幸运的化学,悲催的奠基人

微信扫一扫,分享到朋友圈

幸运的化学,悲催的奠基人

以下文章来源于科学的历程 ,作者尹传红

1773 年的一天,30 岁的安托万 – 洛朗 · 拉瓦锡 ( 1743 — 1794 年 ) ,在他的实验记录本上,自信满满地写下了这么一句话:”我注定要在物理学和化学领域带来一场革命。”

他确实做到了。

然而,这位化学革命的主要推动者却没能预见到,20 年后,他竟然会成为一场政治革命的牺牲品。

1794 年,巴黎依然在法国大革命的惊海骇浪之中。5 月 7 日,执政的激进党开庭审判他们眼中的旧政权代表——包括拉瓦锡在内的 28 位包税商。此前,由一些科学界人士提出的赦免拉瓦锡的请求,遭到了法官的断然拒绝。据说,那位法宫还豪气冲天地宣称:” 共和国不需要学者!”

第二天,拉瓦锡在众目睽睽之下被推上了断头台。隔日,曾跟他有过交往的法籍意大利著名数学家拉格朗日闻讯,不禁叹:” 砍下他的头颅只需要一眨眼工夫,但生出他那样的大脑一百年也不够。”

不错,这是一颗不平凡的大脑。正是它的精细运作,引发了化学史上第一次真正的革命,其影响可以用这样一句话来概括:拉瓦锡之于化学,犹如牛顿之于物理学。

安托万 – 洛朗 · 拉瓦锡画像 | 图虫创意

在拉瓦锡登上历史舞台之前,化学远远落后于物理学、数学和天文学。尽管那个时代化学家们已经发现了大量独立的化学现象,但并没有一个适当的理论框架来综合这些相互隔离的零碎信息。当时人们普遍相信,物质可以燃烧的原因在于它含有燃素。物质(比如木头)在燃烧过程中会释放出燃素,所以变得更轻。

可是,拉瓦锡却在实验中发现,某些固体物质(比如磷和硫)在燃烧之后重量反倒增加了。一个合理的猜测是:也许物质燃烧不是因为释放了燃素,而是因为吸收了某种气体。

瓦拉锡的实验室,收藏于法国工艺博物馆 | wiki commons

1777 年,拉瓦锡将实验结果报告送交法国科学院,证明根本没有燃素存在。燃烧的本质是物质和 ” 生命气体 “(后来他将这种气体命名为 ” 氧气 “)的结合。由于燃烧减少了空气中氧气的含量,留下的不可呼吸的气体(主要)就是氮气。拉瓦锡还断定,氧气在呼吸过程中同样至关重要。他认为,从化学的观点看,物质燃烧和动物的呼吸同属于空气中氧所参与的氧化作用。后者是一种缓慢的燃烧过程,并且是所有动物赖以生存的基础。

在研究燃烧和气体的过程中,拉瓦锡借助他精湛的称量技术,看到了事物更深层的一面,进而从实验的角度验证并总结了物质(质量)守恒定律。针对当时化学物质的命名混乱不堪的状况,拉瓦锡与他人合作制定出化学物质命名原则,创立了化学物质分类的新体系,并在历史上第一次开列出化学元素的准确名称。

1789 年 3 月,拉瓦锡详细总结并系统阐释其化学学说的著作《化学基础论》以法文出版。正如它的全名一一《以一种新的系统秩序容纳了一切现代发现的化学基础论》一一所昭示的那样,这部划时代著作系统论述了氧化说的科学理论,重新解释了各种化学现象,并且指明了化学研究的方向和任务,从而建立起从元素概念到反应理论的全面的近代化学体系。由此,化学作为一门科学才得以最后确立。

在 1789 年版《化学基础论》的序言中,拉瓦锡写道:” 当我着手撰写本书时,我的唯一目的,就是更充分地扩充和解释我于 1787 年 4 月在科学院的公开会议上,所宣读的论述改革和完善化学命名法的必要性的论文。……这样一来,尽管我想到的仅仅只是制定一种命名法,尽管我自己打算的只不过是改进化学语言,但我却无可奈何,这部书自身逐渐变成一部论述化学基础的著作了。”

拉瓦锡正在进行实验 | wiki commons

拉瓦锡强调观察和实验,也非常重视科学方法和科学态度。他的科学研究活动讲求严格的逻辑进程一一他总是先制定研究方法,然后再进行实验。在《化学基础论》一书中,以 ” 对于……的观察 ” 做 ” 节 ” 标题的,竟有数十个之多。序中的一段话,集中表达了他对于科学研究的认识和态度:” 出于完全确信这些真理,我一直强迫自己除了从已知到未知之外,决不任意前进,并将此作为一条定律;除了由观察和实验必然引出的直接结果之外,决不形成任何结论;而且,始终整理事实以及由这些事实引出的结论,以这样一种秩序最易于使它们为开始从事化学研究的人们所完全理解。”

从 1789 年到 1797 年这 8 年间,《化学基础论》在 8 个国家以 6 种文字印行了 26 次,足见其在当时影响之大。后来的科学史家评价:” 它就像牛顿的《自然哲学之数学原理》在一个世纪前奠定了现代物理学的基础一样,奠定了化学的基础 “,它 ” 在化学史上的重要性怎么强调也不过分 “。

其实,拉瓦锡的工作还不仅局限于化学一个方面,他还开创了生理学发展的崭新时代——他被认为是第一个将生命现象归结为化学和物理力量作用的科学家。他在大革命时期也为新政府做了大量有益的工作,如设计城市照明、制定农业改革方案、贡献火药制造和矿物探寻资料。作为改革委员会委员,他还参加了新政府主张的 ” 改革旧度量衡制,创造新的国际通用单位 ” 的工作,确定了重量单位 ” 克 ” 和长度单位 ” 米 “。

拉瓦锡的伟大贡献和悲惨结局常常令人感喟。尽管他主张君主立宪制,是旧体制的既得利益者,但他依然可以说是法国革命思想的忠实追随者。他出生于巴黎一个富有的律师家庭,5 岁时母亲病逝,此后他在姨母照料下生活。11 岁时,进入当时巴黎的名牌学校一一马扎林学院,1763 年获法学学士学位,并取得律师开业证书,后转向研究自然科学。1768 年,拉瓦锡被法国科学院接纳为助理(最低级别的院士),1778 年他成为有表决权的 18 名正式院士之一,1785 年出任科学院院长。他还曾担任过皇家火药局局长。

导致拉瓦锡悲剧的原因,主要有三个。

一是他早年加入了由一批商人组成的包税商集团。他们把法国国王的部分征税承包下来后,又滥用职权横征暴敛,中饱私囊,激起了极大的民怨,所以革命一来就成了众矢之的。在被送上断头台的 28 位包税商中,除拉瓦锡外,还有他的岳父大人。尽管拉瓦锡很少参与对平民百姓的盘剥,并把大部分余钱投入科学研究之中,但仍然不能摆脱悲惨的结局。

拉瓦锡在法国革命法庭出庭 | 图虫创意

二是树大招风,遭遇落井下石。拉瓦锡被捕后,革命领导人之一马拉带头对他提出指控,叫喊要 ” 埋葬这个人民公敌的伪学者!” 马拉多年以前曾企望以《火焰论》一书作为 ” 敲门砖 ” 加入法国科学晥,但当时的科学院负责人拉瓦锡对此书进行了尖刻的评论,认为并无科学价值,从而跟马拉结下了私怨(马拉其人也没能善终,一幅名为《马拉之死》的著名油画描绘的就是他在浴室里被刺杀之后的惨象)。

拉瓦锡另外还有一个潜伏着的恶敌,可能是出于嫉妒而施展诡计上下其手,置他于死地。此人就是在其落难时曾受拉瓦锡保护过的知名化学家佛克罗伊院士。非常可恶的是,在后来为拉瓦锡举行的庄重而盛大的追悼会上,这个厚额无耻的家伙却又反过来对拉瓦表示悼念,还做了歌功颂德的演讲。

有一个传言称:拉瓦锡在被处决前,安排了他的最后一项实验。那时断头台在法国被广泛使用,因为它被认为是处决的最人性的方式,可以在瞬间无痛地执行。现在有机会去弄清楚到底是不是这样了。按照约定,当拉瓦锡感受到刀片接触到脖子时,就开始努力地快速眨眼,而他助手就站在人群中记录他眨了多少次眼(一共眨了 15 次),以此来确定头砍下后是否还有感觉……

在最后一封致他感情甚笃的美丽妻子的信中,拉瓦锡写道:” 我度过了非常幸福的一生。我想,人们会带着一些惋惜的心情记住我,也许在我的身后还会留下一些名誉,我还需要什么呢?”

瓦拉锡伉俪 | wiki commons

这一点他也 ” 算 ” 准了。

就在拉瓦锡撒手人寰不久,人们为他举行了隆重的追思大会,井在大街上给他立了塑像。

美国著名天文学家兼科普作家卡尔 · 萨根认为,理解世界是一种享受,没有被鼓励着去积极思考的人是不幸的。

这本发掘经典科学著作理趣、展示科学阅读之美、具有广博科学视野的书评书话集,话题涉及不同领域近百部名著。纵横捭阖中,既有时空背景科学江湖的还原显现,又有思想观点精神情感的激情碰撞。理解和欣赏科学,爱上科学阅读,将从这里启程。

作者:尹传红

编辑:鞠强

排版:雷颖

题图来源:图虫创意

欢迎个人转发到朋友圈

本文版权属于 ” 我是科学家 “,未经授权不得转载。如需转载请联系 iscientist@guokr.com

点 “阅读原文” 立即购买

如何通过“送更多小卫星上天”助力科学研究

上一篇

在我眼里,每块石头都有生命

下一篇

你也可能喜欢

幸运的化学,悲催的奠基人

长按储存图像,分享给朋友