化学命名是不能谈“优雅”的,因为化学在18~19世纪时发展出来的原生命名法就非常的难看,连带影响了全世界一水后发的、只能从原生命名音译的语言。然后化学又有个“老祖宗的名字不能违背”的祖训,比如有机物早就跟有机生命体没关系了,这些化合物还得叫“有机物”,酸早就不一定含有oxygen元素了,这元素还叫做“产生酸”,等等。
化学的初创时期是18世纪末至19世纪初,那个年代受科学革命和启蒙运动感染,全欧洲狂热地迷恋以生物和地质为核心的博物学,而博物学的核心诉求就是——凡是老子看见的东西都一定要有一个(用拉丁文取的)名字(拉丁文这规定得归功于博物学大牛卡尔·林奈)。当时的化学更像“实验博物学”,它的早期命名很有博物学的作风——只要你给你的发现起名字、且用的是拉丁语,那基本就能名垂青史,但关键是命名权先到先得,所以一定要快。
所以,如果去看现在的IUPAC命名规则(这不只是英语,基本就是以当年拉丁系命名为蓝本的世界音译命名指导),你会觉得:这东西大概是拉丁语,但这些规则跟化学本身有什么鬼关系?
化学的原生命名有多“优雅”?简单地说,早期那帮欧洲人愣是在一套科学的术语体系中,塞进了拉丁语的屈折语法规则。也就是说,给化合物起名,你要按“X人称Y数Z格”的思路来做类似语言课本上的变位练习。对于学习编程语言这样的现代科学语言的现代人来说,化学语言有多古怪就不用多说了。
举个例子,Nitrogen这个元素,它的-3价离子叫Nitride,+3价酸根叫Nitrite,+5价酸根叫Nitrate,这一看就知道,不就是学欧洲诸语言时折磨人的变格变位吗!但后来又发现有些元素形成的离子远多于这个数目,比如Chlorine元素,这家伙能把+1到+7价刷一遍,此时后缀变位撑不住了,只能又拉来了hypo、per、hyper这些前缀,最后Cl元素的实际效果就是:
(价态从低到高)chloride(-1价)、hypochlorite、chlorite、chlorate、perchlorate(+7价)
你以为这就完了吗?没有!上面这些只是盐离子的变位。对于阳离子和酸,我们还有另一套词根要记!对于上面氯元素的各个盐离子,它对应的酸分别叫:
hydrochloric acid、hypochlorous acid、chlorous acid、chloric acid、perchloric acid
按IUPAC的规定,单个元素的负价态后缀是-ide,正价态阳离子的基本后缀是-ous和-ic,它们对应的正价态阴离子的后缀是-ite和-ate,但正价态的酸要用后缀-ous和-ic并加上acid。其实在这已经可以看出,-ous和-ic明显是形容词词根,-ite和-ate明显是名词词根,这真是再典型不过的屈折构词法。然后,前缀hypo比-ite或-ous低,per比-ate或ic高。对于元素的负价态,规则又不一样了,如HCl要用-ic词根,H2O2要用per-前缀(hydrogen peroxide)
但是,为什么是这几个字母?它们跟化学又有什么关系?答曰,没有关系,这就是规定。
还有些很奇葩的习惯,比如HCO3-离子叫做“bicarbonate”,有一定科学常识的都知道“bi”是表示数字二的前缀,可HCO3-跟“二”有什么鬼关系?其实就是当时的人看到,相同的Na+浓度下,和Na2CO3溶液相比,NaHCO3溶液好像含有两倍的碳酸根离子,于是就安了个“bicarbonate”,后来才知道这只是多了个氢。
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无机多少还有明显的规律可循,到有机这种各种毫无理由的习惯叫法遍地横行的命名领域,人造拉丁语体系基本就弃疗了。首先,为了跟无机那套拉丁语规则(mono、di、tri、tetra)区别,有机里给一到四个碳原子的化合物整来了四个莫名其妙的词头:meth、eth、prop、but。这四个词头全是18~19世纪化学家根据自己制备的新化合物起的(比如meth来自methanol,是希腊语“酒”的词根),跟数字毛关系没有。可到五个碳,有机命名又变成了希腊拉丁体系,但为了跟无机区别,有机的五个碳原子是pent,无机里五个其他原子是penta,有机比无机少一个“a”。
然后,刚上来的碳氢化合物部分又开始搞拉丁语式的屈折变形,于是,单键的后缀是-ane,双键后缀是-ene,三键后缀是-yne(词尾e不发音),看到这还以为是日语的五段动词活用……你觉得这个已经很头疼了吗,但我可以告诉你,遵循这规则都算不错了,真正的有机物压根就不是按这规则叫的!
有机命名最大的槽点就是:明明有规矩,可一个个全不按规矩来,全TMXJB叫。按规律来说,简单碳氢化合物就由前面四个词头和后面词尾直接组合吧,比如methane是CH4这没错,但你又会发现,C2H4叫做“ethylene”,C2H2叫做“acetylene”,这俩尼玛是什么鬼?“yl”是表示官能团“X基”的词尾,“ethyl-”本来是乙基,也就是乙烷C2H6少一个氢的集团,可乙基后接个烯是什么鬼?C2H2这个名字更魔性了,“acetyl”明显来自醋酸“acetic acid”,表示乙酰基(CH3CO),你一碳氢化合物起个含氧基的名字干嘛?关键词尾还是双键用的“ene”。然后,“ethyl-”是乙烷少一个氢,可乙烯少一个氢的基团叫啥,此时又冒出一个新名字“vinyl”(跟英语wine同源,vinyl和meth都指酒)。于是,聚乙烯叫polyethylene(PE),聚氯乙烯却叫polyvinyl chloride(PVC),翻译过来是“氯化聚乙烯基”。
至于芳香类,那更是放飞自我。一个环叫benzene,苯环脱一个氢的官能团却是“phenyl”(这又明明是含氧的酚类的名字),苯环加一个甲基又是“toluene”,加两个甲基却是“xylene”,到两个环、三个环、杂环,干脆连书面规则也不搞了,发现的人爱叫什么就是什么。
而衍生物类就不用说了,各种俗名遍地,不规范称号随处可见,常见化合物就没一个是按IUPAC规定来的。比如“ethylene glycol”你猜是什么?前面是乙烯,后面的“ol”是醇类的后缀,“glyc”来自“glycine”(甘氨酸)及“glycolic acid”(乙醇酸),即醋酸CH3COOH的另一头接一个OH。可答案是,这东西是“乙二醇”,它为啥和乙烯和乙醇酸有关系?我也不知道。然而,著名的“聚对苯二甲酸乙二酯”,你觉得拉丁原名该叫什么?反正看结构式肯定是蒙不出来的,答案是“polyethylene terephthalate”,它字面意思大概是:聚乙烯松节煤焦油酯,它里面的一个词根“phtha”你猜还会在哪里出现?答,两个苯环的萘(naphthalene)。但没办法,全世界语言基本都只能走这套“祖训不可违背”的原始拉丁命名法,然后音译一下。
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对于东亚人来说,最大的幸事首先是日本的兰学家在最初引进西方化学名时果断消灭了原生拉丁名的屈折结构,一种元素的正价酸就叫次X酸、亚X酸、X酸,负价就叫X化。但日本人在无机命名上坚持的一段时间,可到后来翻译有机时又弃疗了,于是又把拉丁原生命名那一堆莫名其妙的怪异叫法直接音译,还连带日本的忠实跟班朝鲜语一并弃疗。
中国这边,晚清和民国时的翻译家那绝对是一等一的人才,不但保留了日本译名的长处,而且把拉丁原生语言这套难看得要死的命名,尤其是有机部分,改造得相当出色,这是绝对值得肯定的。但问题是,早期学者推崇一字一物,导致无论无机还是有机都造了过多的生僻字,这些字无形中加大了化学与大众生活的隔阂,导致大众对化学产生了一种天然的疏远情绪。而且由于化学后来越来越庞大,架不住原生拉丁名不停地丢各种新音节进来,一开始的烷烯炔这种创造到后来也只能搞音译,但单字法是真心不适合音译,参见:为什么化学命名中的生僻字那么多?。
关于化学命名的故事,更多参考:
乍一看以为是问编程语言的
然鹅仔细想一想
化学的主流语言
不应该是这个样子嘛?
或者是这样的:
再或者是这样的:
这样的:
这样的:
作为一门自然学科,如果不是用这门学科的符号作为语言,又怎么能称为优雅呢?
上面的这几个例子,一个都没有使用自然语言,但是各位能说它不优雅吗?
在座的诸位小时候做应用题的时候,应该不止一次的听到老师强调“要用数学语言来表示这个关系”这样的句子吧,实际上对于一门基础科学而言,它自己的语言就是它最优雅的语言
属于这个学科本身的符号本身就是一种语言,首先它极度的简介,只会留下一个学科所必须的东西,其次还避免了自然语言中的表述不当或者表意混淆或者互译出错的问题。这是一种超越了自然语言形式的存在。
那比如,有机化学的教学中有一本非常好的练习题,竞赛生私底下俗称福山题,翻译过来的名字是“通过练习学习有机化学反应机理”。除去序言是日文以及在习题解析里面出现了少量的英文以外,其他的内容几乎全都是用“有机化学的语言”来阐述的,完全超越了一门具体的自然语言的表述,也不会涉及不同语言对于一个化合物命名习惯的问题,可以说是真正的简洁明白,易于传播。
总之,还在化学里面讨论什么自然语言优雅,你就输了(滑稽)