节目和科学史评话不同啊

[00:31:48] 我一般不扯开谈这些非科学的事情在很长的一段时间内

[00:31:53] 人们总是假定那些拥有巨大能量的物质

[00:31:57] 比如说放射性物质是对人体有益的过去

[00:32:01] 曾经有很长一段时间牙膏盒通便剂的厂家在他们的产品中啊

[00:32:06] 还要添加一种放射性物质叫土

[00:32:09] 在20世纪的20 年代呢

[00:32:11] 很多美国的这种温泉宾馆啊

[00:32:14] 都把它的放射性矿泉当作特色来吸引客流的

[00:32:19] 一直到1838 年消费品中才被禁止添加任何放射性物质

[00:32:24] 但这对于居里夫人来说呢已经为时过晚了

[00:32:28] 1934 年居里夫人死于白血病

[00:32:32] 事实上

[00:32:32] 放射性的危害非常的大

[00:32:34] 而且持续的时间极长

[00:32:36] 即便是到了今天啊

[00:32:37] 居里夫人189 几年

[00:32:39] 用过的稿纸

[00:32:40] 甚至菜谱啊

[00:32:41] 都是相当危险的

[00:32:42] 不能随便接触他生前看过的书呢

[00:32:45] 是被放到内壁是铅皮的盒子中

[00:32:48] 如果有人要阅读的话呢

[00:32:50] 必须要穿上防护服才行的

[00:32:52] 但是我们真的要感谢20 世纪早期的那些原子科学家们正是有了他们在枯燥而高风险的工作中全身心的投入

[00:33:02] 人类才终于确信地球已经是非常非常古老的

[00:33:08] 尽管人类还要花上半个世纪才能真正自信的说出地球准确的年龄

[00:33:14] 但这时候的科学已经进入到了一个伟大而崭新的时代

[00:33:20] 原子时代

[00:33:21] 科学有故事

[00:33:22] 咱们下一期接着聊

[00:33:25] [ 正在播放：Pavane, Op. 50 - John Williams,BBC Concert Orchestra,William Goodchild,Gabriel Fauré

[00:33:40] 普及科学知识

[00:33:42] 传播科学精神

[00:33:44] 崇尚理性思维

[00:33:47] 我们是科学声音

[00:33:53] 昨天呢

[00:33:53] 我到这个上海天文台去听了一场讲座是这个呃著名的引力波发现的那个团队来狗团队的一位华人科学家叫陈雁北教授

[00:34:05] 他来给我们做了一场精彩的讲引力波发现历史的一个报告

[00:34:10] 听讲座的人呢

[00:34:11] 虽然不是很多

[00:34:12] 但有很多老面孔

[00:34:13] 比如说这个水兄啊

[00:34:15] 大家可能知道还有呢

[00:34:17] 像我们天之文**的汤板啊

[00:34:20] 还有很多科学声音的听众也去了

[00:34:22] 我下一周

[00:34:23] 如果有空的话呢

[00:34:24] 我会加做一期特别节目

[00:34:26] 把昨天这场讲座的一些精彩内容呢

[00:34:29] 分享给大家

[00:34:30] 今天下午呢

[00:34:31] 我还跑到旭东的这个工作地点去了一趟

[00:34:34] 大家知道他是上海人民广播电台的一位这个播音主持人啊

[00:34:39] 所以他的工作地点呢

[00:34:40] 是在上海人民广播电台里面啊

[00:34:43] 我去现场看他在这个录音棚里头和水星两个人很high 的做那个天文原来是这样的节目

[00:34:50] 然后还拍了不少的素材

[00:34:52] 到时候呢

[00:34:52] 会把这些视频

[00:34:53] 都放到我们科学声音的工号里头

[00:34:55] 如果旭东的迷妹们想看一看这个高大帅气的旭东是怎么工作的

[00:35:01] 哎

[00:35:01] 可以注意关注一下科学声音的微信公众号啊

[00:35:04] 里面会放出视频

[00:35:06] 而且下了班以后呢

[00:35:07] 我还跟着他一起去了

[00:35:08] 他健身的地方

[00:35:09] 我还拍了他这个练哑铃举杠铃的这些镜头啊啊

[00:35:14] 非常的帅气漂亮

[00:35:16] 然后在回去的路上啊

[00:35:18] 我开车打开电台的节目

[00:35:20] 那一拨到990 a 刚好就在放旭东的节目还真是巧

[00:35:24] 有些人可能会好奇啊

[00:35:25] 我为什么要**旭东的这么多镜头啊

[00:35:27] 其实不瞒大家说我们呢

[00:35:29] 正在做一个叫我和科学声音的故事的纪录片里面呢

[00:35:33] 会记录我们主播和听众们与科学声音的故事

[00:35:37] 所以旭东当然是其中的主角之一啦

[00:35:40] 我呢

[00:35:41] 是这个片子的策划加编剧

[00:35:44] 今天给旭东拍视频的呢

[00:35:45] 其实是央视发现之旅的晨祷啊

[00:35:48] 他也是我们科学声音的忠实的听众也是我们这个纪录片的志愿者在这里呢

[00:35:54] 也提前感谢一下陈导好我们今天的节目就说到这里

[00:35:59] 如果大家觉得我的节目挺好听的话呢

[00:36:01] 别忘了点一下订阅

[00:36:03] 如果你觉得我的节目对你有帮助的话呢

[00:36:05] 也可以赞助以资鼓励

[00:36:07] 好

[00:36:08] 谢谢大家

[00:36:08] 我们下期再见

[00:36:47] 嗯