初中化学的那些事儿
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故事2:只浇水的柳树能长大吗

人饿了,就要吃饭。这是一件最自然不过的事情了。而在我们周围的花草树木身上,事情就完全不同了。植物从不需要觅食,它们在土壤中,只要有点雨水就可以独自在那里默默生长。

这不能不让细心观察的人们觉得是一件神奇的事情。那么植物生长所需要的物质来自哪里呢?这个问题一直困扰着人们。

公元前3世纪,古希腊伟大的学者亚里士多德根据生活经验认为:植物生长所需要的物质来源于土壤。

因为亚里士多德是古代最伟大的科学权威,而且,植物也确实一直生活在土壤中,因此,在此后近2000年中,大多数人对亚里士多德的这一观点深信不疑。

但也有极少数人并不盲从,海尔蒙特就是其中的一位。生活经验告诉人们植物缺少水就会死亡,那么水在植物生长中必然也起着作用。

海尔蒙特决心用事实来说话,而不是进行无谓的争辩。

1629年,海尔蒙特做了一个有趣的实验。

他挑选了一棵小柳树,把它种在装有土壤的一个大木桶里,再用一个铁板盖在木桶上。这样既可以防止雨水和空气进入,又可避免土壤的流失。在柳树生长过程中,海尔蒙特只给它浇水(为了浇水,海尔蒙特不得不在铁板上开了几个小孔,这让他当初的设想——不让一点雨水和空气进入——多少有了一点瑕疵)。

种植前,海尔蒙特先将柳树和土壤各自称重。漫长的五年过去了,当年的小柳树在海尔蒙特的关注下,已经长成了一棵大树。

他再次称重。结果发现:五年内柳树增加了75千克,而土壤只减少了不到0.1千克(当时,海尔蒙特认为这是称量的误差)。

因此,海尔蒙特得出了和亚里士多德恰好相反的结论:柳树的增重不是来自土壤,而是来自他浇的水。

小知识:实验的重要性

在有关科学资料的记载中,我们可以找到一位比海尔蒙特更早质疑亚里士多德的人。他明确提出了海尔蒙特柳树实验的想法,十分遗憾的是,他没有动手去做这个他设想过的实验。

海尔蒙特是否受到过他的启发呢?我们现在已经无法确认。重要的是,海尔蒙特亲自动手做了柳树实验。

这个实验也成为科学发展历程中的一个经典实验。今天,任何一个中学生都可以在课本中找到这个实验。

现在,对于同一个问题有着两个截然不同的答案。读到这个地方,同学们,你支持哪一种看法呢?

化学史上另一位重要人物波义耳知道柳树实验后,重复了这个实验。波义耳也发现了土壤的总重有很小的减少,但是他有一个不同于海尔蒙特的推论:土壤减少的量是被植物在生长过程中吸收了,不是称量的误差。

波义耳没有停止前进的脚步,他继续用事实说话。他将小柳树种在水中,柳树根本长不起来。

这样,波义耳的实验让海尔蒙特对亚里士多德的质疑有了一个戏剧性的结局:两个人的结论都有正确的部分,但都不全面。

至此,人们已经掀开了植物生长秘密的一角。后来的科学家在这些研究的基础上,最终揭开了这一秘密。

小知识:光合作用

植物的叶子是一个加工厂,正是在叶子里植物把吸收的水等物质转化成生长所需要的营养物质。

植物的这种本领被称为植物的光合作用。