《自然辩证法·学习札记》1.9 碳化物中的量转化为质

【本文转载自上海人民出版社1973年版 仅供学习参考】

1.9 碳化物中的量转化为质

  伟大导师恩老师在他的光辉著作《反杜林论》中，用自然界中的碳化物的三个同系列为例，深刻地阐明了量和质的辩证关系，指出：“量转化为质，质转化为量”。批判了在辩证法面前神经错乱的形而上学者杜。

  碳化物的三个同系列是正烷属系列、伯醇系列和一元脂肪酸系列。如果我们用C表示碳原子，用H表示氢原子，用O表示氧原子，用n表示每一个化合物中碳原子的数目。那末，这三个系列可以这样来表示：

  这些都是在自然界中普遍存在的有机化合物。它们的性质不仅因为组成的化学元素不同而各异；而且即使是由同样元素构成的、属于同一系列的各种不同化合物，也因为它们所含的原子的数量不同，从而表现出质的差异。

  正烷属系列的化合物是由碳原子和氢原子组成的一类碳氢化合物。它们的共同性质是：比水轻，能燃烧，几乎都不溶于水。这种质的规定性，正是由于它们所含的碳、氢原子的数量都是符合同样的比例，即氢原子的数目总是碳原子的二倍再加上二个。另一方面，该系列中的各个化合物，尽管碳、氢在数量上的比例是相同的，但因所含的碳、氢原子的绝对数量不同，所以又分别表现出各自的特性，当然，这些特性并没有超出正烷属的范围。这是量变引起了部分质变。比如，n=1的化合物是甲烷，由一个碳原子和四个氢原子组成，分子式为CH4。在一般情况下甲烷是气体，就是天然气、即沼气的主要成分；要冷到摄氏零下161.7度时才会凝结成液体。当n=2时，也就是二个碳原子和六个氢原子组成的乙烷[i]，它凝结成液体的温度就上升到摄氏零下88.6度，比甲烷高出七十多度。丁烷[ii]的液化点则在摄氏零度左右，它是气体打火机的燃料。如果碳、氢原子的数量继续增加，当n=5到9时，这类化合物是汽油中的主要燃烧成分；n=10到18的化合物是火油；柴油和润滑油则是该系列中碳原子数目为16到20个的化合物的混合物；碳原子数目增到了20个以上的化合物统称为石蜡，它们在通常情况下都是固态。由此可见，随着碳、氢原子的数量的变化，化合物的质发生了变化，物质形态也从气态、液态而至固态。

  一元脂肪酸系列的共同特点是几乎都有酸味，都能程度不同地溶解于水。在通常情况下，都是液体或固体。该系列中的各个化合物同样由于碳、氢、氧原子的数量的不同而在质上有显著的差异。比如，甲酸[iii]又称蚁酸，这是因为它最早是人们在蒸馏蚂蚁时得到的，它有强烈的嗅味和腐蚀性，如果皮肤碰到纯甲酸就会起泡。虫子叮螯人的皮肤会引起红肿疼痛，原因之一就是虫子分泌的甲酸注入了皮下。这个系列的另一个化合物乙酸[iv]，也就是醋酸，它比甲酸多一个碳原子和二个氢原子，结果两者在质上就有明显的差别。例如，乙酸可食用，调味用的米醋里就含有乙酸。当碳原子数目增加到16和18个时，这类化合物称为脂肪酸，是植物油和动物脂肪的主要组成，这些酸的钠盐就是肥皂。它们在质上又与甲酸、乙酸有显著的差别。

  碳化物的伯醇系列和上面的二个系列又不一样。这个系列中的甲醇[v]，最初是在隔绝空气的情况下蒸馏木材得到的，因此，又称为木精。它是化工工业的重要原料之一，现在可从水煤气或天然气等加工制成。甲醇有毒，不能食用。人误吃了十毫升以上就要中毒，严重的会使眼睛瞎掉。碳化物的伯醇系列的另一个化合物是乙醇，起先是从jiu中提炼、精制得到的，因此，又称jiu精，目前可以通过石油的裂解气来制造。乙醇没有甲醇那样的毒性，相反地它可供饮用，人们喝的不同度数的jiu，就是含有不同百分比的乙醇。百分之七十左右的乙醇，是渗过细菌的膜的最适浓度，它可使蛋白质变性，所以在医药上用作消毒剂。这些都说明了“分子式的这种量的变化，每一次都引起一个质上不同的物体的形成。”

  碳化物的同系列的例子，向我们证明了事物的质和量的规定性不是彼此完全无关的，而是有着密切的、内在的联系。事物的质和量是互相依存的，在一定条件下又是可以相互转化的。“任何质量都表现为一定的数量，没有数量也就没有质量。”[vi]事物总是具有质和量两个方面的。如果一种化合物，它的组成中连一个碳原子都没有，那它肯定不会具有碳化物的性质；正烷属系列正是由于它不含氧原子，所以它的性质完全有别于伯醇系列和一元脂肪酸系列。事物的质的规定性又决定了事物的量的变化范围。正烷属系列的化合物的质就决定了碳原子和氢原子的量的变化范围。这个范围就是[-]，n必需为整正数。即n1，2，3，······。化合物的原子数量在这个范围内变化，在性质上虽然互有不同但仍属于正烷属系列，量变只是引起了部分质变。可是当事物的量的变化超过了这个范围，不同元素在数量上的比例发生改变时，“量转化为质”，就会显著地改变事物的质的规定性，引起事物的根本质变。一事物就转化为他事物。伯醇系列就是比正烷属系列多了一氧原子；而伯醇系列同一元脂肪酸系列相比，也只是碳、氢、氧在数量上的比例有所不同，可是这就形成了三个不同的系列。

  量变引起质变，量变是质变的准备，质变是量变的结果。事物的质发生变化后，又会转过来影响它的量，“质转化为量”，新事物又有它自己的量的规定性。量和质的相互转化的规律不仅适用于碳化物，同样也适用于所有的化合物以及化学元素本身。化学元素的性质跟它的原子量和原子核携带的正电荷数目存在着一定的周期关系。在化学中，差不多处处都可以清楚地看到量和质的相互转化。因此，恩格斯指出：“化学可以称为研究物体由于量的构成的变化而发生的质变的科学。”[vii]

  量变会引起质变，但是，又不能单纯地用量的差异来说明一切质的差异。元素周期表虽然说明了元素的原子量同元素性质之间的周期关系，但是元素的性质却不能完全从它的原子量以及它在元素周期表中的位置来说明的。在碳的三个同系列中，虽然每增加CH2一个就形成了一个质上不同的新的化合物，但是新的化合物的特性是不能完全根据增加的CH2的数量来推断的。

  量转化为质，质转化为量在自然界和社会中是普遍存在的，是到处发生的。旧事物有旧事物的量和质的辩证关系。当旧事物的量的变化达到和超过了一定范围时，事物的质就起了根本的变化，旧事物也就转化为新事物。质又转化为量，新事物又有它自身的量和质的辩证关系。通过量变、部分质变、根本质变，在不断地进行量和质的对立统一过程中，事物不断地运动、变化和发展着，永远不会停止在一个水平上。量转化为质和质转化为量的辩证规律是自然界和社会本身的、客观的发展规律，一切gm者就是要把握事物本来的辩证法，创造条件，促成旧事物向新事物的转化，以达到认识世界、改造世界，加速社会主义gm和建设的目的。

注：