文／胡妙芬、姚荏富

還記得嗎？化學是從拉瓦節（Lavoisier，詳見國二下理化課本）的時代，才開始注重測量和定量的。在拉瓦節出現之前，所謂的「化學」是連量都不量，所以也根本沒有什麼東西好計算的。當拉瓦節開始提倡定量實驗的重要性之後，才出現所謂的「化學計量學」。

起初，化學家只用到簡單的數學比例，至於較深入的數學概念，他們大多不熟悉，也不會用。不少化學家甚至這樣認為──數學是數學，化學是化學，化學已經夠複雜了，如果還用數學去考慮化學，可能使問題更模糊，所以最好不要使用、更不要依賴數學。

不過，少了數學公式描述的化學，稱的上「真正」的科學嗎？有人認為稱不上。因為如果缺少了用數學公式的表達，化學就無法像物理那樣，成為一門精確、漂亮而又簡單明瞭的科學。

物理作媒 親上加親

還好，在19世紀中期以後，這種局面被打破了。化學家開始注意到化學平衡反應中的濃度、溫度、速率……彼此間都具有數學關係；甚至有數學家也開始加入化學研究的行列，使化學添上數學的翅膀，飛得更高、看得更遠。

其中，遠在挪威的一對科學家──古德柏格、瓦格，就是一對「數學＋化學」的最佳拍檔。古德柏格和瓦格是大學時期的死黨，一起上課、一起K書，還共同創立一個討論「物理化學」的小型俱樂部，感情真夠麻吉！不只這樣，後來古德柏格還介紹自己老婆的妹妹給瓦格。所以，他們不只是死黨、工作搭檔，最後還變成親戚呢！

咳咳，話題扯遠了。話說，他們兩人有興趣的「物理化學」，是利用物理定律來解釋化學反應，如何形成各種化合物的一門學問。當時有些科學家認為，物理化學可能可以解開「化學親和力」、「化學反應方向」與「化學反應速度」等問題。

啟發「化學動力學」

年輕的古德柏格與瓦格，對這個領域很感興趣。1864年，古德柏格和瓦格向挪威科學院提出他們的報告，但是，他們的研究並沒有得到太多回響。

直到1877年德國科學家奧士華（Ostwald），成功應用這個解釋自己的實驗後，科學界才開始重視。他們提出來的這個算式，後來還慢慢發展成一門稱為「化學動力學」的學問。「化學動力學」是「物理化學」的一個分支，集合物理、化學與數學的概念，專門研究化學反應的速率與反應的機轉。看起來，古德柏格與瓦格這兩位數學家與化學家的「雙劍合璧」，真的是效果超群！

我們上周介紹的化學之父──波以耳，不是說過科學早期是不分家的嗎？或許，「合久必分，分久必合」這句話，也能用在科學研究上。進入19世紀之後，物理學家和化學家、數學家開始關心彼此的研究發展，合作的機會也漸漸增加。之後，同學還會看到──物理化學、化學物理、數學物理、化學數學、生物數學等各種交叉學科的出現，這代表科學又進步到一個新的階段。當化學家也開始用物理和數學的方法研究物質，化學的進展將有非常突破性的飛躍，接下來的新世界，相信我們很快就能看到了！

（待續）