【科普】元素家族连载
小测试:
1, 下面哪个物质不是化石燃料:
A) 煤
B) 氘
C) 石油
D) 天然气
2, 下面哪个物质不是温室气体:
A) 二氧化碳
B) 水蒸气
C) 氯氟烃
D) 氮气
3, 在( )之后,人类利用和改造自然的能力上升了一个台阶。
A) 法国大革命
B) 地理大发现
C) 工业革命
D) 二次世界大战
4, 节能灯中含有哪一种有害元素
A) 汞
B) 碳
C) 氢
D) 氧
1, 下面哪个物质不是化石燃料:
A) 煤
B) 氘
C) 石油
D) 天然气
2, 下面哪个物质不是温室气体:
A) 二氧化碳
B) 水蒸气
C) 氯氟烃
D) 氮气
3, 在( )之后,人类利用和改造自然的能力上升了一个台阶。
A) 法国大革命
B) 地理大发现
C) 工业革命
D) 二次世界大战
4, 节能灯中含有哪一种有害元素
A) 汞
B) 碳
C) 氢
D) 氧
【元素家族连载18】应对温室效应:哥本哈根会议
地球变暖的后果被部分学者们渲染得很恐怖:两极冰川消融,港口城市、海岛被淹没,甚至发生严重的气候灾难,整个地球变成地狱。这是大众传媒吸引眼球绝好的素材,最有名的就是电影《后天》。
(大家在被电影《后天》中的特技震撼的同时,是不是也有一丝隐忧?随着人类的发展,未来的地球真会向这个方向发展吗?)
在这种大环境下,温室效应越来越往政治化的方向去发展。
首先,海岛国家反应最大,因为随着气候变暖,冰川消融,海平面会越来越高,他们的国家会消失。
( 海岛国家的心情就如同这只北极熊,比如那和我们一衣带水的友好邻邦。)
各种非政府环保组织也很急迫,因为他们以环境保护为己任,拯救人类似乎已成为他们的思维钢印。
大部分欧美发达国家的心态比较平和,他们已经完成了工业化,正在把碳排放严重的工业往发展中国家迁移。他们和海岛国家、非政府环保组织站到一起,希望向碳排放严重的国家征收“碳税”!
美国是世界上最大的“流氓国家”,不仅军费开支超过全球的1/3,其国民也是粗放式的生活,导致目前温室气体排放稳居全球第一。大家的眼光无疑应该聚焦在美国身上,如果世界最强的国家能履行义务,那么后面的事情无疑好谈,大家都会唯它马首是瞻。可惜的是,美国竟然还没有参与《京都议定书》,其流氓嘴脸,昭然若揭。
当然美国有它的小算盘,它将大家的目光转移到了中国。中国在这其中处于很尴尬的境地,因为现在中国是温室气体排放第二大的国家,而其中很多来自于发达国家的产业转移。另外中国自称为发展中国家,但是其国力和政治诉求又远远超过了普通的发展中国家。
(各国都在打自己的小算盘,这已经不是科学问题,而是政治问题。)
在这背景下,2009年12月7-18日在丹麦首都哥本哈根召开了“世界气候大会”,一些媒体将这次会议宣传为:“拯救人类的最后一次机会”。
但是很遗憾,会议没有达成任何实质性的协议,距离旁观者的期望相差甚远:
美国秉承其一贯的嘴脸,只答应比1990年少排放4%。
普京宣布到2020年降低25%碳排放,但是俄罗斯的工业实在太不发达,这个比例意义不大。
欧盟承诺到2050年降低95%,西欧发达国家目前的工业或者被美国干掉,或者转移到中国,对于他们来说,这是比较轻易的事情。
(2009年哥本哈根大会,实质是各大国团体的政治协商会议。)
我们的温总理代表中国参与了这次会议,在压力如此巨大、各方面诉求纵横交错的境地下,他发表了演讲,敏锐地提出:
1、近代工业革命200年来,发达国家排放的二氧化碳占全球排放总量的80%。如果说二氧化碳排放是气候变化的直接原因,谁该承担主要责任就不言自明。无视历史责任,无视人均排放和各国的发展水平,要求近几十年才开始工业化、还有大量人口处于绝对贫困状态的发展中国家承担超出其应尽义务和能力范围的减排目标,是毫无道理的。(你要跟我纠结现在,我就跟你反省过去。)
2、发达国家如今已经过上富裕生活,但仍维持着远高于发展中国家的人均排放,且大多属于消费型排放;相比之下,发展中国家的排放主要是生存排放和国际转移排放。今天全球仍有24亿人以煤炭、木炭、秸秆为主要燃料,有16亿人没有用上电。应对气候变化必须在可持续发展的框架下统筹安排,决不能以延续发展中国家的贫穷和落后为代价。发达国家必须率先大幅量化减排并向发展中国家提供资金和技术支持,这是不可推卸的道义责任,也是必须履行的法律义务。(世界人民是一家,这是大家能坐在一起谈的基础。现在你发达了,还应该想办法带动我们发展中国家这些后富者富起来。这不是你们民主自由国家反复宣传的人性吗?现在不仅要让我们劳动为你们输送产品还要多收我税,典型的反人类!)
3、注重目标的合理性。中国有句成语:千里之行,始于足下。西方也有句谚语:罗马不是一天建成的。应对气候变化既要着眼长远,更要立足当前。(政治家需要有担当,这种担当和政客的投机不一样,作为国家的统治机器必须要有可以切实可行的政策方法,而不只是像一些非政府团体一样喊口号。)
4、到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%-45%,我们的减排目标将作为约束性指标纳入国民经济和社会发展的中长期规划,保证承诺的执行受到法律和舆论的监督。(给出具体数字,而且是“单位国内生产总值”的碳排放。我的总值肯定是要增长的,要不然中国如何发展?但是单位排放下降,既表明态度,也切合实际做法,并给中国的发展留下了足够空间。这些数字在温总理回来以后将成为各级部门、各行各业的沉重负担和变革动力,这其中会有产业整合,也会有新的希望。当然,现在已经是李总理思考的事情了。)
(温总理在哥本哈根会议上的讲话,我们现在应该可以理解他的艰难不易了。)
然而,巨大的反转!
在哥本哈根会议之后,却有些学者提出一些反对的声音,我们列举一点:
1、二氧化碳对气温升高的影响远没有水蒸气、甲烷等物质大。
2、二氧化碳对地球的影响是正面的,二氧化碳浓度升高,可以提升粮食产量。
3、历史上温度升高的时期,都是生物繁衍的比较好的时期,说明温度升高可以有效刺激性欲。
4、即使气温升高,对人类的影响也不是全负面的,比如格陵兰岛、南极北极、青藏高原这些冰封之地也可能成为人类的新家园。
媒体甚至披露了,在哥本哈根会议之前,有些学者对数据进行了作假,将温室效应的后果放大。
更有一些学者用数据说话:地球46亿年的历史上,温度始终在一定范围内升高降低,在过去的两百年里,也根本没有气温上升,碳排放导致温室效应根本就是个骗局!
(真是厉害,竟然能做出这种曲线:黑色的曲线是大气中二氧化碳的含量变化,蓝色曲线是平均气温的变化。从六亿年前到现在,大气中二氧化碳浓度和气温的变化曲线显示:在过去,二氧化碳浓度比现在高很多的时候,气温也没有升高。)
其实,我们不要被一些宣传所热血沸腾,让我们冷静下来想一个问题:这么多年来,动植物一直在平稳呼吸,排放出二氧化碳,人类利用化石燃料也排放出二氧化碳,这些二氧化碳都去哪儿了?难道一直飘在空气中,一直聚集下去吗?为什么我们没有感到窒息呢?
原来,一方面植物的光合作用在不断的通过光合作用吸收二氧化碳,合成糖类。另一方面,我们的地球上有着巨量的碳酸钙,存在于石灰、白垩、大理石等矿物中,它们遇到水和二氧化碳,生成碳酸氢钙,经雨水冲洗,通过小溪、江河,最终汇集到海洋,当它们受热分解时,又变成碳酸钙沉积到海底,形成新的岩石,又释放出二氧化碳。你能想象吗?地球上竟然存在这么一个庞大的二氧化碳缓冲器,它就是碳酸钙!
其实,地球上的生物圈、土壤和矿物已经形成了一个“碳循环”,二氧化碳就这样在其中循环了亿万年,人类每年排放出的二氧化碳只是其中一小部分。
(碳循环示意图,碳原子可以存在于矿物里、空气里、海洋里,但是碳原子不会变化,这就是伟大的“物质不灭定律”!你身上的有些碳原子可能曾经存在于亿万年前恐龙的粪便里,你相信嘛?)
当然,也有学者认为,即使是微量的二氧化碳增加,也可能会发生不可预测的非线性效应,因此,应该时刻关注碳排放对气候的影响。
我不是政治家,但是我想如果从理性的角度来看,仅仅提出一些观念,就强迫全人类按照某种方式来生活,未免过于武断,这些人也负不了这个责任。现在的科学技术已经很发达,可以用不同国家的计算机用不同的算法、程序模拟一下,二氧化碳对于大气的影响,再拿出数据说话,不是更有说服力吗?或者换一种思路,在对地球做出决定之前,先尝试去改变一下我们的兄弟星球:火星、金星,然后再利用这些经验来改造我们的地球,不是更安全吗?这些幻想我们将在下一篇讨论。
不管怎样,温室效应、哥本哈根会议是第一个用科学影响全球政治的事件,这似乎之前只是在科幻小说中发生过,人类将进入全球科学时代,政治家必须懂科学,否则肩负不了责任,民众也必须懂科学,否则将有被奴役的危险,你是不是已经落后了?
(全球科学时代,你准备好了吗?)
地球变暖的后果被部分学者们渲染得很恐怖:两极冰川消融,港口城市、海岛被淹没,甚至发生严重的气候灾难,整个地球变成地狱。这是大众传媒吸引眼球绝好的素材,最有名的就是电影《后天》。
(大家在被电影《后天》中的特技震撼的同时,是不是也有一丝隐忧?随着人类的发展,未来的地球真会向这个方向发展吗?)
在这种大环境下,温室效应越来越往政治化的方向去发展。
首先,海岛国家反应最大,因为随着气候变暖,冰川消融,海平面会越来越高,他们的国家会消失。
( 海岛国家的心情就如同这只北极熊,比如那和我们一衣带水的友好邻邦。)
各种非政府环保组织也很急迫,因为他们以环境保护为己任,拯救人类似乎已成为他们的思维钢印。
大部分欧美发达国家的心态比较平和,他们已经完成了工业化,正在把碳排放严重的工业往发展中国家迁移。他们和海岛国家、非政府环保组织站到一起,希望向碳排放严重的国家征收“碳税”!
美国是世界上最大的“流氓国家”,不仅军费开支超过全球的1/3,其国民也是粗放式的生活,导致目前温室气体排放稳居全球第一。大家的眼光无疑应该聚焦在美国身上,如果世界最强的国家能履行义务,那么后面的事情无疑好谈,大家都会唯它马首是瞻。可惜的是,美国竟然还没有参与《京都议定书》,其流氓嘴脸,昭然若揭。
当然美国有它的小算盘,它将大家的目光转移到了中国。中国在这其中处于很尴尬的境地,因为现在中国是温室气体排放第二大的国家,而其中很多来自于发达国家的产业转移。另外中国自称为发展中国家,但是其国力和政治诉求又远远超过了普通的发展中国家。
(各国都在打自己的小算盘,这已经不是科学问题,而是政治问题。)
在这背景下,2009年12月7-18日在丹麦首都哥本哈根召开了“世界气候大会”,一些媒体将这次会议宣传为:“拯救人类的最后一次机会”。
但是很遗憾,会议没有达成任何实质性的协议,距离旁观者的期望相差甚远:
美国秉承其一贯的嘴脸,只答应比1990年少排放4%。
普京宣布到2020年降低25%碳排放,但是俄罗斯的工业实在太不发达,这个比例意义不大。
欧盟承诺到2050年降低95%,西欧发达国家目前的工业或者被美国干掉,或者转移到中国,对于他们来说,这是比较轻易的事情。
(2009年哥本哈根大会,实质是各大国团体的政治协商会议。)
我们的温总理代表中国参与了这次会议,在压力如此巨大、各方面诉求纵横交错的境地下,他发表了演讲,敏锐地提出:
1、近代工业革命200年来,发达国家排放的二氧化碳占全球排放总量的80%。如果说二氧化碳排放是气候变化的直接原因,谁该承担主要责任就不言自明。无视历史责任,无视人均排放和各国的发展水平,要求近几十年才开始工业化、还有大量人口处于绝对贫困状态的发展中国家承担超出其应尽义务和能力范围的减排目标,是毫无道理的。(你要跟我纠结现在,我就跟你反省过去。)
2、发达国家如今已经过上富裕生活,但仍维持着远高于发展中国家的人均排放,且大多属于消费型排放;相比之下,发展中国家的排放主要是生存排放和国际转移排放。今天全球仍有24亿人以煤炭、木炭、秸秆为主要燃料,有16亿人没有用上电。应对气候变化必须在可持续发展的框架下统筹安排,决不能以延续发展中国家的贫穷和落后为代价。发达国家必须率先大幅量化减排并向发展中国家提供资金和技术支持,这是不可推卸的道义责任,也是必须履行的法律义务。(世界人民是一家,这是大家能坐在一起谈的基础。现在你发达了,还应该想办法带动我们发展中国家这些后富者富起来。这不是你们民主自由国家反复宣传的人性吗?现在不仅要让我们劳动为你们输送产品还要多收我税,典型的反人类!)
3、注重目标的合理性。中国有句成语:千里之行,始于足下。西方也有句谚语:罗马不是一天建成的。应对气候变化既要着眼长远,更要立足当前。(政治家需要有担当,这种担当和政客的投机不一样,作为国家的统治机器必须要有可以切实可行的政策方法,而不只是像一些非政府团体一样喊口号。)
4、到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%-45%,我们的减排目标将作为约束性指标纳入国民经济和社会发展的中长期规划,保证承诺的执行受到法律和舆论的监督。(给出具体数字,而且是“单位国内生产总值”的碳排放。我的总值肯定是要增长的,要不然中国如何发展?但是单位排放下降,既表明态度,也切合实际做法,并给中国的发展留下了足够空间。这些数字在温总理回来以后将成为各级部门、各行各业的沉重负担和变革动力,这其中会有产业整合,也会有新的希望。当然,现在已经是李总理思考的事情了。)
(温总理在哥本哈根会议上的讲话,我们现在应该可以理解他的艰难不易了。)
然而,巨大的反转!
在哥本哈根会议之后,却有些学者提出一些反对的声音,我们列举一点:
1、二氧化碳对气温升高的影响远没有水蒸气、甲烷等物质大。
2、二氧化碳对地球的影响是正面的,二氧化碳浓度升高,可以提升粮食产量。
3、历史上温度升高的时期,都是生物繁衍的比较好的时期,说明温度升高可以有效刺激性欲。
4、即使气温升高,对人类的影响也不是全负面的,比如格陵兰岛、南极北极、青藏高原这些冰封之地也可能成为人类的新家园。
媒体甚至披露了,在哥本哈根会议之前,有些学者对数据进行了作假,将温室效应的后果放大。
更有一些学者用数据说话:地球46亿年的历史上,温度始终在一定范围内升高降低,在过去的两百年里,也根本没有气温上升,碳排放导致温室效应根本就是个骗局!
(真是厉害,竟然能做出这种曲线:黑色的曲线是大气中二氧化碳的含量变化,蓝色曲线是平均气温的变化。从六亿年前到现在,大气中二氧化碳浓度和气温的变化曲线显示:在过去,二氧化碳浓度比现在高很多的时候,气温也没有升高。)
其实,我们不要被一些宣传所热血沸腾,让我们冷静下来想一个问题:这么多年来,动植物一直在平稳呼吸,排放出二氧化碳,人类利用化石燃料也排放出二氧化碳,这些二氧化碳都去哪儿了?难道一直飘在空气中,一直聚集下去吗?为什么我们没有感到窒息呢?
原来,一方面植物的光合作用在不断的通过光合作用吸收二氧化碳,合成糖类。另一方面,我们的地球上有着巨量的碳酸钙,存在于石灰、白垩、大理石等矿物中,它们遇到水和二氧化碳,生成碳酸氢钙,经雨水冲洗,通过小溪、江河,最终汇集到海洋,当它们受热分解时,又变成碳酸钙沉积到海底,形成新的岩石,又释放出二氧化碳。你能想象吗?地球上竟然存在这么一个庞大的二氧化碳缓冲器,它就是碳酸钙!
其实,地球上的生物圈、土壤和矿物已经形成了一个“碳循环”,二氧化碳就这样在其中循环了亿万年,人类每年排放出的二氧化碳只是其中一小部分。
(碳循环示意图,碳原子可以存在于矿物里、空气里、海洋里,但是碳原子不会变化,这就是伟大的“物质不灭定律”!你身上的有些碳原子可能曾经存在于亿万年前恐龙的粪便里,你相信嘛?)
当然,也有学者认为,即使是微量的二氧化碳增加,也可能会发生不可预测的非线性效应,因此,应该时刻关注碳排放对气候的影响。
我不是政治家,但是我想如果从理性的角度来看,仅仅提出一些观念,就强迫全人类按照某种方式来生活,未免过于武断,这些人也负不了这个责任。现在的科学技术已经很发达,可以用不同国家的计算机用不同的算法、程序模拟一下,二氧化碳对于大气的影响,再拿出数据说话,不是更有说服力吗?或者换一种思路,在对地球做出决定之前,先尝试去改变一下我们的兄弟星球:火星、金星,然后再利用这些经验来改造我们的地球,不是更安全吗?这些幻想我们将在下一篇讨论。
不管怎样,温室效应、哥本哈根会议是第一个用科学影响全球政治的事件,这似乎之前只是在科幻小说中发生过,人类将进入全球科学时代,政治家必须懂科学,否则肩负不了责任,民众也必须懂科学,否则将有被奴役的危险,你是不是已经落后了?
(全球科学时代,你准备好了吗?)
小测试:
1, 哪个国家碳排放量最大:
A)中国
B)日本
C)德国
D)美国
2, 哪个国家军费开支最大,超过全球的1/3:
A)中国
B)日本
C)德国
D)美国
3, 下面哪部影片描述了因温室效应导致的全球气候变化的大灾难:
A)《今天》
B)《明天》
C)《后天》
D)《前天》
4, 下面哪些事物可以吸收二氧化碳:(多选)
A)植物
B)动物
C)石灰岩
D)糖
1, 哪个国家碳排放量最大:
A)中国
B)日本
C)德国
D)美国
2, 哪个国家军费开支最大,超过全球的1/3:
A)中国
B)日本
C)德国
D)美国
3, 下面哪部影片描述了因温室效应导致的全球气候变化的大灾难:
A)《今天》
B)《明天》
C)《后天》
D)《前天》
4, 下面哪些事物可以吸收二氧化碳:(多选)
A)植物
B)动物
C)石灰岩
D)糖
【元素家族-连载19】——改造金星、火星(上)
题目有点大。。。
可是也没招啊,毕竟这俩星球是离我们最近的两颗行星,以后地球住不下了,除了月球,咱人类大家族就指望那俩货了。
似乎还有点离题,其实一点也不离题啊,这两颗星球的大气大部分都是二氧化碳,要改造它们首先就是要治理上面的二氧化碳。
(先看看金星、火星的全貌吧,以及它们和地球大小的比较,还是咱地球看起来顺眼吧。)
我们先看金星,大小和地球差不了多少,被称为地球的姊妹星。除去月亮之外,这是距离地球最近的天体,在傍晚或者拂晓的时候,我们用肉眼就可以轻松看到它,那绝对是天空中最亮的星体。我国将傍晚的金星称为“长庚星”,代表马上要进入漫漫长夜,将拂晓的金星称为“启明星”,意味开启光明之意。又将它称为太白金星,传说李白的母亲梦见金星落入腹中,因而取名李太白。在西方,由于金星那柔黄色的光芒,被称为爱与美的化身:爱神,在古希腊神话里的名字叫“阿芙洛狄特”,古罗马神话里的名字被称为我们熟知的“维纳斯”。
(波提切利原作:《阿芙洛狄特的诞生》,西方传说里最早的天神叫乌拉诺斯,他的儿子克洛诺斯割掉了父亲的小鸡鸡,(西方神话无比残忍,大家一定要适应)残根落到了海里,激起了一片泡沫,阿芙洛狄特就在这一片泡沫里诞生了,阿芙洛狄特(Aphrodite)就是“上升的泡沫”的意思。她拥有最完美的身段和容貌,一直被认为是女性体格美的最高象征。“♀”这个符号大家都知道是女性的符号,它最早的意思就是阿芙洛狄特的梳妆镜。)
我们再看火星,火星的表面覆盖着一层红色的氧化铁,所以表现出热烈的红色,又因为它在天空中不断的变换位置,中国古代称之为“荧惑”,西方将火星命名为战神玛尔斯(古希腊名:阿瑞斯),跟阿芙洛狄特正好是一对情人。
(火星被命名为古罗马战神玛尔斯,来源于古希腊神话中的战神阿瑞斯。古罗马人崇尚勇武,对玛尔斯无比崇拜,他已经成为罗马城的保护神。“♂”是男人的意思,就是从玛尔斯的标志来的。)
(阿瑞斯和阿芙洛狄特是一对情人,他们的孩子就是小爱神丘比特,就是那整天背着一副小弓箭到处一边飞一边射年轻少男少女,害得他们死去活来的那小子。)
神话毕竟只是神话,现实的金星可不像维纳斯那般美好,而是一个人间地狱。金星的表面温度达到460-480度,没有水,空气中97%都是二氧化碳,而且到处都有雷暴和酸雨。
(NASA拍摄的金星表面的照片,天上是黄色的硫酸云雾,地上是炙热的还未形成地壳的物质,最长的闪电竟然可以持续15分钟,但丁的《神曲》也描绘不出这样残酷的情状。)
大多数科学家都认为,金星上的高温主要是因为二氧化碳的温室效应。所以有人幻想,金星上原来是有智慧生物的,后来由于他们不珍惜环境,排放了过多的二氧化碳,最终导致了金星变成了现在这样不适合居住的地方,“金星人”也因此而灭绝。于是我们可以猜想,如果我们不珍惜环境,继续这样下去,金星的现在就是我们的未来!
(亿万年之后,是把地球变成金星还是把金星变成地球,取决于我们自己。)
题目有点大。。。
可是也没招啊,毕竟这俩星球是离我们最近的两颗行星,以后地球住不下了,除了月球,咱人类大家族就指望那俩货了。
似乎还有点离题,其实一点也不离题啊,这两颗星球的大气大部分都是二氧化碳,要改造它们首先就是要治理上面的二氧化碳。
(先看看金星、火星的全貌吧,以及它们和地球大小的比较,还是咱地球看起来顺眼吧。)
我们先看金星,大小和地球差不了多少,被称为地球的姊妹星。除去月亮之外,这是距离地球最近的天体,在傍晚或者拂晓的时候,我们用肉眼就可以轻松看到它,那绝对是天空中最亮的星体。我国将傍晚的金星称为“长庚星”,代表马上要进入漫漫长夜,将拂晓的金星称为“启明星”,意味开启光明之意。又将它称为太白金星,传说李白的母亲梦见金星落入腹中,因而取名李太白。在西方,由于金星那柔黄色的光芒,被称为爱与美的化身:爱神,在古希腊神话里的名字叫“阿芙洛狄特”,古罗马神话里的名字被称为我们熟知的“维纳斯”。
(波提切利原作:《阿芙洛狄特的诞生》,西方传说里最早的天神叫乌拉诺斯,他的儿子克洛诺斯割掉了父亲的小鸡鸡,(西方神话无比残忍,大家一定要适应)残根落到了海里,激起了一片泡沫,阿芙洛狄特就在这一片泡沫里诞生了,阿芙洛狄特(Aphrodite)就是“上升的泡沫”的意思。她拥有最完美的身段和容貌,一直被认为是女性体格美的最高象征。“♀”这个符号大家都知道是女性的符号,它最早的意思就是阿芙洛狄特的梳妆镜。)
我们再看火星,火星的表面覆盖着一层红色的氧化铁,所以表现出热烈的红色,又因为它在天空中不断的变换位置,中国古代称之为“荧惑”,西方将火星命名为战神玛尔斯(古希腊名:阿瑞斯),跟阿芙洛狄特正好是一对情人。
(火星被命名为古罗马战神玛尔斯,来源于古希腊神话中的战神阿瑞斯。古罗马人崇尚勇武,对玛尔斯无比崇拜,他已经成为罗马城的保护神。“♂”是男人的意思,就是从玛尔斯的标志来的。)
(阿瑞斯和阿芙洛狄特是一对情人,他们的孩子就是小爱神丘比特,就是那整天背着一副小弓箭到处一边飞一边射年轻少男少女,害得他们死去活来的那小子。)
神话毕竟只是神话,现实的金星可不像维纳斯那般美好,而是一个人间地狱。金星的表面温度达到460-480度,没有水,空气中97%都是二氧化碳,而且到处都有雷暴和酸雨。
(NASA拍摄的金星表面的照片,天上是黄色的硫酸云雾,地上是炙热的还未形成地壳的物质,最长的闪电竟然可以持续15分钟,但丁的《神曲》也描绘不出这样残酷的情状。)
大多数科学家都认为,金星上的高温主要是因为二氧化碳的温室效应。所以有人幻想,金星上原来是有智慧生物的,后来由于他们不珍惜环境,排放了过多的二氧化碳,最终导致了金星变成了现在这样不适合居住的地方,“金星人”也因此而灭绝。于是我们可以猜想,如果我们不珍惜环境,继续这样下去,金星的现在就是我们的未来!
(亿万年之后,是把地球变成金星还是把金星变成地球,取决于我们自己。)
小问题:
1, 被称为维纳斯的星球是:
A)水星
B)金星
C)地球
D)火星
2, 金星大气里97%都是:
A)硫酸
B)氧气
C)二氧化碳
D)氮气
3, 阿瑞斯和阿芙洛狄特的孩子叫:
A)丘比
B)丘比特
C)丘比龙
D)皮卡丘
1, 被称为维纳斯的星球是:
A)水星
B)金星
C)地球
D)火星
2, 金星大气里97%都是:
A)硫酸
B)氧气
C)二氧化碳
D)氮气
3, 阿瑞斯和阿芙洛狄特的孩子叫:
A)丘比
B)丘比特
C)丘比龙
D)皮卡丘
【元素家族-连载20】改造火星、金星(中)
我们当然不希望地球变成金星,而且我们更大的希望是将金星这颗姊妹星改造成适合人类居住的地方,很多人开始异想天开地提出了很多办法。
方案一:用数百颗核弹在金星上爆炸,制造核冬天,让金星冷却下来。
(你们忍心对我的“维纳斯”做这样的事情吗?)
姑且不说这个方案显然在人文上会引起很大的争议,就是从科学的角度来说,第一,核弹爆炸产生的能量需要多久来冷却呢?第二,核弹爆炸带来的辐射要过多久才能消除呢?所以这种方案已经被贴上了“狂人”的标签,如同《三体》中的雷迪亚兹。
方案二:有人指出,金星之所以没有水,是因为金星自转速度太慢,金星绕太阳旋转的公转周期是225个地球日,而它自转一周竟然需要243个地球日,也就是说金星的一天比一年还长。因为如此,其铁质核心就无法产生强大的磁场,强大的太阳风就如入无人之境地侵入了金星的每一个角落,最轻的氢原子就这样被吹散,从金星表面逃逸了。没有了氢原子,水自然就无法存在。因此,如果要改变金星,一是要引入水,二是要将金星转起来,给它一个强大的角动量。
你是不是已经想到了:引导一颗含水量大的彗星,从侧面撞击金星!
(彗星,就是我们常说的“扫帚星”。太阳系中存在着无数的彗星,有人人猜想地球上的水甚至生命就是彗星带给我们的。)
但是这种做法也存在缺陷:
1、星球碰撞可不是开玩笑的,会释放出巨大的能量,这些能量估计要几亿年才能冷却下来,等到那时候黄花菜都凉了。
2、星球碰撞会撞击出无数的碎片,金星距离地球很近,很难保证没有碎片砸到地球上面。我们不能为了拓展自己的生存空间而给自己引来巨大风险。
3、一颗彗星的含水量是有限的,杯水车薪,难道要引导很多颗彗星来撞击吗?这哪是改造工程,分明是让太阳系回到形成初期的混乱时代。
(1994年7月,苏梅克-列维九号彗星撞击木星,其残迹在20多年后的今天还能看得清清楚楚,撞击处还存在着巨大的风暴。先不说木星是一颗气态行星,而金星是固态行星,就是拿金星的体积仅仅是木星的2000分之一多一点来说,用彗星来撞击金星也绝对是冒险之举。)
方案三:只可智取不可强攻,按照温室效应的推理,要想改造金星,实质上是逆二氧化碳的过程。那么,能不能用化学或生物的方法将金星的大气中二氧化碳含量降低,而提高一些非温室气体的含量。
(植物可以吸收二氧化碳,在金星上开展“防护林”工程?可惜的是,地球上的植物在目前的金星上根本存活不了。)
应该说,这种思路是对的,也是改造星球最受人关注的方案。但是目前还没有明确的化学方法能利用金星上的物质来发生这样的化学反应以降低二氧化碳含量,这需要化学家去研究。另外,金星上的大气实在是太厚了,是地球的大气压的90多倍。要消化如此多的二氧化碳,就人类目前的技术水平来说,绝对是愚公移山。
说到这里,大家都能发现,改造金星的难度很大,有人指出,50亿年后,太阳将逐步吞噬掉周围的行星,金星死得比地球还早,还去解救它干嘛呢?不如改造火星,确实,火星对于人类的希望更大。
其实在很早以前,火星就受到科学家乃至民众的关注。
火星的一天是24小时37分钟,不需要狂人用彗星去撞它,我们就能够很好地处理好时差。火星上,冬天的温度低到只有零下140度,而在夏天的赤道上,最高可以达到20多度。对于我们这些娇弱的人类来说,这在外太空天体中已经是一个很不错的温度了。
更加吸引人的是火星上有两个月亮,那将是一幅什么样的夜景?
(火星实景,蓝色的是太阳。什么?火星的月亮?两个?那俩货太小了,基本看不到。)
火星对人类的吸引力很大,这是一个很长的故事。1877年,火星离地球特别近,意大利米兰的一位观测者乔范尼·夏帕雷利用望远镜对准了火星,他惊异地发现,在火星的圆面上布满了极细的直线所构成的网状系统。他把这些线条称为“Canali”,这在意大利文中的意义是“沟渠”。然而,这个字在译成英文时被译成了“运河”,这一词不达意的翻译让火星的名气越来越响。
后来,美国天文学家洛维尔建造了一座天文台,专门研究火星,经过他的观察,绘制了很详细的火星运河图。他认为:这些“运河”太直了,不可能自然形成,只能用火星上存在智慧生命来解释,而且他们已经拥有相当先进的技术,建立了全球的运河网络,用以灌溉大量的农田。
(乔范尼·夏帕雷利手绘的火星图,笔直的线条被认为是“运河”。)
就这样,火星成为了很多科幻小说关注的焦点,大家都在幻想火星上的智慧生物是什么样的。最经典的形象来自于科幻作家乔治·威尔斯1898年发表的《世界大战》中,如同水母的形状,这部小说最近几年才被拍成电影。
( 汤姆克鲁斯主演的电影《世界大战》,火星人入侵地球,最后被微生物搞死了。这部科幻中水母状火星人的形象深入人心,甚至影响到经典游戏“星际争霸II”中超级兵种的设计。)
我们当然不希望地球变成金星,而且我们更大的希望是将金星这颗姊妹星改造成适合人类居住的地方,很多人开始异想天开地提出了很多办法。
方案一:用数百颗核弹在金星上爆炸,制造核冬天,让金星冷却下来。
(你们忍心对我的“维纳斯”做这样的事情吗?)
姑且不说这个方案显然在人文上会引起很大的争议,就是从科学的角度来说,第一,核弹爆炸产生的能量需要多久来冷却呢?第二,核弹爆炸带来的辐射要过多久才能消除呢?所以这种方案已经被贴上了“狂人”的标签,如同《三体》中的雷迪亚兹。
方案二:有人指出,金星之所以没有水,是因为金星自转速度太慢,金星绕太阳旋转的公转周期是225个地球日,而它自转一周竟然需要243个地球日,也就是说金星的一天比一年还长。因为如此,其铁质核心就无法产生强大的磁场,强大的太阳风就如入无人之境地侵入了金星的每一个角落,最轻的氢原子就这样被吹散,从金星表面逃逸了。没有了氢原子,水自然就无法存在。因此,如果要改变金星,一是要引入水,二是要将金星转起来,给它一个强大的角动量。
你是不是已经想到了:引导一颗含水量大的彗星,从侧面撞击金星!
(彗星,就是我们常说的“扫帚星”。太阳系中存在着无数的彗星,有人人猜想地球上的水甚至生命就是彗星带给我们的。)
但是这种做法也存在缺陷:
1、星球碰撞可不是开玩笑的,会释放出巨大的能量,这些能量估计要几亿年才能冷却下来,等到那时候黄花菜都凉了。
2、星球碰撞会撞击出无数的碎片,金星距离地球很近,很难保证没有碎片砸到地球上面。我们不能为了拓展自己的生存空间而给自己引来巨大风险。
3、一颗彗星的含水量是有限的,杯水车薪,难道要引导很多颗彗星来撞击吗?这哪是改造工程,分明是让太阳系回到形成初期的混乱时代。
(1994年7月,苏梅克-列维九号彗星撞击木星,其残迹在20多年后的今天还能看得清清楚楚,撞击处还存在着巨大的风暴。先不说木星是一颗气态行星,而金星是固态行星,就是拿金星的体积仅仅是木星的2000分之一多一点来说,用彗星来撞击金星也绝对是冒险之举。)
方案三:只可智取不可强攻,按照温室效应的推理,要想改造金星,实质上是逆二氧化碳的过程。那么,能不能用化学或生物的方法将金星的大气中二氧化碳含量降低,而提高一些非温室气体的含量。
(植物可以吸收二氧化碳,在金星上开展“防护林”工程?可惜的是,地球上的植物在目前的金星上根本存活不了。)
应该说,这种思路是对的,也是改造星球最受人关注的方案。但是目前还没有明确的化学方法能利用金星上的物质来发生这样的化学反应以降低二氧化碳含量,这需要化学家去研究。另外,金星上的大气实在是太厚了,是地球的大气压的90多倍。要消化如此多的二氧化碳,就人类目前的技术水平来说,绝对是愚公移山。
说到这里,大家都能发现,改造金星的难度很大,有人指出,50亿年后,太阳将逐步吞噬掉周围的行星,金星死得比地球还早,还去解救它干嘛呢?不如改造火星,确实,火星对于人类的希望更大。
其实在很早以前,火星就受到科学家乃至民众的关注。
火星的一天是24小时37分钟,不需要狂人用彗星去撞它,我们就能够很好地处理好时差。火星上,冬天的温度低到只有零下140度,而在夏天的赤道上,最高可以达到20多度。对于我们这些娇弱的人类来说,这在外太空天体中已经是一个很不错的温度了。
更加吸引人的是火星上有两个月亮,那将是一幅什么样的夜景?
(火星实景,蓝色的是太阳。什么?火星的月亮?两个?那俩货太小了,基本看不到。)
火星对人类的吸引力很大,这是一个很长的故事。1877年,火星离地球特别近,意大利米兰的一位观测者乔范尼·夏帕雷利用望远镜对准了火星,他惊异地发现,在火星的圆面上布满了极细的直线所构成的网状系统。他把这些线条称为“Canali”,这在意大利文中的意义是“沟渠”。然而,这个字在译成英文时被译成了“运河”,这一词不达意的翻译让火星的名气越来越响。
后来,美国天文学家洛维尔建造了一座天文台,专门研究火星,经过他的观察,绘制了很详细的火星运河图。他认为:这些“运河”太直了,不可能自然形成,只能用火星上存在智慧生命来解释,而且他们已经拥有相当先进的技术,建立了全球的运河网络,用以灌溉大量的农田。
(乔范尼·夏帕雷利手绘的火星图,笔直的线条被认为是“运河”。)
就这样,火星成为了很多科幻小说关注的焦点,大家都在幻想火星上的智慧生物是什么样的。最经典的形象来自于科幻作家乔治·威尔斯1898年发表的《世界大战》中,如同水母的形状,这部小说最近几年才被拍成电影。
( 汤姆克鲁斯主演的电影《世界大战》,火星人入侵地球,最后被微生物搞死了。这部科幻中水母状火星人的形象深入人心,甚至影响到经典游戏“星际争霸II”中超级兵种的设计。)
小测试:
1, 金星为什么那么热(多选)
A) 离太阳近
B) 二氧化碳多
C) 空气太厚
D) 离地球近
2, 火星有几颗卫星?
A)0
B)1
C)2
D)3
3, 《世界大战》的主演是谁?
A) 汤姆克鲁斯
B) 汤姆汉克斯
C) 汤姆索亚历险记
D) 汤姆猫
1, 金星为什么那么热(多选)
A) 离太阳近
B) 二氧化碳多
C) 空气太厚
D) 离地球近
2, 火星有几颗卫星?
A)0
B)1
C)2
D)3
3, 《世界大战》的主演是谁?
A) 汤姆克鲁斯
B) 汤姆汉克斯
C) 汤姆索亚历险记
D) 汤姆猫
【元素家族-连载21】改造金星、火星(下)
等到人类掌握了航天技术,美国、俄罗斯(前苏联)、欧洲甚至印度都多次成功发射了飞往火星的航天器,中国和日本也尝试了,但是都失败了,路漫漫其修远兮啊!
尤其是最近几年,美国的“勇气号”、“机遇号”和“好奇号”火星车相继在火星上着陆,带回来了更多的实景照片,让胸怀美好憧憬的人们大失所望。原来,火星表面基本和沙漠没什么两样,布满了红色的氧化铁,还经常刮起沙尘暴,比地球上凶残很多倍,最厉害的时候会席卷火星整个表面。至于之前我们在地球上观测到的“河网”,原来只是一些峡谷和裂缝,之前望远镜里出现的不过是肉眼的错觉。
但是好事者还是很多,很多天文爱好者在NASA发布的照片里用放大镜来寻找,这些怀疑论者自以为找到了一些蛛丝马迹,并论证火星上有智慧,甚至有类似于人类的“火星人”!之前在硼元素的最后,我们发的那张火星上的“人脸”也是证据之一。
(“好奇号”火星车拍摄的火星表面,天文爱好者在照片的细小处发现了一个“正在等公交车的女人”。)
然而,最新的科学发现不是让我们一无所获,之前绕火星的探测器就已经发现,火星上有很多干涸了的河床,它们已经滴水无存,可是仍然弯弯曲曲,支脉丛生,有的地方还清晰可见一些海岛和三角洲。科学家们推测,火星在几十亿年前被大量的水体覆盖!
(火星上干涸了的河床,说明火星曾经被水覆盖。)
在地球上,公认的:有水的地方就可能有生命。这一点在火星上是不是成立呢?谁也不知道,因为不可能有人搭乘多拉爱梦的时光机穿越到几十亿年前的火星上去检查一下的,但是如果能在现在的火星上找到亿万年前生物的化石,那将是非常令人振奋的消息。
(好奇号火星车,它会继续给我们带来什么样的新发现吗?)
火星的过去再怎样振奋人心也只能代表过去,最多让我们去探索使火星的气候变化的原因,对保护地球的气候条件具有重大意义。更重大的意义在未来,如果火星是一枚可造之材,经过我们的改造能重聚生气,那是我们最想看到的。
(移居火星之梦:将红色的火星变成蓝色!其实真实的情况应该恰恰相反,火星上本来有海洋,现在没有了,由蓝变红了。)
前面提到火星的表面是比较冷的,这一点不是最坏的,经过前面金星情况的描述,大家也应该能感受到了,由热入冷难,由冷入热易。大不了让火星来一次温室效应呗,对了!很多人都是这个思路!
火星的大气很稀薄,气压只有地球的1%,虽然其中95%都是二氧化碳,但还是太稀少了,加上火星距离太阳更远,也就无法锁定更多的热量。如果能有方法引入更多的二氧化碳,只要多产生一点的温室效应,让火星比现在热一点点,气温就不是问题。
(NASA为火星准备好的下一代火星车,肩负着排放二氧化碳的重任,MOXIE意思就是碳酸饮料厂里的二氧化碳发生器。不同的是,这种发生器可以在无水的地方工作,通过锆电解从火星空气中直接生产氧气和一氧化碳,并合成二氧化碳。)
当然,二氧化碳的温室效应只是改造火星的第一步,我们无法生活中一个充满二氧化碳的世界里,接下来还有很多问题需要解决。比如说,火星上的水如何解决?科学家们猜想亿万年以前的水仍然在火星上,只不过已经从地表渗入到了地下,那么如何将其释放出来也是一个问题。另外再比如说,火星上还存在着一个巨大的臭氧层空洞,我们无法生活在一个充满辐射的世界里。
(就在几天前的2015年9月28日,NASA发布了一个令人振奋的消息:“在某些特定的情况下,火星表面存在液态水。”NASA迫于经费的压力,总是要隔段时间发布一些包装很精美的消息,这样才会有人不断关注他们的工作,让他们不至于失业,这其实是一种悲哀了。其实之前早就有人在研究火星的照片和光谱,今年上半年就有人发表论文,证明火星表面具有含卤素的水,只是这些水不适合人类饮用。)
把这些问题都解决以后,人类再去火星种植植物,通过光合作用制造氧气,这是一个漫长的过程。专家估计,改造火星计划开展之后,50年就可以制造大气,再过50年可以在火星上散步,但接下来大概需要1000年制造氧气,这一千年内需要火星的开拓者们不停地种植植物。
(荷兰一家机构近期推出单程前往火星移民的“火星一号”计划,11美元报名费,全球八万多人报名,但是目前被指为骗局。)
改造金星、火星这种科幻话题似乎脱离生活太远,其实思考这些话题,其更大的意义在于:
1、给予我们现在的生活方式一些思考和警示。
2、研究行星的发展史,地球未来向何处去。
3、研究不同类型的行星,它们是因为什么原因才呈现出现在的样子。地球上能产生智慧生物是不是宇宙中的一个巧合?
4、人类未来的家园是一种什么样的形态,是不是存在一些环境和地球相差甚远的地方也能成为人类未来的家园?
(一定要生活在星球上吗?也许自给自足的太空城是更好的选择。)
最后,还有一个更疯狂的方案给大家分享一下,我不知道这个方案是不是来自于这本书《男人来自火星、女人来自金星》,他反正是想重新撮合维纳斯和玛尔斯在一起:让火星和金星撞一次!对啊!男人和女人结合在一起激情碰撞,咱们后代的问题都解决了,这难道就是来自古希腊的神谕吗?
等到人类掌握了航天技术,美国、俄罗斯(前苏联)、欧洲甚至印度都多次成功发射了飞往火星的航天器,中国和日本也尝试了,但是都失败了,路漫漫其修远兮啊!
尤其是最近几年,美国的“勇气号”、“机遇号”和“好奇号”火星车相继在火星上着陆,带回来了更多的实景照片,让胸怀美好憧憬的人们大失所望。原来,火星表面基本和沙漠没什么两样,布满了红色的氧化铁,还经常刮起沙尘暴,比地球上凶残很多倍,最厉害的时候会席卷火星整个表面。至于之前我们在地球上观测到的“河网”,原来只是一些峡谷和裂缝,之前望远镜里出现的不过是肉眼的错觉。
但是好事者还是很多,很多天文爱好者在NASA发布的照片里用放大镜来寻找,这些怀疑论者自以为找到了一些蛛丝马迹,并论证火星上有智慧,甚至有类似于人类的“火星人”!之前在硼元素的最后,我们发的那张火星上的“人脸”也是证据之一。
(“好奇号”火星车拍摄的火星表面,天文爱好者在照片的细小处发现了一个“正在等公交车的女人”。)
然而,最新的科学发现不是让我们一无所获,之前绕火星的探测器就已经发现,火星上有很多干涸了的河床,它们已经滴水无存,可是仍然弯弯曲曲,支脉丛生,有的地方还清晰可见一些海岛和三角洲。科学家们推测,火星在几十亿年前被大量的水体覆盖!
(火星上干涸了的河床,说明火星曾经被水覆盖。)
在地球上,公认的:有水的地方就可能有生命。这一点在火星上是不是成立呢?谁也不知道,因为不可能有人搭乘多拉爱梦的时光机穿越到几十亿年前的火星上去检查一下的,但是如果能在现在的火星上找到亿万年前生物的化石,那将是非常令人振奋的消息。
(好奇号火星车,它会继续给我们带来什么样的新发现吗?)
火星的过去再怎样振奋人心也只能代表过去,最多让我们去探索使火星的气候变化的原因,对保护地球的气候条件具有重大意义。更重大的意义在未来,如果火星是一枚可造之材,经过我们的改造能重聚生气,那是我们最想看到的。
(移居火星之梦:将红色的火星变成蓝色!其实真实的情况应该恰恰相反,火星上本来有海洋,现在没有了,由蓝变红了。)
前面提到火星的表面是比较冷的,这一点不是最坏的,经过前面金星情况的描述,大家也应该能感受到了,由热入冷难,由冷入热易。大不了让火星来一次温室效应呗,对了!很多人都是这个思路!
火星的大气很稀薄,气压只有地球的1%,虽然其中95%都是二氧化碳,但还是太稀少了,加上火星距离太阳更远,也就无法锁定更多的热量。如果能有方法引入更多的二氧化碳,只要多产生一点的温室效应,让火星比现在热一点点,气温就不是问题。
(NASA为火星准备好的下一代火星车,肩负着排放二氧化碳的重任,MOXIE意思就是碳酸饮料厂里的二氧化碳发生器。不同的是,这种发生器可以在无水的地方工作,通过锆电解从火星空气中直接生产氧气和一氧化碳,并合成二氧化碳。)
当然,二氧化碳的温室效应只是改造火星的第一步,我们无法生活中一个充满二氧化碳的世界里,接下来还有很多问题需要解决。比如说,火星上的水如何解决?科学家们猜想亿万年以前的水仍然在火星上,只不过已经从地表渗入到了地下,那么如何将其释放出来也是一个问题。另外再比如说,火星上还存在着一个巨大的臭氧层空洞,我们无法生活在一个充满辐射的世界里。
(就在几天前的2015年9月28日,NASA发布了一个令人振奋的消息:“在某些特定的情况下,火星表面存在液态水。”NASA迫于经费的压力,总是要隔段时间发布一些包装很精美的消息,这样才会有人不断关注他们的工作,让他们不至于失业,这其实是一种悲哀了。其实之前早就有人在研究火星的照片和光谱,今年上半年就有人发表论文,证明火星表面具有含卤素的水,只是这些水不适合人类饮用。)
把这些问题都解决以后,人类再去火星种植植物,通过光合作用制造氧气,这是一个漫长的过程。专家估计,改造火星计划开展之后,50年就可以制造大气,再过50年可以在火星上散步,但接下来大概需要1000年制造氧气,这一千年内需要火星的开拓者们不停地种植植物。
(荷兰一家机构近期推出单程前往火星移民的“火星一号”计划,11美元报名费,全球八万多人报名,但是目前被指为骗局。)
改造金星、火星这种科幻话题似乎脱离生活太远,其实思考这些话题,其更大的意义在于:
1、给予我们现在的生活方式一些思考和警示。
2、研究行星的发展史,地球未来向何处去。
3、研究不同类型的行星,它们是因为什么原因才呈现出现在的样子。地球上能产生智慧生物是不是宇宙中的一个巧合?
4、人类未来的家园是一种什么样的形态,是不是存在一些环境和地球相差甚远的地方也能成为人类未来的家园?
(一定要生活在星球上吗?也许自给自足的太空城是更好的选择。)
最后,还有一个更疯狂的方案给大家分享一下,我不知道这个方案是不是来自于这本书《男人来自火星、女人来自金星》,他反正是想重新撮合维纳斯和玛尔斯在一起:让火星和金星撞一次!对啊!男人和女人结合在一起激情碰撞,咱们后代的问题都解决了,这难道就是来自古希腊的神谕吗?
小测试:
1, 火星是什么颜色的
A) 红
B) 黄
C) 蓝
D) 绿
2, 要改造火星,需要做什么?(多选)
A) 提升温度
B) 种树植草
C) 引来水源
D) 填补臭氧层空洞
1, 火星是什么颜色的
A) 红
B) 黄
C) 蓝
D) 绿
2, 要改造火星,需要做什么?(多选)
A) 提升温度
B) 种树植草
C) 引来水源
D) 填补臭氧层空洞
最近太忙,没有更新,对不住大家。
白天要忙工作,现在年底收钱很累,经常出差。晚上回家还要陪老婆和俩娃,希望大家理解啊!
今晚一定更新!
白天要忙工作,现在年底收钱很累,经常出差。晚上回家还要陪老婆和俩娃,希望大家理解啊!
今晚一定更新!
【元素家族-连载22】终结“生命力学说”——有机化学的诞生
很抱歉我们还得在碳元素这里多呆一段时间,毕竟碳是组成生命的元素。我们身体的组成物质:蛋白质、糖、脂肪、维生素等都含有碳元素。我们把除去一氧化碳、二氧化碳、氰化物等含碳的化合物统称为有机物,意思是“有生机的物质”,如果满打满算,现在发现的有机物少说就有好几千万种,所以这是一个比化学元素大得多的超级家族。而在这其中,碳元素就是有机物的骨架。
之所以把这些物质称为“有机”,其实是来源于漫长的历史中人们的一些错误认识。追其溯源,来源于西方历史上的一种叫做“二元论”的东西。这是个什么东西呢,上升到哲学高度,就是说:精神是精神,物质是物质,二者根本就是两种东西。物质是没有精神的灵性的,精神完全独立于物质,比如人的灵魂,都是用这东西来解释的。这种思想的集大成者是法国哲学家:笛卡尔。
( 笛卡尔是法国伟大的哲学家、物理学家、数学家、神学家,他的名言:“我思故我在!”这里为了吸引人气,我们说说他的八卦,话说他50多岁以后成为了18岁瑞典公主的数学老师,然后他们相爱了,这当然是王室不允许的,因为当时的笛卡尔也就是个穷酸教师。公主为此苦苦相争,笛卡尔还是被赶走,在流浪漂泊的路上他写了13封情书给公主,前12封因为过于赤裸裸都被防火墙拦截了,万般无奈,笛卡尔寄出了最后一封,只有一则公式:r= 1 + cosθ,果然穿越了防线,公主看了以后秒懂,原来这就是传说中的“心脏线”。后来公主成为瑞典女王,再派人去找之前的老情人,可惜的是,笛卡尔已经死于黑死病了。)
二元论在化学上的体现就是“生命力学说”,化学家认为,生命以外的物质都属于无机物,生命之所以有活力,原因在于生命中存在有含有生命力的物质,化学家的责任就是要研究有机物质如何产生“生命力”,以及这种“生命力”是如何转化的。在那个年代里,无机物质被大量合成出来,但是有机物却只能从动植物中提取,原因就在于当时大家认为:要想从无机物质合成有机物质,那是不可能的。
当时持有这种观点的代表人物就是瑞典大科学家贝采里乌斯,他在科学领域是一个类似孔子的角色,培养了众多学生。他一直到56岁才结婚,老婆才24岁,是瑞典国务大臣的女儿,当他从教堂把他新婚的娇妻带回家以后,这个女人惊呆了,原来贝采里乌斯的家里东倒西歪地睡了20几个学生。估计就是这原因,让这位大科终生无嗣。他和他的学生们在我们后面的故事里还会多次亮相,在这里他先扮演配角,主角是他的学生。
【瑞典大科贝采里乌斯,他第一个提出用元素的简称,也就是我们目前看到的碳(C),氧(O),氢(H)等,我们这些学子们真得感谢他,如果不是他,我们还得多写几个字多背几个单词。他和道尔顿、波义耳、拉瓦锡并称为现代化学之父。“现代化学”好悲催,竟然有四个爸爸。】
这位大牛在现实中没有子嗣,在科学领域则是非常“open”,他除了是“现代化学”的爸爸,还被称为“有机化学之父”,他第一个提出了“有机化学”的说法,而且他还指出:有机物也遵守“定组成定律”。也就是说,有机物发生化学反应不会掉一个原子,也不会凭空多出来一个原子,符合物质不灭定律。
但由于他本身就是一个二元论者,在电化学领域,他在戴维的实验基础上,提出了电化二元论。在有机化学领域,他也没有能打破“生命力学说”,而是成为了“生命力学说”的权威,等待他的学生来打破他的权威。
(贝采尼乌斯最早的元素符号表。其中关于水的分子表述都是错的,但是这不能掩盖他的伟大。)
这个主角就是维勒,也算是化学史上非常有名的一个德国人,他也是之前铍元素的发现者之一,在后面的一些故事里我们还会经常见到他。除了发现新元素,他还顶着巨大风险,在氢氰酸盐方面研究很多,他最早证明了氢氰酸就是氢、碳、氮、氧的化合物。紧接着,他又制取了氰酸钾、氰酸银这些氰酸盐,希望了解他们的性质。
有一天,维勒加热氨水和氢氰酸的混合物,想要制取氰酸铵,结果得到的物质与之前的氰酸盐类根本不一样。维勒根本没有意识到原来他在面对另一个伟大的发现,一直在重复试验。经过了4年的仔细研究,他终于发现他得到的不是无机的氰酸盐,而是常见的尿素,有机物第一次被人们用无机物合成出来了!
(从小在家做电化学实验,将自己的亲妹妹击伤的熊孩子,因为爱好科学发现没少被父母臭骂,还好最后修成正果,在化学史上留下自己的名字。)
维勒制造出尿素之后,给了化学家们巨大的鼓舞,醋酸、酒石酸等有机物如雨后春笋般地被制造出来,人们终于意识到:有机物也是一种普通的物质,根本没有什么“生命力”在里面,“生命力学说”该破产了!
长久以来,各种类型的宗教都告诉人民,人是神创造的,因此人必须接受神和神使们的统治。即使哥白尼提出日心说,即使牛顿告诉我们万物之间皆有引力,即使化学家们发现了那么多神奇的现象,新创造了世界上没有的物质。宗教观念仍然抱着“生命力学说”这最后一根稻草:你们说的都对,但是“生命力”是上帝创造的,生命之所以有灵气是因为上帝创造了“生命力”埋藏在有机物里面。
因此,维勒的发现不仅影响了化学界,更是给摇摇欲坠的宗教统治宣布了死刑。
(“生命力学说”被打破,“神创论”可以休矣。设计台词:上帝老爹,你该哪去哪去吧。)
贝采里乌斯并没有因为自己是权威而压制维勒,在维勒公布自己的发现之后,他受到启发,想到之前维勒和另一位德国化学家李比希因为雷酸和氢氰酸发生过一场论战,这很类似氰酸铵和尿素,也是同样的化学组成,但是化学性质完全不同。类似的情况还有葡萄酸和酒石酸。
他认为应该提出一个新概念:同分异构体。意思就是,相同组分,不同结构的物质。这让化学家们意识到,研究有机化学和之前的无机化学不一样,不仅是画出分子式就可以了,还需要研究分子的结构,有些物质的分子式虽然一样,但是会因为结构不同而表现出不同的化学性质。
有机化学----碳的化合物的化学,从诞生一开始就与传统的无机化学不一样,让化学家们更多地去研究分子内部结构,让化学家对物质组成的认识又前进了一大步。
(瑞典首都斯德哥尔摩,贝采里乌斯雕像。)
很抱歉我们还得在碳元素这里多呆一段时间,毕竟碳是组成生命的元素。我们身体的组成物质:蛋白质、糖、脂肪、维生素等都含有碳元素。我们把除去一氧化碳、二氧化碳、氰化物等含碳的化合物统称为有机物,意思是“有生机的物质”,如果满打满算,现在发现的有机物少说就有好几千万种,所以这是一个比化学元素大得多的超级家族。而在这其中,碳元素就是有机物的骨架。
之所以把这些物质称为“有机”,其实是来源于漫长的历史中人们的一些错误认识。追其溯源,来源于西方历史上的一种叫做“二元论”的东西。这是个什么东西呢,上升到哲学高度,就是说:精神是精神,物质是物质,二者根本就是两种东西。物质是没有精神的灵性的,精神完全独立于物质,比如人的灵魂,都是用这东西来解释的。这种思想的集大成者是法国哲学家:笛卡尔。
( 笛卡尔是法国伟大的哲学家、物理学家、数学家、神学家,他的名言:“我思故我在!”这里为了吸引人气,我们说说他的八卦,话说他50多岁以后成为了18岁瑞典公主的数学老师,然后他们相爱了,这当然是王室不允许的,因为当时的笛卡尔也就是个穷酸教师。公主为此苦苦相争,笛卡尔还是被赶走,在流浪漂泊的路上他写了13封情书给公主,前12封因为过于赤裸裸都被防火墙拦截了,万般无奈,笛卡尔寄出了最后一封,只有一则公式:r= 1 + cosθ,果然穿越了防线,公主看了以后秒懂,原来这就是传说中的“心脏线”。后来公主成为瑞典女王,再派人去找之前的老情人,可惜的是,笛卡尔已经死于黑死病了。)
二元论在化学上的体现就是“生命力学说”,化学家认为,生命以外的物质都属于无机物,生命之所以有活力,原因在于生命中存在有含有生命力的物质,化学家的责任就是要研究有机物质如何产生“生命力”,以及这种“生命力”是如何转化的。在那个年代里,无机物质被大量合成出来,但是有机物却只能从动植物中提取,原因就在于当时大家认为:要想从无机物质合成有机物质,那是不可能的。
当时持有这种观点的代表人物就是瑞典大科学家贝采里乌斯,他在科学领域是一个类似孔子的角色,培养了众多学生。他一直到56岁才结婚,老婆才24岁,是瑞典国务大臣的女儿,当他从教堂把他新婚的娇妻带回家以后,这个女人惊呆了,原来贝采里乌斯的家里东倒西歪地睡了20几个学生。估计就是这原因,让这位大科终生无嗣。他和他的学生们在我们后面的故事里还会多次亮相,在这里他先扮演配角,主角是他的学生。
【瑞典大科贝采里乌斯,他第一个提出用元素的简称,也就是我们目前看到的碳(C),氧(O),氢(H)等,我们这些学子们真得感谢他,如果不是他,我们还得多写几个字多背几个单词。他和道尔顿、波义耳、拉瓦锡并称为现代化学之父。“现代化学”好悲催,竟然有四个爸爸。】
这位大牛在现实中没有子嗣,在科学领域则是非常“open”,他除了是“现代化学”的爸爸,还被称为“有机化学之父”,他第一个提出了“有机化学”的说法,而且他还指出:有机物也遵守“定组成定律”。也就是说,有机物发生化学反应不会掉一个原子,也不会凭空多出来一个原子,符合物质不灭定律。
但由于他本身就是一个二元论者,在电化学领域,他在戴维的实验基础上,提出了电化二元论。在有机化学领域,他也没有能打破“生命力学说”,而是成为了“生命力学说”的权威,等待他的学生来打破他的权威。
(贝采尼乌斯最早的元素符号表。其中关于水的分子表述都是错的,但是这不能掩盖他的伟大。)
这个主角就是维勒,也算是化学史上非常有名的一个德国人,他也是之前铍元素的发现者之一,在后面的一些故事里我们还会经常见到他。除了发现新元素,他还顶着巨大风险,在氢氰酸盐方面研究很多,他最早证明了氢氰酸就是氢、碳、氮、氧的化合物。紧接着,他又制取了氰酸钾、氰酸银这些氰酸盐,希望了解他们的性质。
有一天,维勒加热氨水和氢氰酸的混合物,想要制取氰酸铵,结果得到的物质与之前的氰酸盐类根本不一样。维勒根本没有意识到原来他在面对另一个伟大的发现,一直在重复试验。经过了4年的仔细研究,他终于发现他得到的不是无机的氰酸盐,而是常见的尿素,有机物第一次被人们用无机物合成出来了!
(从小在家做电化学实验,将自己的亲妹妹击伤的熊孩子,因为爱好科学发现没少被父母臭骂,还好最后修成正果,在化学史上留下自己的名字。)
维勒制造出尿素之后,给了化学家们巨大的鼓舞,醋酸、酒石酸等有机物如雨后春笋般地被制造出来,人们终于意识到:有机物也是一种普通的物质,根本没有什么“生命力”在里面,“生命力学说”该破产了!
长久以来,各种类型的宗教都告诉人民,人是神创造的,因此人必须接受神和神使们的统治。即使哥白尼提出日心说,即使牛顿告诉我们万物之间皆有引力,即使化学家们发现了那么多神奇的现象,新创造了世界上没有的物质。宗教观念仍然抱着“生命力学说”这最后一根稻草:你们说的都对,但是“生命力”是上帝创造的,生命之所以有灵气是因为上帝创造了“生命力”埋藏在有机物里面。
因此,维勒的发现不仅影响了化学界,更是给摇摇欲坠的宗教统治宣布了死刑。
(“生命力学说”被打破,“神创论”可以休矣。设计台词:上帝老爹,你该哪去哪去吧。)
贝采里乌斯并没有因为自己是权威而压制维勒,在维勒公布自己的发现之后,他受到启发,想到之前维勒和另一位德国化学家李比希因为雷酸和氢氰酸发生过一场论战,这很类似氰酸铵和尿素,也是同样的化学组成,但是化学性质完全不同。类似的情况还有葡萄酸和酒石酸。
他认为应该提出一个新概念:同分异构体。意思就是,相同组分,不同结构的物质。这让化学家们意识到,研究有机化学和之前的无机化学不一样,不仅是画出分子式就可以了,还需要研究分子的结构,有些物质的分子式虽然一样,但是会因为结构不同而表现出不同的化学性质。
有机化学----碳的化合物的化学,从诞生一开始就与传统的无机化学不一样,让化学家们更多地去研究分子内部结构,让化学家对物质组成的认识又前进了一大步。
(瑞典首都斯德哥尔摩,贝采里乌斯雕像。)
小测试:
1, 维勒是贝采里乌斯的( )
A)老婆
B)儿子
C)老师
D)学生
2, 氰酸铵和尿素是( )
A)同素异形体
B)同位素
C)同分异构体
D)同花顺
3, 贝采里乌斯是( )人
A)瑞典
B)德国
C)法国
D)日本
1, 维勒是贝采里乌斯的( )
A)老婆
B)儿子
C)老师
D)学生
2, 氰酸铵和尿素是( )
A)同素异形体
B)同位素
C)同分异构体
D)同花顺
3, 贝采里乌斯是( )人
A)瑞典
B)德国
C)法国
D)日本
【元素家族-连载23】有机物中的明星(一)甲烷、乙醇
既然说到这里,还得多说几句,毕竟,以碳为骨架的有机物对我们的生活生产太重要了,说句实在话,可能把好几种稀有元素对人类的价值加起来,都没有某一种有机物的价值大。
一、甲烷
这就是最简单的有机物:甲烷。
(甲烷分子由一个碳原子和四个氢原子组成,这种球棍模型在有机化学中经常可见,其实只是一个模型而已,现在我们知道,原子并不是理解的这样。)
甲烷在地球上的主要存在就是我们熟知的天然气,相对于之前我们提过的一氧化碳,它更加清洁无毒,实在是理想的能源燃料。
(天然气和石油、煤一样,也是由古代生物遗留下来,封闭于地下岩层中,主要成分是甲烷,还有乙烷、丙烷等杂质。最近几年很流行的“页岩气”也是天然气的一种。)
甲烷经常和煤聚集在一起,煤矿中的可燃性气体主要成分就是甲烷,被称为“瓦斯”。在没有发明电灯的时候,煤矿工人只能用蜡烛和火把来照明,经常发生瓦斯爆炸,大帅哥戴维为了解救工人们的痛苦,亲自下矿井和工人们一起工作,收集了瓦斯气体回去研究。他发现瓦斯的燃点很高,所以只要用温度比较低的灯就可以避免瓦斯爆炸,于是他发明了“安全矿灯”,挽救了很多旷工的生命。
(化学家中的super star:汉弗里*戴维,大家稍安勿躁,这里他只是小试牛刀,他的演出后面更加精彩。)
其实人类接触甲烷算很多的了,人们经常看到,在沼泽地、污水沟或粪池里,有气泡冒出来,如果我们划着火柴,可把它点燃,这就是“沼气”,沼气中含有50-70%的甲烷。
(农村将禽畜粪便、作物秸秆回收生产沼气,更加充分地利用资源,利国利民。)
说到甲烷与人类的联系,不如在这里再搞笑一下,请看图:
(这个图是有科学依据的,人的屁里面有21%的氢气和7%的甲烷,绝对易燃。能不能出现图中的效果要看这个人的吞吐量有多大了。)
甲烷在宇宙中的分布对于我们的未来也很重要,如果在一块区域,连这种最简单的有机分子都找不到的话,基本可以宣布这一块为“无生机区”了。而反过来,按照地球上天然气和沼气的产生机理,植物和植物尸体都可以产生甲烷,如果在宇宙空间里发现了甲烷,那是不是可以说明这里可能有生命呢,甲烷的发现就意味着发现了宇宙中的“宜居带”吗?
(2008年,美国天文学家宣布,他们首次在太阳系外一颗行星的大气中发现了甲烷。过去,发现系外行星一般采用凌日法、引力透镜法等等,寻找甲烷是不是在寻找太阳系以外的生命的更直接的办法呢?)
在太阳系内,很多行星和卫星上都能找到甲烷的存在。比如天王星、土卫六,之前科幻作家因此想象在这些星球上存在着一些跟我们不一样的生物。
尤其是土卫六这颗太阳系第二大的卫星,体积比月球、水星、冥王星还大,大气压力和地球类似,不同的是土卫六的大气中富含甲烷,后来发现土卫六地表有很多甲烷湖泊,这是太阳系内除了地球之外,唯一的一个表面有液体的行星状天体。科学家认为,土卫六的现在就是45亿年前的地球。
(土卫六被认为是太阳系内最接近地球的星体。)
早有科学家猜想,土卫六这样的环境暂时还无法出现我们地球上熟知的生命,但是可能会存在一种微生物,利用甲烷在土卫六大气高层生成的乙炔作为食物,与氢气发生反应,为自己提供能量。与我们地球上熟知的生命类似,乙炔就是他们的“碳水化合物”,氢气就是“氧气”。
(左边是土卫六上拍摄到的极光,这是甲烷版本的欧若拉女神;右边是地球上的极光。可以对比一下。)
甲烷也是一种温室气体,地球空气中甲烷的含量很少,基本可以忽略,但是未来在改造火星的进程中,它将扮演很重要的作用。
(用微生物在地下制造甲烷,排放到火星空气中,通过光化学反应变成甲醇和甲醛,最终变成二氧化碳,这些气体都是温室气体。)
既然说到这里,还得多说几句,毕竟,以碳为骨架的有机物对我们的生活生产太重要了,说句实在话,可能把好几种稀有元素对人类的价值加起来,都没有某一种有机物的价值大。
一、甲烷
这就是最简单的有机物:甲烷。
(甲烷分子由一个碳原子和四个氢原子组成,这种球棍模型在有机化学中经常可见,其实只是一个模型而已,现在我们知道,原子并不是理解的这样。)
甲烷在地球上的主要存在就是我们熟知的天然气,相对于之前我们提过的一氧化碳,它更加清洁无毒,实在是理想的能源燃料。
(天然气和石油、煤一样,也是由古代生物遗留下来,封闭于地下岩层中,主要成分是甲烷,还有乙烷、丙烷等杂质。最近几年很流行的“页岩气”也是天然气的一种。)
甲烷经常和煤聚集在一起,煤矿中的可燃性气体主要成分就是甲烷,被称为“瓦斯”。在没有发明电灯的时候,煤矿工人只能用蜡烛和火把来照明,经常发生瓦斯爆炸,大帅哥戴维为了解救工人们的痛苦,亲自下矿井和工人们一起工作,收集了瓦斯气体回去研究。他发现瓦斯的燃点很高,所以只要用温度比较低的灯就可以避免瓦斯爆炸,于是他发明了“安全矿灯”,挽救了很多旷工的生命。
(化学家中的super star:汉弗里*戴维,大家稍安勿躁,这里他只是小试牛刀,他的演出后面更加精彩。)
其实人类接触甲烷算很多的了,人们经常看到,在沼泽地、污水沟或粪池里,有气泡冒出来,如果我们划着火柴,可把它点燃,这就是“沼气”,沼气中含有50-70%的甲烷。
(农村将禽畜粪便、作物秸秆回收生产沼气,更加充分地利用资源,利国利民。)
说到甲烷与人类的联系,不如在这里再搞笑一下,请看图:
(这个图是有科学依据的,人的屁里面有21%的氢气和7%的甲烷,绝对易燃。能不能出现图中的效果要看这个人的吞吐量有多大了。)
甲烷在宇宙中的分布对于我们的未来也很重要,如果在一块区域,连这种最简单的有机分子都找不到的话,基本可以宣布这一块为“无生机区”了。而反过来,按照地球上天然气和沼气的产生机理,植物和植物尸体都可以产生甲烷,如果在宇宙空间里发现了甲烷,那是不是可以说明这里可能有生命呢,甲烷的发现就意味着发现了宇宙中的“宜居带”吗?
(2008年,美国天文学家宣布,他们首次在太阳系外一颗行星的大气中发现了甲烷。过去,发现系外行星一般采用凌日法、引力透镜法等等,寻找甲烷是不是在寻找太阳系以外的生命的更直接的办法呢?)
在太阳系内,很多行星和卫星上都能找到甲烷的存在。比如天王星、土卫六,之前科幻作家因此想象在这些星球上存在着一些跟我们不一样的生物。
尤其是土卫六这颗太阳系第二大的卫星,体积比月球、水星、冥王星还大,大气压力和地球类似,不同的是土卫六的大气中富含甲烷,后来发现土卫六地表有很多甲烷湖泊,这是太阳系内除了地球之外,唯一的一个表面有液体的行星状天体。科学家认为,土卫六的现在就是45亿年前的地球。
(土卫六被认为是太阳系内最接近地球的星体。)
早有科学家猜想,土卫六这样的环境暂时还无法出现我们地球上熟知的生命,但是可能会存在一种微生物,利用甲烷在土卫六大气高层生成的乙炔作为食物,与氢气发生反应,为自己提供能量。与我们地球上熟知的生命类似,乙炔就是他们的“碳水化合物”,氢气就是“氧气”。
(左边是土卫六上拍摄到的极光,这是甲烷版本的欧若拉女神;右边是地球上的极光。可以对比一下。)
甲烷也是一种温室气体,地球空气中甲烷的含量很少,基本可以忽略,但是未来在改造火星的进程中,它将扮演很重要的作用。
(用微生物在地下制造甲烷,排放到火星空气中,通过光化学反应变成甲醇和甲醛,最终变成二氧化碳,这些气体都是温室气体。)
乙醇
乙醇可以说是人类接触最多的有机物吧,它就是酒精。
人类从食物采集者变成食物种植者以后,慢慢的,人类有了剩余的粮食,如何处理这些剩余的粮食是个问题,既不能浪费,也要便于保存,酒就这样诞生了。酒被称为粮食的精华,能量超级高。知道你为什么有将军肚吗?你天天喝粮食的精华,能不胖吗?
(曹操《短歌行》:“慨当以慷,忧思难忘。何以解忧?唯有杜康。”杜康被认为是酒的发明者,关于他的传说版本很多。)
渐渐地,酒已经不简单是一种食物,而是形成了一种文化,招待客人,为表诚意,必须要用这粮食的精华。这在我国的很多地区甚至形成了很多礼仪,酒桌文化,甚是复杂。文人骚客为了激发自己的创作灵感,往往要借助酒作为催化剂。
( 李白斗酒诗百篇:“人生得意须尽欢,莫使金樽空对月。”“我欲因之梦吴越,一夜飞度镜湖月。”“安能摧眉折腰事权贵,使我不得开心颜。”这样的诗篇难道不是只有畅饮一番之后才吟的出来?)
古希腊神话中有专门的酒神,名叫狄奥尼索斯,代表着原始、狂欢、自由、生命和艺术。“超人”哲学家尼采认为,古希腊艺术是在日神(阿波罗)和酒神(狄奥尼索斯)这两种精神的相互激荡中产生。
( 雅典卫城脚下,狄奥尼索斯剧场,笔者实拍,家庭真人模特齐上阵。2000多年前,埃斯库罗斯们的悲喜剧就是在这里上演。)
古希腊神话中,诸神狂饮的佳品正是红酒,后来的基督教更是视红酒为圣血,这几乎一直影响西方的饮酒传统到现在。
(红酒和面包,就是基督的血和肉。)
如果到现在乙醇还仅仅是以酒的形式给人们精神满足和放纵的话,那就太没出息了,随着科学的进步,乙醇的工业应用价值也很大。
乙醇在医院里就是最简单的一种消毒剂。
(医用酒精,75%乙醇含量。)
乙醇汽油作为汽车燃油在我国很多省份已经试行。
(乙醇汽油,是国家开发新兴能源的一个大项目,几年前为了应对石油价格过高,在几个省份试点,在石油价格下降以后,该项目进展似乎停滞不前。其实,包括煤化工等新兴能源,应该站在战略的角度去看问题,不能因为国际大宗物料的价格波动就首鼠两端,造成资源浪费。)
乙醇还是一种很重要的溶剂,很多化妆品里就有它哦,但是一定要注意不能使用工业酒精。
乙醇可以说是人类接触最多的有机物吧,它就是酒精。
人类从食物采集者变成食物种植者以后,慢慢的,人类有了剩余的粮食,如何处理这些剩余的粮食是个问题,既不能浪费,也要便于保存,酒就这样诞生了。酒被称为粮食的精华,能量超级高。知道你为什么有将军肚吗?你天天喝粮食的精华,能不胖吗?
(曹操《短歌行》:“慨当以慷,忧思难忘。何以解忧?唯有杜康。”杜康被认为是酒的发明者,关于他的传说版本很多。)
渐渐地,酒已经不简单是一种食物,而是形成了一种文化,招待客人,为表诚意,必须要用这粮食的精华。这在我国的很多地区甚至形成了很多礼仪,酒桌文化,甚是复杂。文人骚客为了激发自己的创作灵感,往往要借助酒作为催化剂。
( 李白斗酒诗百篇:“人生得意须尽欢,莫使金樽空对月。”“我欲因之梦吴越,一夜飞度镜湖月。”“安能摧眉折腰事权贵,使我不得开心颜。”这样的诗篇难道不是只有畅饮一番之后才吟的出来?)
古希腊神话中有专门的酒神,名叫狄奥尼索斯,代表着原始、狂欢、自由、生命和艺术。“超人”哲学家尼采认为,古希腊艺术是在日神(阿波罗)和酒神(狄奥尼索斯)这两种精神的相互激荡中产生。
( 雅典卫城脚下,狄奥尼索斯剧场,笔者实拍,家庭真人模特齐上阵。2000多年前,埃斯库罗斯们的悲喜剧就是在这里上演。)
古希腊神话中,诸神狂饮的佳品正是红酒,后来的基督教更是视红酒为圣血,这几乎一直影响西方的饮酒传统到现在。
(红酒和面包,就是基督的血和肉。)
如果到现在乙醇还仅仅是以酒的形式给人们精神满足和放纵的话,那就太没出息了,随着科学的进步,乙醇的工业应用价值也很大。
乙醇在医院里就是最简单的一种消毒剂。
(医用酒精,75%乙醇含量。)
乙醇汽油作为汽车燃油在我国很多省份已经试行。
(乙醇汽油,是国家开发新兴能源的一个大项目,几年前为了应对石油价格过高,在几个省份试点,在石油价格下降以后,该项目进展似乎停滞不前。其实,包括煤化工等新兴能源,应该站在战略的角度去看问题,不能因为国际大宗物料的价格波动就首鼠两端,造成资源浪费。)
乙醇还是一种很重要的溶剂,很多化妆品里就有它哦,但是一定要注意不能使用工业酒精。
小测试:
1, 最简单的有机物是:
A)二氧化碳
B)甲烷
C)乙醇
D)乙烯
2, 古希腊酒神名叫:
A)埃斯皮得斯
B)埃斯库罗斯
C)狄奥尼索斯
D)宙斯
3, 中国传说酒是谁发明的?
A)杜康
B)杨康
C)尔康
D)曹操
1, 最简单的有机物是:
A)二氧化碳
B)甲烷
C)乙醇
D)乙烯
2, 古希腊酒神名叫:
A)埃斯皮得斯
B)埃斯库罗斯
C)狄奥尼索斯
D)宙斯
3, 中国传说酒是谁发明的?
A)杜康
B)杨康
C)尔康
D)曹操
我试着一段一段发
【元素家族-连载24】有机物中的明星(二)苯
法拉第在物理界是位大牛,但是在化学界他只能是戴维的助手和学生,是个配角。如果说戴维是天赋异禀,高调倜傥,那么法拉第就是平凡低调,踏实勤勉。慢工出细活,他在化学上也有一些很重要的发现。
1825年的英国已经号称是“日不落”帝国,无数的战舰将世界各地的财富满载而归,各种新的发现在刺激着商人的心机,这些都在不断改变着这个国家的方方面面,当时的帝国之都伦敦已经用上了煤气。身为皇家科学院员工的法拉第发现,在生产煤气之后总会有一些油状物残留,他从这种油状物中分离出一种无色液体物质,有淡淡的甜味和香味,他将它命名为:“双碳化氢”。
(法拉第无疑在物理学上的成就更大,在化学史上也会经常露面,后面还会有一些他的故事。)
1833年,德国化学家米希尔里希用蒸馏苯甲酸和石灰的方法,得到了和法拉第发现的物质一样的东西,由于带有一些芳香味,他用历史上有名的“安息香”(benzoin)来命名它,这就是我们到现在一直用的名字“苯”(benzene)。
后来人们确定了苯的分子量为78,分子式为C6H6,碳的含量如此之高,是之前发现的烃类化合物中闻所未闻的,这让当时的化学家们感到震惊。前面我们说过了,研究有机化学,不是只得到分子式就完了,还必须研究它的分子结构。有人指出,苯是高度不饱和的烃类化合物,所以其中肯定含有很多双键和环,但是无论化学家们如何排列组合,但是都没有得到实验的验证。
(苯的词源来自“安息香”,这导致后来苯系化合物被称为芳香族化合物。)
【元素家族-连载24】有机物中的明星(二)苯
法拉第在物理界是位大牛,但是在化学界他只能是戴维的助手和学生,是个配角。如果说戴维是天赋异禀,高调倜傥,那么法拉第就是平凡低调,踏实勤勉。慢工出细活,他在化学上也有一些很重要的发现。
1825年的英国已经号称是“日不落”帝国,无数的战舰将世界各地的财富满载而归,各种新的发现在刺激着商人的心机,这些都在不断改变着这个国家的方方面面,当时的帝国之都伦敦已经用上了煤气。身为皇家科学院员工的法拉第发现,在生产煤气之后总会有一些油状物残留,他从这种油状物中分离出一种无色液体物质,有淡淡的甜味和香味,他将它命名为:“双碳化氢”。
(法拉第无疑在物理学上的成就更大,在化学史上也会经常露面,后面还会有一些他的故事。)
1833年,德国化学家米希尔里希用蒸馏苯甲酸和石灰的方法,得到了和法拉第发现的物质一样的东西,由于带有一些芳香味,他用历史上有名的“安息香”(benzoin)来命名它,这就是我们到现在一直用的名字“苯”(benzene)。
后来人们确定了苯的分子量为78,分子式为C6H6,碳的含量如此之高,是之前发现的烃类化合物中闻所未闻的,这让当时的化学家们感到震惊。前面我们说过了,研究有机化学,不是只得到分子式就完了,还必须研究它的分子结构。有人指出,苯是高度不饱和的烃类化合物,所以其中肯定含有很多双键和环,但是无论化学家们如何排列组合,但是都没有得到实验的验证。
(苯的词源来自“安息香”,这导致后来苯系化合物被称为芳香族化合物。)
凯库勒是一个德国人,从小就是一个天才,中学时候就会四门语言,他当时的理想是成为一个建筑师,在他上大学以前,他已经成功设计了三套房子了。1847年他考上了吉森大学,如愿以偿进入了建筑系,学习几何学、数学、制图和绘画等,这和希特le的经历都是很类似的,不同的是希特le没有遇到优秀的化学老师,而凯库勒遇到了,这个老师就是李比希----另一个有机化学之父。
一次很偶然的机会,凯库勒走进了李比希的教室,立马被这个神奇的教授吸引住了,从李比希的口里流出的,并不是生硬的术语,而是神奇的发现,不是枯燥的理论,而是生动的故事。李比希的讲台两旁还放有各种各样的实验设备和仪器,不时的这位大师从讲台走向实验台展示他刚刚述说的神奇。就这样,凯库勒完全被老师倾倒,爱上了化学。从此以后,世界上少了一个伟大的建筑师,多了一个伟大的化学家!
这个排列组合的密码只有到了凯库勒这里,才终于被破解。
(凯库勒和他的老师李比希,如果能多一些像李比希这样的老师,世界上可以少一些希特le那样的战争kuang人。)
天才不管做什么,只要是自己感兴趣的,总能有所成就。凯库勒就是这样一个天才,他进入化学界迅速崭露头角,他研究了雷酸及其盐的性质,还发表了论文《关于多原子基团的理论》,这篇论文里,他总结了之前的化合价理论,并提出碳在所有的元素里面,是最特殊的,因为它可以体现出最高化合价:4价,比如二氧化碳、甲烷、四氯化碳等,但是在其他碳化合物中,又体现出其他化合价,甚至分数化合价,比如乙醇、乙烷等,所以他认为应该对含碳化合物多加研究。在接下来的研究中,他提出了“碳链”的见解。可能我们现在一目十行的看化学教科书的时候觉得这是理所当然,然而在100多年前凯库勒的时代里,率先从众多有机物的迷雾中发现这一点很难得!
(碳原子的最外层有4个电子,这种性质让它和其他碳原子之间可以用很多方式结合在一起,并进而形成碳链。碳链的结构可以是线性的,也可以接枝、分叉、成环、交联等等。就因此有机物的种类会有那么多。)
一次很偶然的机会,凯库勒走进了李比希的教室,立马被这个神奇的教授吸引住了,从李比希的口里流出的,并不是生硬的术语,而是神奇的发现,不是枯燥的理论,而是生动的故事。李比希的讲台两旁还放有各种各样的实验设备和仪器,不时的这位大师从讲台走向实验台展示他刚刚述说的神奇。就这样,凯库勒完全被老师倾倒,爱上了化学。从此以后,世界上少了一个伟大的建筑师,多了一个伟大的化学家!
这个排列组合的密码只有到了凯库勒这里,才终于被破解。
(凯库勒和他的老师李比希,如果能多一些像李比希这样的老师,世界上可以少一些希特le那样的战争kuang人。)
天才不管做什么,只要是自己感兴趣的,总能有所成就。凯库勒就是这样一个天才,他进入化学界迅速崭露头角,他研究了雷酸及其盐的性质,还发表了论文《关于多原子基团的理论》,这篇论文里,他总结了之前的化合价理论,并提出碳在所有的元素里面,是最特殊的,因为它可以体现出最高化合价:4价,比如二氧化碳、甲烷、四氯化碳等,但是在其他碳化合物中,又体现出其他化合价,甚至分数化合价,比如乙醇、乙烷等,所以他认为应该对含碳化合物多加研究。在接下来的研究中,他提出了“碳链”的见解。可能我们现在一目十行的看化学教科书的时候觉得这是理所当然,然而在100多年前凯库勒的时代里,率先从众多有机物的迷雾中发现这一点很难得!
(碳原子的最外层有4个电子,这种性质让它和其他碳原子之间可以用很多方式结合在一起,并进而形成碳链。碳链的结构可以是线性的,也可以接枝、分叉、成环、交联等等。就因此有机物的种类会有那么多。)
1864年冬天,凯库勒在思考最棘手的碳氢化合物:苯的结构。有一天他在书房工作,过度的劳累让他打起了瞌睡,在半梦半醒之际,他脑海里浮现出了他的老朋友:碳链。这根碳链飞舞旋转,盘旋弯曲,宛如一条神秘的蛇,突然,这条蛇咬住了自己的尾巴,头尾相接。凯库勒得到了灵感,好像被神谕电击了一下自己的灵魂,猛醒了过来。他继续工作了一夜,按照他梦中的启示做了各种推理,并和之前的数据、记录对应起来进行互相验证。终于,他发现神谕是对的,在次年他发表了论文《论芳香族化合物的结构》,其中提到了苯的环状结构,单双键交替排列,举世震惊。
(一条长蛇首尾相连,在古印度传说中也有体现。如果凯库勒早点接触古印度思想,估计早就能想到苯结构了。)
凯库勒的苯结构公布以后,各方面和实验都符合的很完美,唯有一条不符合化学家们的经验:含有双键,却不能被高锰酸钾氧化。
这个缺陷让化学家们纠结了很久,一直到20世纪量子力学出现以后,化学家们建立了分子轨道理论,原来,当一个原子和其他原子结合成分子以后,这个原子的核外电子就不再属于这个原子本身了,它的分布概率可以充斥到整个分子。化学家们回过头来重新看苯的分子结构,才发现,6个碳原子和6个氢原子都在一个平面上,组成了一个完美的六边形,所有的碳碳键长都相等,既不是单键也不是双键,而是一个覆盖着6个碳原子的大π键。从此以后,苯的结构又改了,中间的双键被删除,取而代之的是一个象征“大π键”的圆。
直到现在,我们各种化学读物和教科书上,有些地方印刷的仍然是凯库勒的单双键交替排列的结构,有些地方画的是象征“大π键”的圆。这是历史遗留问题,大家理解其中的意义就可以了。
(苯分子如同一个魔盒,人类对于苯分子的认识不断进步,不断从这个魔盒中得到新的理论工具。)
后来科学家们发明了扫描隧道显微镜,拍摄到了苯分子的照片,发现和理论完全一致,是一个完美的六边形,苯分子模型被照片证实了!
(苯分子的电流密度图,是一个很完美的六边形。)
(一条长蛇首尾相连,在古印度传说中也有体现。如果凯库勒早点接触古印度思想,估计早就能想到苯结构了。)
凯库勒的苯结构公布以后,各方面和实验都符合的很完美,唯有一条不符合化学家们的经验:含有双键,却不能被高锰酸钾氧化。
这个缺陷让化学家们纠结了很久,一直到20世纪量子力学出现以后,化学家们建立了分子轨道理论,原来,当一个原子和其他原子结合成分子以后,这个原子的核外电子就不再属于这个原子本身了,它的分布概率可以充斥到整个分子。化学家们回过头来重新看苯的分子结构,才发现,6个碳原子和6个氢原子都在一个平面上,组成了一个完美的六边形,所有的碳碳键长都相等,既不是单键也不是双键,而是一个覆盖着6个碳原子的大π键。从此以后,苯的结构又改了,中间的双键被删除,取而代之的是一个象征“大π键”的圆。
直到现在,我们各种化学读物和教科书上,有些地方印刷的仍然是凯库勒的单双键交替排列的结构,有些地方画的是象征“大π键”的圆。这是历史遗留问题,大家理解其中的意义就可以了。
(苯分子如同一个魔盒,人类对于苯分子的认识不断进步,不断从这个魔盒中得到新的理论工具。)
后来科学家们发明了扫描隧道显微镜,拍摄到了苯分子的照片,发现和理论完全一致,是一个完美的六边形,苯分子模型被照片证实了!
(苯分子的电流密度图,是一个很完美的六边形。)
苯的结构很特殊,它很虽然极度不饱和,但是结构非常稳定。它还可以接枝不同基团,或者自己和其他苯环连在一起、靠在一起,把含有苯环的碳氢化合物称为“芳香族化合物”。大家千万不要被他的名字所蒙蔽,有些确实是有香味的,有些则奇臭无比。而更多的含苯环的化合物在我们的生活中也发挥着巨大的作用。
(萘,曾经用作卫生球,现在由于致 ai已经被禁用。但是萘的衍生物仍然有很多在用作医药用途。)
(阿司匹林,学名:乙酰水杨酸,结构也含有苯环,这是最经典的药物之一,也是西方很多家庭的常备药。)
(TNT,也称黄色炸药,号称“炸药之王”,直到现在,它还作为炸药的爆炸当量,甚至he wuqi的当量也用它来计量。)
(萘,曾经用作卫生球,现在由于致 ai已经被禁用。但是萘的衍生物仍然有很多在用作医药用途。)
(阿司匹林,学名:乙酰水杨酸,结构也含有苯环,这是最经典的药物之一,也是西方很多家庭的常备药。)
(TNT,也称黄色炸药,号称“炸药之王”,直到现在,它还作为炸药的爆炸当量,甚至he wuqi的当量也用它来计量。)