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【摘 要】化学这门科学是人类在漫长的时间、广阔的空间里认识自然、征服自然、改造自然的过程中产生和发展起来的科学,因此化学科学美的审美主体和客体在众多的时间和空间内体现出来。本文阐述了化学呈现出的统一、和谐、简单、深远、守恒之美,供大家鉴赏。
【关键词】化学美 统一 对称 简洁 深远
国务院颁布的《中国教育改革和发展纲要》指出:“美育对于培养学生健康的审美观点和审美能力,陶冶高尚的道德情操,培养全面发展的人才具有重要的作用。” 因而,美育愈来愈受到教育工作者的高度重视。 化学本来很美,但在许多人眼中却是“化学不美”,总把它与“有毒”“有害”“危险”“污染”等词联系在一起。“废水、废渣、废气”的任意排放,使环境不断恶化,蔬菜水果上残留的过量农药使人惶恐不安,化学似乎成了今天环境恶化的罪魁祸首。这是因为人们没有把化学科学与美联系起来,其实,化学美的存在是不容置疑的。伟大的科学家居里夫人曾说:“科学的探索和研究,其本身就有至美。”况且,化学中能以具体的、简单的形态、形象为人所感知,令人陶醉的东西随处可见,如晶莹华贵的金刚石、美如蓝宝石的胆矾、洒脱如珍珠的水银、鲜艳柔软的腈纶、状如鱼卵的尿素等赤橙黄绿青蓝紫,千姿百态。化学教学模型、化學实验装置、化工生产设备,其造型匀称、色彩调和、比例适当、组合错落有致,无不显示出优美的形态。
一、 多样统一
门捷列夫周期表的创制是以美求真的范例。在化学元素周期表 (律 )中充分体现了物质世界结构的合规律性中的有序性和物质世界演化的合规律性中的周期性。已发现的100多种元素,名称、结构、性质都不同,但门捷列夫在他生命的九十年里孜孜不倦的探索化学元素的辩证统一,终于他成功了,他把当时已知的63种似乎毫不相干的元素进行精心排列,把化学元素按相对原子质量和化学性质之间的相关秩序排列成尽可能和谐的层次和系列,使它们自然地统一在一起,一个秩序井然的规律奇迹般展现在我们面前,它勾画出了元素世界的生动活泼的辨证图景,使周期表在整体上呈现出美妙的循环和节奏,留下的空位预言了未知元素的化学性质,显示了理论良好的简洁性、自洽性和预见性。这不仅是形式上的美,一排排,一列列,奇妙的对称又统一,而且具有内容上的完美性,深刻地揭示了元素之间的协调与和谐,这就是元素周期律的统一美,可见多样给人丰富、活泼之美,统一给人以单纯、程序、完整之美。随着科学的发展,今天元素周期律取得了高度的完美统一,这也许正是其发展历程中的不和谐因子所激发的科学家的创美热情的体现,“0”族元素的发现、电子壳层结构模型、原子序数定律的建立使元素周期表美更加和谐统一。
二、简洁深远
19世纪前半叶,苯环的结构是有机专家感到困惑、迷惘的问题,致使有机芳香类处在一个像维勤在1835年前描述的那样,“是一个令人烦恼和恐惧,找不到出山之路的原始热带森林。”然而,凯库勒发现苯环后,给人们提供了一份详细的“导游图”,芳香族化合物诞生了,这是简单与深远的体现,我们在简单明了的苯环结构中,体会到了丰实而深刻的内涵。再看看元素周期表,在门捷列夫最初排列元素周期表中留下的十一个空位和对九种元素原子量的修订,均被后来新元素的发现和原子量的精确测定可证实。不仅如此,元素周期律,还指导人们摆脱寻找元素的盲目性,促进新元素的迅速发现。从1869年到1930就发现了26种,直到今天发现了达112种,元素周期律有序的指导着化学实践,是化学发展中的一个重要里程碑,他对化学和哲学关系的发展做出了巨大的贡献,所以恩格斯评价说:“门捷列夫不自觉的应用黑格尔的量转化为质的规律,完成了科学史上的一个勋业,这个勋业可与勤维烈计算尚未知道的行星海王星的轨道的勋业居于同等地位。”难道这不是一张简单的元素周期表深刻的蕴含所表现出来的深渊之美吗?
三、对称均衡
从热化学方程式中我们就可体会到守恒思想的表现:C(s) O2=CO2(g) 3.9×1000000J。从这一简单的公式中,我们不仅可看到物质质量的守恒,而且3.9×1000000J这个常数的显示,使得我们这一方程更具有科学性,从而质量也更为守恒,它使方程变得和谐完美,这正是人们所要追求的。而凯库勒的苯环结构就是一个C、H元素组成的相当漂亮的、高度对称、统一和谐的正六边形的环形结构,它真实地反映了苯的性质及其变化规律,给予我们的就是一种强烈的对称美感。又如金刚石中每个碳原子与周围呈正四面体排列的碳原子成键,仿佛金字塔般优美壮观,缔造了金刚石的坚硬。石墨由六边形构成的网状碳原子平面以0.335nm的间距一层一层地叠在一起,和谐、稳定、均衡。C60分子由12个五边形和20个六边形构成的多面体的每个顶点上有一个碳原子,每个五边形面的周围环绕着5个六边形面,是一个由60个碳原子构成的足球状的球体结构,拥有完美的对称性。通常人们只会对金刚石打磨后的钻石的璀璨之美赞叹不已,而认识到它内在结构的人们更会惊叹其和谐、稳定、均衡之美。
四、实践创新化学美还表现于实验与创新之美
化学实验的美在于实验设计的创造性、装置的新颖性、实验技术的艺术性和对真理的验证性以及对谬论的批判性。17世纪建立的“燃素说”就当时的科学水平来看,它能解释燃烧、金属锈蚀和还原等现象,以及化学亲和力、物质酸碱性等性质。但拉瓦锡的精确定量实验,通过独到的想象和思维创建了新的燃烧(氧化)学说,将统治化学一个多世纪并一度和谐的理论击得粉碎,使近代化学真正建立在科学的基础之上。实验检验着理论的真理性,使科学理论散发真的光彩、美的光辉。此外,实验中晶莹剔透的玻璃仪器、流畅的装置设计、规范的操作,无不体现着严谨、准确、简洁、有序的实验之美,诱发人们的兴趣,提供给人们审美和求美的时间和空间,促使他们不断探索问题,体验实验成功的快感和实事求是的科学精神,真正体会实验之美。
【关键词】化学美 统一 对称 简洁 深远
国务院颁布的《中国教育改革和发展纲要》指出:“美育对于培养学生健康的审美观点和审美能力,陶冶高尚的道德情操,培养全面发展的人才具有重要的作用。” 因而,美育愈来愈受到教育工作者的高度重视。 化学本来很美,但在许多人眼中却是“化学不美”,总把它与“有毒”“有害”“危险”“污染”等词联系在一起。“废水、废渣、废气”的任意排放,使环境不断恶化,蔬菜水果上残留的过量农药使人惶恐不安,化学似乎成了今天环境恶化的罪魁祸首。这是因为人们没有把化学科学与美联系起来,其实,化学美的存在是不容置疑的。伟大的科学家居里夫人曾说:“科学的探索和研究,其本身就有至美。”况且,化学中能以具体的、简单的形态、形象为人所感知,令人陶醉的东西随处可见,如晶莹华贵的金刚石、美如蓝宝石的胆矾、洒脱如珍珠的水银、鲜艳柔软的腈纶、状如鱼卵的尿素等赤橙黄绿青蓝紫,千姿百态。化学教学模型、化學实验装置、化工生产设备,其造型匀称、色彩调和、比例适当、组合错落有致,无不显示出优美的形态。
一、 多样统一
门捷列夫周期表的创制是以美求真的范例。在化学元素周期表 (律 )中充分体现了物质世界结构的合规律性中的有序性和物质世界演化的合规律性中的周期性。已发现的100多种元素,名称、结构、性质都不同,但门捷列夫在他生命的九十年里孜孜不倦的探索化学元素的辩证统一,终于他成功了,他把当时已知的63种似乎毫不相干的元素进行精心排列,把化学元素按相对原子质量和化学性质之间的相关秩序排列成尽可能和谐的层次和系列,使它们自然地统一在一起,一个秩序井然的规律奇迹般展现在我们面前,它勾画出了元素世界的生动活泼的辨证图景,使周期表在整体上呈现出美妙的循环和节奏,留下的空位预言了未知元素的化学性质,显示了理论良好的简洁性、自洽性和预见性。这不仅是形式上的美,一排排,一列列,奇妙的对称又统一,而且具有内容上的完美性,深刻地揭示了元素之间的协调与和谐,这就是元素周期律的统一美,可见多样给人丰富、活泼之美,统一给人以单纯、程序、完整之美。随着科学的发展,今天元素周期律取得了高度的完美统一,这也许正是其发展历程中的不和谐因子所激发的科学家的创美热情的体现,“0”族元素的发现、电子壳层结构模型、原子序数定律的建立使元素周期表美更加和谐统一。
二、简洁深远
19世纪前半叶,苯环的结构是有机专家感到困惑、迷惘的问题,致使有机芳香类处在一个像维勤在1835年前描述的那样,“是一个令人烦恼和恐惧,找不到出山之路的原始热带森林。”然而,凯库勒发现苯环后,给人们提供了一份详细的“导游图”,芳香族化合物诞生了,这是简单与深远的体现,我们在简单明了的苯环结构中,体会到了丰实而深刻的内涵。再看看元素周期表,在门捷列夫最初排列元素周期表中留下的十一个空位和对九种元素原子量的修订,均被后来新元素的发现和原子量的精确测定可证实。不仅如此,元素周期律,还指导人们摆脱寻找元素的盲目性,促进新元素的迅速发现。从1869年到1930就发现了26种,直到今天发现了达112种,元素周期律有序的指导着化学实践,是化学发展中的一个重要里程碑,他对化学和哲学关系的发展做出了巨大的贡献,所以恩格斯评价说:“门捷列夫不自觉的应用黑格尔的量转化为质的规律,完成了科学史上的一个勋业,这个勋业可与勤维烈计算尚未知道的行星海王星的轨道的勋业居于同等地位。”难道这不是一张简单的元素周期表深刻的蕴含所表现出来的深渊之美吗?
三、对称均衡
从热化学方程式中我们就可体会到守恒思想的表现:C(s) O2=CO2(g) 3.9×1000000J。从这一简单的公式中,我们不仅可看到物质质量的守恒,而且3.9×1000000J这个常数的显示,使得我们这一方程更具有科学性,从而质量也更为守恒,它使方程变得和谐完美,这正是人们所要追求的。而凯库勒的苯环结构就是一个C、H元素组成的相当漂亮的、高度对称、统一和谐的正六边形的环形结构,它真实地反映了苯的性质及其变化规律,给予我们的就是一种强烈的对称美感。又如金刚石中每个碳原子与周围呈正四面体排列的碳原子成键,仿佛金字塔般优美壮观,缔造了金刚石的坚硬。石墨由六边形构成的网状碳原子平面以0.335nm的间距一层一层地叠在一起,和谐、稳定、均衡。C60分子由12个五边形和20个六边形构成的多面体的每个顶点上有一个碳原子,每个五边形面的周围环绕着5个六边形面,是一个由60个碳原子构成的足球状的球体结构,拥有完美的对称性。通常人们只会对金刚石打磨后的钻石的璀璨之美赞叹不已,而认识到它内在结构的人们更会惊叹其和谐、稳定、均衡之美。
四、实践创新化学美还表现于实验与创新之美
化学实验的美在于实验设计的创造性、装置的新颖性、实验技术的艺术性和对真理的验证性以及对谬论的批判性。17世纪建立的“燃素说”就当时的科学水平来看,它能解释燃烧、金属锈蚀和还原等现象,以及化学亲和力、物质酸碱性等性质。但拉瓦锡的精确定量实验,通过独到的想象和思维创建了新的燃烧(氧化)学说,将统治化学一个多世纪并一度和谐的理论击得粉碎,使近代化学真正建立在科学的基础之上。实验检验着理论的真理性,使科学理论散发真的光彩、美的光辉。此外,实验中晶莹剔透的玻璃仪器、流畅的装置设计、规范的操作,无不体现着严谨、准确、简洁、有序的实验之美,诱发人们的兴趣,提供给人们审美和求美的时间和空间,促使他们不断探索问题,体验实验成功的快感和实事求是的科学精神,真正体会实验之美。