若要問歷史上最偉大的物理學(xué)家有哪些，足以引發(fā)一場華山論劍?；瘜W(xué)界的口水戰(zhàn)可能不至于那么激烈。光憑一張?jiān)刂芷诒?，門捷列夫就可坐擁“門神”地位。

2019月2月迎來了化學(xué)元素周期表的150歲生日，也是俄國化學(xué)家的185歲誕辰。

聯(lián)合國將2019年定為“國際化學(xué)元素周期表年”，并評價(jià)道：“元素周期表是科學(xué)史上最卓著的發(fā)現(xiàn)之一，刻畫出的不僅是化學(xué)的本質(zhì)，也是物理學(xué)和生物學(xué)的本質(zhì)。”

元素周期表給世間留下了許多令人津津樂道的傳奇，比如門捷列夫?qū)?dāng)時(shí)所知的63種元素寫在卡片上，日夜“玩牌”悟道；比如門捷列夫寤寐思服，終于夢見所有元素一一落在相應(yīng)的位置，組成一張表格；比如法國化學(xué)家德布瓦博德蘭在1875年發(fā)現(xiàn)了門捷列夫在周期表中預(yù)言的鎵元素，只是密度并不符合。門捷列夫去信要求他重新提純，而后測量果如原先的預(yù)言。

不過，“門神”之所以成為“門神”，僅僅玩轉(zhuǎn)化學(xué)是不夠的。門捷列夫在72年的人生中(1834年-1907年），撰寫了500多篇著作，涵蓋化學(xué)、物理、地球物理、工業(yè)技術(shù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)等多個(gè)領(lǐng)域，跨界程度堪比其祖國的疆土。

如果要?dú)w納門捷列夫的成功法門，最恰當(dāng)?shù)目赡苁且痪渲形乃渍Z：“自己動(dòng)手，豐衣足食”。

在德國留學(xué)時(shí)，門捷列夫不滿足于導(dǎo)師實(shí)驗(yàn)室的儀器精度，一介窮學(xué)生自掏腰包在家中搭建器材，并設(shè)計(jì)出了門捷列夫比重瓶等新裝備；

從德國“海歸”后，門捷列夫窮困潦倒，身兼多份私教，同時(shí)在4個(gè)月內(nèi)寫成了俄國歷史上第一部《有機(jī)化學(xué)》手冊，暢銷一時(shí)；

甚至，門捷列夫之所以歸納出元素周期表，也是因?yàn)樾枰淌诓⒉皇煜さ臒o機(jī)化學(xué)課程，他決定自己編寫一本新的系統(tǒng)性教材，亦即后來的傳世名著《化學(xué)原理》。

無怪乎“門神”能跨界大殺四方。無論是早年際遇還是國家命運(yùn)，他一生頗多坎坷，但可謂鞠躬盡瘁，遇山開山，逢水搭橋，行至腦力窮處，坐看大千世界。

能源

在門捷列夫的時(shí)代，石油的主要用途仍是照明和民用燃料，尚未上升到“工業(yè)血液”的地位。他以富有前瞻性的眼光，參與了俄羅斯近代石油工業(yè)的發(fā)展。

1861年，28歲的門捷列夫兼職校對德文版《技術(shù)百科全書》的翻譯工作，由此萌生出對工業(yè)的興趣。他在次年幫助俄國富翁科科雷夫改進(jìn)了高加索一家煉油廠的工藝，大大提高產(chǎn)量。

1876年，包括石油行業(yè)在內(nèi)的俄國經(jīng)濟(jì)出現(xiàn)危機(jī)。門捷列夫被政府聘為顧問，兩度考察巴庫的煉油廠，提出了利用重油的新方法。他留下了名言：“石油不是燃料。直接燒石油，就像在廚房爐灶里燒支票一樣。”

在門捷列夫的幫助下，俄國建立了第一座從重質(zhì)油大規(guī)模煉制潤滑油的工廠，不久，石油潤滑油開始全方位取代動(dòng)植物油脂。

去完高加索，他前往美國賓夕法尼亞州考察，詳盡調(diào)研了最新工藝和油稅制度，總結(jié)成《論北美賓夕法尼亞與高加索的石油工業(yè)》一文。

俄國政府采納了門捷列夫的建議，取消煤油和石油消費(fèi)稅的建議，建設(shè)輸油管道，停止從美國進(jìn)口煤油。國內(nèi)石油行業(yè)漸漸復(fù)蘇。

1888年，門捷列夫三度前往頓涅茨克考察煤礦和工廠，提議出臺(tái)新的信貸和租賃政策、優(yōu)惠的運(yùn)輸稅、為工廠免稅10年。

門捷列夫也在理論上做出了貢獻(xiàn)，猜測石油是由鐵碳化合物和水在地下深處高壓中相互作用形成的，突破了有機(jī)物和無機(jī)物的界限。

酒精

1861年，由于編寫了百科全書中的《酒精度量學(xué)》一章，門捷列夫還被財(cái)政部聘為酒精技術(shù)委員會(huì)的專家，征求精確測量乙醇溶液濃度的新方法和新裝置，以改革酒稅。他用幾次立方蒸餾得到了極純的乙醇，詳盡研究了溶液體積和密度隨溫度和水乙醇比的變化，提煉出精準(zhǔn)而復(fù)雜的公式作為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

除了薪水，門捷列夫還有意外的收獲。他一直以來都對液體和溶液的基本物化性質(zhì)很感興趣。在研究酒精的過程中，他可以從精準(zhǔn)繪制的圖像中讀出清晰的化合物組分，即乙醇與水分子的摩爾比。

這后來成了他的博士論文題目：《論酒精和水的化合物》。再加上門捷列夫在死前擔(dān)任的職位是俄國計(jì)量所所長，許多人便附會(huì)出了一個(gè)廣為流傳的說法：門捷列夫規(guī)定伏特加的“黃金比例”是38度，后來為計(jì)稅方便而改成40度。

其實(shí)，門捷列夫在博士論文中討論的酒精濃度超過70%，未有一句提及伏特加。他擔(dān)任計(jì)量所所長期間的主要貢獻(xiàn)是統(tǒng)一度量衡，引入了國際公制。

貿(mào)易

每逢危急存亡之秋，門捷列夫的身影總是十分活躍。俄土戰(zhàn)爭(1877-1878年）后，俄國經(jīng)濟(jì)瀕臨破產(chǎn)。1882年，一場專門的工業(yè)和貿(mào)易大會(huì)在莫斯科舉行，號召商界獻(xiàn)計(jì)獻(xiàn)策。

門捷列夫在會(huì)上一人做了7場演講，涵蓋鑄鐵、石油、燃料、鹽、煤、皮革、亞麻、棉花、紙張、羊毛、絲綢、機(jī)械化等國民經(jīng)濟(jì)核心議題。

1889年，門捷列夫成為貿(mào)易和制造業(yè)委員會(huì)的成員。他一開始只參與制定硫磺等化學(xué)品的關(guān)稅，但他很快意識(shí)到，關(guān)稅是一個(gè)整體性問題。門捷列夫試圖在一種框架內(nèi)安排所有可能的關(guān)稅，寫成了700頁巨著《用關(guān)稅解釋俄國工業(yè)的發(fā)展》，提倡貿(mào)易保護(hù)主義，大受業(yè)內(nèi)好評。這個(gè)框架被稱為“門捷列夫關(guān)稅體系”，直接導(dǎo)致了1893年至1894年俄國與歐洲的貿(mào)易戰(zhàn)，強(qiáng)有力地刺激了俄國國內(nèi)的工業(yè)化進(jìn)程。

農(nóng)業(yè)、教育、藝術(shù)

當(dāng)然，門捷列夫不僅是敏銳的觀察者和高產(chǎn)的寫手，他對 “副業(yè)”往往傾注了諸多實(shí)踐和心血。

門捷列夫關(guān)注農(nóng)業(yè)。剛在圣彼得堡大學(xué)獲得穩(wěn)定教職，他便在附近的鄉(xiāng)村購置新屋，自建實(shí)驗(yàn)室和試驗(yàn)田。他欣賞李比希的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)化學(xué)理念，鼓勵(lì)使用磷肥和其他礦物肥料。在其后兩年間，試驗(yàn)田的土壤質(zhì)量和農(nóng)作物產(chǎn)量確實(shí)提高了。

事實(shí)上，1869年元素周期表正式在俄羅斯化學(xué)學(xué)會(huì)上首發(fā)時(shí)，門捷列夫本人是缺席的。當(dāng)時(shí)他正在考察奶酪發(fā)酵業(yè)，委托他人在發(fā)布會(huì)上代為演講。

門捷列夫關(guān)注教育。1871年，他參與開設(shè)了第一批接收女生的課程，并親自講課。此外，他發(fā)表了關(guān)于高中改革的文章，以期將其納入終身教育軌制。

門捷列夫關(guān)注藝術(shù)。1871年至1873年，他為一批著名畫家開設(shè)了有關(guān)顏料和顏色的化學(xué)講座，并加入攝影師俱樂部，助力俄羅斯藝術(shù)的傳播。

1877年，門捷列夫?qū)?9歲的美術(shù)生波波娃一見鐘情，頂著教會(huì)的壓力離婚再娶。

門捷列夫甚至有制作行李箱的愛好，其中的獨(dú)家秘方是一種特制膠水。傳說他一次在圣彼得堡當(dāng)?shù)氐氖袌霾少彶牧?，旁邊一位顧客詢問店主這位先生是誰，店主答道：“你不知道嗎？他是個(gè)很有名的做行李箱的師傅，門捷列夫。”

以太

當(dāng)然，勇往直前的“門神”也不是沒走進(jìn)過死胡同，那就是“以太”。這是一條歷史悠久的死胡同，許多偉大的西方科學(xué)家都曾到此一游。古希臘的亞里士多德認(rèn)為除了“水、火、氣、土”四行之外，天空的最上層還有一種最基本的元素以太。17世紀(jì)的笛卡爾則認(rèn)為物體之間的力是通過以太傳遞的。

門捷列夫版的元素周期表依據(jù)原子的質(zhì)量而排列，隨著質(zhì)量增加呈現(xiàn)出周期性的變化。門捷列夫由此相信這一規(guī)律的根基是一種質(zhì)量極小但不為零的元素，很可能和傳遞萬有引力的以太是同一個(gè)東西。

為此，他向軍事部申請大量經(jīng)費(fèi)，購置最好的氣泵，以研究極端高壓下的氣體彈性。在實(shí)驗(yàn)過程中，他再次發(fā)揮自己動(dòng)手的精神，發(fā)明了門捷列夫差示氣壓計(jì)等新裝備，以實(shí)現(xiàn)超高精密度的測量。這一研究檢驗(yàn)了理想氣體狀態(tài)方程，并推廣為現(xiàn)行的版本pV = nRT。

在同一時(shí)期，許多人把以太附會(huì)為靈媒，坊間流傳著許多“神跡”，即人可以通過精神力量隔空移物，包括巴甫洛夫在內(nèi)的許多科學(xué)家都曾把靈媒當(dāng)作嚴(yán)肅的課題研究。1875年，門捷列夫通過在桌面下安置靈敏的壓力計(jì)來檢驗(yàn)神跡，最終證明都只是一些詭計(jì)。

1876年，門捷列夫終于承認(rèn)以太這條路走不通，叫停了項(xiàng)目，招致贊助商的不滿。

飛行

不過，追尋以太的過程并非全無收獲，除了理想氣體狀態(tài)方程，門捷列夫點(diǎn)燃了對氣象學(xué)和航空的熱情，后來擴(kuò)展到流體力學(xué)甚至船舶制造學(xué)。

他認(rèn)為這些不同的領(lǐng)域背后有著同一個(gè)核心問題：阻力。1882年，他在《論液體和空氣飛行阻力》中總結(jié)了相關(guān)的研究成果。

1887年，53歲的門捷列夫坐著自己參與設(shè)計(jì)建造的氣球，一個(gè)人上升到3000米高空。在那里他沒有找到以太，但見證了一次日全食。

也正是在這一年，門捷列夫發(fā)表了《水溶液密度的研究》，通過分析233種化合物的溶液在不同溫度下的密度與濃度，他在連續(xù)的曲線上找到極端點(diǎn)，來證明水合物的形成。在前言里，門捷列夫用這本書來紀(jì)念自己的母親：

“這項(xiàng)研究是她最小的兒子獻(xiàn)上的思念。她以身作則，以愛糾錯(cuò)，并用生命中最后一點(diǎn)力氣把他帶離西伯利亞，獻(xiàn)給科學(xué)。

她臨終時(shí)說道:不要耽于幻想，不要紙上談兵，要耐心地追求神圣和科學(xué)的真理。她懂得言辭何其詭辯，所知何其淺薄，要用科學(xué)而非暴力，愛心輔以信心，消除一切迷信、不實(shí)和謬誤，代之以尚待發(fā)現(xiàn)的真相、未來發(fā)展的自由、普世的福利，以及內(nèi)在的幸福。德米特里?門捷列夫謹(jǐn)遵她的遺言?！?/p>

退休后的門捷列夫在海軍部的委托下開始研制無煙火藥。1892年，他通過改良硝化纖維成功發(fā)明“焦珂羅酊”，建議以此全面替代俄國現(xiàn)有的火藥。然而，由于成本問題和一些利益糾葛，該方案被軍方棄之不用。

不過，門捷列夫參與的另一個(gè)海軍項(xiàng)目——世界上第一艘極地破冰船Yermak號，倒是在1898年成功下海。

1906年，門捷列夫獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)提名。由于一部分評委認(rèn)為“難以評價(jià)元素周期表在理論上由誰發(fā)現(xiàn)”，門捷列夫以一票之差輸給了制備出單質(zhì)氟的法國化學(xué)家莫瓦桑。

此時(shí)，門捷列夫與剛輸?shù)羧斩響?zhàn)爭的帝國一樣垂垂老矣。

次年，門捷列夫病逝于圣彼得堡，享年72歲。第101號元素“鍆”，把俄國化學(xué)家的名字永遠(yuǎn)刻在了元素周期表上。