周秋云发表的论文

对神话传说的关注与研究，是19世纪末和20世纪初的一个世界性的热点。这反映了一种共同的文化思潮：人们普遍希望能够从古人的精神遗存中，寻找认识文明社会种种问题的钥匙。而人类学派的进化论世界观和“以今证古”的学术原则与方法，正好适应了人们的这一精神期望。于是，神话研究领域中的人类学派取代语言学派在欧洲崛起，而且很快便成为一个富有生命力的学术流派。到20世纪初，人类学派神话学通过两条线传到了中国：一条线来自欧洲，一条线来自日本，为一些向往新思潮的中国进步知识分子所接受。在“五四”前后，直到20世纪30年代末40年代初，欧洲人类学派神话学，对我国的神话研究发生了重要的影响。评论者指出：“以泰勒、安德留·兰等为代表（特别是兰氏）的英国人类学的比较神话学派，是19世纪后期到本世纪（按指20世纪）初年，在世界学坛上取得了压倒地位的一个学派。从20年代到40年代，我国神话、故事方面研究观点主要受到这一派的影响。当时这方面一些比较知名的学者如沈雁冰、赵景深、黄石及周作人等，都是接受了这一派的理论，并把它应用到中国神话、传说、民间故事及风俗的谈论、研究上的。”[1] “在马克思主义神话理论广为传播以前，人类学派的神话学在欧洲和日本都拥有很大的势力，起过积极的作用，并于本世纪（按指20世纪）初传到我国，为一些向往新思潮的进步的知识分子所接受，在‘五四’前后对我国的神话研究产生过深远的影响。这种影响主要表现在相当数量的研究者在接受人类学派神话理论的同时，进一步加以改造，并用之以探究中国神话和世界神话诸问题，从理论和方法上为我国的神话研究打下了良好的基础。”[2] 民间文学（主要是神话、传说、故事）研究者接过了西方人类学神话学的理论和方法，以文学的眼光加以改造，用以探究中国神话、传说、故事等领域里的问题，为我国的口头叙事文学研究乃至中国神话学的创立奠定了基础。在中国民间文艺学的初创时期，人类学派所起的作用是巨大的，甚至可以说是举足轻重的。一 人类学派神话学的传入人类学是以人为研究对象的人文科学。19世纪后叶，欧洲文化人类学达到了鼎盛时期，出现了摩尔根、泰勒、弗雷泽、安德留·兰、马林诺斯基等一大批著名的人类学家，出现了《古代社会》、《原始文化》、《金枝》、《神话、仪式与宗教》、《文化论》等一大批赫赫有名的人类学著作。20世纪初，1903年，在几部从日文翻译过来的文明史著作（如高山林次郎的《西洋文明史》[上海文明书局版]，白河次郎与国府种德的《支那文明史》[竞化书局版]，高山林次郎的《世界文明史》[作新社版]等）里，人类学派的神话学说伴随着“神话”与“比较神话学”这些新鲜的词汇传入了我国。我国开始有人向国人介绍欧洲（古希腊罗马、北欧）的神话，并试图用西方的人文理论来解释和评述神话了。1907年留学日本的周作人读到鲁迅回国前订购的美国人该莱(gayley)编的《英文学上的古典神话》、法国人戴恩(taine)编的《英国文学史》，开始对安德留·兰( andrew lang, 1844～1912)的人类学派神话学说有所了解。他根据安德留·兰和该莱的神话观点写了一篇题为《三辰神话》的文章，寄给了鲁迅、许寿裳正在筹办中的《新生》杂志，可惜的是《新生》胎死腹中，这篇文稿也就没有出世。[3] 同年，鲁迅发表《破恶声论》的文言长文。这是继蒋观云《神话·历史养成之人物》1903年初在梁启超于东京主办的《新民丛报》上发表之后，中国神话研究史上又一篇较早发表的探讨神话诸问题的重要文章，其中对神话的一些见解，如神话的起源和特点、神话与现实的关系以及对后世作家文学的影响等，显然受到西方人类学派神话学说的影响。[4]也是这一年（1907），周作人以周逴的笔名翻译了英国哈葛德和安德留·兰合作根据荷马史诗而撰著的神怪冒险小说《红星轶史》（原名《世界欲》）。周作人在《前言》中对作者之一的英国人类学神话学家安德留·兰作了简要的介绍。这可能是中国人第一次介绍安德留·兰的文字。1913－1914年周作人用文言文写的《童话略论》、《童话研究》（见周作人《儿童文学小论》上海儿童书局1932年）等文章，对安德留。兰的神话观点做了相当详细的阐述，是我国最早直接介绍人类学派神话学，并运用它来研究神话的重要文章。回顾历史，人类学派学说的传入中国，主要表现为三个方面：一是翻译，二是绍介其理论与作品，三是运用其学说和方法来研究中国的神话和故事。先说翻译，在这一方面，上文已经说过，周作人有开创之功。赵景深也做了许多工作，他先后翻译了哈德兰德的《神话与民间故事的混合》（《新民意报·副刊》1923年第8期）和《神话与民间故事》（《小说月报》1926年第17卷第8期）；麦苟劳克的《民间故事的探讨》（《文学周报》1927年8月 第4期）、《季子系的童话》、《友谊的兽的童话》（原载报刊待查）、《兽婚故事与图腾》（《民众教育季刊》1933年1月31日第3卷第1期）、《民间故事之民俗学的解释》（《青年界》1936年11月第8卷第4期）等。麦苟劳克的《小说的童年》一书，他差不多译全了。他不仅翻译，也在自己研究童话和故事的著述中，介绍和运用人类学派神话学的理论和方法。他的观点，可以用他的一句话来概括：“民间故事近来渐渐有人注意了，他的价值是在从故事里探讨古代的风俗礼仪和宗教，这是大家早已知道的。”[5]这种民间文学观，正是人类学派神话学、故事学的核心。除了赵景深以外，周作人翻译了英国哈里孙的《希腊神话引言》（1926），杨成志翻译了英国该莱《关于相同神话解释的学说》（中山大学《民间文艺》1927年第3期）、英国班恩《民俗学概论》一书的附录部分《民俗学问题格》（《民俗》1928年），郑振铎翻译了英国柯克士的《民俗学浅说》（1934年），等等。从日文的翻译也是一个重要渠道，如小川琢治的《天地开辟与洪水传说》与青木正儿的《中国小说底渊源与神仙说》（汪馥泉译，1929年），小川琢治的《山海经考》（江侠庵编译，收入《先秦经籍考》下，商务印书馆1931年），松村武雄的《地域决定的习俗与民谭》（白桦译，1931），《狗人国试论》（周学普译，1933年）、《童话与儿童的研究》（钟子岩译，1935年）、《中国神话传说短论》（石鹿译，1936年）等等，都是一些有影响的著作和文章。此外，对泰勒、弗雷泽原作的翻译和介绍也散见于各种书刊之中。如周作人曾写《金枝上的叶子》，介绍弗雷泽的《金枝》（见《夜读抄》，1934年）；苏秉琦曾译弗雷泽的《旧约中的民俗》第4章《洪水故事的起源》，收在徐旭生《中国古史的传说时代》一书中；秋子曾译弗雷泽的《迷信与社会诸制度》（《民间月刊》1933年）与《外魂――见于民间故事的》（《文讯》1946年）等等。在人类学派学说的绍介方面，1906年新城王树枏著《希腊春秋》（8卷，兰州官报局藏版，日本三省堂书店发行）、1916年孙毓修著《欧美小说丛谈》（商务印书馆）与1923年谢六逸著《西洋小说发达史》（上海商务印书馆）等，在介绍西方神话与人类学派学说的同时，对中外神话进行了比较。二、三十年代出版过几部采用人类学派观点写作的普及性的神话理论专著，如黄石的《神话研究》（1927年），谢六逸编译的《神话学abc》（1928年），林惠祥的《民俗学》（1931年）与《神话论》（1934年）等等。在这里要对谢六逸的《神话学abc》多说几句。此书前半部分根据的是日本早稻田大学著名人类学家西村真次的《神话学概论》，后半部分根据日本著名神话学家高木敏雄的《比较神话学》编译而成。西村和高木两位都是人类学派神话学有造诣的研究专家，其理论自成体系，钟敬文曾受到他们的影响。谢六逸20年代初在日本早稻田大学学习，1928年，他把神话学看作是一门独立的科学，有意识地把人类学派神话学的三个有机组成部分（神话学史、神话基本理论、方法论），系统介绍给我国，对人类学派的传播，特别是对中国神话学的建立，起了不可低估的作用。这几部书不仅在中国神话学的初创阶段，产生过重大的影响；直到20世纪80年代还作为神话学、故事学的入门书，受到研究者与读者的重视与欢迎。其次，在研究方面，鲁迅、茅盾、周作人、赵景深、钟敬文、郑德坤、郑振铎等都运用人类学派神话理论和方法进行中国神话的研究，做了许多有益的探索。鲁迅有关神话的著述，如《破恶声论》（1908年）、《神话与传说》（《中国小说史略》第二篇，讲义本，1923年）、《从神话到神仙传》（《中国小说的历史变迁》第一讲，1924）、《关于神话的通信――致傅筑夫、梁绳祎》（1925），以及他的某些神话见解（例如关于神话的产生、神话与巫的关系、神话演进为传说、神话的分类等），明显受到人类学派的影响。他在《汉文学史纲要》中，提出“试察今之蛮民”，“证以今日之野人，揆之人间之心理”，这种取今以证古，以今日之蛮人来推测荒古无文时代人类心理的方法，也是人类学的方法。在研究方面取得令人瞩目的成就者，首推作家茅盾（沈雁冰、玄珠）。他从1918年开始研究神话，1923年在上海大学讲授希腊神话，1925年开始发表神话论文，“处处以人类学的神话解释法以权衡中国古籍里的神话材料”（《中国神话研究abc》序）。先后撰著了《中国神话研究》（写于1924年，发表于《小说月报》1925年第16卷第1 期）、《楚辞与中国神话》（《文学周报》1928年第8期）、《神话杂论》（1929年）、《北欧神话abc》（世界书局1930年）等等，都是人类学派在中国土壤上的产物。他1928年撰写的《中国神话研究abc》（1929年由世界书局刊行，1978年再版时易名为《中国神话研究初探》）成为中国神话学奠基性质的代表作，并由此奠定了他在中国神话学史上开拓者与奠基者的学术地位。1978年，茅盾在为他半个世纪以前写作的《中国神话研究abc》再版撰写的前言中，回忆20世纪初叶新一代的文学家是怎样接受人类学派影响的时候说：我对神话发生兴趣，在1918年。最初，阅读了有关希腊、罗马、印度、古埃及乃至19世纪尚处于半开化状态的民族的神话和传说的外文书籍。其次，又阅读了若干研究神话的书籍，这些书籍大都是19世纪后期欧洲的‘神话学’者的著作。这些著作以‘人类学’的观点来探讨各民族神话产生的时代（人类历史发展的某一阶段），及其产生的原因，并比较研究各民族神话之何以异中有同，同中有异，其原因何在？这一派神话学者被称为人类学派的神话学者，在当时颇为流行，而且被公认为神话学的权威。当1925年我开始研究中国神话时，使用的观点就是这种观点。直到1928年我编写这本《中国神话研究初探》（引者按：即《中国神话研究abc》）时仍用这个观点。当时我确实不知道马克思的《〈政治经济学批判〉导言》中有关神话何以发生及消失的一小段话：‘任何神话都是用想象和借助想象以征服自然力，支配自然力，把自然力加以形象化；因而，随着这些自然力之实际上被支配，神话也就消失了。’当后来知有此一段话时，我取以核查‘人类学派神话学’的观点，觉得‘人类学派神话学’对神话的发生与消失的解释，尚不算十分背谬。[6]茅盾的这段话使我们清楚地看到，在神话学的初创时期，不仅他本人，我国许多学者的神话见解，受到的主要是欧洲人类学派的影响。周作人在译介人类学派神话学方面做了许多工作，在研究方面，写了《神话与传说》（收入《自己的园地》，1923年）、《神话的辩护》（收入《雨天的书》，1924年）、《习俗与神话》（收入《夜读抄》，1933年）等等，进一步阐发了安德留·兰的人类学派观点。钟敬文二、三十年代写作的有关神话、故事的文章有二、三十篇之多，如《楚辞中的神话和传说》（1928年）、《与爱伯哈特博士谈中国神话》（1933年）、《中国神话之文化史价值》（1933年）与《老獭稚型传说底发生地》（1934年）等等，都很有见解。他的神话观点有自己的特色，在接受人类学派学说的同时，还汲取了社会学派的见解。赵景深的几部童话集子，如《童话论集》（1927年）、《童话学abc》（1929年）、《童话评论》（1935年）等，也都是用人类学派观点研究童话和神话的。追随茅盾，运用人类学派神话学说研究《山海经》的郑德坤也取得了可喜的成绩，他在《山海经及其神话》（《史学年报》1932年第4期）一文中，运用人类学派的万物有灵学说、心理共同说来探讨《山海经》与经中的神怪鸟兽。他说：“神话确能或明或晦地反映出原始人类心理状态的生活情形，是很可贵的文明史的史料。”在当时的《山海经》研究中，给人以耳目一新之感。郑振铎的《汤祷篇》（《东方杂志》1933年第30期）借汤祷的故事，旨在对中国的“蛮性的遗留”作一番清理，并由此指出，原始生活的古老的“精灵”常常会不经意地侵入到现代人的生活之中，为神话研究另辟蹊径。由于英国人类学派神话学在中国的传播，主要是由文学家或文学理论家们们完成的，故而笔者把中国的人类学派神话学称之为文学人类学派。当然这里所说的神话学是广义的，包括所有散文体的叙事作品的研究。20世纪20年代初，北京大学歌谣研究会创立之始，该会主办的《歌谣》周刊以及《晨报副刊》、《语丝》等报刊，虽然也发表过一些翻译介绍英国人类学派、阐发研究其观点方法的文章，但该会及其所代表的流派所倡导的主要思潮是乡土研究[7]，而《妇女杂志》等则成为文学人类学派的主要阵地，胡愈之早期的著名论文《论民间文学》，就是发表在此刊于1921年1月出版的第7卷第1号上的。关于我国的文学人类学派民间文艺学，赵景深曾写道：“关于神话和传说的研究，历来的学者多所争论。……直到人类学的解释出，神话和传说的研究方才愈加精密。完成此说的不可不推功于安特路兰(andrew lang)。……要走这条路第一步工夫便是搜集类似的神话和传说。……我国最初以人类学研究民间故事的自然要推《妇女杂志》社诸君。他们已很能做到照农民口吻一点不加修饰的复写下来这一层，却没有做到搜集大同小异的材料这一层，对于犯重复的故事每不采录。这一工夫最方才从单行本《徐文长故事》看到。《徐文长故事》重复的很多，均未删去，这便是这本书的价值所在处。”[8]《徐文长故事》收录同一母题的故事的不同异文的编辑方法，正体现了人类学派故事研究的方法和原则，被赵景深看作是20世纪二三十年代中国民间文艺学界的一个成功范例。文学人类学派演武的阵地，除了《妇女杂志》以外，还有一些影响很大的重要文学杂志，如《语丝》、《文学周报》、《小说月报》等。二 人类学派神话学说在中国的本土化“五四”新文化运动前夕，西方各种新思潮涌入我国，学术思想十分活跃。当时，一部分留学生和掌握外语的知识分子开始接触欧洲神话及其理论，并对之产生了浓厚的兴趣。西方人类学派学说这外来的种子，能够在中国的土壤上成活、生根、开花、结果，有一个拿来、认识和消化的过程。在我国，人类学派学说的本土化主要表现在人类学派学说的文学化与中国化；换句话说，所谓本土化，指的是用人类学派的神话学说和方法去构建和解释作为文学的中国神话。上文我们说过，在世纪初“睁眼看世界”的开放浪潮中，对欧洲神话理论首先产生兴趣的是一批掌握外语、与外界有联系的知识分子，其中有相当一部分是文学家。他们最初接触神话，只是凭着文学家的兴趣和爱好，以文学家的眼光，从文学的角度去认识神话。例如，郭沫若开始仅仅从诗人的兴趣出发去欣赏神话（《神话的世界》，《创作周刊》1923年11月7日）；鲁迅是为了和复古派、国粹派论争的需要而利用神话（见鲁迅1907－1908年的论文《破恶声论》、《摩罗诗力说》等）；茅盾则为了穷本溯源，对十九世纪的欧洲文学作一番系统的研究而钻研古典神话（《商务印书馆编译所生活之二》，《新文学史料》1979年第2期）；周作人最初只是为了研究西洋文学必须具备一些入门的、典故性的基础知识而涉猎神话（《希腊神话二》，《夜读抄》北新书局1934年）；钟敬文、赵景深则认为探讨民俗学与童话学必须同时旁及神话（赵景深《研究童话的途径》，《童话论集》1927年），等等。尽管各人研究神话的目的不同，时代先后不一，修养各有深浅，成就各异；但是，他们在世纪之初都不约而同地从不同渠道接受了人类学派的影响，并以此为武器去探讨中国的神话世界。神话首先是文学，中国文学史以神话为开端。首次提出并从理论上对此加以阐释的，是文学家史家的鲁迅。他在《中国小说史略》第二篇《神话与传说》里，写的就是“小说的渊源：神话”；《中国小说的历史变迁》的开篇也是：“神话是文艺的萌芽”，明确地指出神话的性质是文学。神话在文学上定位的传统，自20世纪20年代鲁迅的阐明起，一直延续到今天并没有改变。其间传袭者，除了前面提到的茅盾等文学家理论家，到40年代，由何其芳为代表的“延安学派”所继承，到50年代及其以后，袁珂加以发扬光大。神话是文学，但从神话学的学科来考察，神话的功能是多样的，它不仅仅是文学。正是由于神话的文学性质与功能被强调、被强化，所以在我国，神话学在其创始之初，从来就不是一门独立的科学，即使在世纪初人类学派学说如此强大之时，也未能改变它依附于文学的性质。可以说，二、三十年代的文学家有关神话的主要言论，都是在“神话是小说的开端，文艺的萌芽”这个大前题下展开的。20世纪初，我国学者接触神话，是在“五四”前后，与知识分子“向西方国家寻求真理”的过程同步的，因此，他们的兴趣和抉择不能不受到“五四”民主与科学的革命精神的浸染，目的性很明确。以茅盾为例。一方面，他借鉴欧洲的人类学派，“处处用人类学派的神话解释法以权衡中国古籍里的神话材料”（《中国神话研究abc》序），认为“以此说为解释神话的钥匙，几乎无往而不合”（《人类学派神话起源的解释》，《文学周报》1928年第6卷）。另一方面，他善于吸取他人的精萃，化为自己的血肉，用以梳理中国的古神话问题。他对神话的一些基本看法，例如神话是原始人生活和思想的反映；神话和原始人的信仰和心理状况有密不可分的关系；必须从原始人的宇宙观、从神话的性质和内容，对神话和仙话、传说、寓言等非神话作品加以严格区分；在比较中探求神话演变的踪迹等等，虽然对人类学派的理论多有借鉴，但是许多结论是经过自己的分析和研究，结合中国神话的具体情况而得出来的。他重视原始人的生活和世界观对神话的性质、内容、产生和演变所起的制约作用，比起欧洲人类学家之更多地倾向于原始信仰、仪式与心理因素，可以看出茅盾的神话观点的独创之处。他主张学习外国，但反对一味摹仿，主张大胆创造。这种“自行创造之宏愿”（《一九一八年之学生》，《学生杂志》1918年1月），自始至终贯穿在他的神话研究之中。他借鉴欧洲的神话学，是为了“创造一个中国的神话的系统”（《中国神话研究abc》序），这种朦胧的学科意识在当时是十分可贵的。三 文学人类学派的历史贡献与局限在英国人类学派影响下出现的中国文学人类学派，是一个在20世纪中国民间文艺学史上有过重要贡献的学术流派，即使一些不属于该流派的学者，也多少受到过人类学派的影响，或多或少地接受了这个派别的观点和方法。但这个流派也存在一些不足和局限。钟敬文晚年在回顾他的学术道路时，对人类学派在我国的历史贡献与局限有过一段十分中肯的分析：这派理论在学术上的主要功绩，是它从进化论的观点去观察和说明人类不同时期神话的历史关系。它把“野蛮”时代的精神产物（神话）和所谓“文明”时代的同类文化现象联结起来，不把两者看作截然不相关的现象，从而给人文史现象以接近科学的解释，并打破了那种鄙视原始人群及其文化的偏见。其次，那些学者在建立自己的理论和具体论证上，是以当时所能看到的人类学资料为根据和凭证的。这是一种实证主义的方法。那些只凭思辨的方法是很不相同的。这也是此派成为比较科学的神话学、故事学的主要原因，是它所以能够取代语言学派，并有广泛影响的主要原因。这一学派尽管在观点和方法运用上有种种缺点（例如某些学者指出，他们对于各民族的风俗、神话等只着重看到它的普遍形相，却忽略了考察它的特殊形相等），但是，它在神话学史上的突出地位是不能抹杀的。这个显赫一时的神话学派的主要缺点，是它的心理主义。在对原始神话和民间故事等的解释上，它虽然也注意到作为社会现象的风俗等因素，但着重的却是原始心理（思想、信仰等）。对于原始人的生产活动、社会关系等在形成原始神话思维上的基础作用，那些学者并不怎样重视。作为文化产物的神话，它对原始社会（或稍后的社会）的作用，他们也很少注意。他们所热心解释的，是在较高社会里存在的“遗留物”的来源。其它如我们所重视的神话的性质、特点以及历史发展对神话的影响等，都不是它的着眼点。总之，它跟马克思主义的神话学有跟差别之处；而它的那些缺点，在我那时受过影响的论文里是迹象显然的。自然，这并不是说它对于我们毫无用处。它的某些因素或某些侧面是可以批判地吸收的。我们知道恩格斯的某些神话观点，与泰勒在《原始文化》中所阐述的不是没有关系的。[9]（一）在中国民间文艺学的初创期和幼年期，文学人类学派的学者们采取翻译、转述等方式，译介了英国和日本人类学派神话学者的大量著作，成为学科建设的重要参照物，给中国学人带来了进化论的世界观，万物有灵观、心理共同说、图腾崇拜、遗留物（又称遗形说）等理论，以今证古、类型研究、比较研究的方法。泰勒、安德留·兰和弗雷泽的神话研究与成就，代表着人类学派兴起、发展与极盛三个重要阶段，他们的丰富理论和深远影响，远非万物有灵论、遗留物说、心理共同说、巫术与图腾制等几个核心观点所能概括，而我国二、三十年代对人类学派的介绍也远非全部。然而，他们的代表作《原始文化》、《神话与习俗》、《神话、仪式与宗教》、《近代神话学》、《金枝》、《旧约中的神话》、《图腾制与族外婚》等等，直到今天仍然具有经典的价值。（二）文学人类学派学者所撰著的若干有关神话与故事的研究著作，为中国神话学与故事学的建立奠定了基础。他们以世界的眼光，采用归纳法、分类法和比较的方法，把发展的因素引进神话研究之中。强调搜集活态的口头资料，以以今证古的方法，从现代野蛮人的生活、思想和信仰去考察原始人的神话、传说，是人类学派学者们的治学原则，也是人类学派神话学的学科特点。遗憾的是，中国的文学人类学家们较多地停留在书斋研究上，而搜集活态的口头资料这一人类学的学科原则，则做得甚少，因此使学派的活力受到了局限，并没有为中国民间文艺学的进一步发展积累多少可用的田野资料，显示出中国文学人类学派的天然的弱点，直到20世纪30～40年代社会-民族学派在西南地区崛起之后，才初步建立起田野调查的原则，活态资料的空白也才得到了一些弥补。（三）进化论是人类学派的理论基础。把生物的进化观机械地套用到人文科学之中，认为不同民族不同地区的人类社会全都经历过从低级到高级、从野蛮到文明的过程；套用到神话研究之中，认为各民族的神话都经历过从多神——一神，从兽形——半人半兽——人形的演变过程；而口头叙事从神话——传说——故事的发展，也是千篇一律的。人类学派的直线进化观，只看到对象的一般形相而忽视特殊形相的偏颇，给我国的神话研究带来的影响也是明显的。

生活与地理密切相关，解释生活中的现象，解决生活中的问题，都需要一定的地理知识与技能。下面，就以人们的衣食住行为例加以说明： 1、 服饰与地理 首先，服饰材料与地理环境密切相关。桑蚕生产适宜亚热带，浙江的杭嘉湖地区、广东的珠江三角洲都是我国重要的蚕丝产地。而太阳光照好的新疆地区是我国长绒棉的最重要产区。人们喜爱的羊毛衫与皮衣，原料主要源于我国西部牧区盛产的羊毛和各种皮革。其次，服饰样式与地域特征有关。在炎热干旱的阿拉伯地区，人们喜欢身着白色宽松的长袍。在气温日较差很大的雪域高原，我国藏族牧民往往穿一个胳臂可以露出来的“不对称”的大袍。第三，服饰变化与气候变化有关。在四季分明的地区，人们一般都要准备几套与季节相对应的衣服，夏季男士的短袖衬衫、T恤与女士的连衣裙，春秋季的休闲装和羊毛衫，冬季的滑雪衫和皮夹克等。相反，在“四季无寒暑，遇雨便成冬”的我国云南昆明一带，形成了“四季服装同穿戴”的独特景观。 2、 饮食与地理 从主食结构上看，由于水热条件的不同，我国北方以种植小麦为主，南方以种植水稻为主，故形成了“北面南米”的格局。另外中国“八大菜系”的烹调技艺各具特色，素有“南甜北咸，东辣西酸”之说，它的形成也与地理环境有关。就拿“南甜北咸”的形成来讲，就与我国南北方的气候差异有关。我国北方地处暖温带，冬季寒冷干燥，夏季高温多雨，气温年较差大，在过去，即使少量的蔬菜也难以过冬，同时又不舍得一时“挥霍掉”，北方人便把菜腌制起来慢慢“享用”，这样一来，北方大多数人也就养成了吃咸的习惯。南方多雨，光热条件好，盛产甘蔗，比起北方来，蔬菜更是一年几荐。南方人被糖类“包围”，自然也就养成了吃甜的习惯。北方人不是不爱吃甜，只是过去糖难得，只好以“咸”代“甜”来调剂口味了。虽说北方现在不缺糖，但口味一旦形成，不是一朝一夕就可以改变的。 3、 住房与地理 传统民居的样式、材料大多受当地自然地理条件的影响。例如北美因纽特人用冰块作外墙；草原上的牧民为适应游牧的需要通常居住在搭卸方便的蒙古包里；黄土高原的居民利用黄土直立性好的特点开凿窑洞来居住；西南炎热的少数民族地区以竹楼为主。当今商品房的开发也要考虑很多地理因素，如居住的交通位置、周边配套设施的空间组合、周围环境质量综合状况、居住区内部环境设计以及房子的朝向、采光、通风、层高、间距等因素。 4、 出行与地理 人们的出行与地理环境密切有关。在高山峡谷中，人们利用峡谷之中的急流乘皮筏子漂流；在莽莽沙海里，骆驼成为“沙漠之舟”；在一望无际的草原上，人们骑着骏马弛骋如飞；在江南水乡，人们利用船舶在江河上穿梭往来。人们出行，无论是旅游还是出差，都要根据天气与环境情况，决定出发时间与选择交通方式。 总之，生活中处处有地理，地理知识就在我们的身边。学习对生活有用的地理，不仅可以有效地帮助学生应对生活中的困难，解决生活中的问题，增强生活能力，提高对未来生活的适应能力，更大程度地满足生存的需要，而且对当今综合素质人才的培养也是十分有益的。

化学发展史论文一、化学的前奏1．人类文明的起点——火的利用在几百万年以前，人类过着极其简单的原始生活，靠狩猎为生，吃的是生肉和野果。根据考古学家的考证，至少在距今50 万年以前，可以找到人类用火的证据，即北京周口店北京猿人生活过的地方发现了经火烧过的动物骨骼化石。有了火，原始人从此告别了茹毛饮血的生活。吃了熟食后人类增进了健康，智力也有所发展，提高了生存能力。后来，人们又学会了摩擦生火和钻木取火，这样，火就可以随身携带了。于是，人们不再是火种的看管者，而成了能够驾驭火的造火者。火是人类用来发明工具和创造财富的武器，利用火能够产生各种各样化学反应这个特点，人类开始了制陶、冶金、酿造等工艺，进入了广阔的生产、生活天地。2．历史悠久的工艺——制陶陶器是什么时候产生的，已很难考证。对陶器的由来，说法不一，有人推测：人类最原始的生活用容器是用树枝编成的，为了使它耐火和致密无缝，往往在容器的内外抹上一层粘土。这些容器在使用过程中，偶尔会被火烧着，其中的树枝都被烧掉了，但粘土不会着火，不但仍旧保留下来，而且变得更坚硬，比火烧前更好用。这一偶然事件却给人们很大启发。后来，人们干脆不再用树枝做骨架，开始有意识地将粘土捣碎，用水调和，揉捏到很软的程度，再塑造成各种形状，放在太阳光底下晒干，最后架在篝火上烧制成最初的陶器。大约距今1 万年以前，中国开始出现烧制陶器的窑，成为最早生产陶器的国家。陶器的发明，在制造技木上是一个重大的突破。制陶过程改变了粘土的性质，使粘土的成分二氧化硅、三氧化二铝、碳酸钙(gài)、氧化镁(měi)等在烧制过程中发生了一系列的化学变化，使陶器具备了防水耐用的优良性质。因此陶器不但有新的技术意义，而且有新的经济意又。它使人们处理食物时增添了蒸煮的办法，陶制的纺轮、陶刀、陶挫等工具也在生产中发挥了重要的作用，同时陶制储存器可以使谷物和水便于存放。因此，陶器很快成为人类生活和生产的必需品，特别是定居下来从事农业生产的人们更是离不开陶器。3．冶金化学的兴起在新石器时代后期，人类开始使用金属代替石器制造工具。使用得最多的是红铜。但这种天然资源毕竟有限，于是，产生了从矿石冶炼金属的冶金学。最先冶炼的是铜矿，约公元前3800 年，伊朗就开始将铜矿石(孔雀石)和木炭混合在一起加热，得到了金属铜。纯铜的质地比较软，用它制造的工具和兵器的质量都不够好。在此基础上改进后，便出现了青铜器。到了公元前3000～前2500 年，除了冶炼铜以外，又炼出了锡(xī) 和铅(qiān)两种金属。往纯铜中掺入锡，可使铜的熔点降低到800℃左右，这样一来，铸造起来就比较容易了。铜和锡的合金称为青铜(有时也含有铅)，它的硬度高，适合制造生产工具。青铜做的兵器，硬而锋利，青铜做的生产工具也远比红铜好，还出现了青铜铸造的铜币。中国在铸造青铜器上有过很大的成就，如殷朝前期的“司母戊”鼎。它是一种礼器，是世界上最大的出土青铜器。又如战国时的编钟，称得上古代在音乐上的伟大创造。因此，青铜器的出现，推动了当时农业、兵器、金融、艺术等方面的发展，把社会文明向前推进了一步。世界上最早炼铁和使用铁的国家是中国、埃及和印度，中国在春秋时代晚期(公元前6 世纪)已炼出可供浇铸的生铁。最早的时候用木炭炼铁，木炭不完全燃烧产生的一氧化碳把铁矿石中的氧化铁还原为金属铁。铁被广泛用于制造犁铧、铁■(一种锄草工具)、铁锛等农具以及铁鼎等器物，当然也用于制造兵器。到了公元前8～前7 世纪，欧洲等才相继进入了铁器时代。由于铁比青铜更坚硬，炼铁的原料也远比铜矿丰富，在绝大部分地方，铁器代替了青铜器。4．中国的重大贡献——火药和造纸黑火药是中国古代四大发明之一。为什么要把它叫做“黑火药”呢？这还要从它所用的原料谈起。火药的三种原料是硫磺、硝(xiāo)石和木炭。木炭是黑色的，因此，制成的火药也是黑色的，叫黑火药。火药的性质是容易着火，因此可以和火联系起来，但是这个“药”字又怎样理解呢？原来，硫磺和硝石在古代都是治病用的药，因此，黑火药便可理解为黑色的会着火的药。火药的发明与中国西汉时期的炼丹术有关，炼丹的目的是寻求长生不老的药，在炼丹的原料中，就有硫磺和硝石。炼丹的方法是把硫磺和硝石放在炼丹炉中，长时间地用火炼制。在许多次炼丹过程中，曾出现过一次又一次地着火和爆炸现象，经过这样多次试验终于找到了配制火药的方法。黑火药发明以后就与炼丹脱离了关系，一直被用在军事上。古代人打仗，近距离时用刀枪，远距离时用弓箭。有了黑火药以后，从宋朝开始，便出现了各种新式武器，例如用弓发射的火药包。火药包有火球和火蒺藜两种，用火将药线点着，把火药包抛出去，利用燃烧和爆炸杀伤对方。大约在公元8 世纪，中国的炼丹术传到了阿拉伯，火药的配制方法也传了过去，后来又传到了欧洲。这样，中国的火药成了现代炸药的“老祖宗”。这是中国的伟大发明之一。纸是人类保存知识和传播文化的工具，是中华民族对人类文明的重大贡献。在使用植物纤维制造的纸以前，中国古代传播文字的方法主要有：在甲骨(乌龟的腹甲和牛骨)上刻字，即所谓的甲骨文；甲骨数量有限，后来改在竹简或木简上刻字。可是，孔子写的《论语》所用的竹简之多，份量之重是可想而知的；另外，用丝织成帛(bó)，也可以用来写字，但大量生产帛却是难以做到的。最后才有了用植物纤维制造的纸，一直流传到今天。1957 年5 月，中国考古工作者在陕西省西安市灞(bà)桥的一座古代墓葬中发现一些米黄色的古纸。经鉴定这种纸主要由大麻纤维制造，其年代不会晚于汉武帝(公元前156～公元前87 年)，这是现存的世界上最早的植物纤维纸。提起纸的发明，人们都会想起蔡伦。他是汉和帝时的中常侍。他看到当时写字用的竹简太笨重，便总结了前人造纸的经验，带领工匠用树皮、麻头、破布、破鱼网等做原料，先把它们剪碎或切断，放在水里长时间浸泡，再捣烂成为浆状物，然后在席子上摊成薄片，放在太阳底下晒干，便制成了纸。它质薄体轻，适合写字，很受欢迎。造纸是一个极其复杂的化学工艺，它是广大劳动人民智慧的产物。实际上，蔡伦之前已经有纸了，因此，蔡伦只能算是造纸工艺的改良者。5．炼丹术与炼金术当封建社会发展到一定的阶段，生产力有了较大提高的时候，统治阶级对物质享受的要求也越来越高，皇帝和贵族自然而然地产生了两种奢望：第一是希望掌握更多的财富，供他们享乐；第二，当他们有了巨大的财富以后，总希望永远享用下去。于是，便有了长生不老的愿望。例如，秦始皇统一中国以后，便迫不及待地寻求长生不老药，不但让徐福等人出海寻找，还召集了一大帮方士(炼丹家)日日夜夜为他炼制丹砂——长生不老药。炼金家想要点石成金(即用人工方法制造金银)。他们认为，可以通过某种手段把铜、铅、锡、铁等贱金属转变为金、银等贵金属。像希腊的炼金家就把铜、铅、锡、铁熔化成一种合金，然后把它放入多硫化钙溶液中浸泡。于是，在合金表面便形成了一层硫化锡，它的颜色酷似黄金(现在，金黄色的硫化锡被称为金粉，可用作古建筑等的金色涂料)。这祥，炼金家主观地认为“黄金”已经炼成了。实际上，这种仅从表面颜色而不从本质来判断物质变化的方法，是自欺欺人。他们从未达到过“点石成金”的目的。虔诚的炼丹家和炼金家的目的虽然没有达到，但是他们辛勤的劳动并没有完全白费。他们长年累月置身在被毒气、烟尘笼罩的简陋的“化学实验室”中，应该说是第一批专心致志地探索化学科学奥秘的“化学家”。他们为化学学科的建立积累了相当丰富的经验和失败的教训，甚至总结出一些化学反应的规律。例如中国炼丹家葛洪从炼丹实践中提出：“丹砂(硫化汞)烧之成水银，积变(把硫和水银二者放在一起)又还成(交成)丹砂。”这是一种化学变化规律的总结，即“物质之间可以用人工的方法互相转变”。炼丹家和炼金家夜以继日地在做这些最原始的化学实验，必定需要大批实验器具，于是，他们发明了蒸馏器、熔化炉、加热锅、烧杯及过滤装置等。他们还根据当时的需要，制造出很多化学药剂、有用的合金或治病的药，其中很多都是今天常用的酸、碱和盐。为了把试验的方法和经过记录下来，他们还创造了许多技术名词，写下了许多著作。正是这些理论、化学实验方法、化学仪器以及炼丹、炼金著作，开挖了化学这门科学的先河。从这些史实可见，炼丹家和炼金家对化学的兴起和发展是有功绩的，后世之人决不能因为他们“追求长生不老和点石成金”而嘲弄他们，应该把他们敬为开拓化学科学的先驱。因此，在英语中化学家(chemist)与炼金家(alchemist)两个名词极为相近，其真正的含义是“化学源于炼金术”。二、创建近代化学理论——探索物质结构世界是由物质构成的，但是，物质又是由什么组成的呢？最早尝试解答这个问题的是我国商朝末年的西伯昌(约公元前1140 年)，他认为：“易有太极，易生两仪，两仪生四象，四象生八卦。”以阴阳八卦来解释物质的组成。约公元前1400 年，西方的自然哲学提出了物质结构的思想。希腊的泰立斯认为水是万物之母；黑拉克里特斯认为，万物是由火生成的；亚里士多德在《发生和消灭》一书中论证物质构造时，以四种“原性”作为自然界最原始的性质，它们是热、冷、干、湿，把它们成对地组合起来，便形成了四种“元素”，即火、气、水、土，然后构成了各种物质。上面这些论证都未能触及物质结构的本质。在化学发展的历史上，是英国的波义耳第一次给元素下了一个明确的定义。他指出：“元素是构成物质的基本，它可以与其他元素相结合，形成化合物。但是，如果把元素从化合物中分离出来以后，它便不能再被分解为任何比它更简单的东西了。”波义耳还主张，不应该单纯把化学看作是一种制造金属、药物等从事工艺的经验性技艺，而应把它看成一门科学。因此，波义耳被认为是将化学确立为科学的人。人类对物质结构的认识是永无止境的，物质是由元素构成的，那么，元素又是由什么构成的呢？1803 年，英国化学家道尔顿创立的原子学说进一步解答了这个问题。原子学说的主要内容有三点：1．一切元素都是由不能再分割和不能毁灭的微粒所组成，这种微粒称为原子；2．同一种元素的原子的性质和质量都相同，不同元素的原子的性质和质量不同；3．一定数目的两种不同元素化合以后，便形成化合物。原子学说成功地解释了不少化学现象。随后意大利化学家阿佛加德罗又于1811 年提出了分子学说，进一步补充和发展了道尔顿的原子学说。他认为，许多物质往往不是以原子的形式存在，而是以分子的形式存在，例如氧气是以两个氧原子组成的氧分子，而化合物实际上都是分子。从此以后，化学由宏观进入到微观的层次，使化学研究建立在原子和分子水平的基础上。三、现代化学的兴起19 世纪末，物理学上出现了三大发现，即X 射线、放射性和电子。这些新发现猛烈地冲击了道尔顿关于原子不可分割的观念，从而打开了原子和原子核内部结构的大门，揭露了微观世界中更深层次的奥秘。热力学等物理学理论引入化学以后，利用化学平衡和反应速度的概念，可以判断化学反应中物质转化的方向和条件，从而开始建立了物理化学，把化学从理论上提高到了一个新的水平。在量子力学建立的基础上发展起来的化学键(分子中原子之间的结合力)理论，使人类进一步了解了分子结构与性能的关系，大大地促进了化学与材料科学的联系，为发展材料科学提供了理论依据。化学与社会的关系也日益密切。化学家们运用化学的观点来观察和思考社会问题，用化学的知识来分析和解决社会问题，例如能源危机、粮食问题、环境污染等。化学与其他学科的相互交叉与渗透，产生了很多边缘学科，如生物化学、地球化学、宇宙化学、海洋化学、大气化学等等，使得生物、电子、航天、激光、地质、海洋等科学技术迅猛发展。化学也为人类的衣、食、住、行提供了数不清的物质保证，在改善人民生活，提高人类的健康水平方面作出了应有的贡献。现代化学的兴起使化学从无机化学和有机化学的基础上，发展成为多分支学科的科学，开始建立了以无机化学、有机化学、分析化学、物理化学和高分子化学为分支学科的化学学科。化学家这位“分子建筑师”将运用善变之手，为全人类创造今日之大厦、明日之环宇。2．元素发现史上的两次奇迹及科学方法研究陕西省渭南师范专科学校化学系张文根化学发展史上，从个人发现新元素的数量方面讲，出现过两次奇迹。值得研究的是，两次奇迹基本上都采用了类似的科学研究方法。1．戴维与新元素的发现英国化学家戴维(H·Davy，1778～1829)出生于木刻匠家庭，从小就喜爱化学实验。他曾用自己的身体试验氧化亚氮(笑气)气体的毒性，发现其麻醉性，使医学外科手术发生了重大改途；他还发明了安全矿灯，解决了因火焰引起的瓦斯爆炸，对19 世纪欧洲煤矿的安全开采做出了有益的贡献。但是，他一生最辉煌的成就莫过于新元素的发现。1799 年，意大利物理学家伏特(A·Volta)发现了金属活动顺序，并应用其发明了伏特电池。次年，英国化学家尼科尔森(W．Nicholson)和卡里斯尔(A·Carlisle)利用伏特电池成功地分解了水。从此，电在化学研究中的应用引起了科学家的广泛关注。1806 年，戴维对前人有关电的研究进行了总结，预言这种手段除可以把水分解为氢气和氧气外，还可能分解其他物质，这一科学思想使他把电与物质组成联系起来，从而导致了一系列新元素的发现。1777 年之前，对于碱类和碱土类物质的化学成分，人们普遍认为具有元素性质，是不能再分解的。法国化学家拉瓦锡(A·L·Lavoisier)创立氧化理论之后，则认为这两类物质都可能是氧化物。1807 年，戴维决心用实验来证实拉瓦锡的见解，同时也想验证一下自己预言的正确性。最初他用苛性钾或苛性钠的饱和溶液实验，发现碱没有变化，只和水电解结果一样。通过分析，他认为应该排除水这个干扰因素。于是改用熔融苛性钾，结果发现阴极白金丝周围出现了燃烧更旺的火焰，说明由于加热温度过高，分解出的产物立刻又被燃烧了。后来他换用碳酸钾并通以强电流，但阴极上出现的金属颗粒还是很快被烧掉了。最后，他总结教训，在密闭坩埚内电解熔融苛性钾，终于拿到了一种银白色金属，并进行性质实验，发现在水中能剧烈反应，出现淡紫色火焰，显然是该金属与水作用放出氢气的结果。山此，戴维判断这是一种新金属，取名为钾。不久，他又从苛性苏打中电解出了金属钠。次年，用同样方法，他从苦土(MgO)、石灰、菱锶矿(SrCO3)和重晶石(BaCO3)中分别又发现了新元素镁、钙、锶和钡。1807 年12 月，尽管当时英法两国正进行着战争，法国皇帝拿破仑仍然颁发勋章，以嘉奖戴维的卓越成就。但是，戴维并没有因此骄傲起来。金属钾被发现以后，他由该金属可从水中分解出氢气受到后发，认为钾也应该能够分解其他物质。于是在1808 年，他将钾与无水硼酸混合，在铜管中加热，得到了青灰色的非金属硼。这样，不到两年，戴维就发现了7 种新元素。如果加上他1810 年和1813 年确定的氯元素和碘元素，戴维一生发现和确认的元素就有9 种。这一成就在他去逝之前的52 个元素发现史上，无人能与其媲美。2．西博格与新元素的合成美国化学家西博格(G．T．Seeborg，1912～)的家庭境况和戴维差不多。依靠打工，他读完了高中和大学，并以出色的学习成绩，获得了著名科学家路易斯的赏识，随后便成为路易斯的得力助手和合作者，完成了许多重要研究。他热爱化学和物理学，决心在核化学领域做出非凡成绩。本世纪初，电子、X 射线和放射性的发现，打开了原子不可分的大门。1929 年，美国物理学家劳伦斯(E．O．Lawrence)在加利福尼亚大学发明■计出了回旋粒子加速器，从而取得了大大提高轰击粒子动能的手段，使新元素不断被发现和合成，仅1934 年至1937 年就有二百多种人工放射性同位素出现。到1939 年，在92 号铀元素之前，只剩下61 号和85号两个空位了。所以，人们已不在关心元素周期表中的空格补缺，而将精力转移到铀后面元素的发现和合成上。3．金刚石的老知识和新知识吴国庆(北京师范大学化学系100875)早在1879 年，SmithsonTennant 已经发现，金刚石燃烧的产物是碳的氧化物，故金刚石是碳的单质。1913 年，Bragg 父子用X-衍射实验测定了金刚石的晶体结构。证实通常的天然金刚石属于立方晶系，其晶胞为面心立方，一个晶胞里有8 个碳原子(一个点阵点为两个碳原子)。每个碳原子周围有四十呈四面体排列的碳原子，健长为154pm。然而应当指出，在殒石里发现的金刚石却是六方晶系的。两种晶体的差别不在于碳原子的杂化类型(sp3)，而在于排列方式不同引起晶体的对称性不同。金刚石被人类当作宝石而珍藏，据说已有3000 年的历史。经过琢磨的金刚石称为钻石，它密度大(3.51g·cm-3)，是已知物质中最坚硬的(莫氏硬度10)；它对光的透明度好，折射率高，琢磨适当的钻石能反射出更多的光而显得格外耀眼；高色散性还使钻石有‘光彩’，这是白光被钻石色散成单色光所致。金刚石的色散值是天然宝石里最高的。利用色散值的差别可以把金刚石跟很象它的锆石(ZrsiO4)区分开来。天然金刚石有的无色，有的则呈美而的蓝、黄、棕、绿等色，还有的呈黑色。理论研究证实，纯净的金刚石应当是无色的。它可以透过各种不同波长的光(包括红外和紫外)。这是因为把金刚石晶体里的电子从基恣激发到最低能量的激发恣需要5.4电子伏特的能量，远大于可见光的能量(1.7—3.10电子伏特)。当金刚石里掺杂氮，能量从原来的5.4 降到2.2 左右，随氮原子的含量的增高，由于热运动引起的氮能级的宽度的差别，吸收不同波长的可见光，呈现黄(C/N=105：1)、绿(C/N=103：1)色，氮原子继续增多，所有可见光都会被吸收掉，便得到黑色的金刚石。在好长一个时期里，人们认为蓝色的金刚石是由于其中掺杂铝引起的。后来经美国通用电气公司的实验室证实，金刚石的蓝色是由其中不到百万分之一的硼引起的。他们发现，蓝色的金刚石是有导电性的。这可以解释为：硼原子的存在可以使碳的价带电子进入硼(受主)能级而在价帝里留下空穴，引起空穴导电。而铝的掺杂不可能有这种性质。金刚石的颜色还可因掺杂原子引起所谓的“色心”(又称F 心)而引起。这类金刚石的颜色会因加热、辐照而改交，有的还有荧光。习惯上钻石的质量按克拉(1 克拉等于200 毫克)计算。一颗钻石，超过10 克拉，就已很稀罕很珍贵了。至今最大的一颗金刚石是1906 年开采出来的‘非洲之星’，3025 克拉。世界上最大的一颗钻石则是称为‘蒙兀儿大帝’的，加工前重780 克拉。人们梦想合成金刚石已经有很长的历史了。这种梦想的推动力一开始就是为了人工造出珍贵的钻石。因为天然的金刚石太少了。地球化学研究证实，自然界里的碳只有当熔化的岩百在3 万个大气压的高压下，才能以金刚石的方式结晶出来，有时生成金刚石的压力竟高到60000 个大气压。这样大的压力只有在地面下60—100 公里的深外才存在，从这样深的地方翻到地秃表层来的岩石太少了。开采金刚石需要很大的投资。那种从地表找到一颗金刚石的机会是极其稀少的。而开采出来的天然金刚12 石，只有很少就其质量而言可以加工成钻石，多数是灰色或黑色的。并不透明，有的内部夹杂有石墨，无法琢磨出钻石。最早尝试人工合成金刚石的报导在1880 年。而第一个宣称合成金刚石的是著名的法国实验化学家莫瓦桑(H·Moissan)。他以当时已有的化学知识预计，尚未制得的单质氟的化学性质极其活泼，若用它来及其迅猛地夺取碳氢化台物里的氢，就有可能把余留下的碳转变成金刚石。结果，他费了数年的光阴，克服了重重困难，真的制出了活泼的氟，取得了同的代人不可多得的巨大成就(他因此以及由此开拓的氟化学而得到诺贝尔奖金)。然而，当他实施氟和烃类的反应时，既使是在超低温下，也以猛烈的爆炸告终，一无所得。惨重的失败并未动摇过莫瓦桑人工制造金刚石的信念。后来，他从地球化学家那里得知了自然界石墨转化成金刚石的高温高压的条件，便设计了一种模拟天然过程的用石墨造金刚石的实验。他把石墨溶进熔融的铁，然后令铁急速地冷却。企图通过液恣的铁转化成固态的铁时产生的巨大内压，把石墨转化成金刚石。这种想法，粗想起来是蛮有道理的。因而莫瓦桑叫他的学生们，一次又一次地把这种实验得到的产品用无机酸把铁溶解掉，从黑乎乎的固恣残渣里寻找金刚石。后来，‘真的’从中发现了透明的“金刚石”。其中一颗被命名为法国卢浮宫里的著名钻石——摄政王同名的金刚石至今仍然在莫瓦桑的实验室里展览。莫瓦桑曾经两度在报上发表他已成功地制得金刚石。鉴于莫瓦桑的崇高威信，一时间引起了全球的轰动，穷人为之欢呼雀跃，富人为之垂头丧气。后来虽有著名氟化学家O·Ruff 在1915 年以及Parsons 在1920年宣称重复了莫瓦桑的实验制得了金刚石，却始终不能拿出足以令人信服的证据。到本世纪50 年代，有人从理论上论证了金刚石在高温高压下生成的临界条件，根本地否定了莫瓦桑设计的实验取得成功的可能性。据说，莫瓦桑的人造金刚石是他的学生被逼得无奈，投进酸洗后的黑色残渣里的天然金刚石。也有人报导，莫瓦桑得到的只是碳化硅或尖晶石(MgAl2O4)。首先在理论上计算合成金刚石的热力学条件的是R·Berman。简单地说，他的计算就是建立石墨转化为金刚石相图。计算的结果是：如果以温度为横坐标，压力为纵坐标，可以在图上划出一条由左下方向右上方延伸的近似的直线，在直线的下方是石墨的稳定区(对金刚石则是热力学的介稳区)，在直线的上方则是金刚石的稔定区(对石墨则力介稳区)。若温度和压力正好外于直线上则是金刚石和石墨的平衡转化点。这张图表明，例如在1200—1500K 的温度范围内，要使石墨转化为金刚石的压力需要达到4.3×109-5.2×109Pa(4—5 万大气压)。值得指出的是，在教学讨论中，我们常常发现有人误解高温对合成金刚石的作用。应当注意，根据上述的石墨转化为金刚石的相图，如前所述，相平衡线的斜率是正值。这就是说，反应温度越高，需要的压力也就越高。若单考虑温度，结论应当是：(就热力学而言)温度越高，石墨越不容易转化为金刚石。这也可以从只考虑温度不考虑压力的Gibbs—Helmholtz 方程(△G=△H-T△S)看出。标恣下石黑转化为金刚石是吸热反应(△H＞0)，熵变△S＜0(∴-T△S＞0)，因此温度越高，石墨转化为金刚石的自由能越大，即自发趋势越小。加压有利于转化是不难理解的。这是由于石墨的密度比金刚石的小，转化是体积减小的过程。因此，转化反应所需的高温只是为了提高速度。事实上，在高温高压下合成金刚石也是需要催化剂的。无催化剂时，石墨直接转化为金刚石的实验条件是2700℃，13GPa；利用Ni—Co—Fe 合金加入少量的硫、钛、铝等，可使转化温度降到950℃，压力降到4GPa。金属为什么能够催化石墨转化为金刚石的反应？这是一个引人入胜的问题。在已经提出的理论中有两种十分形象。一种是金属的表面作用的理论：金属镍属于面心立方晶体。镍原子的二维密置层的法线方向是立方晶胞的对角13 线方向，在晶体学上称为(111)方向，而每个镍原子周围有6 个镍原子的二维密置层则称为(111)面。面上的镍原子形成的正三角形的边长为249pm，跟石墨的二维面上的碳原子形成的三角形的边长(246pm)十分接近。当金属镍的表面正好是(111)面而又正好对着石墨的二维平面肘，镍原子便和碳原子之间一对一地形成化学键(石墨的碳原子的与二维平面垂直的2pz 轨道里的单电子进入镍原子的只有单电子的3d轨道)，结果把石墨的二维平面上的半数碳原子拉向镍的表面，在高压下，石墨的层间距从335pm 被压缩，从而使碳原子的杂化类型由sp2 转化为sp3(见图1)。铁、钴、镍及其合金的晶体结构相似，因此都是石墨转化为金刚石的催化剂。另一种理论认为石墨中的碳原子可以单个地进入金属原子之间的四面体空隙，并在金属原子的作用下使其原子轨道杂化成sp3，碳原子通过扩散遇到另一碳原子形成金刚石。图1 石墨在金属表面原子的作用下转化为金刚石50 年代初，在美国和瑞典成立了两个人造金刚石的研究小组，分别在1954 和1953 年合成了金 回答者

如下：

生活与地理密切相关，解释生活中的现象，解决生活中的问题，都需要一定的地理知识与技能。下面，就以人们的衣食住行为例加以说明：

1、 服饰与地理 ：

首先，服饰材料与地理环境密切相关。桑蚕生产适宜亚热带，浙江的杭嘉湖地区、广东的珠江三角洲都是我国重要的蚕丝产地。而太阳光照好的新疆地区是我国长绒棉的最重要产区。人们喜爱的羊毛衫与皮衣，原料主要源于我国西部牧区盛产的羊毛和各种皮革。

其次，服饰样式与地域特征有关。在炎热干旱的阿拉伯地区，人们喜欢身着白色宽松的长袍。

2、 饮食与地理 ：

从主食结构上看，由于水热条件的不同，我国北方以种植小麦为主，南方以种植水稻为主，故形成了“北面南米”的格局。另外中国“八大菜系”的烹调技艺各具特色，素有“南甜北咸，东辣西酸”之说，它的形成也与地理环境有关。

就拿“南甜北咸”的形成来讲，就与我国南北方的气候差异有关。我国北方地处暖温带，冬季寒冷干燥，夏季高温多雨，气温年较差大，在过去，即使少量的蔬菜也难以过冬，同时又不舍得一时“挥霍掉”，北方人便把菜腌制起来慢慢“享用”。

化学发展史论文一、化学的前奏1．人类文明的起点——火的利用在几百万年以前，人类过着极其简单的原始生活，靠狩猎为生，吃的是生肉和野果。根据考古学家的考证，至少在距今50 万年以前，可以找到人类用火的证据，即北京周口店北京猿人生活过的地方发现了经火烧过的动物骨骼化石。有了火，原始人从此告别了茹毛饮血的生活。吃了熟食后人类增进了健康，智力也有所发展，提高了生存能力。后来，人们又学会了摩擦生火和钻木取火，这样，火就可以随身携带了。于是，人们不再是火种的看管者，而成了能够驾驭火的造火者。火是人类用来发明工具和创造财富的武器，利用火能够产生各种各样化学反应这个特点，人类开始了制陶、冶金、酿造等工艺，进入了广阔的生产、生活天地。2．历史悠久的工艺——制陶陶器是什么时候产生的，已很难考证。对陶器的由来，说法不一，有人推测：人类最原始的生活用容器是用树枝编成的，为了使它耐火和致密无缝，往往在容器的内外抹上一层粘土。这些容器在使用过程中，偶尔会被火烧着，其中的树枝都被烧掉了，但粘土不会着火，不但仍旧保留下来，而且变得更坚硬，比火烧前更好用。这一偶然事件却给人们很大启发。后来，人们干脆不再用树枝做骨架，开始有意识地将粘土捣碎，用水调和，揉捏到很软的程度，再塑造成各种形状，放在太阳光底下晒干，最后架在篝火上烧制成最初的陶器。大约距今1 万年以前，中国开始出现烧制陶器的窑，成为最早生产陶器的国家。陶器的发明，在制造技木上是一个重大的突破。制陶过程改变了粘土的性质，使粘土的成分二氧化硅、三氧化二铝、碳酸钙(gài)、氧化镁(měi)等在烧制过程中发生了一系列的化学变化，使陶器具备了防水耐用的优良性质。因此陶器不但有新的技术意义，而且有新的经济意又。它使人们处理食物时增添了蒸煮的办法，陶制的纺轮、陶刀、陶挫等工具也在生产中发挥了重要的作用，同时陶制储存器可以使谷物和水便于存放。因此，陶器很快成为人类生活和生产的必需品，特别是定居下来从事农业生产的人们更是离不开陶器。3．冶金化学的兴起在新石器时代后期，人类开始使用金属代替石器制造工具。使用得最多的是红铜。但这种天然资源毕竟有限，于是，产生了从矿石冶炼金属的冶金学。最先冶炼的是铜矿，约公元前3800 年，伊朗就开始将铜矿石(孔雀石)和木炭混合在一起加热，得到了金属铜。纯铜的质地比较软，用它制造的工具和兵器的质量都不够好。在此基础上改进后，便出现了青铜器。到了公元前3000～前2500 年，除了冶炼铜以外，又炼出了锡(xī) 和铅(qiān)两种金属。往纯铜中掺入锡，可使铜的熔点降低到800℃左右，这样一来，铸造起来就比较容易了。铜和锡的合金称为青铜(有时也含有铅)，它的硬度高，适合制造生产工具。青铜做的兵器，硬而锋利，青铜做的生产工具也远比红铜好，还出现了青铜铸造的铜币。中国在铸造青铜器上有过很大的成就，如殷朝前期的“司母戊”鼎。它是一种礼器，是世界上最大的出土青铜器。又如战国时的编钟，称得上古代在音乐上的伟大创造。因此，青铜器的出现，推动了当时农业、兵器、金融、艺术等方面的发展，把社会文明向前推进了一步。世界上最早炼铁和使用铁的国家是中国、埃及和印度，中国在春秋时代晚期(公元前6 世纪)已炼出可供浇铸的生铁。最早的时候用木炭炼铁，木炭不完全燃烧产生的一氧化碳把铁矿石中的氧化铁还原为金属铁。铁被广泛用于制造犁铧、铁■(一种锄草工具)、铁锛等农具以及铁鼎等器物，当然也用于制造兵器。到了公元前8～前7 世纪，欧洲等才相继进入了铁器时代。由于铁比青铜更坚硬，炼铁的原料也远比铜矿丰富，在绝大部分地方，铁器代替了青铜器。4．中国的重大贡献——火药和造纸黑火药是中国古代四大发明之一。为什么要把它叫做“黑火药”呢？这还要从它所用的原料谈起。火药的三种原料是硫磺、硝(xiāo)石和木炭。木炭是黑色的，因此，制成的火药也是黑色的，叫黑火药。火药的性质是容易着火，因此可以和火联系起来，但是这个“药”字又怎样理解呢？原来，硫磺和硝石在古代都是治病用的药，因此，黑火药便可理解为黑色的会着火的药。火药的发明与中国西汉时期的炼丹术有关，炼丹的目的是寻求长生不老的药，在炼丹的原料中，就有硫磺和硝石。炼丹的方法是把硫磺和硝石放在炼丹炉中，长时间地用火炼制。在许多次炼丹过程中，曾出现过一次又一次地着火和爆炸现象，经过这样多次试验终于找到了配制火药的方法。黑火药发明以后就与炼丹脱离了关系，一直被用在军事上。古代人打仗，近距离时用刀枪，远距离时用弓箭。有了黑火药以后，从宋朝开始，便出现了各种新式武器，例如用弓发射的火药包。火药包有火球和火蒺藜两种，用火将药线点着，把火药包抛出去，利用燃烧和爆炸杀伤对方。大约在公元8 世纪，中国的炼丹术传到了阿拉伯，火药的配制方法也传了过去，后来又传到了欧洲。这样，中国的火药成了现代炸药的“老祖宗”。这是中国的伟大发明之一。纸是人类保存知识和传播文化的工具，是中华民族对人类文明的重大贡献。在使用植物纤维制造的纸以前，中国古代传播文字的方法主要有：在甲骨(乌龟的腹甲和牛骨)上刻字，即所谓的甲骨文；甲骨数量有限，后来改在竹简或木简上刻字。可是，孔子写的《论语》所用的竹简之多，份量之重是可想而知的；另外，用丝织成帛(bó)，也可以用来写字，但大量生产帛却是难以做到的。最后才有了用植物纤维制造的纸，一直流传到今天。1957 年5 月，中国考古工作者在陕西省西安市灞(bà)桥的一座古代墓葬中发现一些米黄色的古纸。经鉴定这种纸主要由大麻纤维制造，其年代不会晚于汉武帝(公元前156～公元前87 年)，这是现存的世界上最早的植物纤维纸。提起纸的发明，人们都会想起蔡伦。他是汉和帝时的中常侍。他看到当时写字用的竹简太笨重，便总结了前人造纸的经验，带领工匠用树皮、麻头、破布、破鱼网等做原料，先把它们剪碎或切断，放在水里长时间浸泡，再捣烂成为浆状物，然后在席子上摊成薄片，放在太阳底下晒干，便制成了纸。它质薄体轻，适合写字，很受欢迎。造纸是一个极其复杂的化学工艺，它是广大劳动人民智慧的产物。实际上，蔡伦之前已经有纸了，因此，蔡伦只能算是造纸工艺的改良者。5．炼丹术与炼金术当封建社会发展到一定的阶段，生产力有了较大提高的时候，统治阶级对物质享受的要求也越来越高，皇帝和贵族自然而然地产生了两种奢望：第一是希望掌握更多的财富，供他们享乐；第二，当他们有了巨大的财富以后，总希望永远享用下去。于是，便有了长生不老的愿望。例如，秦始皇统一中国以后，便迫不及待地寻求长生不老药，不但让徐福等人出海寻找，还召集了一大帮方士(炼丹家)日日夜夜为他炼制丹砂——长生不老药。炼金家想要点石成金(即用人工方法制造金银)。他们认为，可以通过某种手段把铜、铅、锡、铁等贱金属转变为金、银等贵金属。像希腊的炼金家就把铜、铅、锡、铁熔化成一种合金，然后把它放入多硫化钙溶液中浸泡。于是，在合金表面便形成了一层硫化锡，它的颜色酷似黄金(现在，金黄色的硫化锡被称为金粉，可用作古建筑等的金色涂料)。这祥，炼金家主观地认为“黄金”已经炼成了。实际上，这种仅从表面颜色而不从本质来判断物质变化的方法，是自欺欺人。他们从未达到过“点石成金”的目的。虔诚的炼丹家和炼金家的目的虽然没有达到，但是他们辛勤的劳动并没有完全白费。他们长年累月置身在被毒气、烟尘笼罩的简陋的“化学实验室”中，应该说是第一批专心致志地探索化学科学奥秘的“化学家”。他们为化学学科的建立积累了相当丰富的经验和失败的教训，甚至总结出一些化学反应的规律。例如中国炼丹家葛洪从炼丹实践中提出：“丹砂(硫化汞)烧之成水银，积变(把硫和水银二者放在一起)又还成(交成)丹砂。”这是一种化学变化规律的总结，即“物质之间可以用人工的方法互相转变”。炼丹家和炼金家夜以继日地在做这些最原始的化学实验，必定需要大批实验器具，于是，他们发明了蒸馏器、熔化炉、加热锅、烧杯及过滤装置等。他们还根据当时的需要，制造出很多化学药剂、有用的合金或治病的药，其中很多都是今天常用的酸、碱和盐。为了把试验的方法和经过记录下来，他们还创造了许多技术名词，写下了许多著作。正是这些理论、化学实验方法、化学仪器以及炼丹、炼金著作，开挖了化学这门科学的先河。从这些史实可见，炼丹家和炼金家对化学的兴起和发展是有功绩的，后世之人决不能因为他们“追求长生不老和点石成金”而嘲弄他们，应该把他们敬为开拓化学科学的先驱。因此，在英语中化学家(chemist)与炼金家(alchemist)两个名词极为相近，其真正的含义是“化学源于炼金术”。二、创建近代化学理论——探索物质结构世界是由物质构成的，但是，物质又是由什么组成的呢？最早尝试解答这个问题的是我国商朝末年的西伯昌(约公元前1140 年)，他认为：“易有太极，易生两仪，两仪生四象，四象生八卦。”以阴阳八卦来解释物质的组成。约公元前1400 年，西方的自然哲学提出了物质结构的思想。希腊的泰立斯认为水是万物之母；黑拉克里特斯认为，万物是由火生成的；亚里士多德在《发生和消灭》一书中论证物质构造时，以四种“原性”作为自然界最原始的性质，它们是热、冷、干、湿，把它们成对地组合起来，便形成了四种“元素”，即火、气、水、土，然后构成了各种物质。上面这些论证都未能触及物质结构的本质。在化学发展的历史上，是英国的波义耳第一次给元素下了一个明确的定义。他指出：“元素是构成物质的基本，它可以与其他元素相结合，形成化合物。但是，如果把元素从化合物中分离出来以后，它便不能再被分解为任何比它更简单的东西了。”波义耳还主张，不应该单纯把化学看作是一种制造金属、药物等从事工艺的经验性技艺，而应把它看成一门科学。因此，波义耳被认为是将化学确立为科学的人。人类对物质结构的认识是永无止境的，物质是由元素构成的，那么，元素又是由什么构成的呢？1803 年，英国化学家道尔顿创立的原子学说进一步解答了这个问题。原子学说的主要内容有三点：1．一切元素都是由不能再分割和不能毁灭的微粒所组成，这种微粒称为原子；2．同一种元素的原子的性质和质量都相同，不同元素的原子的性质和质量不同；3．一定数目的两种不同元素化合以后，便形成化合物。原子学说成功地解释了不少化学现象。随后意大利化学家阿佛加德罗又于1811 年提出了分子学说，进一步补充和发展了道尔顿的原子学说。他认为，许多物质往往不是以原子的形式存在，而是以分子的形式存在，例如氧气是以两个氧原子组成的氧分子，而化合物实际上都是分子。从此以后，化学由宏观进入到微观的层次，使化学研究建立在原子和分子水平的基础上。三、现代化学的兴起19 世纪末，物理学上出现了三大发现，即X 射线、放射性和电子。这些新发现猛烈地冲击了道尔顿关于原子不可分割的观念，从而打开了原子和原子核内部结构的大门，揭露了微观世界中更深层次的奥秘。热力学等物理学理论引入化学以后，利用化学平衡和反应速度的概念，可以判断化学反应中物质转化的方向和条件，从而开始建立了物理化学，把化学从理论上提高到了一个新的水平。在量子力学建立的基础上发展起来的化学键(分子中原子之间的结合力)理论，使人类进一步了解了分子结构与性能的关系，大大地促进了化学与材料科学的联系，为发展材料科学提供了理论依据。化学与社会的关系也日益密切。化学家们运用化学的观点来观察和思考社会问题，用化学的知识来分析和解决社会问题，例如能源危机、粮食问题、环境污染等。化学与其他学科的相互交叉与渗透，产生了很多边缘学科，如生物化学、地球化学、宇宙化学、海洋化学、大气化学等等，使得生物、电子、航天、激光、地质、海洋等科学技术迅猛发展。化学也为人类的衣、食、住、行提供了数不清的物质保证，在改善人民生活，提高人类的健康水平方面作出了应有的贡献。现代化学的兴起使化学从无机化学和有机化学的基础上，发展成为多分支学科的科学，开始建立了以无机化学、有机化学、分析化学、物理化学和高分子化学为分支学科的化学学科。化学家这位“分子建筑师”将运用善变之手，为全人类创造今日之大厦、明日之环宇。2．元素发现史上的两次奇迹及科学方法研究陕西省渭南师范专科学校化学系张文根化学发展史上，从个人发现新元素的数量方面讲，出现过两次奇迹。值得研究的是，两次奇迹基本上都采用了类似的科学研究方法。1．戴维与新元素的发现英国化学家戴维(H·Davy，1778～1829)出生于木刻匠家庭，从小就喜爱化学实验。他曾用自己的身体试验氧化亚氮(笑气)气体的毒性，发现其麻醉性，使医学外科手术发生了重大改途；他还发明了安全矿灯，解决了因火焰引起的瓦斯爆炸，对19 世纪欧洲煤矿的安全开采做出了有益的贡献。但是，他一生最辉煌的成就莫过于新元素的发现。1799 年，意大利物理学家伏特(A·Volta)发现了金属活动顺序，并应用其发明了伏特电池。次年，英国化学家尼科尔森(W．Nicholson)和卡里斯尔(A·Carlisle)利用伏特电池成功地分解了水。从此，电在化学研究中的应用引起了科学家的广泛关注。1806 年，戴维对前人有关电的研究进行了总结，预言这种手段除可以把水分解为氢气和氧气外，还可能分解其他物质，这一科学思想使他把电与物质组成联系起来，从而导致了一系列新元素的发现。1777 年之前，对于碱类和碱土类物质的化学成分，人们普遍认为具有元素性质，是不能再分解的。法国化学家拉瓦锡(A·L·Lavoisier)创立氧化理论之后，则认为这两类物质都可能是氧化物。1807 年，戴维决心用实验来证实拉瓦锡的见解，同时也想验证一下自己预言的正确性。最初他用苛性钾或苛性钠的饱和溶液实验，发现碱没有变化，只和水电解结果一样。通过分析，他认为应该排除水这个干扰因素。于是改用熔融苛性钾，结果发现阴极白金丝周围出现了燃烧更旺的火焰，说明由于加热温度过高，分解出的产物立刻又被燃烧了。后来他换用碳酸钾并通以强电流，但阴极上出现的金属颗粒还是很快被烧掉了。最后，他总结教训，在密闭坩埚内电解熔融苛性钾，终于拿到了一种银白色金属，并进行性质实验，发现在水中能剧烈反应，出现淡紫色火焰，显然是该金属与水作用放出氢气的结果。山此，戴维判断这是一种新金属，取名为钾。不久，他又从苛性苏打中电解出了金属钠。次年，用同样方法，他从苦土(MgO)、石灰、菱锶矿(SrCO3)和重晶石(BaCO3)中分别又发现了新元素镁、钙、锶和钡。1807 年12 月，尽管当时英法两国正进行着战争，法国皇帝拿破仑仍然颁发勋章，以嘉奖戴维的卓越成就。但是，戴维并没有因此骄傲起来。金属钾被发现以后，他由该金属可从水中分解出氢气受到后发，认为钾也应该能够分解其他物质。于是在1808 年，他将钾与无水硼酸混合，在铜管中加热，得到了青灰色的非金属硼。这样，不到两年，戴维就发现了7 种新元素。如果加上他1810 年和1813 年确定的氯元素和碘元素，戴维一生发现和确认的元素就有9 种。这一成就在他去逝之前的52 个元素发现史上，无人能与其媲美。2．西博格与新元素的合成美国化学家西博格(G．T．Seeborg，1912～)的家庭境况和戴维差不多。依靠打工，他读完了高中和大学，并以出色的学习成绩，获得了著名科学家路易斯的赏识，随后便成为路易斯的得力助手和合作者，完成了许多重要研究。他热爱化学和物理学，决心在核化学领域做出非凡成绩。本世纪初，电子、X 射线和放射性的发现，打开了原子不可分的大门。1929 年，美国物理学家劳伦斯(E．O．Lawrence)在加利福尼亚大学发明■计出了回旋粒子加速器，从而取得了大大提高轰击粒子动能的手段，使新元素不断被发现和合成，仅1934 年至1937 年就有二百多种人工放射性同位素出现。到1939 年，在92 号铀元素之前，只剩下61 号和85号两个空位了。所以，人们已不在关心元素周期表中的空格补缺，而将精力转移到铀后面元素的发现和合成上。3．金刚石的老知识和新知识吴国庆(北京师范大学化学系100875)早在1879 年，SmithsonTennant 已经发现，金刚石燃烧的产物是碳的氧化物，故金刚石是碳的单质。1913 年，Bragg 父子用X-衍射实验测定了金刚石的晶体结构。证实通常的天然金刚石属于立方晶系，其晶胞为面心立方，一个晶胞里有8 个碳原子(一个点阵点为两个碳原子)。每个碳原子周围有四十呈四面体排列的碳原子，健长为154pm。然而应当指出，在殒石里发现的金刚石却是六方晶系的。两种晶体的差别不在于碳原子的杂化类型(sp3)，而在于排列方式不同引起晶体的对称性不同。金刚石被人类当作宝石而珍藏，据说已有3000 年的历史。经过琢磨的金刚石称为钻石，它密度大(3.51g·cm-3)，是已知物质中最坚硬的(莫氏硬度10)；它对光的透明度好，折射率高，琢磨适当的钻石能反射出更多的光而显得格外耀眼；高色散性还使钻石有‘光彩’，这是白光被钻石色散成单色光所致。金刚石的色散值是天然宝石里最高的。利用色散值的差别可以把金刚石跟很象它的锆石(ZrsiO4)区分开来。天然金刚石有的无色，有的则呈美而的蓝、黄、棕、绿等色，还有的呈黑色。理论研究证实，纯净的金刚石应当是无色的。它可以透过各种不同波长的光(包括红外和紫外)。这是因为把金刚石晶体里的电子从基恣激发到最低能量的激发恣需要5.4电子伏特的能量，远大于可见光的能量(1.7—3.10电子伏特)。当金刚石里掺杂氮，能量从原来的5.4 降到2.2 左右，随氮原子的含量的增高，由于热运动引起的氮能级的宽度的差别，吸收不同波长的可见光，呈现黄(C/N=105：1)、绿(C/N=103：1)色，氮原子继续增多，所有可见光都会被吸收掉，便得到黑色的金刚石。在好长一个时期里，人们认为蓝色的金刚石是由于其中掺杂铝引起的。后来经美国通用电气公司的实验室证实，金刚石的蓝色是由其中不到百万分之一的硼引起的。他们发现，蓝色的金刚石是有导电性的。这可以解释为：硼原子的存在可以使碳的价带电子进入硼(受主)能级而在价帝里留下空穴，引起空穴导电。而铝的掺杂不可能有这种性质。金刚石的颜色还可因掺杂原子引起所谓的“色心”(又称F 心)而引起。这类金刚石的颜色会因加热、辐照而改交，有的还有荧光。习惯上钻石的质量按克拉(1 克拉等于200 毫克)计算。一颗钻石，超过10 克拉，就已很稀罕很珍贵了。至今最大的一颗金刚石是1906 年开采出来的‘非洲之星’，3025 克拉。世界上最大的一颗钻石则是称为‘蒙兀儿大帝’的，加工前重780 克拉。人们梦想合成金刚石已经有很长的历史了。这种梦想的推动力一开始就是为了人工造出珍贵的钻石。因为天然的金刚石太少了。地球化学研究证实，自然界里的碳只有当熔化的岩百在3 万个大气压的高压下，才能以金刚石的方式结晶出来，有时生成金刚石的压力竟高到60000 个大气压。这样大的压力只有在地面下60—100 公里的深外才存在，从这样深的地方翻到地秃表层来的岩石太少了。开采金刚石需要很大的投资。那种从地表找到一颗金刚石的机会是极其稀少的。而开采出来的天然金刚12 石，只有很少就其质量而言可以加工成钻石，多数是灰色或黑色的。并不透明，有的内部夹杂有石墨，无法琢磨出钻石。最早尝试人工合成金刚石的报导在1880 年。而第一个宣称合成金刚石的是著名的法国实验化学家莫瓦桑(H·Moissan)。他以当时已有的化学知识预计，尚未制得的单质氟的化学性质极其活泼，若用它来及其迅猛地夺取碳氢化台物里的氢，就有可能把余留下的碳转变成金刚石。结果，他费了数年的光阴，克服了重重困难，真的制出了活泼的氟，取得了同的代人不可多得的巨大成就(他因此以及由此开拓的氟化学而得到诺贝尔奖金)。然而，当他实施氟和烃类的反应时，既使是在超低温下，也以猛烈的爆炸告终，一无所得。惨重的失败并未动摇过莫瓦桑人工制造金刚石的信念。后来，他从地球化学家那里得知了自然界石墨转化成金刚石的高温高压的条件，便设计了一种模拟天然过程的用石墨造金刚石的实验。他把石墨溶进熔融的铁，然后令铁急速地冷却。企图通过液恣的铁转化成固态的铁时产生的巨大内压，把石墨转化成金刚石。这种想法，粗想起来是蛮有道理的。因而莫瓦桑叫他的学生们，一次又一次地把这种实验得到的产品用无机酸把铁溶解掉，从黑乎乎的固恣残渣里寻找金刚石。后来，‘真的’从中发现了透明的“金刚石”。其中一颗被命名为法国卢浮宫里的著名钻石——摄政王同名的金刚石至今仍然在莫瓦桑的实验室里展览。莫瓦桑曾经两度在报上发表他已成功地制得金刚石。鉴于莫瓦桑的崇高威信，一时间引起了全球的轰动，穷人为之欢呼雀跃，富人为之垂头丧气。后来虽有著名氟化学家O·Ruff 在1915 年以及Parsons 在1920年宣称重复了莫瓦桑的实验制得了金刚石，却始终不能拿出足以令人信服的证据。到本世纪50 年代，有人从理论上论证了金刚石在高温高压下生成的临界条件，根本地否定了莫瓦桑设计的实验取得成功的可能性。据说，莫瓦桑的人造金刚石是他的学生被逼得无奈，投进酸洗后的黑色残渣里的天然金刚石。也有人报导，莫瓦桑得到的只是碳化硅或尖晶石(MgAl2O4)。首先在理论上计算合成金刚石的热力学条件的是R·Berman。简单地说，他的计算就是建立石墨转化为金刚石相图。计算的结果是：如果以温度为横坐标，压力为纵坐标，可以在图上划出一条由左下方向右上方延伸的近似的直线，在直线的下方是石墨的稳定区(对金刚石则是热力学的介稳区)，在直线的上方则是金刚石的稔定区(对石墨则力介稳区)。若温度和压力正好外于直线上则是金刚石和石墨的平衡转化点。这张图表明，例如在1200—1500K 的温度范围内，要使石墨转化为金刚石的压力需要达到4.3×109-5.2×109Pa(4—5 万大气压)。值得指出的是，在教学讨论中，我们常常发现有人误解高温对合成金刚石的作用。应当注意，根据上述的石墨转化为金刚石的相图，如前所述，相平衡线的斜率是正值。这就是说，反应温度越高，需要的压力也就越高。若单考虑温度，结论应当是：(就热力学而言)温度越高，石墨越不容易转化为金刚石。这也可以从只考虑温度不考虑压力的Gibbs—Helmholtz 方程(△G=△H-T△S)看出。标恣下石黑转化为金刚石是吸热反应(△H＞0)，熵变△S＜0(∴-T△S＞0)，因此温度越高，石墨转化为金刚石的自由能越大，即自发趋势越小。加压有利于转化是不难理解的。这是由于石墨的密度比金刚石的小，转化是体积减小的过程。因此，转化反应所需的高温只是为了提高速度。事实上，在高温高压下合成金刚石也是需要催化剂的。无催化剂时，石墨直接转化为金刚石的实验条件是2700℃，13GPa；利用Ni—Co—Fe 合金加入少量的硫、钛、铝等，可使转化温度降到950℃，压力降到4GPa。金属为什么能够催化石墨转化为金刚石的反应？这是一个引人入胜的问题。在已经提出的理论中有两种十分形象。一种是金属的表面作用的理论：金属镍属于面心立方晶体。镍原子的二维密置层的法线方向是立方晶胞的对角13 线方向，在晶体学上称为(111)方向，而每个镍原子周围有6 个镍原子的二维密置层则称为(111)面。面上的镍原子形成的正三角形的边长为249pm，跟石墨的二维面上的碳原子形成的三角形的边长(246pm)十分接近。当金属镍的表面正好是(111)面而又正好对着石墨的二维平面肘，镍原子便和碳原子之间一对一地形成化学键(石墨的碳原子的与二维平面垂直的2pz 轨道里的单电子进入镍原子的只有单电子的3d轨道)，结果把石墨的二维平面上的半数碳原子拉向镍的表面，在高压下，石墨的层间距从335pm 被压缩，从而使碳原子的杂化类型由sp2 转化为sp3(见图1)。铁、钴、镍及其合金的晶体结构相似，因此都是石墨转化为金刚石的催化剂。另一种理论认为石墨中的碳原子可以单个地进入金属原子之间的四面体空隙，并在金属原子的作用下使其原子轨道杂化成sp3，碳原子通过扩散遇到另一碳原子形成金刚石。图1 石墨在金属表面原子的作用下转化为金刚石50 年代初，在美国和瑞典成立了两个人造金刚石的研究小组，分别在1954 和1953 年合成了金