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奥门新萄京8455:野史上最有震慑的玖拾玖位,法

时间:2019-11-09 12:39来源:现代文字
  31. 拉 瓦 泽 [美]迈克尔·H·哈特 著 苏世军 周宇 译 法国化学家拉瓦锡进行的化学革命被公推为18世纪科学发展史上最辉煌的成就之一。在这场革命中,他以雄辩的实验事实为依据,

  31. 拉 瓦 泽
[美]迈克尔·H·哈特 著 苏世军 周宇 译

法国化学家拉瓦锡进行的化学革命被公推为18世纪科学发展史上最辉煌的成就之一。在这场革命中,他以雄辩的实验事实为依据,推翻了统治化学理论达百年之久的燃素说,建立了以氧为中心的燃烧理论。针对当时化学物质的命名呈现一派混乱不堪的状况,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。根据化学实验的经验,拉瓦锡用清晰的语言阐明了质量守恒定律和它在化学中的运用。这些工作,特别是他所提出的新观念、新理论、新思想,为近代化学的发展奠定了重要的基础。

安托万-洛朗·拉瓦锡生于巴黎。拉瓦锡与他人合作制定出化学物种命名原则,创立了化学物种分类新体系。拉瓦锡根据化学实验的经验,用清晰的语言阐明了质量守恒定律和它在化学中的运用。这些工作,特别是他所提出的新观念、新理论、新思想,为近代化学的发展奠定了重要的基础,因而后人称拉瓦锡为近代化学之父。 在学校是一个天才男孩。20岁时因出色地撰写了巴黎街道照明的设计文章而获得法国科学院的嘉奖。几年之后,即1768年,他被评选为法国科学院的“名誉院士”。 他为后人留下的杰作是《化学概要》,这篇论文标志着现代化学的诞生。在这篇论文中,拉瓦锡除了正确地描述燃烧和吸收这两种现象之外,在历史上还第一次开列出化学元素的准确名称。名称的确立建立在物质是由化学元素组成的这个基础之上。而在此之前,这些元素有着不同的称谓。在书中,拉瓦锡将化学方面所有处于混乱状态的发明创造整理得有条有理。 化学家拉瓦锡原来是学法律的。1763年,年仅20岁的拉瓦锡就取得了法律学士学位,并且获律师从业证书。拉瓦锡的父亲是一位颇有名气的律师,家境富有。所以拉瓦锡没有马上去律师,那时他对植物学发生了兴趣,经常上山采集标本使他又对气象学产生了兴趣。在地质学家葛太德的建议下,拉瓦锡师从巴黎著名的化学鲁教授伊勒教授。从此,拉瓦锡就和化学结下不解之缘。 拉瓦锡的对化学的第一个贡献便是从试验的角度验证并总结了质量守恒定律。早在拉瓦锡出生之时,多才多艺的俄罗斯科学家罗蒙诺索夫就提出了质量守恒定律,他当时称之为“物质不灭定律”,其中含有更多的哲学意蕴。但由于“物质不灭定律”缺乏丰富的实验根据,特别是当时俄罗斯的科学还很落后,西欧对沙俄的科学成果不重视,“物质不灭定律”没有得到广泛的传播。 拉瓦锡用硫酸和石灰合成了石膏,当他加热石膏时放出了水蒸气。拉瓦锡用天平仔细称量了不同温度下石膏失去水蒸气的质量。他的导师鲁伊勒把失去水蒸气称为“结晶水”,从此就多了一个化学名词……结晶水。这次意外的成功使拉瓦锡养成了经常使用天平的习惯。由此,他总结出质量守恒定律,并成为他进行实验、思维和计算的基础。为了表明守恒的思想,用等号而不用箭头表示变化过程。如糖转变为酒精的发酵过程表示为下面的等式: 葡萄糖 == 碳酸 酒精 这正是现代化学方程式的雏形。为了进一步阐明这种表达方式的深刻含义,拉瓦锡又撰文写到: “可以设想,参加发酵的物质和发酵后的生成物列成一个代数式,再假定方程式中的某一项是未知数,然后通过实验,算出它们的值。这样,就可以用计算来检验实验,再用实验来验证计算。我就经常用这种方法修正实验初步结果,使我能通过正确的途径改进实验,直到获得成功。” 拉瓦锡最重要的发现:燃烧原理,是他对化学研究的第二大贡献。伟大的科学家描述了最重要的气体:氧、氮和氢的作用。拉瓦锡最重要的发现是关于燃烧的原理。之所以能够有此发现,是因为他第一次准确地识别出了氧气的作用。事实上,科学家确认燃烧是氧化的化学反应,即燃烧是物质同某种气体的一种结合。拉瓦锡为这种气体确立了名称,即氧气,事实上就是“成酸的元素”的意思。中学生科技网 拉瓦锡最终排除了当时流行极广的关于“燃素”的错误看法。按照那种理论,在燃烧期间,任何被燃烧的物质同一种被称为“燃素”的物质相分离。“燃素”被认为是整个燃烧过程的主导者。 拉瓦锡还识别出了氮气。这种气体早在1772年就被发现了,但却被命名了一个错误的名称——“废气”(意思是“用过的气”,也就是没有燃素的气,因此不会再被用作燃烧的气)。拉瓦锡则发现这种“气体”实际上是由一种被称为氮的气体构成的,因为它“无活力”(来源于希腊语azofe)。后来,他又识别出了氢气,这个名称的意思是“成水的元素”。拉瓦锡还研究过生命的过程。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。 1772年秋天,拉瓦锡照习惯称量了定量的白磷,使之燃烧、冷却后又称量灰烬的质量,发现质量竟然增加了!他又燃烧硫磺,同样发现灰烬的质量大于硫磺的质量。他想这一定是什么气体被白磷和硫磺吸收了。于是他又改进实验的方法:将白磷放入一个钟罩,钟罩里留有一部分空气,钟罩里的空气用管子连接一个水银柱(注:测定空气的压力)。加热到40℃时白磷就迅速燃烧,水银柱上升。拉瓦锡还发现“1盎司的白磷大约可得到2.7盎司的白色灰烬。增加的重量和所消耗的1/5容积的空气重量基本接近”。 拉瓦锡的发现和当时的燃素学说是相悖的。燃素学说认为燃烧是分解过程,燃烧产物应该比可燃物质量轻。他把实验结果写成论文交给法国科学院。从此他做了很多实验来证明燃素说的错误。在1773年2月,他在实验记录本上写到:“我所做的实验使物理和化学发生了根本的变化。”他将新化学命名为“反燃素化学”。 1775年,拉瓦锡对氧气进行研究。他发现燃烧时增加的质量恰好是氧气减少的质量。以前认为可燃物燃烧时吸收了一部分空气,实际上是吸收了氧气,与氧气化合,这就是彻底推翻了燃素说的燃烧学说。 1777年,拉瓦锡批判燃素学说:“化学家从燃素说只能得出模糊的要素,它十分不确定,因此可以用来任意地解释各种事物。有时这一要素是有重量的,有时又没有重量;有时它是自由之火,有时又说它与土素相化合成火;有时说它能通过容器壁的微孔,有时又说它不能透过;它能同时用来解释碱性和非碱性、透明性和非透明性、有颜色和无色。它真是只变色虫,每时每刻都在改变它的面貌。” 1777年9月5日,拉瓦锡向法国科学院提交了划时代的《燃烧概论》,系统地阐述了燃烧的氧化学说,将燃素说倒立的化学正立过来。这本书后来被翻译成多国语言,逐渐扫清了燃素说的影响。化学自此切断与古代炼丹术的联系,揭掉神秘和臆测的面纱,取而代之的是科学实验和定量研究。化学由此也进入定量化学时期。因此称拉瓦锡是近代化学的奠基者,他当之无愧。 拉瓦锡对化学的第三大贡献是否定了古希腊哲学家的四元素说和三要素说,建立在科学实验基础上的化学元素的概念:“如果元素表示构成物质的最简单组分,那么目前我们可能难以判断什么是元素;如果相反,我们把元素与目前化学分析最后达到的极限概念联系起来,那么,我们现在用任何方法都不能再加以分解的一切物质,对我们来说,就算是元素了。” 在1789年出版的历时四年写就的《化学概要》里,拉瓦锡列出了第一张元素一览表,元素被分为四大类: 1.简单物质,光、热、氧、氮、氢等物质元素。 2.简单的非金属物质,硫、磷、碳、盐酸素、氟酸素、硼酸素等,其氧化物为酸。 3.简单的金属物质,锑、银、铋、钴、铜、锡、铁、锰、汞、钼、镍、金、铂、铅、钨、锌等,被氧化后生成可以中和酸的盐基。 4.简单物质,石灰、镁土、钡土、铝土、硅土等。 1789年法国大革命爆发,拉瓦锡由于曾经担任过包税官而自首入狱。被诬陷与法国的敌人有来往,犯有叛国罪,于1794年5月8日处以绞刑。著名的法籍意大利数学家拉格朗日痛心地说:“他们可以一瞬间把他的头割下,而他那样的头脑一百年也许长不出一个来。”

文丨林下生风

奥门新萄京8455:野史上最有震慑的玖拾玖位,法兰西共和国化学家Lava锡。公元1743~公元1794

安东·尼罗朗·拉瓦锡1743年8月26日出生于巴黎一个富裕的律师家庭。5岁那年他母亲园病去世,从此他在姨母照料下生活、11岁时,他进入当时巴黎的名牌学校——马沙兰学校。以后升人法政大学,21岁毕业而取得律师的资格。他的家庭打算让他继承父业成为一个开业律师,然而在大学里他已对自然科学产主了浓厚的兴趣,主动地拜一些著名学者为师,学习数学、天文、植物学、地质矿物学和化学。从20岁开始,他坚持每天作气象观测,假期还跟随地质学家格塔尔到各地作地质考察旅行。他最初发表的关于石膏组成和凝固的论文就是在地质调查之中写成的,1765年,法国科学院以重奖征集一种使路灯既明亮又经济的设计方案,22岁的拉瓦锡勇敢地参加了竞赛。他的设计虽然未获奖金,但被评为优秀方案,荣获国王颁发的金质奖章,这项活动给崭露头角的拉瓦锡以很大的鼓舞、使他更热情地投入科学研究的事业中、同时他的科研才华也开始引起了科学界的注目。因为拉瓦锡接连不断地取得了一项项科研成果,也因为他具备了无需忧虑生活来源的优越科研条件,1768年他被任命为法国皇家科学院的副会员,1778年成为有表决权的18名正式会员之一。1785年他担任了科学院的秘书长,实际上成为科学院的负责人。

在法国大革命的时代,化学也有了重大的突破,而这位领导当时化学革新的法国科学家,就是拉瓦节。

伟大的法国科学家安多旺·洛朗·拉瓦泽是化学发展史上最重要的人物。1743年他在巴黎诞生时,化学遥遥落在物理、数学之后。化学家们发现了大量孤立的事实,然而没有一种系统的科学学说来改变这种杂乱无章的现象。当时人们错误地认为空气和水是单质物质,更糟糕的是人们完全误解了火的性质,认为所有可燃烧的物质中均含有一种假定的物质,叫“燃素”,在燃烧期间,不可燃烧的物质把其燃素释入空中。

拉瓦锡成为科学院的成员后,科学研究愈成为他生活的重要内容。从1778年起,他逐个地取得了化学研究上的重大突破。步入化学家的行列。他才华洋溢,精力充沛,逐渐成为科学界乃至政界的一位新星。

烧烧是自然界中最常见的化学作用,但这件每天都在发生的事,它真正的成因却一直到18世纪才被拉瓦节发现,这个发现对化学发展有重大的影响。

在1754年到1774年期间,如约瑟夫·勃莱克、约瑟夫·蒲力斯特里、享利·加文秋希等天才的化学家分离出了重要的气体,如氧气、氢气、氮气以及二氧化碳。但是由于他们相信“燃素”这一说法,就无法完全理解他们所发现的化学物质的性质和意义。例如,人们认为氧气是缺乏燃素的空气,即所有的燃素都被分离出去的空气。人们知道木块在氧气中比在空气中燃烧得更好些,于是就凭想象认为这是因为缺乏燃素的空气能更容易从燃烧的木块里吸收燃素。显然不正确理解这些基本的东西,化学就不会取得真正的进展。

1768年,拉瓦锡选择的一个研究课题是验证水能否变成土。在当时,许多人都相信水能变成土。亚里士多德的“四元素说”中就有水土互变的提法,17世纪比利时化学家海尔蒙特曾以柳树的实验来支持这一观点。人们也时常发现在容器中煮沸水,时间长了总会有沉淀物生成。拉瓦锡对这一观点表示怀疑,为此他设计了一个验证实验。他采用一种欧洲炼金术中使用过的很特别的蒸馏器。这种蒸馏器能使蒸馏物被反复蒸馏。他将蒸馏器称重,然后加入一定重量的经3次蒸馏后的蒸馏水。密封后点火加热,保持微热,同时进行观察。二周过去了,水还是清的。第三周末开始出现很小一点固体,随后慢慢变大,第八周固体因增长而沉淀下来。就这样连续加热了101天,蒸馏器中的确产生了固体沉淀物,冷却后,他首先称了总重量,发现总重量与加热前相比没有变化。他又分别对水、沉淀物、蒸馏器进行称量,结果是水的重量没变,沉淀物的重量恰好等于蒸馏器所减少的重量。据此拉瓦锡著写论文驳斥了水转比为土的谬说,瑞典化学家舍勒也对这沉淀物进行分析,证明它的确来自玻璃蒸馏器本身。

古人认为物质是由“燃素”和“灰”构成,燃烧时,燃素释放到空气中,发出光和热,最后留下不能燃烧的灰。拉瓦节却发现,物质在氧气中燃烧后,产生二氧化碳和水,而在燃烧前后,物质的总重量不会变化。

奥门新萄京8455:野史上最有震慑的玖拾玖位,法兰西共和国化学家Lava锡。拉瓦泽解开了这些令人不解之谜,使化学理论走上了正轨。首先拉瓦泽指出燃素说完全错误,不存在燃素这样的物质。燃烧过程就是燃烧物质和氧化合的过程。其次水根本就不是一种单质物质而是由氧和氢结合而成的一种化合物。在今天看来这是显然易懂的,但是对拉瓦泽的前辈及同时代人来讲却是不可思议的。即使在拉瓦泽提出了他的学说并予以证明之后,还有许多第一流的化学家拒不接受。拉瓦泽在他的杰出的教课书《化学元素》(1789)中清晰明了地介绍了他的假说及其令人信服的证据,很快就被较年轻的化学家们所接受。

1772年9月,拉瓦锡开始对燃烧现象进行研究。在这以前,波义耳曾对几种金属进行过煅烧实验,他认为金属在般烧后的增重是因为存在火微粒,在慑烧中,火微粒穿过器壁而与金属结合。

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拉瓦泽证明了水和空气不是化学元素后,就在他的书中附上一张表,把他认为是单质的物质都列入表中。虽然表中有几处错误,但是现代的化学元素表基本上是拉瓦泽所列出的表的增订篇。

金属 火微粒——>金属灰

拉瓦节与他的妻子

拉瓦泽与伯索勒尔、付柯瓦、居顿·莫尔维欧等人一起制定了第一个条理性极强的化学命名法。根据拉瓦泽法(今天使用的命名法的基础),一种化学物质的成分是由其名称来描绘的,采用统一的命名法使全世界各地的化学家首次能互相交流各自的发现。

1702年,德国化学家斯塔尔也进行了类似的实验。他认为金属在锻烧中放出了燃素,即:金属 燃素——>金属灰

律师与科学家

1743年8月26日,拉瓦节出生于法国巴黎一个富裕的律师家庭,11岁进入贵族学校就读,学校教了许多有趣的科学课程,使拉瓦节开始对科学产生兴趣。

18岁时,拉瓦节考进巴黎的法政大学,2年后从学校毕业,并到父亲的律师事务所工作。虽然父亲希望拉瓦节继承父业,而他却对律师工作毫无兴趣,反而非常热爱科学研究,每天下班后便回家做各种实验。

1765年,法国科学院征求解决街道照明问题的办法,22岁的拉瓦节也送去一篇论文,虽然最后他的方案没有被采纳,但科学院认为他的论文很有价值,并授与金质奖章。此后拉瓦节更热心研究,1768年便成为科学院的会员。

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实验室

拉瓦泽是通过化学反应明确提出物质守恒定律的第一个人,化学反应可以使参加反应的物质中的元素加以重新排列,但物质并没有通过反应而被消灭,反应后的生成物与参加的反应物的重量相等。拉瓦泽强调把参加化学反应的物质称量准确的重要性,这有助于把化学变成一门准确的科学,为随后在化学领域内取得的许多进展扫清了道路。

斯塔尔将有关燃素的观点系统化,并以此来解释当时已知的化学现象。由于燃素说的解释较过去的合理,很快被化学家所接受,成为18世纪占统治地位的化学理论。尽管一些实验研究的进展已披露了燃素说与实验事实的矛盾,但多数化学家还是设法调和这一矛盾,以维护燃素说。拉瓦锡正是在研究了化学史的概况和前辈化学家的工作之后,发现了这一矛盾,并决心解决这一矛盾。

解开燃烧之谜

化学是以自然界中的各种物质为实验对象,主要的目的是分解它们,以便对构成这些物质的成分,进行单独的检验。

1744年,拉瓦节在实验室进行“磷”和“硫”的燃烧实验,他发现它们燃烧后,产生的物质居然比燃烧前重!这个结果并不符合燃素说的理论,因此他猜想,在燃烧的过程中,磷和硫一定是捕捉了空气中的某种物质。

为了证实自己的想法,他设计了更精密的实验。这次他将一定量的锡放进密闭的曲颈瓶中燃烧,他发现当瓶中的空气减少了约五分之一时,燃烧便停止了,然后他利用精密的仪器,秤出燃烧前后所有产生的总重量并没有改变,金属灰增加的重量恰好等于空气减少的重量。之后,拉瓦节又对其他金属进行相同的实验,也有同样的结果。

拉瓦节将这些消失的空气称为“氧”。后来他又发现,这就是不久之前英国化学家普利斯里分离出来的气体,当时普利斯里只认为这是一种“适合呼吸的气体”,而没想到它与燃烧的关系。

1777年,拉瓦节发表了他的实验结果,论文中不仅推翻了燃素说的理论,还发现了氧气的作用,并计算出空气中氧气的比例,这些发现让化学研究开始蓬勃发展。1789年他又出版了《化学基础》,书中明确提出“质量守恒定律”,这本书和波以耳的《怀疑派的化学家》一样,被列入化学史上划时代的著作。

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拉瓦节

拉瓦泽还为地质学的研究做出了一些小贡献,在生理学领域内做出了一项重大贡献。他与拉普拉斯通过精心实验,证明了呼吸的生理过程基本上是慢性燃烧过程。换言之人类和其它动物是利用吸进体内的氧气使有机物进行慢性的内在燃烧来获取能量的。这项发现的重大意义也许能同哈维对血液循环的发现相媲美,仅这一项发现就足以使拉瓦泽在本册中占有名次,况且拉瓦泽的贡献不在于此,而在于他系统地提出了化学理论,使化学坚实地步入正轨。人们都称他为化学之父,这个荣誉他是受之无愧的。

首先他对磷、硫等易燃物的燃烧进行观察和测定,他发现磷、硫在燃烧中增重是由于吸收了空气。于是他想到,金属在般烧中增重是否属于同一原因?1774年,他重做了波义耳关于煅烧金属的实验。他将已知重量的锡放入曲颈瓶中,密封后称其总重量。然后经过充分加热使锡灰化。待冷却后,称其总重量,确认其总重量没有变化。尔后在曲颈瓶上穿一小孔,发现瓶外空气带着响声冲进瓶内,再称其总重量和金属灰的重量,发现总重量增加的值恰好等于锡变成锡灰后的增重。拉瓦锡又对铅、铁等金属进行了同样的锻烧实验,得到相同的结论。由此拉瓦锡认为燃烧金属的增重是金属与空气的一部分相结合的结果,否定了波义耳的火微粒之说,对燃素说也提出了质疑。那未,与金属相结合的空气成分又是什么?当时人们还不了解空气具有两种以上组分,拉瓦锡也无从推断。1774年10月,英国化学家普利斯特列访问巴黎。在拉瓦锡举行的欢邀宴会上,普利斯特列告诉拉瓦锡,在3个月前,他曾在加热水银灰的实验中发现一种具有显著助燃作用的气体。这信息给拉瓦锡以启示,他立即着手汞灰的合成和分解。实验事实使拉瓦锡确信,般烧中与金属相结合的决不是火微粒或燃素,可能是最纯净的空气。1775年末,普利斯特列发表了关于氧元素(他命名为脱燃素空气)的论文后,拉瓦锡恍然大悟,原来这种特殊物质是一种新的气体元素。随后,他对这种新的气体元素的往质进行了认真的考察,确认这种元素除了助燃、助呼吸外.还能与许多非金属物质结合生成各种酸,为此他把这种元素命名为酸素,现在氧元素的化学符号0就是来源于希腊文酸素:oxygene。对氧气作系统研究后,拉瓦锡明确地指出:空气本身不是元素,而是混和物,它主要由氧气和氮气组成。1778年他进而提出,燃烧过程在任何情况下,都是可燃物质与氧的化合,可燃物质在燃烧过程中吸收了氧而增重。所谓的燃素实际上是不存在的。拉瓦锡关于燃烧的氧化学说终于使人们认清了燃烧的本质,并从此取代了燃素学说,统一地解释了许多化学反应的实验事实,为化学发展奠定了重要的基础。

大革命的牺牲者

拉瓦节对化学不朽的贡献,依然无法让他逃离死于断头台的命运。

拉瓦节的著作有很多,其中最重要的论文是1777年发表的《燃烧概论》,此外还有《化学命名法》、《化学基础》等书,其中包含了许多重要的观念和发现,如他提出了包括33种元素的元素表;将水分解为氧和氢;发现呼吸也是一种燃烧作用等,这些研究成果为近代化学奠定了基础。

1789年,法国大革命爆发,拉瓦节因为担任过王室的包税官而入狱,之后更被诬陷与法国的敌人来往,法官判决他犯了叛国罪,将处以死刑。当时人们为了拯救法国最伟大的化学家,许多人还交了上诉书给法官,列举了拉瓦节对国家和科学的贡献,然而法官却只简短的回复了一句:“共和国不需要天才。”

1794年5月8日,这位气年仅51岁的科学家最终还是被送上了断头台。

拉瓦节的死让科学界感到非常惋惜。当时知名的数学家格朗日曾说:“要砍掉拉瓦节的头只需要片刻的时间,但恐怕一直到下个世纪,也生不出像他那样的头脑。”后来拉瓦节的冤案平反了,但是如果拉瓦节没有死,他可能还会有更多的发现吧!


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与本册中一些其他人一样,拉瓦泽年青时学过法律。他获得法学学位后接受了法国国家法院的聘请,但是他从来没有当过律师,只是做过许多行政工作和法律咨询工作。他在法国皇家科学院是位活跃人物,还是一个税务机构的成员。结果1789年法国革命后,革命政府认为他是个嫌疑犯,最终逮捕了他,与此同时还逮捕了那个税务机构的其他二十七位成员。虽然法国革命政府的裁决非常果断,但是可能不够准确。在1794年5月8日这同一天,所有这二十八个人都受审定罪,被送上断头台。拉瓦泽留下了妻子;她协助他做过研究工作,是一位聪明过人的女子。

长期以来,水也被看作是一种元素。在氧元素被确认后的1781年,英国化学家卡文迪许在氢气与普通空气或氧气的混和气中通电、发生火花时,会有水珠的生成,这一实验证明水是一种化合物。但是由于卡文迪许仍旧信仰燃素说,所以对这一实验结果不能作出清晰的解释。卡文迪许的助手布拉格登于1783年6月访问巴黎时,将这一实验告诉了拉瓦锡。拉瓦锡立即进行了跟踪实验,不仅合成了水,同时还将水分解为氧气和氢气,再次确认了水的组成,并且用氧化理论给以准确的说明。

在审判期间,法院收到了一份上诉书,上诉书中引证了拉瓦泽对国家和科学所做出的众多贡献,要求给他免罪,但是法官用一条简洁的评语“共和国不需要天才”回拒了这一请求。他的同事,伟大的数学家拉格朗日的评语比较合乎实际:“虽然可能一百年都不会再出现那样的头脑。但是却只在刹那间被砍掉了。”

运用氧化理论,拉瓦锡弄清了碳酸气就是碳与氧元素的化合物。他又根据酒精一类有机化合物在燃烧中大都生成碳酸气和水的事实,建立了有机化合物的分析法,将有机物在一定体积的空气和氧气中燃烧,用苛性碱溶液来吸收其产生的碳酸气,再从残留物中计算出生成的水量,由此确定有机化合物中含的碳、氢、氧三种元素的比例数。

根据氧化理论,1777年拉瓦锡发表论文,指出动物呼吸是吸入氧气,呼出碳酸气。他与法国科学家拉普拉斯合作,1782年设计了冰的热量计,测定了一些物质的比热和潜热。同时证明动物的呼吸也属于一种燃烧现象。

拉瓦锡的氧化学说是对燃素说的否定,他关于水的组成、空气的组成等一系列实验成果是对亚里士多德四元素说的批判,为了与新的理论相适应,1785年,拉瓦锡和他的同行戴莫维、贝托雷、佛克罗伊合作编写了《化学命名法》。这本专著强调指出每种物质必须有一固定名称,单质命名尽可能表达出它的特性,化合物的命名尽可能反映出它的组成,据此他们建议对过去被称为金属灰的物质应依据它的组成命名为金属氧化物;酸、碱物质使用它们所含的元素来命名;盐类则用构成它们的酸和碱来命名。这样一来,汞灰应称为氧化汞,矾油应叫作硫酸等等。从而奠定了现代化学术语命名的基础,当今所用的化学术语的大部分都是依据这一命名法而来的。

拉瓦锡的化学研究有一个重要的特点,他总是有意识地把质量不变的规律作为他思维推理的前提。这种质量守恒的思想在他1789年出版的《化学纲要》中,作了清楚的阐述,这是他对近代化学发展的又一突出的贡献。就在《化学纲要》这部名著中,拉瓦锡总结了他化学研究的实践经验,发展了波义耳提出的元素概念,提出元素是化学分析到达的终点,即在当时用任何化学手段都不能分解的物质可称为元素。据此他还列出了一张包括33种元素的分类表。现在看来,这张表虽然存在一些错误,但是世界公认这是第一张真正的化学元素表。

就在拉瓦锡在科学研究上取得一个又一个的重要进展时,1789年法国爆发了资产阶级的大革命。拉瓦锡虽然主张君主立宪制,但是他还是积极地参与了统一度量衡的改革工作。统一度量衡是法国大革命的重要成果。随着革命的主导权由大资产阶级转移到小资产阶级的代表人物的手中,阶级的对抗更为激烈,包括拉瓦锡在内的60人组成的征税承包商集团成为了革命的对象。所谓征税承包业指由一批商人组成的集团,把法国国王的部分征税承包下来,由商人雇用人员到各地强行征收盐、酒、烟草及其它商品的关税。包税商除了上缴给国王一定税款外。还要从中获得一定的利润。这种征税承包业显然加重了对平民百姓的盘剥,很自然地成为革命中的众矢之的。拉瓦锡的家庭经济状况足以维持其从事科研的生活,但是拉瓦锡妄图发财,几乎在他投身科学研究的同时,于1768年加入了包税商集团。从此赚钱的买卖花费了他不少精力。他万万没有想到,这一问题为他招来了灭顶之灾。1793年,革命政权逮捕了包括拉瓦锡在内的包税商,第二年以超过法定数4%的收入,谋取6一10%的利润的罪行而被处死,一位杰出的科学家正当他事业兴旺时,落得这样一个可悲的结局,当时和后来的许多人都对此深感惋惜

拉瓦锡虽然死了,他对发展近代科学的突出贡献,后人并没有抹煞他的科学思想、科学方法长期以来一直成为人们学习和研究的内容,人们从中获得了不少启迪和教益。综观拉瓦锡的实验研究和理论建树,正如有人评论说:拉瓦锡既没有发现新物质,也没有提出新的实验项目,甚至没有创新或改进实验手段或方法,然而他却在重复前人的实验中,通过严格的合乎逻辑的步骤,阐明了所得结果的正确解释,作出了化学发展上的不朽功绩。成功的原因是多方面的,首先他强调了实验是认识的基础,他的治学座右铭是:“不靠猜想,而要根据事实。”他在研究中一直遵循“没有充分的实验根据,从不推导严格的定律”的原则。这种尊重科学事实的思想使他能把前人所作的一切实验看作只是建议性质的,而不是教条,从而批判地继承了前人的工作成果,敢于进行理论上的革命。

拉瓦锡善于学习,善于进行分析综合、判断推理,提出新的学术思想。对于前人的有关研究,他的学习是很认真的。他能把前人对于同一实验所作的不同解释加以分析比较,从中发现矛盾和问题,为此他选择了一些关键的跟踪实验作为自己研究的突破点,并在实验中,保持清醒头脑。在实验中他除了细致地观察外,还善于捕捉那些化学反应中各种物质变化的相互联系,不被表面现象所迷惑,透过现象深入到本质,从整体上去认识反应的本质,因而显得比别人站得高、看得准。系统严格的定量性是拉瓦锡实验方法的基本特点。他在实验分析中有一个信条:“必须用天平进行精确测定来确定真理。”根据这一信条,拉瓦锡的实验研究都明确地运用了定量方法。以量求质,通过数量的确定推翻了水上相互转化的古老观念,否定了燃素的存在,揭示了氧气的实质和燃烧的本质。他能以考察量的变化来推导化学变化的规律,是因为他相信自然界物质的各种变化中,质量是守恒的。他提出质量守恒定律进一步说明了化学定量方法所依赖的前提。拉瓦锡敢于明确地提出这一原理,除了有实验事实为根据外,他还从“无中不能生有”这一深刻的哲学和“总量等于它的各个分量”的数学公理中获得了启示。

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