什么是归纳原理中的剩余法:居里夫妇是如何发现并提炼出镭的?

2022年8月21日15:44:07什么是归纳原理中的剩余法:居里夫妇是如何发现并提炼出镭的?已关闭评论

铀(Uranium)的名字来自天王星(Uranus)。今天,这种元素因为被用于制造原子弹而广为人知,但在它被发现之初,人们并不知道它具有放射性。19世纪末,法国物理学家贝克勒尔发现了铀的放射性,掀起了科学界一场研究物质放射性的热潮。

同是法国物理学家的居里夫妇也投入到这场热潮中。他们先是对一些铀矿石和铀化物进行了详细考察,随后又将实验样品换成了沥青铀矿。不料此时,意外的结果出现了:新样品的放射性强度竟然比预估值高出了4倍!

到底是什么原因引起了这种巨大的差异呢?居里夫妇使用归纳原理中的剩余法来进行推理,终于找到了答案。

所谓“剩余法”,就是在对复合现象与事件之间的因果联系进行分析时,从一个复合现象中减去已知被认为是某个先行事件的结果的部分,那么该复合现象的剩余部分就是剩余的先行事件的结果。比如,已知货车的重量(已知的先行事件),假设我们要称出货车上货物的重量(剩余的先行事件),那么就可以先称出货物与货车的总重量,然后再减去货车的重量,其结果就是货物的重量。我们可以把这种方法用公式表达为:

已知:由a、b、c、d构成的被研究现象是复合情况A、B、C、D作用的结果,

现象a是情况A作用的结果;

现象b是情况B作用的结果;

现象c是情况C作用的结果;

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可知:现象d是情况D作用的结果。

居里夫妇经过分析后认为,既然目前已知元素中只有铀具有放射性,而实验样品的放射性强度却远远超出其所含铀元素的放射性强度,那么很可能,这种沥青铀矿里还含有一种放射性比铀更强的新元素。为了提炼出这种新元素,居里夫妇仍然采用了“剩余法”:一点点地去除掉其中的已知元素,最后剩下的就是这种未知的新元素。

接下来就是科学史上著名的艰苦实验。居里夫妇为了证实他们的推理,买来了几吨沥青铀矿,在一个简陋的木棚子里进行着常人难以想象的艰苦劳作:把容器搬来搬去,将液体倒来倒去,用一根铁棒在散发着刺鼻气味的生铁盆里不停地搅拌几个小时,直到筋疲力尽……就这样前前后后忙了4年,居里夫妇终于从几吨矿物中得到了大约100毫克的新物质,其中所含的新元素被命名为“镭”。镭的放射性强度是铀的几百万倍,夫妇俩的假设得到了完全的证实!

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