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拉瓦锡和他的盟友

“火焰空气”是由三位科学家差不多同时发现的。

舍勒发现最早。一两年以后,对舍勒的工作毫无所知的英国人普里斯特利也查出了“火焰空气”。

又过了几个月,拉瓦锡从普里斯特利那儿听说有种气体,蜡烛在里面会燃烧得很亮。结果他就根据这点儿模糊的暗示,也独立发现了空气的复杂组成。

可是三人中,只有拉瓦锡一人对“火焰空气”在自然界的真正功能做出了正确的估计。

原来拉瓦锡有个杰出的盟友在工作中出力地帮助了他。

舍勒和普里斯特利也有这样的盟友,不过他们既不经常请教它,也不重视它的劝告。

拉瓦锡的盟友就是——天平。

在着手进行实验以前,拉瓦锡差不多总要把那就要进入化学变化的物质,全部仔细称称,实验终了时,再称一称。

他常常一面称,一面想道:“这一种物质失去了质量,而那一种却重了些,这就是说,有点儿什么东西离开了第一种物质,跟第二种化合了。”

天平对拉瓦锡说明了燃烧的真正性质。

天平告诉他,“火焰空气”(拉瓦锡叫它“活空气”)在燃烧中跑到哪儿去了。

天平又告诉他哪些物质是复合的,哪些是简单的。此外,还有许多事情,拉瓦锡都在天平的帮助下弄明白了。

像舍勒一样,拉瓦锡也曾尝试着在密闭的烧瓶里燃烧磷。但那1/5的空气在燃烧中到哪儿去了呢?拉瓦锡在猜测这个哑谜时,没有迷失方向,因为天平在这里给了他十分精确的答复。

拉瓦锡在把磷块放进烧瓶燃烧以前,曾经把磷块称过一次。磷烧完了,他又把烧瓶里剩下的全部干的磷酸称了一次。

你想想,哪一个分量应该更重些:是磷呢,还是燃烧后留下的由磷而来的物质?

舍勒和当时所有的化学家不看天平,异口同声地说:“当然,磷应该比燃烧以后的磷酸重,因为磷在燃烧中被毁灭了;它失掉了燃素。退一步说,就算燃素毫无质量吧,磷酸也应该和产生它的磷一般重。”

可是事实不是这样。

天平宣布燃烧后沉积在瓶壁上的白霜比燃烧前的磷更重。

这真是件不可思议的事:磷失掉了燃素却变重了。这等于说:水壶里的水流掉了,壶倒重了。谁要相信这,岂不荒谬绝伦。

那么,磷酸的额外质量是从哪儿来的呢?

“从空气来的!”拉瓦锡回答,“大家认为烧瓶里失踪了的那部分空气,其实并没有逃到瓶外,它只是在燃烧中和磷化合了。磷酸 就是这两种物质化合的产物。”

看,“火焰空气”的神秘的失踪就这样毫不费事地讲明白了!一个哑谜猜破了,另外的哑谜也就不成问题。

拉瓦锡明白磷的燃烧并不是例外。他的实验指出每次一种物体燃烧时,或一种金属生锈时,都在发生同样的变化。

他做过这样一种实验:

把一块锡放在容器里,然后把容器封严,不让外面任何东西钻进去。接着拿面大型的放大镜,让炽热的太阳光透过放大镜直射到锡块上。锡受到热,开始熔化,后来渐渐生锈,就变成了灰白色的酥松的粉末。

容器里的锡和空气,拉瓦锡早已全部称过。一切完毕以后,他把剩下的空气和锡末又称一次。

怎么样呢?锡末增加的质量恰恰等于空气失去的质量。

外面任何物质不能跑进那盛锡的容器,只有日光能进去。可见容器里,除了空气和锡以外,什么也没有,然而锡变成粉末以后却变重了。

做了这个实验之后,还能否认那灰白色的锡灰,是锡跟空气的一种成分—“火焰空气”或“活空气”—的化合物吗?

拉瓦锡又在装满了“活空气”的密闭容器里燃烧了些最纯净的木炭。木炭烧完了,容器里好像没剩下什么,只剩了极少的—少到刚能察觉的—一撮灰。可是天平是另外一种说法,它指出容器里的空气变重了,而且这加重的分量恰和烧掉的木炭的分量相等。可见炭在燃烧中并不是消失得无影无踪了,而是同“活空气”一道生成了一种新物质。这是一种分量较重的气体,拉瓦锡叫它碳酸或碳酸气。

当拉瓦锡详细讲述自己所做的实验,并把自己的想法向大家公开时,一开始,几乎所有的化学家都抨击他。

“什么?”他们说,“你认为物体燃烧或金属生锈时,它们并没有被毁灭,没有被分解成自己的成分,相反,还把‘活空气’结合到自己里面了?”

“一点儿也不错!我的看法正是这样。”

“不对,不对!”他们说,“照你的看法,燃素在燃烧中就没有作用了,那怎么成?”

“我不知道什么燃素,”拉瓦锡回答,“我从来没有见过它。我的天平从来没告诉过我燃素的存在。我拿了纯净的易燃物,例如磷,或纯金属,例如锡,放在密闭的容器里燃烧。在这容器的内部,除了‘活空气’以外,原是什么也没有的。燃烧的结果,易燃物和‘活空气’不见了,却有一种新物质,譬如干的磷酸或锡粉代替它们出现在容器中。我称称这种新物质,查出单是它的分量就和易燃物‘活空气’加在一起的分量,刚好一般重。每一个有头脑的人都只能从这里得出一条结论:物体燃烧时要和‘活空气’化合成一种新物质。这和2+2=4是一样的清楚。至于燃素,和这里有什么关系?不提它倒很清楚,提起它来,事情反而无头绪了。”

拉瓦锡这段话,在科学界引起了一场暴风雨。

化学家们已经习惯于到处看见燃素那无形的幽灵了,现在忽然宣布它不存在,这个180度的拐弯,他们怎样也不能马上转过来。还有,说燃烧着的物体不但没有被毁灭,被分解,反而把“活空气”结合到了自己里面,这种想法,他们也觉得十分荒诞。火的毁灭力不是人人从小就熟悉的吗?

因此,他们最初只对拉瓦锡简单地加以嘲笑。到后来,就指责他的工作有缺点,不是说他的实验做得不正确,就说他的天平在撒谎。

拉瓦锡研究空气组成的实验设备

可是事实毕竟是事实。拉瓦锡不断地对燃素学说提出了许多反驳,它们是一个比一个新颖,一个比一个有说服力。他又提出了一连串人人可以检查的新事实来证明他的想法是正确的。

这样,那些拥护燃素学说的人才在铁证如山的压力下动摇起来,开始一步步后退。不过还有许多位化学家,试用了种种不同的方法来调和新发现和燃素学说间的矛盾。他们为了这,曾经接连地提出过许多种复杂费解的理论,又捏造了几十种极难令人相信的假说。

但到后来,还是拉瓦锡的看法占了上风。燃素学说的拥护者纷纷丢盔弃甲,心悦诚服地宣称:“要否认明摆着的事实是有困难的。拉瓦锡的确没错。”

到18世纪末期,燃素学说就一去不复返地被赶出了化学科学的大门。 DEb1tFlAcgnw6qWJieiY5+YLI63Wp2P/ADQPuqARamBmg46izyV4ZF8BE6Q+f86j

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