著名的花粉实验

著名的花粉实验

1827年，著名的苏格兰植物学家布朗做了一个有名的“花粉实验”。他仔细观察花粉漂浮在平静水面上，究竟会出现什么现象。

他为什么要做这样的实验？这在现在看来也许不值一提，但在当时却轰动了世界。因为，随着欧洲工业革命的兴起，人们发现的新物质越来越多，而科学家迫切希望知道这种物质是由什么东西组成的。著名英国化学家道尔顿早在1808年就发表了原子学说。他认为一切物质都由“不可再分的微粒”组成，而这种微粒就叫作“原子”。“原子”这个名词最早是由古希腊哲学家留基伯和他的学生德谟克里特在公元前450年左右提出的，意思是不可再分的质点。道尔顿对他们这种大胆的、科学的创见十分佩服，所以多次声明“原子”一词的发明人不是自己而是留基伯等。

道尔顿根据当时科学上的许多新发现，指出每一种化学元素都代表一种特定的原子，不管这一元素的数量有多少，它总是由完全相同的原子组成；一种元素之所以不同于另一种元素，那是因为它们的原子质量和性质不同。1811年，意大利化学家阿伏伽德罗又把道尔顿的原子论应用到气体研究中去，他除了证明拉瓦锡的发现，即空气是由氧气、氮气等组成之外，又证明同一体积的任何气体尽管它们的性质不同，但都由相同数目的质点（原子或分子）组成。

按理说，道尔顿和阿伏伽德罗提出这种原子分子论之后，几千年来人类没有弄明白的关于物质是由什么东西构成的问题，已经得到了基本答案。可是，科学史告诉我们，任何一种新理论、新学说诞生以后，总有一些因循守旧的人怀疑它，甚至反对它。原子分子论也是这样，再加上当时还没有直接证据表明原子和分子确实是客观存在的，所以反对的人就更多些，就连那时一批相当有名的科学家，如德国的大科学家奥斯瓦尔德等也认为原子分子学说是人们“臆想出来的”。

这样重大科学问题的纷争，当然不会局限在化学界或物理学界，许多植物学家，甚至数学家都身不由己地卷入这场大争论中来。布朗为证明原子分子理论的真实性，便做了这样的花粉试验。他发现，水面上的花粉可以作不规则的运动。开始，他认为这种现象是花粉有生命的缘故，可是，后来他又发现，同样细小的没有生命力的无机染料也能够发生这种运动。这说明水是由一个个水分子组成的，它们每时每刻都在不断地运动着，一个水分子运动所产生的力虽然很小很小，但是无数个水分子的运动，是能推动一颗颗细小的花粉或粉末状的染料运动的。因此，后来科学家们把这个间接地证明水分子存在的实验称作布朗实验或叫布朗运动。把这种在科学上起过重要作用的花粉，称作“闪光的花粉”。

100多年以后，科学技术有了飞跃。1955年，美国宾夕法尼亚州公立大学的米勒发明了能将物体放大50万倍的显微镜后，人们才第一次真实地观察到单个原子的形貌。1977年，日本东京大学的研究人员，用500千伏的电子显微镜拍摄到了氯化铜一酞菁染料的分子结构照片。这些观测结果告诉我们：原子是很小很小的，一般原子的直径不到1厘米的一亿分之一。13立方厘米的氢气，在0℃和1个大气压力下，竟含有88000亿亿个氢原子。分子的体积比原子大些，一个水分子的直径是2．8×10^－8厘米，即1亿个水分子排成一列长队，也只有1厘米。

至此，长达千百年的争论结束了，科学胜利了。任何物质都是由原子分子组成的！

这是一条千真万确的久经磨难的科学真理。