对与错的分界线

许多人都持有这样的看法:既然理论已经受到了实践的检验,那么它们就是绝对正确的真理了。其实不然,任何真理都有一定的适用范围,超过这个范围,真理就会转化为谬误。例如,欧姆定律对金属导体是适用的,对液体导电也适用,但对气体导电就不成立了。弹簧的伸长只有在一定的限度内才跟所受的拉力成正比,超出这个限度,伸长就不跟拉力成正比了。真理是不能随意应用到它的适用范围之外去的。恩格斯说:“真理和谬误,正如一切在两极对立中运动的逻辑范畴一样,只是在非常有限的领域内才具有绝对的意义。”(恩格斯:《反杜林论》人民出版社 1970 年版第 88 页)恩格斯还以著名的玻意耳定律为例,指出这一定律只是在一定的压力和温度范围 内,对一定的气体才是成立的。

这到底是怎么一回事呢?

17 世纪,英国科学家玻意耳做了一个关于大气压力和气体体积关系的实验,玻意耳制造了一根拐杖型的细玻璃管,让长的一端开着口,短的一端则密闭起来。把水银从开口的一端倒进去,水银就顺着玻璃管壁流了下去。随着水银的增加,水银柱就会同时在长管和短管中一起上升。由于短的一端是封闭的,水银柱的上升就会受到它上面空气压力的阻拦。

当时托里拆利已经证明,一个大气压力相当于 76 厘米高的水银柱。当水银柱在长短管中一样高的时候,玻意耳记下被堵在短玻璃管里的空气柱的高度。这就相当于一个大气压时的空气的体积。接着,玻意耳继续往管里倒水银,随着水银柱上升,短管里的空气承受的压力就加大。玻意耳发现,随着压力的不断增加,短管里空气柱的高度就不断地缩短。这说明空气受到压力, 体积会变小。

玻意耳在反覆测定了压力和体积的变化后,发现在二者之间存在着一定的规律,即:在一个大气压下的一个体积的空气,当受到两个大气压时,体积就会被压缩为 1/2;当受到三个大气压时,体积就会被压缩为 1/3⋯⋯玻意耳把实验结果归纳成了一个公式:在温度不变的情况下,气体的体积与它所受到的压力成反比。这就是著名的玻意耳定律。

以后,又有其他科学家做了类似的实验,实验结果都无一例外地符合玻意耳定律。因此,人们一直认为玻意耳定律是普遍适用的绝对真理。

可是,随着科学技术的发展,科学家们相继发现了二氧化碳、氢气、氧

气、氮气等气体,并且制造了能够提供强大压力的实验装置。在这些条件下, 法国科学家雷尼奥等人用各种气体,在较广的压力范围内进行了一系列的实验,结果发现并不是所有的气体,在所有的情况下,总是遵守玻意耳定律的。玻意耳定律出现了许多例外。

例如,在通常的室温下,二氧化碳在 60 个大气压下,就会变成无色的液

体,而不再是气体了。这是玻意耳定律不能说明的。在 1 个大气压下 1000

升的氮气,在 1000 个大气压下,应该被压缩为 1 升,而实际上却是 2 升,比按玻意耳定律计算出来的数值要大一倍。这也是玻意耳定律不能解释的。

在玻意耳那个时代,人们对空气的认识还很肤浅,还不知道空气是不同气体的混合物,当时的实验设备又不能提供很高的大气压力,所以,玻意耳定律是在一定的范围内总结出来的,它只在一定的范围内成立。

雷尼奥认识到了这一点,他经过深入地研究,进一步明确了玻意耳定律的适用范围。他发现在离常温常压不太远的范围内,对某些符合一定条件的气体来说,玻意耳定律是正确的。在一些特殊条件下,玻意耳定律就应该加以修正。他根据实验结果,对玻意耳定律作了补充,并把适合于玻意耳定律的气体叫做“理想气体”。

随着真理适用范围的明朗化,真理的天地也就更加宽广。原来的理论没有被完全否定,而是得到了扬弃。适用范围就像真理火焰上的聚光镜,能使真理的光线更加集中明亮。

1873 年,荷兰物理学家范德瓦耳斯通过实验发现,自然界中根本就没有什么“理想气体”,各种不同的气体在受到不同压力的时候,体积的变化并不完全一样。他对玻意耳定律进行了修正,提出了一个比玻意耳定律适用范围更广的方程,即范德瓦耳斯方程。这一方程使人们又朝着客观真理迈进了一大步。

列宁曾说:“任何真理,如果把它说得‘过火’⋯⋯把它运用到实际所能应用的范围以外去,便可以弄到荒谬绝伦的地步。”《列宁选集》第 4 卷

人民出版社 1972 年版第 217 页)雷尼奥和范德瓦耳斯等人所做的正是一项使玻意耳定律“淬火”的工作,从而使玻意耳定律在科学殿堂中找到了适合于自己的位置。