1860 年9月5日，史上首度召開的國際性科學會議——第一屆卡爾斯渥會議（Karlsruhe Congress）進入第三天。來自十二個國家，共140位化學家在德國卡爾斯渥理工學院齊聚一堂，原本希望一舉解決化學界長久以來的歧見，但眼看已是最後一天，卻仍然沒有成果……。
這一切要從道爾吞於1803年提出的原子論說起。道爾吞認為化學元素是由不可分割的原子組成，並以簡單整數比組成化合物。雖然原子論缺乏直接證據，並未獲得普遍認同，但隨著越來越多化學實驗可以佐證，原子論逐漸獲得支持。只不過要用來解釋氣體實驗的結果時，卻出現了問題。
法國化學家給呂薩克 (Joseph Louis Gay-Lussac) 自1808年開始進行氣體實驗，發現在同溫同壓下，產生化學反應的兩種氣體，以及反應後生成的新氣體，彼此之間也是呈簡單整數比，例如兩公升的氫氣和一公升的氧氣結合成兩公升的水蒸氣。不過根據原子說，氣體的基本粒子也是單一原子，因此這個化學反應應該是：
2H + O —> 2HO
除非氧原子能切成兩半，否則這個反應式根本無法成立。但所謂原子就是不可再分割啊！
給呂薩克隔年發表後來以他為名的「給呂薩克定律」後，引發不同看法，有人認為他的實驗有問題，有人認為這表示原子說根本不成立；另外水究竟是兩個氫原子和一個氧原子組成，或是一個氫原子和一個氧原子，也有不同陣營各自表述。
1811年，義大利的一位高中教師亞佛加厥 (Amedeo Avogadro) 發表論文，主張氣體元素的最小粒子並非單一原子，而是由兩個原子組成的分子；而在同溫同壓下，相同體積的氣體，含有相同數目的分子。如此便能解決給呂薩克定律和原子說的衝突。不過這篇論文是發表在法國的物理期刊，注意到的化學家並不多，而知道的人也都嗤之以鼻，除了亞佛加厥名不見經傳，最主要還是因為這違反了「電化二元論」(Electrochemical dualism)。
這是由瑞典化學家貝吉里斯（Jöns Berzelius）提出的理論。貝吉里斯堪稱當時的化學權威，他陸續發現許多新元素，並以更精確的實驗測量各種元素的原子量，也是他以拉丁文字首做為化學元素的符號，取代了道爾吞的圖像符號，沿用至今；他所寫的教科書被翻譯成不同語言，成為當時的標準教材。電化二元論是指元素分為正電性與負電性兩種，化合物就是靠元素正負電之間的吸引力結合而成；這理論可以充分解釋電解實驗，因此普遍獲得大家認同。
根據電化二元論，同樣元素的原子具有相同電性，那麼兩個原子一定會彼此互斥，怎麼可能結合成分子。亞佛加厥的假說就此逐漸消聲匿跡、石沉大海，即便安培也曾提出類似的主張，也未能獲得認可。但不接受分子說，在判定氧化物或是由碳、氫、氧等組成的有機化合物時，就會遇到像水一樣的問題，對於元素的組成比例各有見解，進而影響原子量的判定。另一方面，化合物的化學式也有五花八門不同的表達方式，例如醋酸的化學式就有多達19種寫法。
卡爾斯渥會議的召開便是為了解決化學界的混亂，期望訂定原子量標準，並統一化學式的書寫規則，以促進化學的發展。怎奈會議進行到最後一天仍然沒有共識，眼見這場難得的盛會就要以失敗收場，來自義大利的化學家坎尼扎羅（Stanislao Cannizzaro）的演講扭轉了一切。
其實此時義大利尚未完成統一，而33歲的坎尼扎羅才剛於五月隨著遠征團，回到位於西西里島的故鄉巴勒摩 (Palermo)。1848年他參與西西里獨立革命，但西西里王國獨立16個月後，終究不敵波旁王朝的鎮壓，擔任砲兵軍官的坎尼扎羅先流亡到法國，再輾轉到不同大學任教。如今他終於返回故鄉，並成為臨時議會的一員，應該相當煩忙，卻仍然抽空遠赴德國參加這場國際性的化學會議。
坎尼扎羅在演講中闡述同胞亞佛加厥被埋沒半世紀的理論，並提出制定原子量與分子量的方法，說明如此便能一舉解決絕大部分的爭議。但畢竟電化二元論已深植人心，加上這個革命性理論太突如其來（在場人士大多首次聽聞），會議最後仍未做出任何結論。不過現場發放坎尼扎羅兩年前所寫的論文《化學哲學教程提要》（他當時是以義大利文發表，所以沒有引起注意），被與會者帶回去後逐漸發酵，最後終於獲得大家認可，原子量與化學式的爭議也迎刃而解，才有今日的樣貌。
當時才26歲的門得列夫以及30歲的德國化學家邁耶（Lothar Meyer）也參加了這場會議，他們深受啟發，幾年後各自發想出週期表。邁耶說坎尼扎羅的論文「就像一束光照清楚了最重要問題的所在，讓我吃驚不已，彷彿擦去了眼翳般撥雲見日。」門得列夫則感慨：「自從人們拒絕接受亞佛加厥和安培定律中的普遍化概念，已經過了那麼久了嗎？」
的確，回顧這段歷史，讓人不禁設想：如果亞佛加厥定律提早五十年獲得認可，不知道會不會加速化學的進展？而如果沒有被坎尼扎羅重新發掘出來，化學的混亂又會持續多久？
參考資料：
- Karlsruhe Congress – Wikipedia
- Jöns Jacob Berzelius – Wikipedia
- Stanislao Cannizzaro – Wikipedia
- 《超乎想像的化學課》，John Buckingham 著，李祐慈 譯，天下文化出版
