世界现代前期科技史-第12章
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就相对论的创立，爱因斯坦曾谦虚地解释道：“怎么偏偏是我创立了‘相
对论’呢？我认为原因在于，一个正常的成年人不见得会去思考空间—时间
问题，他会认为这个问题早在童年时代就搞清楚了。我则正相反，智力发展
得很慢，成年以后才开始思考空间和时间的问题。显然，我对这些问题比儿
童时期发育正常的人就要想得深一些。”
两个美国大学生曾就“爱因斯坦名声之大”进行打赌，即从美国某地发
出一封信，信封上只写“爱因斯坦收”，看是否能收到。爱因斯坦后来笑着
说：“信收到了，而且是按时收到的，但这只能说明邮局工作得好。”
爱因斯坦具有自我批判尊重真理的正直态度。在宇宙学的早期研究活动
中，爱因斯坦最先得出一个静态的宇宙模型，后来苏联科学家弗里德曼给出
另一动态模型。爱因斯坦一开始不承认弗里德曼等人的成果，对动态宇宙模
型持怀疑和批评态度。当支持动态模型的哈勃红移现象发现后，爱因斯坦承
认了自己的错误，收回了对弗里德曼的批评。
爱因斯坦不仅是一个伟大的科学家，还是一个具有浓厚的和平主义与国
际主义色彩的思想家。他热爱和平，反对侵略战争，不屈服于法西斯主义的
强暴与迫害，一直为保卫世界和平而斗争。
1919年，广义相对论对太阳引力场的光线偏折的预言得到实验证实后，
全世界都出现了“相对论热潮”，爱因斯坦成为享有很高国际威望的科学家，
德国科学界的许多人士盛赞爱因斯坦“史无前例的思想深邃的工作”。由于
爱因斯坦是犹太人，德国的一些热衷于迫害犹太人的极端民族主义者，对爱
因斯坦发起了激烈的攻击。1920年8月，德国的一些极端民族主义分子和排
犹主义分子搞起一个专门反对相对论和爱因斯坦的组织。这个组织中甚至有
勒纳德（1826—1947）这样的诺贝尔奖金获得者。他们污蔑相对论是“犹太
精神的江湖骗术”，是“理论上无法成立的虚构”，是“历史上的最大欺骗”。
他们甚至主张把物理学分成两类，一类是 “真正富有成果的德国人的物理
学”，另一类是“破坏性的愚蠢的犹太人的物理学”。爱因斯坦称这个组织
为“反相对论公司”。
纳粹分子上台后，对敢于不服从他们，甚至顶撞他们的爱因斯坦终于恼
羞成怒。1933年春，持枪匪徒冲进爱因斯坦在柏林的住宅，掠走了所有财物，
并没收了他在卡普特的别墅。同年4月，爱因斯坦愤离德国，并接受了美国
普林斯顿高级研究所的一个职位，此后，便一直居住在普林斯顿，从事他的
科学研究工作。
第二次世界大战前夕，科学家们获悉，原子裂变的实验已在德国取得成
功，而且有情报证实，纳粹分子正积极组织人力进行核链式反应的研究。他
们敏锐地预感到，如果法西斯把有关的核研究成果用于战争目的，将给世界
文明带来十分可怕的后果。物理学家们采取了一些紧急措施，共同保守有关
裂变和链式反应研究的全部秘密，并由匈牙利物理学家西拉德起草了一封给
罗斯福总统的信，要求美国尽快研制原子弹。爱因斯坦在给罗斯福总统的信
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上签了名，他说：“我的确感到这种可怕的危险，这个行动一旦得逞将给人
类带来多么严重的后果。德国人在这一方面作了研究，预计会成功，这就迫
使我走这一步。即便我一直是个坚定的和平主义者，也深感别无出路！”
后来，希特勒并没有抓紧时间把科学家们对裂变现象的研究用于研制战
争武器，当急需这种“神奇武器”时，法西斯已日暮途穷。美国“曼哈顿工
程”研制成功的原子弹，后来投放到了日本人口稠密的长畸和广岛，对大量
无辜平民的伤亡，爱因斯坦感到十分震惊和愤怒。这以后，他坚定不移地投
入反对原子屠杀和反对美国的“原子外交政策”的斗争，为谋求各国人民之
间的和平和谅解作了大量工作。
1955年4月初，76岁高龄的爱因斯坦因健康原因，不得不住进医院。在
此期间，他仍呼吁起草制止原子战争的文件。
爱因斯坦于1955年4月18日去世。临终前的遗嘱再一次表达了这位伟
人的精神境界：生前的办公室要让别人使用，寓所不要成为“朝圣”的纪念
馆，不要举行任何悼念活动，不要坟墓也不要树立纪念碑，骨灰风撒大地。
爱因斯坦走完了他的人生历程，但科学巨匠的丰碑将永远竖立在每个科
学工作者的心中。
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五、化学理论的发展与化学工业的勃兴
火及燃烧现象之本质是什么？在长达一个世纪之久的时间内，燃素说在
化学领域中占据了统治地位。法国化学家拉瓦锡（1743—1794）在批判继承
前人成果的基础上，通过实验验证，于1777年提出了氧化说。在水的化合和
分解实验取得成功之后，氧化说获得了举世公认。从此，化学科学割断了与
古代炼金术的联系，逐渐形成了一个科学知识的体系，开创了化学的新时代。
在19世纪初，英国的道尔顿（1766—1844）提出了原子论。他认为一切
物质都是由原子组成的。1803年10月18日，道尔顿在曼彻斯特发表了关于
原子论及原子量计算的论文，虽然结论难免有误，但它却是一项划时代的重
要成就。原子论的建立，使化学与炼金术、燃素说等最终脱离，成为一门真
正的科学，并使化学研究从定性描述阶段转入定量计算阶段，为化学理论研
究提供了新的方法。
随着科学研究的发展，化学理论在19世纪取得了重大进步，而化学理论
的变革又推动了化学工业的前进。
1。元素周期律的发现与周期表的形成
俄国化学家门捷列夫 （1834—1907）认为，元素的原子量与其化学特性
之间，应该存在某种联系。并且他深信化学元素之间也一定存在着规律性的
联系和相互依赖性。他在总结前人经验的基础上，作了大量核对、比较、验
证和整理工作。他紧紧抓住原子量这个关键，把化学元素依原子量的大小及
其性质进行排列和分类，从而发现了元素性质随原子量增加而呈周期性变化
的规律。门捷列夫在1869年2月提出了周期律，并公布了他的第一个元素周
期表。同年3月，他发表了《元素性质与其原子量的相互关系》的论文，论
述了元素周期律的四个基本观点：（1）依照原子量大小排列起来的元素，在性
质上呈现出明显的周期性；（2）原子量大小决定元素的性质；（3）可预见未知
元素；（4）可判定或修正元素的原子量。1871年，门捷列夫公布了他的第二
个元素周期表，更详尽地论述了元素周期律，大胆修正了一些元素的原子量，
并在周期表中留出空格，先后预言了“类硼”、“类铝”、“类硅”等十五
种未知元素的存在及其性质。周期律的发现如同其他新事物一样，在刚刚来
到世间的时候，不可避免地遇到了种种指责和非难。但随着时间的推移，周
期律的真理性终于得到了公认。1875年，法国的布瓦博德朗 （1838—1912）
在分析比里牛斯山的闪锌矿时，应用光谱分析法发现了一个新的元素——
镓。这是门捷列夫所预言的“类铝”。1879年，瑞典的尼尔森（1840—1899）
在对硅铍钆矿石和黑稀金矿进行研究时，发现了元素周期表中第二个待填补
的元素——钪。门捷列夫曾称之为“类硼”。1886年，德国的温克勒（1838
—1904）用光谱分析法发现了化学元素锗。这是周期表中第三个待填补的元
素，即门捷列夫所预言的“类硅”。至此，元素周期律理论及周期表经受了
实践的检验，并在实践中得到补充。它以无可辩驳的例证显示了其科学性和
正确性。令学术界为之惊叹，而后成为无机化学和分析化学发展的重要基础。
门捷列夫公布的第一个元素周期表（1869年）①
① 参见《中国大百科全书》化学卷Ⅱ第736 页，1989。3 版。
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Ti 50 Zr 90 ？ 100
V 51 Nb 94 Ta 182
Cr 52 Mo 96 W 186
Mn 55 rh 104 。4 Pt 197。4
Fe 56 Ru 104 。4 Ir 198
Ni=C0 59 Pd 106。6 Os 199
Hl Cu 63。4 Ag 108 Hg 200
Be 9。4 Mg 24 Zn 65。2 Cd 112
B 11 Al 27。4 ？ 68 U 116 Au 197？
C 12 Si 28 ？ 70 Sn 118
N 14 P 31 As 75 Sb 122 Bi 210
O 16 S 32 Se 79。4 Te 128？
F 19 Cl 35。5 Br 80 I 127
Li7 Na 23 K 39 Rb 85。4 Cs 133 Tl 204
Ca 40 Sr 87。6 Ba 137 Pb 027
？ 45 Ce 92
Er？ 56 La 94
Yt？ 60 Di 95
In 75。6？ Th 188？
注：？表示未知或未确定。
门捷列夫公布的第二个元素周期表（1871年）①
① 参见《中国大百科全书》化学卷Ⅱ第736 页，1989。3 版。
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Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ Ⅷ
列 … … … RH RH RH RH …
R2O RO R2O3 RO2 R2O5 RO3 R2O7 RO4
1 Hl
2 Li7 Be9。4 B11 Cl2 Nl4 O16 F19
3 Na23 Mg24 Al27。3 Si28 P31 S32 Cl35。5
4 K39 Ca40 …44 Ti48 V51 Cr52 Mn55 Fe56Co59
5 （Cu63） Zn65 …68 …72 As75 Se78 Br80 Ni59Cu63
6 Rb85 Sr87 ？Yt88 Zr90 Nb94 Mo96 …100 Ru104Rh104
7 （Ag108） Cd112 In113 Sn118 Sb122 Te125 I127 Pd106Ag108
8 Cs133 Ba 137 ？Di138 ？Ce14 … … …
0
9 （…） … … … … … …
10 … ？Er178 ？？La1 Ta182 W 184 … Os195Ir197
80
11 （Au199） Hg200 Tl204 Pb207 Bi208 … … Pt 198Au199
12 … … … Th231 … U240 …
注：？表示未知或未确定。
元素周期律和周期表，是门捷列夫在科学研究中建立的不朽勋业。但他
也有思想保守的一面，直到 1902年，他还在否认原子的复杂性和电子的存
在，强调原子的不变性，坚持认为元素不变是元素周期律得以成立的前提。
因此，对元素周期律的科学阐述并不是由门捷列夫进一步完成的，而是由英
国科学家莫斯莱（1887—1915）实现的。1913年，莫斯莱在测定一系列元素
的原子序数时，发现各种元素所产生的特征X射线的波长，其顺序恰好与元
素在周期表内的次序一致，进而他把这个次序命名为元素的原子序数，于是
提出了核内的单位电荷数是周期表中元素排列顺序的根本依据的假说，明确
了决定元素基本化学性质的是原子序数，而不是原子量。德国化学家柯塞尔
（1888—1956）于1916年在进行电价理论研究时，最先用原子序数代替原子
量，对元素周期表进行了深入研究。柯塞尔提出金属元素的外层电子一般少
于四个而容易失去电子，变成带正电的阳离子。非金属元素的外层电子一般
多于四个，而容易得到电子，变成带负电的阴离子。失去电子的数目，是元
素的正原子价数，得到电子的数目，是元素的负原子价数。通过对原子核电
荷数的研究，使元素在周期表中的排列顺序得到了科学的解释。通过对原子
核外电子状况的研究，则阐明了元素性质随原子序数变化而呈周期性变化的
原因。
随着新元素的陆续发现，元素周期表不断得到补充和发展。1869年门捷
列夫公布的元素周期表共有66个位置，当时已发现了63种元素。到1894
年，门捷列夫所预言的未知元素已先后发现，到此已发现的元素总数共达75
种。当年，英国化学家拉姆塞 （1852—1916）和瑞利（1842—1919）发现化
学元素氩，确定它是元素周期表中最后一族——惰性元素族中的一个元素。
1895年，他们又各自独立发现化学元素氦。1898年拉姆塞又发现化学元素
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氖、氪、氙，并确定了它们在元素周期表中的位置。1897—1898年，法国的
比埃尔·居里（1859—1906）和法籍波兰人玛丽·斯可罗多夫斯卡·居里（1867
