美國著名化學家L. C. 鮑林曾對青年學生深刻指出,你們将來可能不再學習化學,你們可能會把在化學課上學習的一切化學現象都忘記,但是,無論如何,請你們不要忘記勒夏特列原理。
勒夏特列原理的科學之美
化學之美不僅美在其外,更深藏于内。化學原理、定律看似單調、抽象、枯燥,實際上包含着豐富的審美内容。化學原理與定律用高度簡練、概括、準确的語言,揭示了大自然中紛繁複雜的物質變化。這種高度凝煉的簡約之美,是深奧的、理性的、智慧的,沒有明顯的感性形象,需要用審美的眼光去體會,勒夏特列原理就是這樣的一個原理。
化學之内在美源自其學科思想,化學的學科思想透射出科學之美。我們把化學學科思想概括為以下3點: (1) 物質結構決定性質思想; (2) 守恒思想; (3) 動态平衡思想。
元素周期律揭示了元素間的和諧、統一。我們研究各類元素、化合物的性質,當首先分析其結構、組成,繼而賦之以科學推測,經曆無數次實驗驗證,最後得出結論。這一科學方法源自“内因在事物中發揮決定作用”的哲學論斷。
探索氧化還原反應,我們引導學生思維由表及裡,步步深入,揭開氧化還原反應“得氧、失氧”及“化合價升降”的層層面紗,終于得出氧化還原反應的實質———“電子得失或偏移”,自始至終無不滲透着“對立統一”的辯證唯物主義觀點。
透徹了解守恒思想的内涵,為指導我們認識客觀世界提供了科學的理論依據,更為我們利用“品質守恒、能量守恒、電子守恒”等諸多關系解決生活、學習中的一系列問題帶來了不盡的便利。
動态平衡思想是化學學科思想的重要組成部分,是科學思想的集中展現。勒夏特列原理是自然辯證法在自然科學領域的具體化。該原理不僅适用于化學平衡,而且廣泛應用于宇宙間的一切平衡體系。
從化學到實體學,從生物學到生理學,從經濟學到社會學,無一不遵從“泛化的勒夏特列原理”——承受外加限制條件的系統具有反抗外加限制條件改變的能力。以至有人說,人類的情緒也符合勒夏特列原理——你有一個快樂的系統,你若使之不快樂,它會自己找回快樂(if you have a happy system, and you make it unhappy, it will try to make itself happy again.)。
實體學中的牛頓第三定律及楞次定律可以用勒夏特列原理加以解釋。
生物學上害蟲的“抗藥性”問題,為使某種生物更好地生存而人為地采取特殊保護措施,造成該物種因喪失對大自然的适應能力而引起自身生存能力弱化,最終導緻物種的退化,無不是勒夏特列原理的具體展現。人類社會又何嘗不是如此呢?
人類為了自己生活得更好,一度不顧一切“開發”自然資源,要達到“人定勝天”的境界,盲目墾荒,砍伐原始森林,破壞植被,大量地、無休止地制造、使用,并向環境抛棄對大自然有害的物質(如氟利昂等) ,肆意捕殺野生動物,最終遭到大自然的有力懲罰,甚至毀滅性的打擊——過多紫外線投射使皮膚癌患者陡增、水土流失、洪水泛濫、SARS 肆虐……