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中国发现元素的化学家，发现化学元素最多的科学家

来源：[db:H1] 浏览：0 2024-03-28 09:30:22

汉弗莱·戴维不仅是一位浪漫主义诗人，也是一位优秀的化学家。作为后者，他对人类的贡献是显着的：发现并命名了笑气的麻醉作用；发现了前所未有的多种化学元素；发明了一种不会引起瓦斯爆炸的安全矿灯，并且还发现了无数的早期电灯和电弧灯。灯，支持和推广法拉第，有人甚至说这是他一生中最伟大的发现。文： | 谢普顿今年5月29日是英国浪漫主义诗人汉弗莱·戴维（Humphrey Davy，1778-1829）逝世195周年纪念日。如果您认识这个来自日内瓦郊外九泉以下的人，您一定会对他印象深刻。他的75 本手稿笔记本，超过11,000 页，直到今年早些时候才被阅读和转录。这是一个浩大的项目，由英国兰卡斯特大学Sharon Ruston教授领导的研究团队从世界各地招募了3400多名志愿者，历时四年才完成。

图1：戴维穿越200年的笔记本| 来源：https://www.zooniverse.org/projects/humphrydavy/davy-notebooks-project/about/research戴维活跃于英国浪漫主义全盛时期，与许多名人交往。彼此有过一些接触，他并不是诗坛最杰出的人物。 1798年，后来非常著名的诗人柯勒律治和华兹华斯出版了诗集，被认为是浪漫主义运动的起点。次年，诗人骚塞编纂的另一本诗集收录了戴维的五首作品。柯勒律治读了这本书，大为赞赏，从此和大卫成了亲密的朋友。华兹华斯也是英国桂冠诗人，他们对彼此的创作产生了很大的影响。拉斯顿教授是兰卡斯特大学英国文学与创意写作学院院长，主要研究兴趣是浪漫主义时期文学、科学和医学之间的关系。她参与撰写的大卫书信集于2020 年由牛津大学出版社出版。大卫收集的大量手稿的主要目的是发现这位诗人未出版的作品。分类完成后，扫描结果和稿件图像将在线提供。自去年九月以来，大卫笔记本项目一直在英国各地进行巡回展览。按照计划，最终目的地将是今年1月16日至3月23日，大卫的许多手稿将在位于格拉斯米尔湖畔的华兹华斯基金会展出，这里也是华兹华斯的故居。姓名。我的最后一站是在诺森伯兰郡莫珀斯市政厅举行的展览和讲座。莫珀斯镇是一个矿区，大卫在200年前来到这个小镇考察，发明了一种不会引起瓦斯爆炸的安全矿灯，拯救了许多矿工的生命。整个巡回展览的第一站是皇家学会，地址：21 Albemarle Street, London ——。它是由物理学家厄尔·拉姆福德于1799年创立的一个“知识传播机构”。这是一个合适的第一站，因为大卫在皇家研究所全职工作了十多年，并在那里作为化学家度过了他的职业生涯的大部分时间。是的，正如很多人已经在心里嘀咕的那样，浪漫主义诗人大卫就是初中课本上出现的化学家大卫。

图2：43 岁的大卫| 来源：https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Sir_Humphry_Davy,_Bt_by_Thomas_Phillips.jpg “如果大卫不是最伟大的化学家，那么他肯定是他那个时代最伟大的诗人。”柯·里奇曾经评论道。尽管大卫生前并不以诗歌闻名，但他最终以化学家的身份而闻名。通过“大卫笔记计划”，那些被埋藏在历史角落的诗歌重新焕发了生机，引起了人们的好奇和赞叹，但一位参与编撰的志愿者表示：“当谈到他的诗作时，诗歌，他仍然是一门科学。”“大卫对此持什么态度？他在自己的生活中已经给出了答案。

年轻大卫的《公祷书》号物品中有1771 年版的《公祷书》。从出版时间来看，这本书似乎不是大卫自己的，但书的扉页上有大卫的签名，与“大卫之书”的字体相匹配。了解大卫生平的人如果稍加留意就会发现上面潦草地写着的名字是“约翰·托金”。这个人是一名外科医生。按照辈分，大卫应该被称为爷爷，但他并不是亲戚。一些消息来源称他是大卫母亲的养父。用大卫哥哥的话说，他是“朋友的兄弟”。我们家的。 ”

图3：Davy 《公祷书》扉页| 来源：https://wp.lancs.ac.uk/davynotebooks/category/dnp-blog/在David 的时代，如果你想涉足哲学或科学研究，最好的办法是成为一名哲学家了。要么是贵族，要么是有独立收入的绅士，或者至少是一份既能提供金钱又能提供闲暇的职业。年轻的大卫除了托金的慷慨保护之外一无所有。大卫的父亲是一名木匠，年轻时以雕刻木头为生，结婚后，他在家务农，家里虽然没有陷入水深火热，但也没什么闲钱。大卫六岁进入文法学校，虽然校长对揪孩子们的耳朵很感兴趣，但他没什么能力。大卫很高兴，也很轻松。我一整天都在山水间散步、爬树、钓鱼，还抽出时间帮同学写情书。他就这样走了八年。毕业后，他被送到东京。《公祷书》内页的签名表明日期为1793年。大卫在他书的空白页上写诗。这可能是他现存最早的诗歌作品。

图4：诗《公祷书》 | 来源：https://wp.lancs.ac.uk/davynotebooks/category/dnp-blog/在接下来的几年里，大卫住在东京的家里，最初就读于另一所文法学校。医生和药剂师的学徒制。为此，托金帮大卫支付了60英镑的学费。毕竟，几年后大卫第一次加入皇家学院时，他的年收入只有100 英镑左右。托金为大卫设计的美好未来就是努力学习，争取考入爱丁堡大学学医。大卫非常勤奋，潜入东京图书馆并研究哲学和化学。约定的学徒期为五年，但大卫只工作了三年半就搬到了布里斯托尔。据说托金对此感到愤怒，他修改了遗嘱，收回了他原本打算送给大卫的房子。吸引大卫的是布里斯托尔郊区一家天然气疗养院实验室主任的职位。当时，气体化学处于化学研究的前沿，新的气体不断出现，许多人相信它们可以治愈疾病。于是，1798年，不到20岁的大卫正式开始了他的化学生涯。

笑气和诗人在毒气疗养院里，大卫在那里做所有的实验。他把健康的牛赶进医院病房，让病人呼吸牛的“呼吸”，看看是否有治疗作用。他本人吸入大量纯氢气直至窒息，甚至还测试过一氧化碳的效果，差点中毒身亡。这些实验不够严谨甚至不够严肃，主要是重复别人的发现，特别是英国化学家普里斯特利。因此，普里斯特利这个词在这一时期大卫的笔记本中频繁出现。

图5：戴维笔记本内页丨来源：https://wp.lancs.ac.uk/davynotebooks/category/dnp-blog/page/3/Priestley和他的老鼠有权与人类一起享受纯氧这是历史上第一组已经但说到人体实验，像大卫这样的“专家”就更勇敢了，他的鲁莽得到了回报。当时，普里斯特利发现了一氧化二氮，并将其称为“抗炎亚氮气体”。当大卫尝试吸入它时，他发现这种气体会引起面部抽搐，让人发笑，甚至会引起头晕的醉态，因此他称这种气体为“笑气”。发表关于笑气的论文后，年仅20岁出头的大卫成为了世界知名的科学家。他工作的气体疗养院因笑气明显的“治疗效果”而变得更受欢迎，不仅让人“高兴”，还能缓解牙痛等身体疼痛。后来我了解到，笑气是最早的麻醉剂之一，至今仍在外科和牙科手术中使用。笑气的奇特特性引起了世界的轰动，笑气派对开始流行。吸入看似普通的气体，跳舞、大笑一会儿，似乎比喝酒更能帮助你忘记烦恼。因此，这种新气体就成了一种致幻剂。索塞和柯勒律治曾经和大卫一起尝试过笑气。索塞甚至用诗歌描述了这种迷幻的经历，治疗后柯勒律治开始吸毒成瘾，最终死于心力衰竭。他说这可能与吸食鸦片有关。幸运的是，大卫没有被笑气麻醉而无法自拔。那个时间很快就到了1800 年。

新课题，新作品1800年，意大利物理学家亚历山德罗·伏特发明了第一个能够持续供电的电池组：伏特桩。两位英国化学家很快跟进并成功将水电解成氢气和氧气。这让大卫找到了一个新领域，在短短六个月内一次性发表了六篇电子论文。然而，正是他早年在气体疗养院的声誉以及他在皇家学院模拟讲座中的出色表现为大卫带来了一份新工作。 1801年初，大卫成为伦敦皇家学院的助理讲师、实验室主任和杂志副主编，年薪105英镑，还有免费住房、煤炭和蜡烛。此时的大卫22岁，瘦小却英俊，得益于课前的精心准备，他在台上畅所欲言，时而热情洋溢，时而巧妙操控，还不忘加入意想不到的隐喻。观众中的科学家、诗人、大学生、先生们、女士们全神贯注地听着这个笑话，赞不绝口。柯勒律治和雪莱夫人也在其中，而雪莱夫人几年后写的《弗兰肯斯坦》是西方历史上第一部科幻小说，之所以受到关注，与以下几点有关。大卫的影响力非常重要。厄尔·拉姆福德对大卫的工作非常满意，因此在他到达六周后将他晋升为副教授，并于第二年晋升为教授。他很快被选为英国皇家学会会员，后来成为其秘书。 1804年，拉姆福德伯爵与法国著名化学家安托万·洛朗·德·拉瓦锡的遗孀结婚，并移居巴黎，大卫成为了皇家学院的灵魂人物。大卫的演讲经常吸引数百人，有时甚至数千人。皇家学院前面的阿尔伯马尔街必须修建单行道，以将交通转移到皇家学院。这是伦敦第一条单向街道。

图6：除了汽车之外，伦敦皇家学院的建筑和单向街道与200年前没有太大区别丨来源：https://livinglondonhistory.com/a-fascinating-visit-to-the-royal- Institute- David from in -梅菲尔/皇家学院非常勤奋，无论是在工作中还是在业余时间。他通常起得很早，在吃早餐前花两个小时读书和写作。我上午10点左右去实验室工作，一直忙到下午4点。 5点吃晚饭，然后去研究所听讲座。如果你不发表演讲，就像你总是找时间排练你的策略或刻苦学习你的演讲一样，你也可以参加上流社会的茶会，去看戏，或者打台球，或者也许找时间讨论诗歌与其他诗人。 1802年，大卫使用“巨型电池”和一块铂金属创造了第一盏电灯——。它不够亮，持续时间也不长，但电灯并不是后来爱迪生发明的。 David 在1806 年提出了电化学假说，该假说指出“化学变化中的键合力是由物质之间的电相互作用引起的”，这当然是正确的。 1807 年10 月6 日，戴维通过电解分离出钾的金属颗粒。这是一种神秘的金属，在空气中会剧烈燃烧，进入水中会发生剧烈反应。几天后，他分离出一种叫做钠的简单物质。第二年，大卫利用电解获得了几种碱土金属，包括镁、钙、锶和钡。显然，这些发现一定为他的演讲增添了新的内容。碱金属和碱土金属的发现证明了拉瓦锡关于某些土壤物质是金属氧化物的观点，这在科学史上具有重要意义，而且大卫还为发现新元素的新方法开创了先河。大卫笔记本项目发现，大卫的手稿总是混合着诗歌和实验结果，风景和人物的草图和涂鸦总是与购买烛台等交易记录混合在一起。尽管我已经做好了准备，但我还是有点惊讶地发现，大卫关于钾的发现的叙述中充斥着对实验现象的描述，以及姓名和地址。拉斯顿教授说：“那是大卫的裁缝。我认为他正在考虑如何向皇家学会展示他的惊人发现，他需要一套新西装。”

重写最原始的记录可以确保包含最新的历史信息，例如志愿者发现的以下更改。

图7：第6 行从末尾开始的符号变化| 来源：https://wp.lancs.ac.uk/davynotebooks/category/dnp-blog/这份手稿清楚地表明Davy 变化的结果是氯。我是。虽然这个词大家都很熟悉，但David 命名的元素名称“氯”—— 却源自希腊语“chromos”，指的是氯气的颜色。氯之前的单词被涂黑，看不清，但志愿者能够识别出它是氧尿症。这个词在现代词典中很难找到，但它的确切含义是“盐酸气体的氧化”或“盐酸气体的氧化物”。这种污渍象征着大卫对化学的另一项贡献。历史上，氯首先由瑞典化学家卡尔·威廉·舍勒（Karl Wilhelm Scheele）生产。但他迷信燃素理论，认为这种气体是“失去燃素的盐酸气体”。拉瓦锡则有不同的观点。他建立了氧化理论，并认为氧是构成酸的关键元素。—— “氧”一词最初来自“酸形成元素”。他认为一定有盐酸中也含有氧，由于它与氯是同一种酸，必然是盐酸和氧的化合物，所以被命名为“氧化盐酸气体”。 1810 年左右，大卫和其他化学家发现，无论氧气如何反应，都无法将氧气与氯气分离。戴维得出结论，氯是一种元素，推翻了拉瓦锡所有酸都含有氧的结论，并认为氢是物质呈酸性的关键。我们现在知道大卫是对的。大卫还发现氯可以像氧气一样促进燃烧。这进一步表明氧气对燃烧和“酸形成”的影响并不是唯一的。值得一提的是，如果是大卫而不是拉瓦锡命名了氧化反应，他肯定不会使用“氧化”这个词。今天的中学生不需要对为什么氯具有“氧化性”感到困惑。制备氯气并确认其真实性质花了30多年的时间。一些科学史学家认为氯的发现是大卫成就中“最具科学价值”的成就。大卫在笔记本上潦草地写下的几笔不仅改写了历史，也改写了后人的教科书。

图8：人民教育出版社出版的高中必修化学教材第一卷内页。头像属于谢勒，“信息卡”属于大卫。来源：https://book.pep.com.cn/1442001121191/mobile 人民教育出版社/index.html 在现在的高中化学教材中，大卫的名字出现在第一个必修部分，对应的表达是氯的发现，与命名有关。

最大的发现1812年，大卫的工作和生活发生了重大变化。同年4月8日，他被封为爵士。两天后，他与一位名叫“简”的寡妇结婚了。据说简·戴维的净资产为60,000 英镑，年收入为4,000 英镑。相比之下，拥有像大卫这样的明星教授的皇家学院的年薪仅为3-5000英镑。有了如此强大的资金支持，大卫不再想出现在舞台上，而是想专注于科学研究。无独有偶，今年我在一次实验室事故中再次伤到了眼睛。大卫的头和手都缠着绷带，难免感到害怕。事实证明，一位法国化学家在三氯化氮爆炸中失去了双眼。手指和眼睛。六月，大卫从皇家学会辞职。年底，一位名叫迈克尔·法拉第的装订学徒寄给我一本《戴维爵士演讲录》的书，里面有大卫编辑的前四篇演讲的内容。一份工整的手写记录被装订起来。最后，竟然有近400本书。页。为了追求自己的科研梦想，他建议为大卫工作，但大卫激动不已，无力地表示：“我无能为力。”很快，一次偶然的机会，大卫给这个二十岁出头的年轻人找到了一份在皇家研究所担任实验室助理的工作，这实际上是他的助手。周薪为25 先令，约合1-2 英镑，另外还有学院顶层的住宿。 1813年大卫康复后，他和妻子带着法拉第和一个小型便携式实验箱前往欧洲大陆。在巴黎，他们发现碘是一种性质与氯相似的元素。在佛罗伦萨，他和法拉第确认了钻石的化学成分。迄今为止，戴维已发现或参与发现了9 种元素，而19 世纪上半叶仅发现了约25 种元素。在科学史上，戴维的主要角色是化学家，而法拉第则是物理学家，后者的地位更为重要。这在我们国家的初中课本上就可以看到。大卫可能只在化学教科书中出现过一次，并且不直接涉及任何主要的化学原理。当然，这只是根据书上的话来说的。说起思想，与大卫有关的地方还是很多的。法拉第的历史贡献更为重大，他的名字首先出现在人民教育出版局物理必修教材第三卷第一章“静电场”中，随后又出现在《电磁感应与电磁波初等版》中。章节``。我们将更详细地介绍法拉第发现电磁感应的过程。事实上，法拉第奠定了电、磁和电磁感应的基础。大卫是个天才，所以我自然感觉到他和法拉第之间的区别。在他心里，嫉妒战胜了对法拉第的父爱。所以当法拉第发明的电磁旋转装置的优先权发生争议时，他选择站在法拉第的对立面，而当英国皇家学会众多会员鼓励法拉第加入时，他是唯一投反对票的。最终师徒成了彻底的敌人。

图9：法拉第1821 年发明的电磁旋转装置本质上是人类第一台电动机。 https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Faraday_Magnetic_rotation.jpg 当谈论David的贡献时，肯定有人会说： “他一生中最伟大的发现是法拉第。”经常有资料称，这是大卫自己晚年的哀叹，但如果我们依靠可靠的文字记录，这很可能只不过是对后人的一厢情愿。

正如物质不会消失一样，人类的心灵也不会消失。大卫自1820 年起担任英国皇家学会主席，当时他42 岁。后来他享有盛誉，但伟大的发现并没有给他带来新的名气，尤其是在他与法拉第不和之后。随着时间的推移，法拉第主义日益强大，40 岁时他发现了电磁感应（——），54 岁时发现了抗磁性，56 岁时首次报道了金属纳米颗粒的性质。大卫的家庭生活并不幸福。他的妻子是一个善于交际的人，但对大卫的科学工作并没有关注或给予足够的重视。大卫晚年经常独自出国旅行。 1829年他在日内瓦去世，幸运的是他的兄弟和大卫夫人已经在他身边。当然，大卫留给世界的不仅仅是写在75 本笔记本和化学教科书中的思想遗产。随着1817年安全矿灯（后来被称为戴维灯）的发明，许多煤矿老板捐资为戴维制作了价值2500英镑的漂亮银盘。大卫在遗嘱中安排将这些盘子熔化，并将所得收益捐赠给皇家学会。英国皇家学会每年都会向“欧洲、英国和美国最重要的化学发现”颁发奖章。戴维奖章于1877年开始颁发。第一批获奖者是罗伯特·本生（Robert Bunsen）和古斯塔夫·基尔霍夫（Gustav Kirchhoff）。考虑到他们发明了光谱学，这种安排是非常合适的。 ——与戴维电解相同。这也是一项超前于时代的技术，导致许多新元素的发现。如今，戴维奖仍然每年颁发一次，奖金也从1000英镑增加到2000英镑，成为诺贝尔奖的风向标之一。英格兰桑德兰足球俱乐部的主场是光明球场，建在一个前煤矿的旧址上。入口处有一盏巨大的大卫灯——。这正是矿工们进来时随身携带的东西。暗矿设备。

图10：大卫的灯雕塑丨来源：https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Miners_lamp_Stadium_of_Light_Sunderland.jpg 大卫的灯早已被更换，但人们并没有忘记他的贡献。 2012年伦敦奥运会之前，安妮公主代表英国接受了火炬。她携带火炬的工具是戴维灯。

图11：英国代表团选择最安全的方式接收奥运火炬丨来源：https://www.dailymail.co.uk/news/article-2145955/London-2012-Olympics-Princess-Anne-Boris-Becks -torch-Athens。这样的遗产和这样的纪念不禁让人想起大卫的诗句：

如果物质不能被毁灭，

一颗活的心永远不会死。

合金化后变得富有创意，

它的不朽是多么确定啊！

想想那种智慧之光。

你在地球上所爱的仍然在燃烧，

它的光芒更加清晰明亮，

1933年，商业出版局“万有图书馆”，由王云武老师主持，出版了美国化学历史学家威克斯的《化学元素发现史》。黄素峰老师将这首诗翻译成书。

物质不能被破坏或毁坏；

人心永远不死。

心灵与物质合而为一，

永恒的确定性。

说到智慧之光，

它将永远闪耀在世间。

更干净，更明亮，

人类怎么可能灭绝呢？在原诗的前两行中，大卫使用了化学术语“合金”与更抽象的“毁灭”相结合，体现了他独特的风格。大卫的许多传记的标题都与他作为“诗人”和“哲学家”的身份形成鲜明对比，一本关于大卫诗歌的书简称为《汉弗莱·戴维的诗歌和科学》。据“大卫笔记本项目”的负责人鲁斯顿先生介绍，大卫现在已经不区分所谓的“两种文化”了，诗歌和化学都是他探索世界、寻找发现的方式。他自己。据说这是一种手段或许，这就是大卫50年人生中做出的选择。

参考链接[1] https://www.zooniverse.org/projects/hummphrydavy/davy-notebooks-project[2] https://interestingengineering.com/science/3500-volunteers-spent-4-years-decoding-scientists-200-year-old-notes [3] https://www.euppublishing.com/doi/abs/10.3366/rom.2012.0061journalCode=rom[4] https://www.lancaster.ac.uk/english-literature-and-creative-writing/people/sharon-ruston[5] https://www.lancaster.ac.uk/arts-and-social-sciences/news/online-course-and-exhibition-shine-light-on-sir-humphry-davy[6] https://wp.lancs.ac.uk/davynotebooks/类别/dnp-blog/[7] https://www.theguardian.com/science/2023/dec/30/reams-of-secret-poetry-by-a-sir-humphry-davy-british-scientist-finally-come-to -light[8] https://www.independent.co.uk/news/uk/home-news/let-the-flames-begin-beckham-gets-the-home-fires-burning-7767122.html[9] https://archive.org /详细信息/cu31924011476599/页/n7/模式/2up

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