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化学,带你探索微观世界之美

来源:山东大学化学与化工学院 作者:张妙磊

这个学期中,我们领略过自然风景之美,建筑之美,还有红酒之美,花道之美,用科学的方式来重新观察身边的美,感受到了和之前完全不同的美感。直白地说就是看到了以前看不到的美,也知道了美在哪里,而不是仅仅停留在感官层面。但是这些都是我们肉眼可见的宏观世界,在我们看不见的原子世界,其实也有着丝毫不逊色于自然风景的美。

微观世界中,你能看到晨雾中的松林、奔腾的瀑布、绚烂花火、孔雀开屏、雪花纷飞、叶子生长、林海拔地而起、松果形成、向日葵绽放、河流奔腾、 簌簌雪花、海浪翻涌、海浪拍打沙滩……一个小小的反应瓶里仿佛装下了整个世界,而且更多了一种魔幻的美感,就像亲眼见到了魔法,震撼程度远远超过五毛特效。

在化学世界里,我最喜欢的是结晶过程,从实验角度来说,一般只要控制好条件,普通的食盐也可以形成肉眼可见的非常完美的结晶,像异常透明且薄的方糖渐渐聚拢。各种结晶或成片装或成针状,颗粒状,闪烁着各种耀眼的光芒,简单却华丽。而在显微摄影镜头下,把结晶过程快速播放,你会看到一根根一片片一颗颗结晶渐渐蔓延,直至形成一个完美的几何形。像树的枝丫在生长,又像整个世界受到冰封魔法,冰雪在占领整个世界,想到了冰雪奇缘。铬酸钾结晶像是一顶王冠渐渐形成,重铬酸钾结晶像是一篇红色的树林渐渐泛黄。

严格来说结晶是缓慢的物理过程,是优雅舒缓的美,那么其他一些化学反应在微观世界中像冰雪女王的魔法,有绚烂的色彩,有各异的形态,灵动的姿态。例如常见的置换反应.氯化钴在硅酸钠溶液中的反应像从紫色泡沫中蜿蜒的伸出的粉红色触手;硝酸银和氯化钠生成氯化银仿佛云海翻滚;铝的电沉淀仿佛暗黑魔法,拔地而起王的权杖;锌的电沉淀满足了我对冰魔法冰封千里的想象;锌和硝酸银的反应仿佛雪花静止在半空然后忽然绽放,可以伸手触摸;锌和硝酸铅的反应仿佛从地上长出了一种古代女子饰蛾儿雪柳黄金缕中的雪柳大概就是这样子吧;锌和氯化锡的反应像是拔地而起的松林,甚至看得清楚一层一层的松针

而更加剧烈一些燃烧反应用热成像方式观察则更像哈利波特的魔法。钠在水中的反应,你能看到游蹿的火球,拖着长长的扭曲的”着火”的尾巴,比电视剧的火球特效炫得多。而化学元素燃烧起来的颜色,可以说是只有在PS调色板上才能出现,而且色彩是流动的。有些金属在燃烧时还会有很奇妙的现象,锂的燃烧先是在着火点长出一个小的内部彤红的蘑菇云,然后渐渐蔓延最终在金属表面会长出很……爆米花,而金属钾在燃烧时像是一潭岩浆。

这些奇幻的景观是我在一个视频中看到的,向我展示了我一个化学专业的学生都未曾发现的美丽世界。假如我看这个视频更早一些,我可能会更加义无反顾地爱上化学,但现在看到也不晚。我对我的专业选择一直有一种怀疑,因为我对化学的感情只能说我找不到讨厌它的理由,但也找不到喜爱它的理由,这个视频对我而言,还不至于让我对化学产生炽热的真挚的感情,但至少给我了一个坚持下去的理由。化学不是瓶瓶罐罐,不是充斥着方程式,不是冰冷的,不是一个把人变成机器的学科,化学里有一个美到窒息的艺术世界,自己是在创作艺术品,我不是绝对意义上的”理工男”,这也给了我一些身为化学人的自豪。看,那些在别人眼中美轮美奂的场景,每天都在我手中发生。做实验很烦躁的时候,会想到在反应瓶里正有一个奇幻的世界存在着着用画笔描绘不出的风景,心里会舒服很多。

谁说理工男不懂浪漫,他天天都在看着烟花绽放,松涛翻涌,涓涓细流,云卷云舒,雾霭沉沉,不,不是在看,而是在亲手创造美景。创造这些美景的穿格子衬衫+黑色长裤+运动鞋+黑框眼镜的在实验室一泡就是一整天的理工男他们也是美的,看似枯燥的创造过程也是美的。

或许有些学科并不像化学一样可以给人带来这么直观的视觉冲击,但毫无疑问的是任何自然科学都有其独特的艺术之美,科学与艺术从来就不是割裂的。

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