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《化学基础论》讲了什么?

《化学基础论》的原书名很长,完整的书名是《以一种新的系统秩序,容纳了一切现代发现的化学基础论》。人们将它与牛顿的《自然哲学之数学原理》、达尔文的《物种起源》一起,列为自然科学的“三大名著”。《化学基础论》的出版,是化学史上划时代的事件。书中提出的氧理论,彻底推翻了燃素理论,带来了一场全面的“化学革命”。

《化学基础论》全书包含序言、三大主体部分和附录。

拉瓦锡在序言中,特别强调了命名法和化学语言的重要性。他认为,物理科学的每一个分支,都由三样东西构成:第一,作为该门科学对象的系列事实;第二,阐述这些事实的观念;第三,表达这些观念的言辞。言辞应当展现观念,而观念则应当是事实的写照。在这里,化学被看成是物理科学的一个分支。

在这篇序言中,拉瓦锡着重论述科学方法和科学态度问题。我在这里特别提到这一点,希望读者注意。

《化学基础论》第一部分的标题是:论气态流体的形成与分解,论简单物体的燃烧以及酸的形成。

这部分的中心是,拉瓦锡对化学秩序的一种新安排,纠正以往错误,以充分的实验为根据,使之与自然秩序相一致。

开篇讲物体的结合和分解放出热量。拉瓦锡用“热素”概念表达。这里的热素就是我们通常说的热量。自然界的每一种物体,都有三种不同的存在状态,即固态、液态和气态。这三态及其变化,取决于与物体化合的热量素,热量素引起物质粒子的分离或结合。

接着讲空气,空气是一种蒸汽态的自然存在的流体,或者是流体的复合物。空气可分解为宜于呼吸与不宜于呼吸的两种成分。宜于呼吸的成分命名为氧气,叫纯粹空气或生命空气,而不宜于呼吸或有害部分就是氮气。

接着用硫、磷、碳实验,研究氧气的性质,氧气与可燃物质燃烧后化合而生成酸,拉瓦锡对这一过程做了定量分析,然后制定原则对各种酸加以命名,并用氧化度定义不同的酸,如亚硝酸或硝酸,又进一步定义了氧化物。

随后,他用实验研究水的成分,从而发现了氢气。确定了水的组成,分析了水的分解与重组形成的伴生现象,最后对中性盐进行了命名。

《化学基础论》第二部分的标题是,论酸与盐基的化合,论中性盐的形成。主要是对中性盐的命名,但标题全都是“对于某某物质的观察”。拉瓦锡将各种观察结果,把成为酸和氧化物组成部分的一切简单物质,以及这些元素各种可能的化合物,都列入其中。用拉瓦锡本人的说法,这样做的目的是,指出获得不同种类的酸的最简单的过程。

《化学基础论》第三部分是,化学仪器与操作说明。拉瓦锡在全书的序言中强调,这里“我对与现代化学有关操作,做了详细描述”。这一部分所包含的主要项目,都是他做实验时所用到的仪器和操作程序。这对我们今天了解拉瓦锡的科学成就,同样是珍贵的。虽然今日所用的化学仪器,远比拉瓦锡时代大大进步了,但我们仍然能从中获得不可多得的启示。

《化学基础论》对化学的发展,起到了非常重要的作用。

拉瓦锡在书中,详细叙述了推翻燃素学说的实验依据,系统阐明了氧化学说的科学理论,重新解释了各种化学现象,明确了化学研究的目标,认为化学应当是“以自然界的各种物体为实验对象,旨在分解它们,以便对构成这些物体的各种物质进行单独的检验。

拉瓦锡还发展了波义耳的元素概念,并依此提出了化学史上第一张真正的化学元素表,这张表中列入了当时已知的33种元素。拉瓦锡还依照新的化学命名法,对化学物质进行了系统命名和分类。

《化学基础论》还以充分的实验根据,明确阐述了质量守恒定律,提出了化学方程式的雏形,并把质量守恒定律提高到了一个非常重要的地位,认为它是整个化学定量研究的基础。

《化学基础论》是一部依照新理论体系写出的化学教科书,为培养未来几代化学家的工作奠定了基础。

《化学基础论》一出版就受到各国化学界的重视,很快被译成多种文字,从而迅速肃清了燃素学说的残余,广泛传播了新的氧理论,使化学建立起从元素概念到反应理论的,全面的近代科学体系。这样,化学作为一门科学才得以最后确立。

对于《化学基础论》的重要影响,笔者要强调以下几点:

第一,如上所述,它为化学发展奠定了科学的基础。

第二,它为科学发现提供了特别重要的范例。

美国科学史家和科学哲学家库恩,用氧的发现作为范例,论证了科学发现是一个复杂的过程,不能简单地认为,一个发现是某一时刻由某人做出了这个发现,它必须使观察与概念同化,事实与理论同化,就是说,需要有一次重大的范式修改,才能真正被认为是发现。所以,科学发现既是范式变化的原因,又是范式变化的结果。这也就是说,发现中包含着范式的变化。

第三,化学家要重视实验事实。

事实是自然界给我们提供的,不会诓骗我们。我们在一切情况下,都应当让我们的推理得到实验的检验,而除了通过实验和观察的自然之路之外,探寻真理别无他途。 ld7OWhQ14CId8xDSI0pF3kiUWz5nxlvXTYULfmnksTmiF2fY/ritP/rneXsxWOfr

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