首頁 > 農業

幸運的化學,悲催的奠基人

由 ZAKER 發表于 農業2021-06-07

簡介1773年的一天,30歲的安託萬-洛朗·拉瓦錫(1743—1794年),在他的實驗記錄本上,自信滿滿地寫下了這麼一句話:“我註定要在物理學和化學領域帶來一場革命

農業化學創始人是誰

1773年的一天,30歲的安託萬-洛朗·拉瓦錫(1743—1794年),在他的實驗記錄本上,自信滿滿地寫下了這麼一句話:“我註定要在物理學和化學領域帶來一場革命。”

他確實做到了。

然而,這位化學革命的主要推動者卻沒能預見到,20年後,他竟然會成為一場政治革命的犧牲品。

1794年,巴黎依然在法國大革命的驚海駭浪之中。5月7日,執政的激進黨開庭審判他們眼中的舊政權代表——包括拉瓦錫在內的28位包稅商。此前,由一些科學界人士提出的赦免拉瓦錫的請求,遭到了法官的斷然拒絕。據說,那位法宮還豪氣沖天地宣稱:“共和國不需要學者!”

第二天,拉瓦錫在眾目睽睽之下被推上了斷頭臺。隔日,曾跟他有過交往的法籍義大利著名數學家拉格朗日聞訊,不禁嘆:“砍下他的頭顱只需要一眨眼工夫,但生出他那樣的大腦一百年也不夠。”

不錯,這是一顆不平凡的大腦。正是它的精細運作,引發了化學史上第一次真正的革命,其影響可以用這樣一句話來概括:拉瓦錫之於化學,猶如牛頓之於物理學。

幸運的化學,悲催的奠基人

安託萬-洛朗·拉瓦錫畫像 | 圖蟲創意

在拉瓦錫登上歷史舞臺之前,化學遠遠落後於物理學、數學和天文學。儘管那個時代化學家們已經發現了大量獨立的化學現象,但並沒有一個適當的理論框架來綜合這些相互隔離的零碎資訊。當時人們普遍相信,物質可以燃燒的原因在於它含有燃素。物質(比如木頭)在燃燒過程中會釋放出燃素,所以變得更輕。

可是,拉瓦錫卻在實驗中發現,某些固體物質(比如磷和硫)在燃燒之後重量反倒增加了。一個合理的猜測是:也許物質燃燒不是因為釋放了燃素,而是因為吸收了某種氣體。

幸運的化學,悲催的奠基人

瓦拉錫的實驗室,收藏於法國工藝博物館 | wiki commons

1777年,拉瓦錫將實驗結果報告送交法國科學院,證明根本沒有燃素存在。燃燒的本質是物質和“生命氣體”(後來他將這種氣體命名為“氧氣”)的結合。由於燃燒減少了空氣中氧氣的含量,留下的不可呼吸的氣體(主要)就是氮氣。拉瓦錫還斷定,氧氣在呼吸過程中同樣至關重要。他認為,從化學的觀點看,物質燃燒和動物的呼吸同屬於空氣中氧所參與的氧化作用。後者是一種緩慢的燃燒過程,並且是所有動物賴以生存的基礎。

在研究燃燒和氣體的過程中,拉瓦錫藉助他精湛的稱量技術,看到了事物更深層的一面,進而從實驗的角度驗證並總結了物質(質量)守恆定律。針對當時化學物質的命名混亂不堪的狀況,拉瓦錫與他人合作制定出化學物質命名原則,創立了化學物質分類的新體系,並在歷史上第一次開列出化學元素的準確名稱。

1789年3月,拉瓦錫詳細總結並系統闡釋其化學學說的著作《化學基礎論》以法文出版。正如它的全名一一《以一種新的系統秩序容納了一切現代發現的化學基礎論》一一所昭示的那樣,這部劃時代著作系統論述了氧化說的科學理論,重新解釋了各種化學現象,並且指明瞭化學研究的方向和任務,從而建立起從元素概念到反應理論的全面的近代化學體系。由此,化學作為一門科學才得以最後確立。

在1789年版《化學基礎論》的序言中,拉瓦錫寫道:“當我著手撰寫本書時,我的唯一目的,就是更充分地擴充和解釋我於1787年4月在科學院的公開會議上,所宣讀的論述改革和完善化學命名法的必要性的論文。……這樣一來,儘管我想到的僅僅只是制定一種命名法,儘管我自己打算的只不過是改進化學語言,但我卻無可奈何,這部書自身逐漸變成一部論述化學基礎的著作了。”

幸運的化學,悲催的奠基人

拉瓦錫正在進行實驗 | wiki commons

拉瓦錫強調觀察和實驗,也非常重視科學方法和科學態度。他的科學研究活動講求嚴格的邏輯程序一一他總是先制定研究方法,然後再進行實驗。在《化學基礎論》一書中,以“對於……的觀察”做“節”標題的,竟有數十個之多。序中的一段話,集中表達了他對於科學研究的認識和態度:“出於完全確信這些真理,我一直強迫自己除了從已知到未知之外,決不任意前進,並將此作為一條定律;除了由觀察和實驗必然引出的直接結果之外,決不形成任何結論;而且,始終整理事實以及由這些事實引出的結論,以這樣一種秩序最易於使它們為開始從事化學研究的人們所完全理解。”

從1789年到1797年這8年間,《化學基礎論》在8個國家以6種文字印行了26次,足見其在當時影響之大。後來的科學史家評價:“它就像牛頓的《自然哲學之數學原理》在一個世紀前奠定了現代物理學的基礎一樣,奠定了化學的基礎”,它“在化學史上的重要性怎麼強調也不過分”。

其實,拉瓦錫的工作還不僅侷限於化學一個方面,他還開創了生理學發展的嶄新時代——他被認為是第一個將生命現象歸結為化學和物理力量作用的科學家。他在大革命時期也為新政府做了大量有益的工作,如設計城市照明、制定農業改革方案、貢獻火藥製造和礦物探尋資料。作為改革委員會委員,他還參加了新政府主張的“改革舊度量衡制,創造新的國際通用單位”的工作,確定了重量單位“克”和長度單位“米”。

拉瓦錫的偉大貢獻和悲慘結局常常令人感喟。儘管他主張君主立憲制,是舊體制的既得利益者,但他依然可以說是法國革命思想的忠實追隨者。他出生於巴黎一個富有的律師家庭,5歲時母親病逝,此後他在姨母照料下生活。11歲時,進入當時巴黎的名牌學校一一馬紮林學院,1763年獲法學學士學位,並取得律師開業證書,後轉向研究自然科學。1768年,拉瓦錫被法國科學院接納為助理(最低級別的院士),1778年他成為有表決權的18名正式院士之一,1785年出任科學院院長。他還曾擔任過皇家火藥局局長。

導致拉瓦錫悲劇的原因,主要有三個。

一是他早年加入了由一批商人組成的包稅商集團。他們把法國國王的部分徵稅承包下來後,又濫用職權橫徵暴斂,中飽私囊,激起了極大的民怨,所以革命一來就成了眾矢之的。在被送上斷頭臺的28位包稅商中,除拉瓦錫外,還有他的岳父大人。儘管拉瓦錫很少參與對平民百姓的盤剝,並把大部分餘錢投入科學研究之中,但仍然不能擺脫悲慘的結局。

幸運的化學,悲催的奠基人

拉瓦錫在法國革命法庭出庭 | 圖蟲創意

二是樹大招風,遭遇落井下石。拉瓦錫被捕後,革命領導人之一馬拉帶頭對他提出指控,叫喊要“埋葬這個人民公敵的偽學者!”馬拉多年以前曾企望以《火焰論》一書作為“敲門磚”加入法國科學晥,但當時的科學院負責人拉瓦錫對此書進行了尖刻的評論,認為並無科學價值,從而跟馬拉結下了私怨(馬拉其人也沒能善終,一幅名為《馬拉之死》的著名油畫描繪的就是他在浴室裡被刺殺之後的慘象)。

拉瓦錫另外還有一個潛伏著的惡敵,可能是出於嫉妒而施展詭計上下其手,置他於死地。此人就是在其落難時曾受拉瓦錫保護過的知名化學家佛克羅伊院士。非常可惡的是,在後來為拉瓦錫舉行的莊重而盛大的追悼會上,這個厚額無恥的傢伙卻又反過來對拉瓦表示悼念,還做了歌功頌德的演講。

有一個傳言稱:拉瓦錫在被處決前,安排了他的最後一項實驗。那時斷頭臺在法國被廣泛使用,因為它被認為是處決的最人性的方式,可以在瞬間無痛地執行。現在有機會去弄清楚到底是不是這樣了。按照約定,當拉瓦錫感受到刀片接觸到脖子時,就開始努力地快速眨眼,而他助手就站在人群中記錄他眨了多少次眼(一共眨了15次),以此來確定頭砍下後是否還有感覺……

在最後一封致他感情甚篤的美麗妻子的信中,拉瓦錫寫道:“我度過了非常幸福的一生。我想,人們會帶著一些惋惜的心情記住我,也許在我的身後還會留下一些名譽,我還需要什麼呢?”

幸運的化學,悲催的奠基人

瓦拉錫伉儷 | wiki commons

這一點他也“算”準了。

就在拉瓦錫撒手人寰不久,人們為他舉行了隆重的追思大會,井在大街上給他立了塑像。

幸運的化學,悲催的奠基人

美國著名天文學家兼科普作家卡爾·薩根認為,理解世界是一種享受,沒有被鼓勵著去積極思考的人是不幸的。

這本發掘經典科學著作理趣、展示科學閱讀之美、具有廣博科學視野的書評書話集,話題涉及不同領域近百部名著。縱橫捭闔中,既有時空背景科學江湖的還原顯現,又有思想觀點精神情感的激情碰撞。理解和欣賞科學,愛上科學閱讀,將從這裡啟程。

作者:尹傳紅

編輯:鞠強

排版:雷穎

題圖來源:圖蟲創意

歡迎個人轉發到朋友圈

幸運的化學,悲催的奠基人

點“閱讀原文”立即購買

Tags:拉瓦錫化學燃燒實驗科學