>>> 2008年第4期

凯库勒的梦中发现之谜

作者:方舟子




  你很可能在中学化学课堂上听到德国化学家凯库勒(1829—1896)在梦中发现苯环结构的故事。如果你的化学老师忘了讲,那么你很可能在某一本面向少年儿童的科普读物中读到它。这个故事的背景是这样的:已知一个苯分子含有6个碳原子和6个氢原子,碳的化合价是4价,氢则是1价,有机物的碳原子互相连接形成碳链,那么在饱和状态下每个碳原子还应该与2个(在碳链中间)或3个(在碳链两端)氢原子化合,算上去6个碳原子应该和14个氢原子化合,比如己烷就是这样的。苯分子只有6个氢原子,说明它的碳原子处于极不饱和状态,化学性质应该很活泼。但是苯的化学性质却非常稳定,说明它和不饱和有机物的结构不一样。
  苯究竟有什么样特殊的分子结构呢?这个问题把当时的化学家难住了。凯库勒也对此百思不得其解。故事说:一天晚上,凯库勒坐马车回家,在车上昏昏欲睡。在半梦半醒之间,他看到碳链似乎活了起来,变成了一条蛇,在他眼前不断翻腾,突然咬住了自己的尾巴,形成了一个环……凯库勒猛然惊醒,受到梦的启发,明白了苯分子原来是一个六角形环状结构。
  凯库勒是在1865年发表有关苯环结构的论文的。1890年,在柏林市政大厅举行的庆祝凯库勒发现苯环结构25周年的大会上,凯库勒首次提到了这个梦。和后来的流行版本略有区别的是,他说他是在火炉前撰写教科书时做的梦。这个故事很快传遍了全世界,不仅一般人觉得有趣,心理学家更是对它感兴趣。一百多年来,众多心理学家在提出有关梦或创造性的理论时,都喜欢以此为例。据说它是研究创造性的心理学文献中被举得最多的一个例子。
  一个人是否做过某个梦,由他说了算,空口无凭,别人不好判断真假。凯库勒既然在25年后当众亲口说他做过这么个蛇梦,我们看来只好相信他了。不过凯库勒做的可不是一般的梦,而是与科学发现有关的,那就有可能找到支持或反对它的间接证据。美国南伊利诺大学化学教授约翰·沃提兹在上个世纪80年代对凯库勒留下的资料做了透彻的研究,发现有众多间接证据能够证明凯库勒别有用心地捏造了这个梦故事。
  其实关键的证据有一条就够了。凯库勒说他是受梦的启发发现了苯环结构的,如果我们能够证明在凯库勒之前已经有人提出了苯环结构,而且凯库勒还知情,那么我们就可以认为凯库勒没有说真话。事实的确如此。沃提兹发现早在1854年,法国化学家奥古斯特·劳伦在《化学方法》一书中已把苯的分子结构画成六角形环状结构。沃提兹还在凯库勒的档案中找到了他在1854年7月4日写给德国出版商的一封信,在信中他提出由他把劳伦的这本书从法文翻译成德文。这就表明凯库勒读过而且熟悉劳伦的这本书。但是凯库勒在论文中没有提及劳伦对苯环结构的研究,只提到劳伦的其他工作。
  所以,凯库勒是没有必要从梦中得到启发的。凯库勒编造这么个离奇故事的原因,可能正是为了不想让人知道他的重大发现与法国人有关。在当时的德国反法情绪很盛行,年轻时曾在巴黎留学的凯库勒也受到感染。沃提兹发现凯库勒在一封信中把法国人叫做“狗崽子”。或许可以说,这是一种“爱国主义”的剽窃行为。
  在凯库勒之前,还有别人提出苯是环状结构,其中值得一提的是奥地利化学家约瑟夫·洛希米特,他在1861年出版的《化学研究》一书中画出了121个苯及其它芳香化合物的环状化学结构。凯库勒也看过这本书,在1862年1月4日给其学生的信中提到洛希米特关于分子结构的描述令人困惑。所以即便凯库勒在1865年时已忘了劳伦提出的苯环结构,也还可以从洛希米特的著作那里得到启发,不必靠做梦。不过,洛希米特把苯环画成了圆形,而劳伦则是画成正确的六角形,更接近凯库勒提出的结构式。所以我倾向于认为凯库勒是从劳伦那里抄来的想法。
  1990年,在沃提兹的组织下,美国化学协会举办了一次关于苯环结构发现史的研讨会。自此真相该大白了吧?并不。不仅科普文章、大众媒体继续对凯库勒的梦津津乐道,科学史学者、科学哲学家、心理学家也继续煞有介事地研究凯库勒的梦。我查到在1995年《美国心理学杂志》还刊登了一篇长达20页的研究“凯库勒发现苯分子结构的创造性认知过程”的论文,探讨凯库勒的梦是什么样的心理状态。2002年举行的第4届创造性与认知国际会议上也还有人举凯库勒的梦为例。一个有趣的虚构故事是很难被枯燥的事实真相所取代的,尤其是当它可以被用来作为支持自己学说的例证时更是如此。
  (荐自2008年2月20日《中国青年报》)
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