四化学之父-安东尼·拉瓦锡
十八世纪下半期,安东尼.拉瓦锡(AntoineLavoisier)发展出一套崭新的理论,因而改变了化学这门科学。他的成就如同哥白尼、伽利略、牛顿、达尔文和爱困斯坦一样,长期以来他就被认为是近代史中古典科学革命的领导者。对于十八世纪的化学革命,那个时代唯一所谓正统的科学革命,他的贡献已为他赢得了近代化学奠基者的封号,也为他在科学殿堂中取得不朽的一席之地。
安东尼·拉瓦锡1743年出生于巴黎,年轻时攻读法律,并在20岁时获得了法律学士学位,取得了当律师的资格。由于他的父亲是一位律师,通常律师家庭总是很富有的,毕业后的拉瓦锡,虽然没有卡文迪许的万贯家财,但殷实的家财也足以使他并不急于挣钱养活自己。他对植物学产生了兴趣,由于经常上山采集植物标本,使他对气象学也很感兴趣。后来,在他的地质学老师葛太德的建议下,拉瓦锡又跑去学习化学。博学多才的拉瓦锡最终以化学研究闻名于世。
1772年金秋时节的一天,拉瓦锡称量了一定质量的白磷,将其点燃,燃烧过后,他发现燃烧后的产物的质量居然比燃烧前的白磷质量还大!他又燃烧硫磺,得到了类似的结论。反常的现象令拉瓦锡设想,一定是空气中的某种气体被燃烧的白磷和硫磺捕获了。为了证明自己的判断,他设计了一个更细致的实验:将白磷放在水银面上,上面扣一个钟罩,钟罩里保留一部分空气供白磷燃烧。加热水银到40摄氏度时,水银面上的白磷立刻燃烧起来,之后水银面出现了上升。拉瓦锡描述到:"这表明部分空气被消耗,剩下的空气不能使白磷燃烧,并可使燃烧着的蜡烛熄灭……白磷增加的重量与所消耗的15容积的空气重量接近相同。"
为了得到与燃烧物质结合的气体,1777年,拉瓦锡对汞进行加热,发现随着红色的汞渣的生成,空气的体积减少了15。接着,拉瓦锡对汞渣继续加热,结果从汞渣中还原出汞,并释放出了大量气体,这种气体可以使蜡烛燃烧得更旺,并有益于动物的呼吸。拉瓦锡把与汞结合的气体称为"生命气体",因为它是呼吸所必须的;剩下的气体叫做"无生命气体",因为它会让蜡烛熄灭,令动物窒息。后来,人们将"生命气体"改称氧,将"无生命气体"改称氮。虽然早在1772年到1773年,瑞典的化学家舍勒就发现氮气和氧气,而第一个公开宣布发现氧气的人是英国化学家普里斯特里,但是两人都没有拉瓦锡对气体性质有深入地了解,也没有对燃烧做出像拉瓦锡那样的正确解释。正是由于拉瓦锡的工作,化学研究才脱胎换骨,摆脱谬误奔向真理,因此后人尊称拉瓦锡为"化学之父"。
"化学之父"在科学界倍受瞩目与尊崇,但是回到了法国的公众社会中,拉瓦锡却被定为了贪污犯、反革命分子和叛国者。由于拉瓦锡曾经担任过旧政府的火药局长和收税官,1789年法国大革命的风暴刮起后,他大难临头了。收税的人永远都不招人喜欢,更何况还是前朝的收税官。革命的极端主义者马拉写了一些隐晦的文章,暗示狂热的民众,拉瓦锡可能在当火药局长期间中饱私囊,侵吞国家财产。马拉还挑拨科学院与民众的关系,他不断强调,法国科学院是前国王当政时建立的,里面都是仇恨穷人的王党,拉瓦锡也位列其中。在当时的红色恐怖中,"莫须有"的罪名就可以致人于死地。拉瓦锡被抓了起来,经过毫无公正可言的短暂审判,他与另外27个收税官被判有罪,法官命令"把他们送到革命广场去(处死),不得延迟。"
为了拯救法国最伟大的化学家的生命,一部分头脑清醒的人给法官递交了一份上诉书,列举了拉瓦锡对国家和科学所做的贡献,请求给他免罪。顽固而冷酷的法官只回复了简短的一句话:"共和国不需要天才。"于是,1794年5月8日,拉瓦锡人头落地。他生前的同事、法国大数学家拉格朗日惋惜地说:"虽然可能一百年都不会再出现那样的头脑,却在刹那间砍掉了。"面对冰冷血腥的断头台,拉瓦锡巨大的科学贡献也束手无策,无法挽救他的生命。
请给我一点时间
法国大革命时期,共和国政府将千千万万的贵族推上断头台,拉瓦锡也未能逃脱厄运。
拉瓦锡被捕的缘由是他曾经是一家包税公司的股东,他虽然没有亲自征税,但作为股东,自然也从中获利。而法国百姓当时对包税公司简直是恨之入骨。
1794年5月2日,革命政府将拉瓦锡交付革命法庭审判,那时没有什么公正,拉瓦锡清楚这一点,他的妻子和朋友们也清楚这一点。
这是一场闹剧式的审判,不需证据、不需辩护,法庭很容易就可以确认一个人有罪。"有罪,有罪,把他送到革命广场去,不得迟延。"人们疯狂地喊着。
"可是,"拉瓦锡开口说话了,"我在实验室急待做一项关于排汗的实验,我只请求给我一点时间,让我为祖国多做一点贡献。""够了,"法官拍着桌子大吼一声,"共和国不需要科学家。"
面对这些失去理智的人,拉瓦锡不再提出请求了。他开始回忆自己一生的工作,对法官没有多余的话要讲了。
1794年5月8日,拉瓦锡和岳父还有其他二十多个犯人一同被装上死刑的押送车,开始了他们可怕的最后行程。拉瓦锡知道自己会怎样死。
押送车停在革命广场上,囚犯们静静地等待着。拉瓦锡双眼紧闭,面无表情。隔了一会儿,他又睁开眼睛,环顾着人群,这里边有疯狂的群众,在盼着他们速死,也有他的亲人和朋友,在为他默默流泪。
刀刃上升下落,现在轮到拉瓦锡和岳父了。岳父早已吓得哆嗦成一团,站都站不稳,靠在拉瓦锡的身上。"放大胆些,这只不过一刹那的事,然后--就是永恒。"拉瓦锡对岳父耳语道。
拉瓦锡就这样从容地走上了断头台。为此一位科学家写下了下面的话:砍掉这个脑袋只需要一瞬间,但是100年也生不出这样一个脑袋来。
一时的狂热过后,法国人当然懂得拉瓦锡的价值,他死后不到两年,巴黎就竖起了他的半身塑像。
[另一资料来源]
现代化学之父拉瓦锡,推翻了燃素论,建立氧在燃烧的地位,创立合理的化学命名法,著作等身,最后却死于法国大革命断头台上。
在科学史上,1789年是个值得纪念的年代,拉瓦锡(A。L。Lavoisier,1743~1794年)的大着「化学原本」(ElemeedeChimie见图一),将化学赋予现代的形式,在他之前,化学还脱离不了亚里士多德哲学及炼金士的迷信。经拉瓦锡大力整顿后,现代化学才打下稳固的基础。本文目的是介绍拉瓦锡生平和他引发的化学革命。在两百年后的今日来探讨拉瓦锡的工作也颇有意义。
生平
拉瓦锡的一生是处在一个不平凡的时代。他受了启蒙时代求进步革新的风气洗礼。当时法国知识阶层充满着活力,伏尔泰、鲁索的哲学盛行,百科全书学派的工作大约在他8岁时开始出版。
他一生在地质学、化学、经济、政治、教育都有贡献。法国大革命初起时,他在社会改革上也扮演相当的角色。适逢51岁英年死于恐怖革命的断头台上,除了路易十六及皇后外,他可能是法国大革命中最出色的牺牲者。
拉瓦锡是1743年出生在一个巴黎的律师家庭中,受过法律和物理、化学及地质学的教育。最早他是做地质的研究而对化学产生兴趣。他22岁时,法国科学院公开征求「巴黎街灯最好的方法」,拉瓦锡参与竞争,他的论文虽未得头奖,但获法王颁受的特别奖。25岁时,由于对矿物的杰出研究而入选为科学院院士。当时,科学研究纯粹是他个人的爱好,而他维生的方法是加入一个为法王收税的公司,为路易十四征收烟税、盐税、关税及酒税。他有过人的精力和经济知识,很得上司欣赏,很快变为富有;最后还把上司的独生女儿玛莉娶为妻子。其时拉瓦锡28岁而玛莉才14岁不到呢!虽然岁数相差悬殊,他们的婚姻还蛮幸福的。
拉瓦锡夫人也好学,成为他很好的实验助手,帮他翻译数据,拉瓦锡的「化学原本」中仪器图都出自夫人的手笔。虽然税务律师的业务非常忙碌,他每天仍必定花五、六小时(清晨和夜晚)在他个人实验室中研究。
直到今日,在巴黎科学博物馆仍可看到他的实验器材和实验纪录。前后20余年,所有实验室中的每一个数量,都可在纪录本中找到。他是个极严谨有纪律的科学家。
十八世纪的化学
当拉瓦锡开始研究化学时,它仍不够格称为一种严密科学,只有一大堆散乱的知识,而且几乎所有的理论都是错的。经过他一生的努力,终于建立现代化学的基础。
他的成就包括以质量守恒作为研究化学变化的方法,使化学成为定量科学。他推翻了当时盛行的燃素说(phlogiston),而确立氧在燃烧的角色。他首先订出系统化的化学命名法以及订出初步完整的元素表来。
在谈拉瓦锡推翻燃素说的过程前,让我们先看一下十八世纪化学家有关元素的观念。
在1771年出版的大英百科全书中,化学的介绍是如此开始的: