好讀首頁 世紀百強 | 隨身智囊 | 歷史煙雲 | 武俠小說 | 懸疑小說
言情小說 | 奇幻小說 | 小說園地 | 有聲書  | 更新預告

丁智原《質量不滅定律》2015/8/28

看到這個主題,一定會覺得老頭轉彎轉的之快。上個禮拜還談紅包,這個禮拜居然正經八百的談起科學來了。別看美國人有百分之八十四的人相信科學,可是真正對科學有基本的瞭解,少的可憐。譬如重心引力,原子的構造等等。老頭只想以最簡單的說法來解釋一些最基本而且最實在的科學。只要有耐心的看完這一篇拙文,相信對你至少沒有害處,說不定還好處多多。第一次學到質量不滅定律是初二的理化課。後來有人把質量不滅改成質量守恆。其實守恆更為貼切。當時老頭並沒有真正理解質量不滅定律。其實不止這一個定律,後來念高中甚至到了大學,真正瞭解的東西,屈指可數。更可怕的是,當初自以為理解的東西,後來長學問了,還發現有的根本不對。這種打擊之大,幾乎使老頭萬念俱灰到崩潰的地步。好在,老婆經常說我是打不死的蟑螂,所以越挫越勇,從那裡跌倒就從那裡爬起來。當然自己的愚蠢是首要的原因,其次我想就是老師們的責任了。韓愈的師說開宗明義就是,師者所以傳道,授業,解惑也。猶太人的親子教育三部經典,第一是他們的宗教傳統。第二就是老師。第三才是父親。所以,老師的地位是擺在父親的前面。也就是說,在猶太家庭裏面,從小到老,就是要不斷的學習。老師就不用說了,做父親的也必須終身學習,這樣才能教育自己的孩子。老頭退休後,時常在思索如何安排自己每天的生活。最近,把兒子女兒將近二十年前的高中化學教科書找出來(其實都是相當於大學一年級普通化學的教材)。當年,我還充當過女兒的化學家教。可惜,女兒對化學根本沒有興趣,所以我的工作就是幫助女兒解答化學作業的習題。這幾個禮拜,一直在回想過去在學化學的過程。希望能夠理出一點頭緒,說說一些最基本的化學常識。我想這些基本的常識多少對我們日常生活是有所幫助的。

化學是一門生命的科學,也就是一門活生生的學問。這一點,當初學化學的時候,從來不記得有任何老師,跟我們提起過。其實很簡單,化學也好,物理也好,都是討論有關物質的學問。物質就是由分子組成,而分子是由原子組成。原子又由電子,質子和中子組成。多少年後,偉大的科學家陸續發現原來還有比這些更小的組成粒子(基本粒子)。1976年,俺的本家丁肇中,發現了J粒子,就是一個最好的例子。當初所以使用J來命名,其實就是俺“丁”家的縮寫。對了,也許大家不知道,在所有華人獲得科學類的諾貝爾獎,在頒獎典禮的演講,丁肇中是目前唯一使用國語發言的得獎人(其他的都是用英文)。大家都知道,後來還有更小更小的其它粒子相繼被發現,最後的目的就是探討物質是那些基本粒子所組成。這些基本粒子,不是以靜態存在,而是不斷的移動,最後達到動態平衡的狀態。一旦達到動態平衡,外表就是以靜態出現。所以,我說化學就是一門活生生的生命科學。這個概念非常的重要,如果當初開始學化學的時候,在腦子裏面有了這個活生生的概念,在後來學習化學的過程,肯定會產生巨大的影響。我時常在想,為啥俺們中國人拿不到諾貝爾獎,最主要的原因,就是在啟蒙階段,我們沒有把最最基本的概念建立起來。換句話說,我們的大好青春都浪費在迷茫的學習上而不自知。等到啟蒙的時候,已經遠遠落於別人之後。就算窮一生之力,使勁追趕,要超過人家的水平,相當不易。

我們當年初中的理化課程,包括了物理和化學。一開學,課本就提到物理反應和化學反應的區別。一直到現在,我還記得,參考書上寫著洗衣服退色是物理反應。把衣服放在太陽底下曬而退色是化學反應。可是,為何如此區分,在那個年紀,並沒有去思考。老師也沒有解釋。所以就只有死記。到了考試,有選擇題,或填充題的時候,正確的答案就填上去了。如果,當時老師能花一點時間,告訴學生,化學反應就是原來的分子,因為外來的因素(譬如光,熱,電,等等),而重新組合成不同於原來的分子。洗衣服退色,只是顏色的分子進入水裏面,並沒有改變原來顏色的分子組成,所以是物理反應。可是經過太陽一曬,顏色分子接受陽光的能量,變成了其它的分子(改變了顏色),這就是化學反應。原子就是原子,本身是不會改變的。由原子組成分子後的物質,原子還是原子。但是組成的分子就可能隨著外界的因素而改變了。老頭開始游泳的時候,買了游泳褲。每次回來,必定用清水洗淨,然後放在太陽底下曬乾(早就忘了可能的化學反應)。結果,慢慢原來的黑色就變成了灰色。以後,放在室內晾乾,就沒有退色的問題了。所以提到這一點,就是化學是一門實用的科學。我們學到的知識,如果徹底吸收了,就隨時可以應用到我們的日常生活當中。學習的過程中,最重要的就是要思考(不是死記),思考之後,就要想想如何應用到日常生活當中。看看,今天的猶太人,無論在任何領域都是龍頭老大,為啥?因為他們的學習以思考為主,然後應用到日常生活當中,最後取得最高的經濟效益。美國目前百分之三的猶太人,掌握著美國百分之七十的財富。有夠厲害了吧。

言歸正傳,我想大家多少都知道一點質量不滅定律的基本定義。可是日常生活當中,我們未必會考慮到它的重要性。第一次體會到質量不滅定律,是研究所畢業後,在一個化學公司上班。也是老頭開始真正對化學的理解。過去所學的基本原理,如果不能和實際生活掛鉤,那是很難達到徹底瞭解的境界。我們說質量,其實就是化學探討的兩大項目。一是質二是量。首先我們要理解物質的本質,也就是我們要確定這個物質是啥玩藝兒。所以,化學系二年級上學期,我們要主修定性化學。就是要決定物質的分子組成。知道物質的組成之後,我們才能定量。所以二年級下學期,我們要主修定量化學。有一點,非常重要的就是在定量之前,必須要把定量的物質純化。也就是說物質的純度要達到幾乎是百分之百。這樣定量出來的數據才有意義。很不客氣的批評一句。當年我們在主修定量化學的時候,甚至在做定量分析實驗的時候,老頭就不記得,我們曾經提到過純度的問題。其實這就是當年胡適筆下差不多先生的精髓。有了物質的組成,也知道了純度,我們就可以拿來當做標準品。這樣就可以利用不同的分析方法,來確定這個物質在某一樣品中的含量。

任何一個化學反應,因為有質量不滅定律,所以反應完成後,必須證明符合質量守恆定律。從投料,到最後的產品,必須合乎質量守恆。也就是說投入多少,就應該得到多少。這一點非常重要,如果無法得到質量守恆,就表示這個化學反應發生了問題。也許產生了新的物質,我們沒有找到。或者反應後的產品丟失了。當年公司對任何一個化學工藝程序完成的要求,就是最後要達到百分之九十九以上的守恆。也就是說化學反應後總產量的丟失量不能超過百分之一。這不僅僅是確認工藝的完整性,同時也是掌控整個化學反應後產品的質量。化學反應後主要產品的質量固然重要,一些微量的副產品或著衍生物(雜質)更是重要。因為這些副產品雖然含量極小,可是往往對人體產生劇毒。一個化學工藝通常有許多反應步驟完成,要完成每一個步驟的質量守恆,必須有強大的分析團隊,使用不同的儀器來開發方法,最後必須確認每一個方法的準確性。這樣取得的數據才有意義。這也就是說,每一化學反應步驟當中,反應後的產物,它的標準品必須建立。沒有前面提到標準品的建立,就不可能有正確的定性和定量。這裡面牽涉到不同領域的專才。絕對不是一兩人能夠完成。老頭在這個領域工作了快四十年,也只不過是沾到一點邊而已。窮其一生能夠真正精通一兩種分析技術已經不易,何況有上百甚至更多更新的分析技術不斷的開發出來。看看有多少因為儀器分析方法的開發而獲得諾貝爾獎金。最近日本島津的質譜儀(測量物質的分子量),早期分離技術的色譜,氨基酸的定性定量,電分析化學水銀滴管等等。還有更重要的,其他自然科學,醫學類的研究,絕對離開不了使用分析儀器而取得的數據。沒有可靠的數據,就無法證明自己研究的成果。

我們經常看到一些自認為養生專家或健康諮詢顧問,提出許多養生的建言。只要扯到化學,就可以發現好像他們從來沒有學過化學。有一位自稱在這個領域工作了三十年,連中研院都請她去演講的專家。老頭就注意到,她提出的許多建議,就像其他專家一樣,都是天下文章一大抄。其實,養生就是靠過去的經驗,抄抄也無妨。不過,她提到不要喝去咖啡因的咖啡。因為在處理過程中加入了許多化學物質。老頭過去看到許多專家也都是如此建議的(人云亦云)。其實至少在四十年以前,從咖啡中除去咖啡因就已經不使用化學溶劑來萃取了。使用的是超臨界液體(Supercritical Fluid)。最常用的是固態氣態液態三相共存的二氧化碳。整個萃取過程根本沒有化學溶劑。中國大陸在這個領域有極大的貢獻,主要應用在中草藥成分的萃取。過去都是靠水煮或有機溶劑,為了殘餘的化學溶劑造成不良的影響,所以至少三十年以前,中國大陸就開始了超臨界液體萃取。那年我還受邀參觀廣州一家儀器廠商。主要的產品就是龐大的超臨界液體設備。俺的老家,山東算是全國超臨界液體的中心(千萬別以為俺山東人,只知道,山東山東,山山東,先吃大蒜,後吃蔥)。我想中研院裏面一定有化學學者參加了那場演講。如果老頭在場,鐵定舉手糾正貴賓的謬誤。這樣多少也可以阻止一些以訛傳訛的風氣。

最後談到質量守恆和養生的關係。老頭一直認為人體本身就是一部化學工廠。養生最重要的理念就是隨時記住質量守恆定律。我們每天送進胃裏面的物質,經過消化,吸收,最後排放,絕對是遵守質量守恆的定律。人為什麼會發胖,血管為什麼會堵塞,還有各種疾病的發生都是因為質量守恆定律出了問題。照理說,吃了多少東西,除了吸收就應該排除體外。排不出來定,就變成脂肪或廢物儲存在體內。很多人患有便秘的毛病,那就是因為光想到吃進去,而沒有想到必須要排出,所以臭臭就儲存在大腸裏面。長此以往就會侵蝕腸壁,最後的結果就是變成腫瘤。其他的廢物,譬如抽菸,污濁的空氣等等,這些廢物到了肺裏面,無法排隨著二氧化碳排除體外,只有進入血液循環或積累在肺部。看看抽菸人黑如焦炭的肺,不造成肺癌,那是祖上積德。如果,你在抽菸的時候,想到了質量不滅定律,恐怕就沒有那麼大膽的隨時點上過癮了。喝酒也是一個例子。酒進入胃部,進入血液,最後經過肝臟一連串的分解而排除體外。所有嗜酒的人,肝臟必須使勁的分解酒精,才能排除體外。喝的酒越烈越多,肝臟的負荷自然越重。最後受不了了,自然肝癌就出來了。

老頭從小就酷愛大米飯。出國後,還特愛麵食。結果脾臟因為過度的分泌胰島素而失調,導致了糖尿病。多吃的結果,造成了肥胖症。所謂一白遮十醜,一胖毀所有。那年老頭得了心臟病,真的就幾乎一胖全沒有了。多少年來,老頭痛定思痛的勵精圖治,不得不放棄最喜歡的大米飯,餃子,韭菜盒子,麵條等等。看著人家,噓噓呼呼的吃著手拉麵,恨不得自己也來上一碗。偶爾呼拉了一碗,就懊悔自己的貪婪。每次出去吃飯,老婆最大的嗜好,就是鼓勵老頭開戒,嚐嚐嚐嚐沒關係,就那麼一口。不嚐還好,有了第一口,還想再嚐嚐。結果就是嚐到底。想想,如果當年徹底瞭解了質量不滅定律,老頭鐵定少吃。當年少吃了,現在不就可以和別人一樣的開懷享受(細水長流嘛)。所以,老頭經常說,人這一生,該吃的玩藝兒,也是守恆的。以前透支了,以後就必禁忌。人一生的財富也是如此。賺錢的時候,千萬不要得意忘形,見好就收,也許一下子就沒有了。沒錢的時候,也不必太懊惱。說不定天上真的掉餡餅,而且就掉在你的腳前。加州不知道有多少山窮水盡的人,把手上僅有的幾塊美金,買了彩卷。結果一夜成了巨富。無他,因為人一生的財富也是守恆的。所以沒事的時候,應該多多思考守恆,相信我們會過得更愉快。共勉之。


好讀首頁 有關好讀 讀友需知 聯絡好讀

搜尋好讀
丁智原專欄
開場白
2017
2016
2015
2014
2013
2012
2011
2010
2009
2008
海歸紀事
美國職場奮鬥記
留學生活記趣
我的軍旅生活
我的大學生活
建中軼事
大雜院(紀州庵)