关于“化学反应速率”问题与沈建其先生商榷——雷元星
尽管沈先生外行，但上帖没有夹带“伪科普”、“病态科学”之类的帽子，行文还算干净，懂了些学术讨论的规矩，故我还是乐意把您从这一化学盲区中拖出来。
一开始，您说“一个顶一万个”，第二次说“一个顶十万个”，这次改成了“一次顶一万次”，从这些变化可以看出，您对臭氧层的理论的确不怎么熟悉，但这毫不影响您在青年物理学界的声誉，毕竟化学与相对论是两个完全不同的领域。
当您这次抓住“化学反应速率”（如文中的“O2与O3之间的转化速率比起Cl自由基夺氧速率来，慢一万倍”句）时，好象氟里昂破坏臭氧层的理论已经铁定了，西边那个姓雷的该低头认错了，您的支持者们也许把庆功酒都准备好了。
且慢！“破坏速率比还原速率快一万倍”这句话只是您一个人说的，化学界甚至罗兰本人未必接受您的这番辩护。一是您对“化学反应速率”的概念并没有弄清楚，二是您对光化学反应的速率更是茫茫然。
由于本人打字慢，就不打算把各种化学教材上的解释一一抄誊了，好在您所在的浙江大学有全国最强项的化学系，该领域里的著名权威陈林根、周实民等教授就住在您的院子里，您可以拨个校内电话给他们，问问氟里昂同臭氧层的化学反应速率是多少，怎么计算出来的，这个速率对“保护臭氧层”理论有什么意义或有多大程度的帮助。
考虑这里的网友多是物理爱好者，对于“摩尔吉布斯函数变”等化学概念较陌生，我就举个例子来说说“化学反应速率”。比如炼钢工人给高炉吹氧O2，就是通过增加反应物浓度来加快炉内的化学反应速率。与此相反，消防专家通过阻燃剂产生的不可燃气体来稀释火场的氧气浓度，以达减小化学反应速率的目的。由于氧气O2的浓度是逐步减小的，故化学反应速率中有一个“半衰期”的概念，即指一个系统内的反应物反应了一半（1/2C。）所需要的时间。就现已搞清的一些基元反应来说，反应速率和反应物浓度的乘积成正比，这也就是反应速率方程赖以建立的基础。可见，沈先生的“一次顶一万次”与他说我的“一万次只顶一次”与化学反应速率不是同一个概念。
如果哪位网友读完了沈帖，就知道他的“速率”和物理学上的“速度”差不多，即氟里昂破坏臭氧层的速度比太阳紫外线还原臭氧层的速度快了一万倍。因此，还原出来的臭氧O3分子总量只有被破坏总量的万分之一。照这样下去，不出一万年，南极的臭氧空洞就会扩大到全球，地球不再受臭氧层的保护，地面生物只好全体灭绝，世界末日还剩下9999年。
我刚才说过，即使罗兰本人在场，他也很难接受沈先生的这类辩护，因为这样的辩护只会帮他的倒忙。每个化学工作者都清楚，算出的化学反应速率都是指单向反应而言的，逆反应的速率也完全一样，只须变号就可，光化学反应速率也遵守同一个速率方程。还是再给沈先生打个比方，如果您今晚能在医院找个打完点滴的空瓶子，把氯C12和氢H2两种气体都灌进去，因为氯和氢在夜间的反应速率很低，您可以放心睡觉。但明天太阳出来之后，日光会从窗外射入，并照到您的实验瓶，这时，请您千万离远一点，因为这个瓶子随时会爆炸，原因就是氯气C12吸收了太阳光的辐射，离解成了自由基原子氯，并与氢发生了链式反应。
扯远了，还是我原先说的那句话，沈先生今晚就把地球上的全部氟里昂运到天上去，就按您自己设计的“速度”开始，或者干脆再快一些，今天一个夜晚就把全部臭氧层破坏成氧气O2层，可明天太阳出来一看就会纳闷，“这地球23公里高空的氧气O2浓度超标了”？太阳可不会同您沈先生讲客气，它会马上派紫外线按您昨晚破坏臭氧层的“速度”，立即把一个个氧气O2分子打破，使之变成自由基原子氧，去与其它氧合成臭氧离子O3+，这时的“速度”不会遵从您强加给我的“一万次只顶一次”，而也会是您想像的“一次顶一万次”，要不了7、8个小时，臭氧层的厚度又是5公里，这就是大自然本身所承认的化学平衡原理。
补充一点，中国科学院大气化学研究所前年在北京城市低空做了臭氧气体的取样，已经证实太阳出来后的臭氧含量比夜间大。
您前面几个帖子老重复西方科学家在南极上空发现了氟里昂的事，而这有什么重要吗？我早就说过，星际间连氨基酸分子都有，地球大气圈里有氟里昂有什么奇怪？我否认过这个故事吗？杨利伟的宇航舱如果能向太空排泄大便，它就可以在任何时间掉到任何空间。关于“进化论”问题还是不谈为好，因为您认为达尔文的原著都不再重要，那辛辛苦苦讨论一阵，恐怕连我自己都不知道是在说谁的进化论了。
总之，沈先生还是一个可以与之讨论问题的人，如果一时接受不了我的东西，大家可以同时存疑，不要急于下“几条结论”，也不存在谁战胜谁的问题，只要不夹带那些帽子棍子，我想我们的讨论是可以继续并取得成效的。
雷元星2004-10-24晚发
附原讨论的内容于下：
沈也礼貌对待：自由基反应的魅力：“连锁还原”速度跟不上“连锁破坏”（自由基反应）！后者速度是前者的10000倍 。
雷元星草复沈建其先生
刚看完沈先生的回帖，因一会儿要出门办事，就只能就其要点说几句了。
1、 关于F. Sherwood Rowland博士的报告
该博士的网站我早光顾过了，我反他们的文章（中文与英文节译）几年前就贴在您说的这个网站上，不知道您以前翻到过没有。与其说您在同我雷某论战，到不如说是在捍卫这位诺贝尔奖得主的报告，而您捍卫的理由并没有增加什么，并没有对我提出的实质性问题给出正面的回答。说实在的，我反“保护臭氧层”的理论，真不是针对您沈先生来的，我知道自己的对立面比您强大100000倍，他们是世界各国的环保部部长与瑞典皇家科学院，还有数亿像您这样一批放弃独立思考能力的捍卫者。好在这个坛子里的家伙们连爱因斯坦都敢批，不太会被对您刚抛出的这份报告有多少惊吓。还是上贴中说过的那句话，在中学生面前，权威的名号不管用的，您应该把我这个初中生提的问题正面答出来，这才是以理服人嘛！
【【【【【【【【【【【【【沈建其回复：
雷先生，我也反对权威，我根本就不愿意拿权威的报告来压人，权威的名号不管用的。的确，从学术规范来讲，我欣赏Rowland的报告。Rowland的报告的确可以作为正式的学术参考文选来对待，它里面涉及几十位人物，每位人物后面又有几篇到几十篇的正式研究论文做后盾，按照学术规范讲，这是属于可以采信的报告文献。但是，我还是用自己的眼睛来看事物，我是在将心比心，将您的研究与Rowland的报告做比较。我觉得您用“大密度分子气体下沉”的观点非常偏颇，因为这个观点根本无法反映事情的全貌。将心比心，这才导致我的质疑。即使我作为一个中学生来看待您的研究与Rowland的报告，我也站在Rowland的报告这一边。我其实在上一个帖子已经回复了您所提的中学生问题以及中学生有可能提出的对您的再质疑问题。因为您没有考虑到动态问题，没有反映问题全貌，所以，您的研究才是违反物理化学知识的。
您说我是属于“一批放弃独立思考能力的捍卫者”，尽管在臭氧层问题上，我以前的确没有考虑过什么问题，毕竟精力有限，所以算是“放弃独立思考能力”了。但我并非一个真正的“放弃独立思考能力”的人。我以前学习量子力学与相对论，都是以抵制，反对的心态入门的，甚至企图提出新的理论来代替它们，其中的自我折磨，痛苦得很，通过这样的“否定之否定”过程，我对量子力学与相对论的掌握与理解程度比我的任何同学都深刻。所以，我建议学习新理论，都要从抵制开始入门，才会有好的效果。
您质疑臭氧层与氟利昂问题，可以说也是一个从怀疑与抵制着手来研究的过程。因此，这种研究过程本身我是支持的，也就是我们不要放弃独立思考。但是，仅有独立思考还不够，该采信前人大量研究成果，也是必须的，这也是学术规范问题。通过您对臭氧层问题的否定研究，以及我对您的质疑，这对我而言，也是一个否定之否定过程，因此可以说，通过这样的讨论，我对臭氧层问题的理解比以前更深了（我以前的确没有考虑过臭氧层问题）。
在一开始，在看到您的关于臭氧层研究文章时，我第一个反应，就是：对于O3,您的静态分布规律n=exp(-mgz/kT)（也即“大分子量气体要下沉”）有效吗？O3是在高空产生的啊，不是浮上去的啊。它在高空参与与02的循环转化，这与“能不能下沉”问题也无关的。但对于您对“氟利昂分子无法上浮到23公里高空”的分析，我倒是蛮同意您的，因为它应该满足静态分布规律n=exp(-mgz/kT)的（看，我又被您俘虏了）。此时我才感到问题的严重性，于是我马上找文献，知道了前人说氟利昂分子是被气流带上去的。这有道理，但是我还是怀疑，气流又能带上多少氟利昂分子呢？直到找到证据说一个Cl通过自由基连锁反应，能破坏一万个O3分子（注意：这是几家研究所的实验结论，值得采信。对于今天的化学同行们，这应该就是一个常识性结论了），也就是说一点点氟利昂，其破坏能力就很大，我想我的问题解决了。由此，将心比心，用我自己的脑子说话，我认为，雷先生的研究太孤立，太片面了。说到底，整个“臭氧层”问题的核心在于：一个Cl通过自由基连锁反应，能破坏一万个O3分子。】】】】】】】】】】】】】】
2、 关于“一个顶一万个”
看来，这个问题的确使您犯难了，要不您怎么会用这么大篇幅翻来覆去地叨叨呢？但我看了半天，您的理由就在Rowland博士的连锁反应上加了一条毫不相干的“动态平衡”。我说过，希望您引我的原文进行批评，可您除了自己在那里说自己的“动态”，其它有价值的论据硬是找不出来。没办法，我再把自己书上（网上有）的东西重复一遍：姑且认你那一个氯原子昨天晚上破坏了100000个臭氧分子，不，还给你加1000000个，可今天早上太阳出来了，太阳紫外线又把你昨晚破坏出来的2200000个氧分子O2光解了，它们又还原成了1100000个臭氧O3，
【【【【【沈建其回复：
您的这段话说明您没有看到我昨天说的一句话（大意）：在Cl自由基发生连锁反应的驰豫时间内，一个Cl破坏一万个O3，但是与此同时，3个O2却合成不了2个O3. 也就是说，O2与O3之间的动态平衡过程的驰豫时间比起Cl自由基的驰豫时间大一万倍，翻过来说，O2与O3之间的转化速率比起Cl自由基夺氧速率来，慢一万倍。为什么这么说？如果采信Rowland的报告“一个Cl原子发生连锁反应，可以消耗掉10000个O3中的氧原子”这句话，那么如何理解这句话？按照化学反应动力学来讲，由于在整个反应过程中，Cl自由基，O3, O2, O（可能还含O3+）等之间的几条反应通道处于彼此竞争之中，如果说“一个Cl原子发生连锁反应，可以消耗掉10000个O3中的氧原子”，这个10000数字Rowland们是如何定义的呢？根据反应动力学数学模型的习惯，这个10000数字一般就是通过以下这句话定义的“O2与O3之间的动态平衡过程的驰豫时间比起Cl自由基的驰豫时间大一万倍，翻过来说，O2与O3之间的转化速率比起Cl自由基夺氧速率来，慢一万倍”。也就是说，您说的“2200000个氧分子O2光解了，它们又还原成了1100000个臭氧O3”（也就是您说的“连锁还原”）其实更本跟不上Cl自由基的破坏速度的步伐。“连锁破坏”比“连锁还原”始终快10000倍。以上大意我在前面一贴已经有所说明，现在特此再详细说明之。】】】
你干脆今晚把地球上的全部氟里昂都弄到天上去，让它们把那5 公里厚的臭氧层全部破坏成氧O2，可明天太阳还是要出来呀？！你只讲“连锁反应”才是“动态”，我讲了“连锁还原”反而成了“静态”，您这是哪家博导的逻辑？
【【【【【【“连锁还原”速度跟不上“连锁破坏”！后者速度是前者的10000倍。这就是您的质疑的失败所在。】】】】】】
3、关于“进化论”
您说道：“关于进化论，我过去因为看到不少这方面的批判文章，以为它也是四面楚歌了。后来看到方舟子的几篇文章，才知道在生物学家圈子中，进化论牢牢地挺立着呢，完全不是什么四面楚歌。” 这段话总算让我明白了您前帖“现身说法”的原因，原来您是从方叉叉那里学的进化论，当然“蒙蔽”您这位大博士的是我雷某啦，您那么积极地主张封杀我的书，原来是要推销方叉叉的进化论。既然这样，我不妨劝沈先生两句：一是像本人写书时那样，把达尔文的原著多看几遍，并引用达尔文的原文来捍卫或者批判进化论。二是把方叉叉的进化论与达尔文的进化论做一比较，看看他们有没有不同的地方。另外，从电视荧屏上看，方的眼睛鼓鼓的，头发掉得高高的，而且时常用有意用谦虚的表情来掩饰自己内心的狂妄（目空一切），按我表弟（医生）的初步诊断，他可能患有早期甲亢。为维护浙江大学的名声，我建议您在学术上离这位患者远一点好，像何祚庥院士为他坐了几次台，在学术界的声誉就已经大不如前。
【【【【【沈建其回复：
1.在进化论问题上，我自然无法跟您抗衡，因为我本人也在五年前成为过您的追随者。此外，因为我对进化论缺少该有的专业判断知识，所以，我谈不上有替方舟子兜售进化论这一意愿。我只是担心，如果您对进化论的批判方法论也如对臭氧层的批判法那样无视前人大量研究，用自己片面的质疑法，那么我就觉得很不妥了。我是在做将心比心的比较。
2.我不清楚目前教材上的进化论与1859年的进化论有多少差别.差别肯定是有的，毕竟遗传学，生命科学在过去100年发展迅猛，达尔文的一些研究结论肯定也被否定过。我不知道雷先生是在批判1859年的进化论还是现在教材中的进化论？作为学术规范角度来讲，我当然怀疑1859年进化论中的不少结论，但我会看待Rowland的报告那样看待今天教材上的进化论，这是必要的规范，我们必须在它基础上做怀疑与研究。我说的“道在生物学家圈子中，进化论牢牢地挺立着呢，完全不是什么四面楚歌”，就是指代这个意思。因为科学共同体的大量前人的几十年的研究，还是必须参考与重视的。在臭氧层问题上，雷先生没有重视或者说注意到实验结论“一个Cl原子发生连锁反应，可以消耗掉10000个O3中的氧原子”。
3.如果雷先生只是对批判达尔文1859年的著作感兴趣，由于1859年的著作本身就存在很多矛盾与问题，那么这种批判是不是就一定有必要呢？就像有人拿着1865年Maxwell的《电磁通论》做批判，我觉得完全没有必要。这种对100多年前著作的批判，不属于学术批判范畴，应该属于“自然科学史”研究范畴。他如果要批判电磁理论，想做出一些学术发现，那么应该拿着现在的教材批判，而不是拿着本来也存在糟粕的旧著作批判。
以上，我随便说说，没有什么水平，只是发表一些看法，可能也与雷先生批判进化论的书无关。我已经忘记雷先生关于进化论的批判的书的内容了，毕竟我不是这方面行家，所以看过就忘，但应该说，当时我觉得您的书写得很精彩，所以才萌发继续找您的书看的想法。也应该说，一开始看您对臭氧层的研究的文章，也觉得很精彩，似乎很有说服力。所以，凡是半外行的人，总会觉得您的书很精彩的。但是，我们还是需要用内行的眼光来视察。
4.至于对于方舟子本人，雷先生似乎对他有很多负面的看法，甚至带有很大感情色彩，是不是以前曾经与方舟子也交过恶？从方舟子现象这点看，我个人完全赞成方舟子的做法。如果说Pauli是“物理学家的良心”，那么方舟子可以称得上“中国科学工作者的良心”了。这句话我多次说过。
在中国，遏制官员腐败，有反贪局。可是遏制学术腐败，伪科学等现象，却没有相应的官方专门机构。作为民间机构，方舟子先行一步了，这完全是顺应今天中国科学界现状的。我是完全拥护他的。以前对于某些现象听之任之，现在终于有人愿意站出来说话了。】】】】】】
