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如何推导发现化学定理?

已有 6623 次阅读 2018-6-7 21:15 |个人分类:消防时评|系统分类:观点评述| 燃阻定理, 可燃限, 气体混合安全性

 

如何推导发现化学定理?

 

最近我推导的燃阻定理(rule)发表了,这里我来说一说背后的故事。简单说来,我推导的定理在形式上和欧姆定理很像,但用在气体可燃性领域,把燃气和惰气都当成燃阻,这样燃气和惰气的燃阻在混合物中并联,所以得到一个守恒公式,形式上很像勒夏特列定理,实质上是一种能量守恒公式的另类表达,其内在的精神是符合物质和能量守恒这个普世定理的,估计很快进入教科书。也许有人不信,但工业界广泛使用的勒夏特列定理是我的燃阻定理的一个特例,所以我的定理还没有发表,其特例就已经被广泛应用了99年,我只不过是锦上添花地解决了背后的理论体系和完整性问题。

为了推导这个定理,我走了一段很长的弯路。首先,本来我推导的是一种方法,把每一种成分都提取热指纹,然后通过混合物的热指纹来推导其可燃性。为此,我写了十篇论文,没有花一分钱,也没有获得一个自己的数据,纯粹的推导公式的工作,居然被编辑看中,干脆出版了一本英文专著。在那本书中,自认为已经把可以简单解决的可燃性问题都解决掉了,所以在2015年出版后就放弃了这方面的研究和推导。

其次,我还是需要吃饭啊,吃饭就需要教书,我最擅长的是《火灾动力学》,在教授传热过程时,过去很熟悉的电阻定理和热阻定理让我很吃惊,既然电能和热能能够表达成勒夏特列定理的形式,那么勒夏特列定理本身是否也是一种能量守恒的表达形式呢?这个问题我思考了很久,气体混合物的爆炸问题到底是并联还是串联,可燃限(浓度)到底是燃流(flux)还是燃阻(resistance),惰气是否也是燃气?这三个问题一直困扰着我,因为我自己没有想清楚,所以被拒稿三次。每一次拒稿都让我重新推导一下公式,终于理顺了其中的逻辑,原来浓度就是燃阻,勒夏特列定理就是燃阻动力的一种表达,惰气就是拥有零放热的燃气。

第三,投稿过程中我碰到了一位恶心的评审,一位德国的同行。明明我推导的公式与她的公式在形式上一模一样(但物理意义不一样),而且我也正确引用了她的贡献,为什么她要阻止我发表?后来想明白了,她的理论是一套欧洲软件的核心算法和ISO10156标准的核心,我的定理如果发表,会推翻她的理论,让她的经验数据一钱不值,所以她要阻止我发表。学者也有很多小鸡肚肠啊。幸好我也是这个杂志的评审,换编辑,换评审,再次投稿,问题就解决了,她的私心让我多等待了4个月的时间。

不管怎么说,能够一劳永逸地解决气体混合物的爆炸问题是值得研究的课题。我为了解决气体混合物的安全问题投入了12年的业余时间,在没有得到过一分钱赞助的情况下,纯粹靠推导公式,发表了这个领域的第一本专著和最有用的方法,想想也是值得的。对学者最高的奖赏不是什么奖金,而是人人都能够从他的理论中获得有用的知识,我想假如我现在死去,我推导发现的燃阻定理一定不会死去,我有这个自信,因为人人都用的勒夏特列定理就是我提出的燃阻定理的一个特例。未来只要有气体混合安全性的场合,就离不开我的燃阻定理。

那么,回答题目的问题,如何发现化学定理?第一,要有一套自己的方法。我的方法的核心是基于氧气的放热等价于基于燃气的放热,所以我能够熟练对付燃气和氧气的换算问题;第二,要从事基础研究和教学。基础研究的魅力在于,你必须拥有完整的视角,才能对本领域的本质性问题取得宏观的认识。理论工作者活得比较辛苦,因为理论的大厦已经建立,你必须把所有的角落都认识清楚,才能够发现还没有达到完美的地方,才能够改进和提高。一线教学让你重新审视别人习以为常的理论,从中发现独特的东西,所以严肃的研究者不能离开教学岗位,尤其是专业基础课让你时时温习经典理论。第三,相信自己的推导,相信自己的理论,理直气壮提出反驳意见,个别人的看法不会形成主流的意见,螳臂当车毕竟还是少见的特例。

Elsevier出版社最近搞了一个作者网页,有效期50天内让人免费推广自己的成果,我就趁热打铁吧,反正我的理论总是要走向世界、走回中国的,我有这个自信。

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