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导读(多佛版)

《化学基础论──采用全新系统顺序并包含所有现代发现》(The Elements of Chemistry,in a new systematic order,containing all the modern discoveries)(爱丁堡,1790年)一书,是罗伯特·科尔(Robert Kerr,1755—1813年)对现代化学奠基人安托万-洛朗·拉瓦锡的法语经典原著Traité élémentaire de Chimie,présenté dans un ordre nouveau et d'après les découvertes modernes(巴黎,1789年)的完整翻译。1789年3月,《化学基础论》原著首次在巴黎出版 ,多佛版《化学基础论》是为1790—1791年大学开学准备的教材,于1790年11月在爱丁堡出版。多佛版《化学基础论》的英译本在爱丁堡出版是最合适不过的;因为拉瓦锡先生的著名化学导师——约瑟夫·布莱克(Joseph Black,1728—1799年),仍积极地在当时世界领先的化学学校爱丁堡大学担任化学教授,并为大班授课。布莱克宣布接受拉瓦锡所提出的革命性变革,这对他的同事和学生产生了深远的影响。当然,这还一定要归功于当时苏格兰最大的出版商威廉·克里奇(William Creech,1745—1815年)的倡议,其出版社发行了大量的文学和科学著作及多种语言的译本。

译者罗伯特·科尔在爱丁堡是一位颇有名望的人。他出生于1755年罗克斯堡郡的布赫特里奇,他的父亲詹姆斯·科尔(James Kerr)在1747—1754年间担任爱丁堡市议员,其父亲一脉与保皇党人罗伯特·安克鲁姆伯爵一世有亲属关系;他的母亲伊丽莎白·科尔(Elizabeth Kerr)是罗伯特的孙女(罗伯特是第一任洛锡安侯爵,也是1688年“光荣革命”的支持者,并担任威廉三世国王的枢密院议员)。罗伯特·科尔是在爱丁堡接受的教育,先后在中学、大学学习医学,在1774—1775年、1775—1776年和1776—1777年期间参加了约瑟夫·布莱克的化学讲座。此后他成为爱丁堡孤儿医院的一名外科医生。罗伯特·科尔是一位极具学术天赋的人,他翻译的作品不仅包括拉瓦锡的经典化学论著,还包括:《关于(通过氯气)漂白的新方法的论著》(Essay on the New Method of Bleaching,by means of chlorine)[都柏林,1790年;第二版,爱丁堡,1791年,法国作家克劳德·贝托莱(C. L. Belthollet)的论文];《哺乳动物王国》(Animal KingdomMammalia)[伦敦,1792年,林奈(Linnaeus)所著拉丁语版《自然系统》(Systema Naturae)的第一部分];《卵生四足动物和蛇类的自然史》(Natural History of Oviparous Quadrupeds and Serpents)[爱丁堡,1802年,拉塞佩德(Lacépède)编撰的两卷法文版《自然史百科全书》(Histoire Naturelle),是对布冯(Buffon)遗著的补充];《地球理论》(Essay on the Theory of the Earth)[爱丁堡,1813年、1815年、1817年、1822年和1825年又有四个法语版本,由杰出的矿物学家和爱丁堡大学自然史“钦定教授”罗伯特·詹姆森(Robert Jameson,1774—1854年)作补充说明]。罗伯特·科尔编撰了《航行、旅行通史──从古至今、从海洋到陆地,航行、探险、商业起源及进展的完整历史》(A General History and Collection of Voyages and Travels… Forming a Complete History of the Origin and Progress of Navigation,Discovery and Commerce,By Sea and Land,From the Earliest to the Present Time)(爱丁堡,18卷,1811—1824年)系列的一部分;他为农业委员会撰写了《贝里克郡农业总览》(General View of the Agriculture of the County of Berwick)(伦敦,1809年和1813年)和《罗伯特一世(布鲁斯)统治时期的苏格兰史》(History of Scotland during the reign of Robert Ⅰ,surnamed the Bruce)(爱丁堡,2卷,1811年);他还编辑了印刷商、自然学家、古文物学家和《大英百科全书》第一任编辑威廉·斯梅利(William Smellie,1740—1795年)的回忆录(爱丁堡,2卷,1811年)。1788年,罗伯特·科尔被选为爱丁堡皇家学会和苏格兰古文物学会的会员。他在出众的才华的指引下,选择投身于科学,尤其是化学。他在化学方面得到了当时杰出的教师约瑟夫·布莱克的指导,这些经历使他完全胜任翻译拉瓦锡的著作《化学基础论》这一差事。

安托万-洛朗·拉瓦锡于1743年8月26日(星期一)在巴黎出生。他的父亲让-安托万(Jean-Antoine)和祖父都是律师;但他已知的最早祖先是死于1620年的安托万·拉瓦锡,曾在巴黎东北约50英里的乡间小镇维勒-科特雷茨(Villers-Cotterets)担任王国的邮差;他的母亲埃米莉·蓬克蒂斯(Émilie Punctis),是巴黎议会中的辩护人克莱门特·蓬克蒂斯(Clément Punctis)的女儿。因此,他双亲的家庭都很富裕。拉瓦锡的母亲在他五岁时便去世了,他和小妹妹(生于1745年)以及父亲一起住在寡居的外祖母蓬克蒂斯夫人家里,由当时22岁的姨妈康斯坦斯·蓬克蒂斯(Constance Punctis)悉心照顾。拉瓦锡的妹妹于1760年早逝,年仅15岁。

1754—1760年,拉瓦锡在巴黎的马萨琳学院(他父亲的母校)接受教育,并开始接触科学。但为遵循家族传统,刚毕业离开学院后的他开始学习的是法律,并于1763年获得了学士学位,1764年获得了律师执业资格。然而在学习法律的那些年里,他一直保持着最初在学校时对科学的兴趣并进行了深入研究,他向让-艾蒂安·盖塔(Jean Étienne Guettard,1715—1786年)学习地质学(盖塔是法国最杰出的地质学家,是地质调查和地质制图的先驱,也是蓬克蒂斯·拉瓦锡家的密友),他还参加了另一位院士纪尧姆·弗朗索瓦·鲁埃尔(Guidaume Francois Rouelle,1703—1770年)在皇家植物园举办的那场振奋人心的化学讲座。他还在尼古拉斯-路易斯·德·拉卡伊(Nicolas-Louis de Lacaille,1713—1762年)的指导下学习天文学和数学,在伯纳德·德·朱西厄(Bernard de Jussieu,1699—1777年)的指导下学习植物学。这两位都是院士。他还学习了解剖学,并对气象学也非常感兴趣,每天多次记录家中气压计的读数。这种兴趣后来促使他在法国其他地区和其他国家组织这种观测,目的是发现大气层的运动规律并制定预报天气的方法。

但拉瓦锡的主要研究方向还是化学,由于受到盖塔的影响,他也涉猎地质学和矿物学。他在皇家植物园学到的化学与三十年后他离世时已经截然不同;我们需要尽可能简短地了解一下这门科学在18世纪中叶时的情况,才能更好地理解他所带来的变革。

长期以来,化学理论继承的是古希腊哲学家的“四元素说”,根据这一理论,所有物质都是由土、空气、火和水这四种元素以无限多种不同的比例组合而成。每种元素都有两种性质:土是寒冷和干燥的,水是寒冷和潮湿的。根据这一纯推断理论,一种物质可以通过调整重量而转化为另一种物质;同样,通过适当调整每种和所有物质中普遍存在的四种元素的比例,任何一种物质都可以相互转化。物质是一个统一体,物质间可以相互转化。在拉瓦锡当时所处的年代,这一理论并未消亡,爱丁堡大学的布莱克就是以此来教导他的学生,说水可以转化为土。

17世纪,约翰·巴普蒂斯塔·范·赫尔蒙特(Johann Baptista van Helmont,1580—1644年)在其遗著全集《医学起源》(Ortus medicinae)(阿姆斯特丹,1648年)中提出了关于物质构成的另一种理论:除了空气以外,水是所有物质的最初来源。为了证明这一点,他用一棵小柳树做了著名的定量实验。这个实验共花费五年时间,他从中得出结论:这棵树之所以能够长大完全是由于他在这段漫长的时间里给它提供了水。他的理论有一个非常伟大的支持者,即艾萨克·牛顿(Isaac Newton,1643—1727年),牛顿接受了这一理论并在《自然哲学的数学原理》(1687年)中提到。然而,赫尔蒙特最重要的贡献是认识到所谓“气体”的物质性质。他用这个通用名称来指代那些以前被认为仅仅是精神和非物质的化学反应产物。他向化学家们解释说,自己曾在密封或密闭的容器中进行实验反应时,许多熟知的破坏性爆炸粉碎了其玻璃仪器;这是“一种野性精神”或“气体”的释放。他以一种简单的方式观察了不同来源气体之间的差异,但未能分离出任何气体以进行精确区分,而且有时将一种气体与另一种气体混淆。尽管如此,赫尔蒙特的关于气是物质的证明,推动了那个时代的化学的发展。

最近的理论是“燃素说”,它由约翰·约阿希姆·贝歇尔(Johann Joachim Becher,1635—1682年)创立,并由乔治·恩斯特·施塔尔(Georg Ernst Stahl,1660—1734年)补充扩展。该理论在某种程度上源自于存在火元素的古老信仰,一般适用于金属、矿物和可燃物质:假设所有可燃物体都包含一个共同的要素,即一种被命名为“燃素”的元素,在燃烧过程中,有时以火焰,有时还以光的形式释放出来。燃烧只能在有限的空气中进行,这是几代观察者早已熟知的事实。因此,他们解释说:有限的空气只能吸收物质燃烧后所释放出来的有限数量的“燃素”;对于相应的、众所周知的事实,即在有限的空气中呼吸停止,动物也同样失去了生命,也给出呼吸类似于燃烧并释放出“燃素”的解释;“燃素”在不同可燃物中的比例差异很大,在能熄灭火焰、不可燃物体中仅含有很少量的“燃素”或根本没有;另一方面,据观察,木炭、油、脂肪、酒、小麦、面粉在燃烧时要么完全消失,要么留下忽略不计的残留物,为此能得出这些物质一定或几乎全部由“燃素”组成的结论。

乔治·恩斯特·施塔尔

乔治·恩斯特·施塔尔(Georg Ernst Stahl,1660—1734年),德国化学家、医学家。他是贝歇尔的学生,继承了他关于“燃素”的理论,并成为“燃素说”的集大成者。尽管“燃素说”后来被证实是错误的,但施塔尔的观点与现代化学理论却都认为:化学反应发生时,有某种东西从一种物质转变为了另一种物质。

“燃素说”对金属的应用产生了重要的影响。很早以前人们就知道,当金属在空气中加热时,金属特性会消失,并变成称为“石灰”(calces,意思是灰烬)的粉末。早在提出“燃素说”前,同样众所周知的是,金属“石灰”在同木炭一起加热后重新转变为原金属,而且形状和光泽等所有金属特性也得到了恢复。似乎“燃素”在“石灰”的恢复过程中重新形成了金属,而这些金属也和可燃物一样含有“燃素”这一相同成分,显然“燃素”从木炭转移到石灰,即从一种物质转移到了另一种物质。但是和闪电一样,“燃素”不能从物质中分离出来,不能放在瓶子里并贴上标签保存。然而在那个时代,化学家们满足于仅通过观察各种物质,就证实存在“燃素”,并应用该学说来解释物质的化学特性和一般化学变化。事实上,化学理论的确是在这一基础上开始系统化的。尽管“燃素说”被证明是错误的,但它给化学思想带来了巨大的变化,而这种变化却很少被强调;因为旧的“四元素说”或甚至其变种──帕拉塞尔斯(Paracelsus,1493—1541年)的“三元素说”──我们在这里没有篇幅作详细介绍。该学说只是一种关于物质基本化学组成理论,而“燃素说”不仅可以用来解释化学组成变化,甚至已经被用来系统解释迄今为止庞大无序、不断增加的化学反应和化学过程。尽管“燃素说”是错误的,但它仍然是第一个伟大且系统化的化学理论,它几乎为18世纪欧洲所有的著名化学家所接受,他们的姓名多得不胜枚举;而且,如果有一件事比其他事情更有益于科学家的话,那就是历史表明,他们从错误中吸取了教训。

尽管“燃素说”在那个时代取得了成功并被广泛接受,甚至在拉瓦锡将他那天才的综合能力用于重新考虑化学现象之前,它就已经缓慢地在不知不觉中失去威信了。早在一个世纪前,罗伯特·波义耳(Robert Boyle,1627—1691年)在《怀疑派化学家》(Sceptical Chymist,1661年)中就对“四元素说”和帕拉塞尔斯的“三元素说”进行了猛烈批判,指出了这两种理论都不符合化学的基本事实。一般的化学家都认为火可将所有物质分解成单质,但波义耳指出,无论是在平炉上还是在蒸馏器中,产物数量会因使用火的方式不同而有所不同。他举了一个显而易见的例子,木材在露天燃烧时会产生灰烬和烟尘,但在蒸馏器中烧制就会产生油、酒、醋、水和木炭;因此,根据加热方法的不同,同一种物质会产生两种或五种产物,要么比帕拉塞尔斯最近的“三元素说”少一种,要么比古希腊人的“四元素说”多一种。此外,如果使用一种由已知成分制成的物质,如肥皂由脂肪和碱制成,用火处理并不能再现这些成分,而是形成了两种完全不同的产物,波义耳尖锐地补充说,这些理论对制造肥皂来说毫无用处。他称,火并没有把物质分解成单质,正如化学实验所证明的那样,相反火却把物质成分粒子重新排列并形成截然不同的化合物。他敦促化学家们对所做过的许多实验予以重新考虑,进而设计出新的实验。为了解决什么是化学单质的问题,他拟订了一个全新的定义,该定义剔除了17世纪繁琐的措辞,将单质定义为“不能再分解成任何单质的物质”。一百多年后,拉瓦锡又重新使用了这个定义。然而在此期间,虽然波义耳对公认的化学要素理论进行了猛烈批判,但由于缺乏更好的理论,化学家们仍继续使用“四元素说”或“三元素说”,甚至两者都使用。而且这个问题也并没有引起他们的足够重视。他们在书中经常忽略了它,他们更关心的往往是描述物质的制备过程和特性。波义耳还坚称,“假设这本伟大的自然之书是用密码写成的,而密码只使用了四个字符,要进行破译就太过于简单了;化学要素的数量很可能既不是三个也不是四个,更可能是远多于这些。”

罗伯特·波义耳

罗伯特·波义耳(Robert Boyle,1627—1691年),英国物理学家、化学家。波义耳在其著作《怀疑派化学家》中驳斥了许多古老理论,包括亚里士多德的“四元素论”和帕拉塞尔斯的“三元素论”。他指出,它们根本就属于混合物质,没有理由相信这些元素就是构成宇宙的本质。波义耳关于元素的说法与现代元素的概念已非常接近,他也接受“原子论”观点,认为可以用它来解释化学吸引力。但是,波义耳未能对元素之间的化学反应进行量化工作,他甚至认为,各种微粒可能具有不同的形状和性质。

长期以来,空气被认为是一种毋庸置疑的元素。在对空气的研究上,波义耳开辟了一个新的研究方向,最终采用一种非常间接的方式对空气进行更紧密的化学研究。他使用罗伯特·胡克(Robert Hooke,1635—1703年)建造的气泵进行了关于燃烧和呼吸的实验,并在《物理机械新实验》(New Experiments Physico Mechanicall,1660年)中报告了这些实验,发现当气泵将接收瓶中的空气抽出时,依次放入各种正在燃烧的物质和小动物,火和生命都会快速地消失;虽然他知道,这两个过程在开放的环境中都会持续存在,但他认为可得出唯一结论,即空气以某种尚不为人知的方式支持火和生命。然而与他同时代的胡克对此研究得更深入,并在其著作《显微图谱》(Micrographia,1665年)中认为:由于某些含有硝石的可燃物混合在水中,就算在没有空气的情况下也会燃烧,因此普通的空气和硝石物质都含有某种支持燃烧的成分。波义耳和胡克都曾多次提到这个问题,在此不一一列举。1670年,波义耳在报给《英国皇家学会学报》的报告中指出,呼吸作用并未使空气减少,因为他将一只老鼠和一只鸟放在一个装有汞压力计的密封玻璃容器中,并未检测到压力降低;他在一些《短文》(Tracts,1674年)中指出,在一个玻璃容器中用点燃的油或酒精灯,燃烧同样未能使气体体积减少 。胡克在前一年,即1673年,曾在报给《英国皇家学会学报》的报告中提到过一个显示空气因燃烧而减少的实验,但他未能在学会面前重复这一实验。波义耳根据摆在他面前的实验数据便得出结论,普通空气中含有某种微量的“重要物质”,这些物质支持着火和生命存在。同时,约翰·梅奥(John Mayow,1641—1679年)在其《医学生理学研究》(Tractatus Quinque Medico-Physici,1674年)中改进了之前的实验技术,不是将燃烧的可燃物(如点燃的蜡烛)和小动物(小鼠)放在玻璃容器中并密封,而是放在水面上密封,以此表明空气因燃烧和呼吸而减少 。然而,他的结论似乎没有引起同时代科学家进一步研究这个问题的兴趣。关于多年以来的实验的讨论就到这里。但需要注意的是,这三位杰出的实验学家都得出相同的结论:空气中含有支持燃烧和呼吸的物质,对波义耳来说,尽管这种物质存在的比例很小 。但在17世纪该结论对金属燃烧研究并没有起到重要作用──(拉瓦锡在一个世纪后才最终解决空气成分的问题),尽管梅奥曾断言煅烧的金属从空气中吸收“含硝气颗粒”;虽然波义耳在著作《化学家的故事》(Essays of Effluviums,1673年)中通过一系列长期实验确立了一个重要的永久性实验结果,即金属在煅烧时重量增加,但他把这种重量的增加归因于被称作火的物质颗粒的加入,称这些粒子已经与金属“融合”为一体。

波义耳还把古希腊哲学家德谟克里特(Democritus)的“原子论”应用到化学变化上,使化学理论又一次发生了重大变革。这一理论主张物质世界由原子和虚空组成。原子是最小的、不可再分割的粒子;原子质量上都是相同的。由于原子在数量、形状和排列上的不同,构成了世界上令人困惑的各种不同物质。这种机械哲学,正如其名称一样,波义耳在他的化学研究中一直在应用该哲学,后来因皮埃尔·伽桑狄(Pierre Gassend,1592—1655年)的结论而更为突出。如果一种物质具有这种结构,那么就可以仅仅通过将其粒子重新排列成新的结构而变成另一种物质。因此,物质的统一性和互换性同样隐含在“原子论”和“四元素说”中。但波义耳和那些志同道合的同代人并不能因此而被简单地称为炼金术士;因为炼金术士的目标是调整四种品质(热、冷、干、湿)和四种元素的比例,而不是重新排列原子以形成新结构物质。艾萨克·牛顿追随波义耳,也接受了传统“原子论”,并且更加坚持,他在《光学》(Opticks,1717年)中写道,“稠密的物体,即固体,自身可以被稀释成气体,而这些气体又可重新转化为固体。”牛顿的评论后来被斯蒂芬·黑尔斯(Stephen Hales,1677—1761年)在其专著《植物静力学》(Vegetable Staticks,伦敦,1727年)中引用。黑尔斯对称量好的各种物质加热,并收集在加热过程中释放的气体;然而与牛顿不同的是,他认为“气”这一物质作为气体存在于他使用的物体中。但他已经证明,“气”广泛地包含在众多物体中,或者如他所说“固定”在这些物体中。为了进行实验,黑尔斯设计了一种早期形式的气体收集装置,在该装置中,他让用于收集产物的接收部件与产生“气体”的仪器部件分开,让两个部件通过输送管连接。这是仪器方面的一次重要改进。1660年,波义耳早先在《物理机械新实验》中描述了一种酸和金属作用产生“气”的简单收集方法(上文已经提到)。它由一个装满稀酸的玻璃瓶组成,并在一个装有水的平底托盘中倒置,金属在倒置前被分成小块放入玻璃瓶中。波义耳没有给出这个仪器的插图,但后来在1674年梅奥的《医学生理学研究》中对之作了说明。波义耳和梅奥都以这种方式获得了氢气和氮氧化合物,他们都认为自己获得了“气”“重新生成的气”。无论是黑尔斯还是他的前辈,都没有怀疑过可能存在不同的“气”(物质),或者像我们现在所说的“气体”。然而,黑尔斯观察到了一种有趣的现象,即磷和硫燃烧时会吸收大量的气体。

18世纪下半叶,关于这一领域的研究进展相对缓慢。1754年,约瑟夫·布莱克在申请爱丁堡大学的医学博士学位时提交了一篇用古拉丁文写的论文 ,其内容是关于食物在美格尼西·阿尔巴(Magnesia Alba,白镁,又称为泻盐,一种最近引入医学的新药)的作用下产生酸液;一年后,他在学会(1783年称为爱丁堡皇家学院)上宣读了一份内容更翔实的报告,并于1756年出版 。在医学论文的补充实验部分,布莱克从中得出结论:温和状态下的美格尼西·阿尔巴和其他碱性物质含有被他称为“固定空气”的物质,而在腐蚀性状态下则不含有这种气体。此外,他通过化学方法证明“固定空气”不同于普通空气,又将化学向前推进了一大步。布莱克使用天平称量了由热作用产生的弱碱在将它们转化为腐蚀性形式时重量的变化。尽管他没能分离出“固定空气”(我们现代将其称为二氧化碳),但他在后来的演讲中指出,该气体是由木炭燃烧、蜡烛燃烧、呼吸作用和发酵产生的。至此,人们第一次在化学上将“气体”与大气中的普通空气区分开来。在十年后的1766年,亨利·卡文迪许(Henry Cavendish,1731—1810年)分离出“易燃气体”(氢气),并研究了它的化学性质和物理性质 。然后在1772年,丹尼尔·卢瑟福(Daniel Rutherford,1749—1819年)指出,从被老鼠呼吸或煤炭燃烧消耗的空气中去除“固定空气”后,还残留一种被他称为“有害气体”(氮气)的毒性气体,他补充称,这种气体也是硫或磷燃烧以及煅烧金属后的残留物 。1772—1777年间,约瑟夫·普利斯特里(Joseph Priestley,1733—1804年)极大地扩展了这一新的研究领域,分离并确认了其他七种新“气体”,分别是“含氮气体”(一氧化二氮)、“酸性气体”或“盐酸气体”(氯化氢)、“碱性气体”(氨气)、“减弱氮气”(一氧化二氮)、“矾酸气体”(二氧化硫)、“脱燃素气体”(氧气)和“硝酸蒸气”(二氧化氮)。

需要特别指出的是,普利斯特里的这一发现在当时具有重要意义。1774年8月1日,他通过加热氧化汞获得了一种新的“气体”(氧化汞气体,通过加热汞制备)。该气体具有特殊的性质:它虽然不溶于水,但能极大增强蜡烛的燃烧性能。但因他要去欧洲大陆旅行,实验被迫中断。1774年11月,他在巴黎遇到了拉瓦锡和其他相关领域的科学家,并向拉瓦锡讲述了最近的研究发现。普利斯特里当时在巴黎的声誉已经很高,他是英国皇家学会的会员。一年前,即1773年11月30日,他因1772年在《哲学汇刊》上发表了关于“气体”的论文而被授予该科学院的最高奖项科普利奖 。回到英国后他重新开始做实验,并在1775年3月发现可用于呼吸的新“气体”,因为该气体在呼吸作用中的损耗速度和程度很小,甚至比大气中的空气更易于呼吸,它同时也是一种更好的助燃物质。考虑到它显然对燃烧和呼吸有支持作用,普利斯特里将其命名为“脱燃素气体”,该气体可不间断地从火中、从会呼吸的动物和发酵物体中倾泻而出 ,因此它一定不是大气中普遍存在的“燃素”。因此,新“气体”是从通常含有“燃素”的物质中释放出来的普通空气。拉瓦锡对这些信息非常感兴趣,我们现在就来介绍他的早期工作。

在这样做之前,我们应该了解拉瓦锡第一次化学研究所处年代的学术环境,那时“四元素说”已被普遍接受,尽管人们常常默认或者说由于没有更好的理论来解释而没有拒绝这一学说;波义耳对化学单质的定义早在一个多世纪前就已无人提及;金属的燃烧和煅烧都被视为分解过程;空气和水的化学成分仍处于未被发现甚至是未知状态,其他大量不太常见或不太熟悉的物质也是如此;因此,“燃素说”成为主导的化学理论。而拉瓦锡仅用二十年时间就改变了这一切。

拉瓦锡在盖塔、鲁埃尔以及其他我们提到的院士门下学习后,为给法国地质规划图收集资料,拉瓦锡与盖塔一起工作了三年;并在1767年夏天,他陪同盖塔在阿尔萨斯和洛林进行了地质调查。早在1764年,他就向皇家科学院提交了一份关于石膏特性以及由石膏制作巴黎地质模型的学术论文,研究严谨且精确,这是他在化学领域所做的第一个贡献。而后,其他学术论文也随之而来。1765年,他向科学院组织的一次竞赛提交了一篇关于城市和大型城镇夜间照明问题的论文。其中不仅包括许多科学实验,还包括对经济成本的分析。虽然他没有因此获奖,但他却因这项杰出研究而被国王特别授予了一枚金质奖章。之后他继续他的野外地质工作,此时他似乎已决定放弃法律职业而去追求科学。1768年,25岁的拉瓦锡被选为科学院的初级助理院士。在那年的早些时候,他以税务官助理的身份进入包税组织,但下场却令人痛心,这是他一生中所做的招致最大不幸的行为。后来,他继承了母亲留给他的财产,希望利用投资收入使他能有尽可能多的时间做科学研究。1771年,他与总税务官雅克·保罗兹的女儿玛丽·波尔茨(Mary Paulze)结婚。

《拉瓦锡夫妇》 油画 大卫 1788年

这幅油画由法国画家大卫所作,画面描绘了拉瓦锡和夫人玛丽伉俪情深的温馨场景。拉瓦锡的夫人玛丽是拉瓦锡在“包税集团”同僚的女儿,其婚后对丈夫的化学实验产生了浓厚的兴趣,逐渐成为了丈夫的得力助手。拉瓦锡能够推翻“燃素说”离不开她的工作。她曾师从大卫,有着很深的艺术造诣,本书图版中记录的实验仪器即由玛丽绘制。她还帮助拉瓦锡翻译了许多英文文献,其中包括普利斯特里和卡文迪许的著作。

拉瓦锡夫人是一位很有能力且受过良好教育的女性。为了帮助丈夫阅读大量科学文献,她学习英语;由于她的丈夫忙于包税组织繁重的行政工作,多次长期离开巴黎前往各省进行监督和检查而缺乏足够的时间,因此她还帮助处理实验并在他的实验笔记本上记录观察结果和实验数据,为仪器绘制草图;拉瓦锡在《化学基础论》一书中使用的13幅图版就是由他夫人绘制而成的。

随着拉瓦锡更积极地投入巴黎的科学研究,人们围绕着改善该城市饮用水供应及提高水质进行了大量讨论。在与盖塔一起进行实地调查期间,他就用比重计测量并记录了河流和泉水的比重,甚至对他们所住旅店用水的比重也进行了测量。他之所以采用这种物理方法,是因为当时还没有化学方法来确定水的纯度。此外,由于当时人们仍然普遍认为水在加热时总会有一少部分转化为土,因此分析水的问题似乎一点都没有希望解决这些问题。但拉瓦锡认为:如果这种想法是有根据的,水本身在调查过程中就会缓慢而持续地转化为土,这就不可避免地会造成水的浑浊。在研究了所有已发表的关于水转化为土的论文后,拉瓦锡得出结论:所有的研究结果都不可信,并决定有必要进一步进行实验。受波义耳在密封容器中研究金属煅烧方法的启发,从1768年10月24日至1769年2月1日,他在一个称重好的密封玻璃容器中对一定量的水进行加热,通过反复蒸馏,获得纯净的水──炼金术士使用的鹈鹕形蒸馏器──液体可以在其中不断蒸馏。当这个漫长的实验结束时,未开封的容器及其内容物的总重量与一百多天前实验开始时相同。显然这让他想到了波义耳的实验结论。因为波义耳在这项阶段研究上得出的直接结论是:没有火或任何其他外部物体的物质粒子穿透鹈鹕形蒸馏器的玻璃壁。然后,他打开鹈鹕形蒸馏器并将里面的物质倒入另一个玻璃容器后进行称重。一些泥土沉淀已经形成,其颗粒在水中清晰可见。但他发现鹈鹕形蒸馏器减少的重量几乎与所获得土壤的重量相等,因此土壤是由水对鹈鹕形蒸馏器玻璃的分解侵蚀作用产生的,而不是由水转变而来的。在当时的化学背景下,这是一个最引人注目的成果,一个坚持了20个世纪并且依然被与他同时代的许多人所接受的理论,已经被这一持久且艰难的精巧研究驳倒。

1772年初,拉瓦锡与科学院的一些同事合作研究钻石是否可燃,并用科学院配备的契尔恩豪森(Tschirnhausen)透镜进行了一系列燃烧实验。实验结果表明,如果钻石在真空条件下,就不会受到热的影响。而用契尔恩豪森的另一个燃烧透镜进行进一步实验表明,钻石是可燃的。后来在1772年,他对磷和硫又进行了燃烧实验。同年10月20日,他在向科学院提交的一份报告中指出:磷在燃烧时会吸收空气并与空气化合产生“磷酸精”(磷酸),并且由于与空气化合还增加了重量。12天后,即11月1日,他将一封密函提交给了科学院秘书,称在他同意之前不得打开。他在这份历史性的文件中指出:他发现硫和磷在燃烧时重量没有损失,相反重量还增加了;增加的这些重量是由于硫和磷与“大量空气”化合而成的;又称他关于硫和磷燃烧的这些发现,可能在所有因燃烧和煅烧而重量增加的物质中均会发生;而且他在使用木炭还原铅石灰(铅酸钙)时,发现大量气体被释放出来,其体积要比所使用铅石灰的体积大一千倍左右,并称这一结果充分证实了他的猜想。可以回顾一下,黑尔斯曾观察到磷和硫的燃烧都吸收了大量的空气,与现在拉瓦锡所报道的相比,这是一个不太重要,但却是不可忽视的细节观察。

三个月后,拉瓦锡于1773年2月20日在他的实验笔记本上写道,“他计划对与物质化合或从物质中解放出来的气体进行大量实验”,“要进行一系列重要实验”,“注定要在物理学和化学史上引起一场变革”。他以重复布莱克和其他人所做的实验作为这个计划的开始,并将结果发表在1774年1月出版的《物理和化学小论文集》(Opuscules Physiques et Chymiques,1774年)中。当这项漫长的研究结束时,拉瓦锡得出:在煅烧过程中与金属化合的气体,不能肯定就是布莱克认为的“固定空气”。他更倾向于那些气体是普通空气或普通空气中含有的某种“弹性流体”(我们现在称之为气体);并给出后面结论的依据:金属不能在没有空气的容器中煅烧,金属在空气中暴露的表面积越大则煅烧程度越高,而且当将金属石灰用木炭加热恢复成金属时会释放出一种“弹性流体”。此外,他发现用木炭加热金属灰时产生的“弹性流体”与布莱克的“固定空气”相同,这可能是这一系列实验中最重要的结果;重6~7格令的磷在固定体积的空气中点燃,由于吸收了10~12格令的气体而重量增加。而在另一个实验中,89格令的磷在燃烧过程中吸收了154格令的气体,这证明空气本身或“我们呼吸的空气中含有一定比例的其他弹性流体”;磷的燃烧使空气体积减少了1/6~1/5,拉瓦锡检测到体积最大可减少约1/5。通过这些研究,他确信金属的燃烧和煅烧都涉及与某种气体化合,且同时会增加化合物重量。

约瑟夫·普利斯特里

英国著名神学家、化学家,英国皇家学会会员、巴黎皇家科学院院士,一生研究气体化学。普利斯特里是“燃素说”的拥趸,认为空气是单一的气体,助燃能力之所以不同,区别仅在于其中含“燃素量”的不同。1774年,普利斯特里结识了拉瓦锡,他向拉瓦锡介绍并演示了从氧化汞中提取一种新气体的实验。后来,拉瓦锡进行了相同的实验,发现这种新气体正是氧气。氧气的发现,成为了拉瓦锡推翻“燃素说”的有力武器。

在1774年最初的几个月里,拉瓦锡继续进行金属燃烧的研究,他在4月14日提交的一份学术论文中报告了研究成果,并于11月12日在科学院的一次公开会议上宣读。他再次借助波义耳在《化学家的故事》中使用的方法,将称量好的金属在密封的容器中加热,然后再次称量重量。但是他认为波义耳的方法在一个重要的细节上存在错误;因为波义耳为证明火单质颗粒可穿过玻璃并与金属化合,在煅烧完容器内物质后和密闭的容器打开之前,他都没有称重,只是通过从容器中取出煅烧过的残余物并将其重量与最初的重量进行比较来确定重量的增加——他本来应该在打开密闭容器之前对其进行称重的。因此,拉瓦锡重复了这些实验,并在程序上作了必要的改变,在加热前后分别对铅和锡称重。这样操作后,他发现在煅烧之后和打开之前,容器及其器内物质的总重量保持不变,所以没有任何物质透过玻璃壁进入。当打开密封容器时,他可以听到空气冲入时发出的“扑哧”声。容器在打开后增加的总重量,约等于从容器中取出燃烧过的金属,并单独称重后其所增加的重量;金属在大容器中煅烧的重量增加量要比在小容器中更大;因此,容器内金属在燃烧过程中重量的增加是由于与器内所包含的空气化合在一起造成的;这些实验为分析大气中的普通空气提供了一种手段。迄今为止,空气仍被认为是一种单质。而现在几乎可以肯定的是,它如果不是一种化合物,至少也是一种混合物。由于科学院的公开会议时间太短,无法提供完整的细节,但他所读的学术论文几乎立即发表在阿贝·罗齐尔(Abbé Rozier)编辑新期刊的下一期月刊(1774年12月)上

在学院宣读这篇学术论文的几周前,拉瓦锡在巴黎接待了普利斯特里,并知道了普利斯特里在前一年8月份进行的实验可从“红色汞”(即一种具有特殊性质的汞烧渣)中分离出新“气体”,并在加热时无须添加木炭即可还原为金属状态。拉瓦锡重新进行燃烧实验研究,在1775年4月26日的学院公开会议上宣读了另一份学术论文及结论:金属在煅烧过程中不是与所有气体化合,而是与一种纯气体或称作“空气中的最纯净气体”化合;通过加热“红色汞”可回收到的这种纯净气体,要比普通空气更能支持燃烧和呼吸。而当用木炭加热“红色汞”时会产生“固定空气”。但本来同普利斯特里很有价值、很有意义的交流显然让他感到困惑,他暂时放弃了在前一年11月所表达的观点:空气是一种混合物甚至可能是一种化合物,而金属煅烧时会与其中一种成分化合在一起。这篇学术论文立即发表在罗齐尔期刊的后一期月刊上(1775年5月)

由于《科学院文集》年卷的出版时间滞后,甚至有时滞后数年,拉瓦锡得以在1774年和1775年对这两篇学术论文进行修改,其修改后的内容出现在1778年出版的同年书卷中。拉瓦锡在修改第一篇学术论文时,又回到了他1774年的结论,即空气中只有一部分──现在被命名为“有益气体”──与金属化合;空气是两种非常不同的“弹性流体”混合物,一种可支持燃烧和呼吸,另一种不可支持燃烧和呼吸。从其他方面考虑,他认为前者比普通空气稍重一些,后者要轻一些 。在第二篇学术论文的新版本中,他将空气中活跃的部分称为“可呼吸的气体”,并指出“固定空气”是木炭与普通空气中这一活跃部分形成的化合物 。本书没有讨论他实验的篇幅,但应该指出在1778年8月8日,向科学院宣读第二篇学术论文时,拉瓦锡展示了进行空气成分分析的经典实验仪器──拉瓦锡夫人所绘的插图,此后这些图作为《化学基础论》的插图(见图版Ⅵ,图2)。

现在,普通空气的化学成分问题得到了解决,拉瓦锡在一系列学术论文中运用这一结果表明在磷酸和矾酸中包含“适宜于呼吸的气体”成分,也包含在“氮”(硝)酸中,它通过呼吸和蜡烛燃烧可转化为“固定空气”或“酸性气体”,并能与非金属物质化合形成酸,为此他在1779年将其更名为“酸素”或“氧素”(我后来明白是源于希腊语的όξύς和γεινομαι)。他使用“碳酸气体”这个词来表示在燃烧和呼吸中不活跃的那部分空气。他还应用布莱克的潜热发现来解释“弹性流体”(气体)的一般构成:即可蒸发的液体或挥发性固体与“火单质”或热素形成的化合物。他阅读了卡尔·威尔海姆·舍勒(Carl Wilhelm Scheele,1742—1786年)最近出版的关于空气和火的法文版著作 ,虽然舍勒的哲学解释非常混乱,但拉瓦锡在这篇论文中发现有许多实验依据可以支持自己的理论。他在1774年把自己的著作《物理和化学小论文集》印刷版寄给舍勒,舍勒在回复中建议拉瓦锡在加热的“硝酸钠”银溶液中加入“塔塔碱”即可得到沉淀物,并用生石灰去除“固定空气”,再测试残留气体是否能让蜡烛燃烧和让动物在其中呼吸。目前,我们尚不清楚拉瓦锡是否进行了这项实验。

1782—1783年冬天,拉瓦锡与他的朋友、著名数学家皮埃尔-西蒙·德·拉普拉斯(Pierre-simon de Laplace,1749—1827年)合作,再次利用布莱克对潜热的发现设计了第一台冰量热仪(见图版Ⅵ),并测量了一系列热化学基础标志性实验中各种化学变化释放出的热素。拉瓦锡和拉普拉斯从这项研究中得出结论:呼吸也是一种燃烧,由于肺部不断释放热素来补充身体不断失去的热素,可使动物体温保持在高于其周围环境的恒定温度,正如他们所设想的一样,是由于吸入的氧气转化成为“固定空气”

拉瓦锡开始批判“燃素说”并指出,到目前为止,只有他的新理论能对许多化学现象给出更符合实验事实的解释 。他在篇幅较大的评论中指出:“燃素说”是虚构的;“燃素”存在于金属、硫、磷等所有可燃物体中的假设毫无根据;在没有“燃素”的条件下,对燃烧和煅烧过程发生的真实现象都能以更简单和更容易的方式来解释。像波义耳在1661年所写的《怀疑派化学家》中一样,他猛烈地批判了当前的化学理论。但与波义耳不同的是,他提出了一个更好的理论。

1783年6月,拉瓦锡从当时正在巴黎访问的查尔斯·布拉格登(Charles Blagden)博士那里听说,亨利·卡文迪许(Henry Cavendish,1731—1810年)通过燃烧“易燃气体”(氢气)获得了水。在布拉格登和其他人的见证下,他匆忙进行了临时实验来验证卡文迪许的发现。在同年11月12日的一次学院公开会议上,他宣读了一篇学术论文,并报告了进一步的实验(包括铁对水的分解)结果。拉瓦锡从布拉格登那里得到的众多信息以及从蒙日(Morge)的一些新实验中总结出:水由“脱燃素气体”(奇怪的是,他用这个名字代替他自己的术语“氧气”)和“易燃气体”组成,因此水并不是一种单质。拉瓦锡已经意识到卡文迪许发现的重要性,他的学术论文也随即发表在罗齐尔杂志的下一期月刊(1783年12月)上 。关于拉瓦锡在这一阶段的历史工作,及关于所谓的“水物质争论”中的优先权问题已经写了很多。我们在此只需回顾一下,当卡文迪许发现无论是在普通空气中还是在“脱燃素气体”中,水都由“易燃气体”燃烧形成,他都认为实验所形成的水是从这两种空气中沉积下来的,并且最初以某种成分存在于两种气体中;拉瓦锡得出结论,水是“易燃气体”和“脱燃素气体”的化合物;而卡文迪许在其发表的学术论文实验结果中否定了这种解释 。对水化学成分问题的解决,标志着拉瓦锡完成了对燃烧的研究。

亨利·卡文迪许

英国物理学家、化学家,英国皇家学会成员,1803年被选为法国科学院的18名外籍会员之一。1781年,卡文迪许曾将铁与硫酸反应而发现了“可燃气体(即氢气)”。他用“燃素说”来解释这一现象,并认为在酸和铁的反应中,“可燃气体”的形成是因为酸中的“燃素”被释放出来,形成了纯的“燃素”。之后,当他得知普利斯特里发现空气中存在“脱燃素气体(即氧气)”,继而将空气和氢气混合,用电火花引发燃烧反应,在燃烧中生成了水。

拉瓦锡关于燃烧和煅烧的新理论一开始并未被普遍接受。1784年之前的某个时间,爱丁堡大学的布莱克给他的学生讲授了该理论。拉普拉斯可能在之前就已经接受,贝托莱在1785年,居顿·德·莫维(Guyton de Morveall)在1786年,德·佛克罗伊(de Fourcroy)在1787年,后来蒙日(Morge)、梅斯尼埃(Meldsnier)和夏普塔尔(Chaptal)都接受了该理论。同时,莫维也一直在酝酿对化学命名法进行改革。从1782年起,他与拉瓦锡、贝托莱和德·佛克罗伊合作设计了新的系统命名法,并于1787年4月18日在科学院公布了他们的提案。简单的说,这些改革者仍采用了波义耳的定义,即不能再分解为单质的物质应被视为(无论如何是暂时的)单质;但系统命名法的另一个目的是给各种物质命名,以取代诸如砒霜酪、锑酪、锌华等看起来似乎不合理的名称术语,使它们的名称与其化学成分相对应。在给出元素定义之后,他们开始处理含有两种元素的物质:酸,被认为是氧与其他各种元素的化合物,已命名的名称即表明了其成分,具体名称表明化合的各种元素,而类别名称(酸)表明它们属于哪一组双组分物质,例如,磷酸和硫酸;而且,如果酸是由两种相同的元素形成的,含氧比例较高的一种命名为硫酸,而含氧比例较低的一种命名为亚硫酸。双组分类别中的另一组由以前称为盐的物质组成,但现在称为金属氧化物。为这组物质提出的命名方法是,不同氧化物分别用形成金属的名称来区分,例如氧化锌。对由三种元素组成的物质命名比较困难,但如盐类被重新命名为表示组成它们的碱和酸,因此“维娜斯矾”(vitriol of Venus)变成了“硫酸铜”。其他盐的命名方法以此类推。可以说新系统命名法成为现代化学命名法的基础,而且它适用于新发现的物质。该提案以“化学命名法”(巴黎,1787年)为题出版,该卷包括新旧名称的释义以及应用新命名法的化学词典。元素清单包括光、热物质、氧、氢(以前称为“易燃气体”)、氮(以前称为“脱燃素气体”,即我们现代的氮气)、碳、硫、磷、氯(盐酸)以及硼酸和“萤石”酸的未知“根”、金属(有17种)。土碱(五种)和碱(钾、苏打和氨),以及十九种有机酸的未知“根”,用来识别五十五种元素的表格中最后三组是最不令人满意的部分。也正是由于这个原因,它才不能被视为第一个现代化学元素表。在拉瓦锡正确除去了有机酸以及碱基团之后,化学元素表首次出现在《化学基础论》中。

与新燃烧理论有关的化学术语命名随之完成,在证实了空气和水的化学组分后,化学终于开始被称为现代化学;而拉瓦锡则将研究转向了另一个非常不同的方向。正如莫里斯·多马斯(Maurice Daumas)在近期的一项纯学术性研究中所指出的那样,拉瓦锡早就计划写一本关于化学的书,也许已经筹划近十二年时间;他想编撰一本面向初学者的书,其目的之一是向那些第一次开始学习化学的人展示应该如何学习化学 。在他修改完各种实验论文后,于1788年形成《化学基础论》终稿,并且于1789年3月在巴黎出版。在巴黎再版了六次,分别是1789年(即首次出版的年份)的首版,1793年的第二版,1801年的第三版,1805年的另一个新版,以及1793年的两次盗版;并且有一个法国地方语言版(阿维尼翁,1804年)。科尔的译本又在爱丁堡出版了四个版本,第二版于1793年,第三版于1796年,第四版于1799年,第五版(两卷)于1802年。还有其他语言的译本,包括意大利语的三个版本(威尼斯,1791年、1792年和1796年)、两个德语版本(柏林,1792年和1803年)、一个西班牙语版本(马德里,1798年)和一个荷兰语版本(乌得勒支,1800年),以及在美国根据科尔的译本重印发行的三个版本(费城,1799年;纽约,1801年和1806年)。因此,这一科学经典著作首次出现后的17年内,总共在7个国家发行了23个版本;这还不包括德语(格赖夫斯瓦德,1794年)和荷兰语(阿姆斯特丹,1791年)的精简版,以及只有第一卷内容的不完整西班牙语版(墨西哥,1797年) 。毋庸置疑,这本书在当时广为流传,拉瓦锡在化学方面所做的贡献,就像一个世纪前牛顿的著作《自然哲学的数学原理》一样成为不朽传奇。

《化学基础论》第一版分两卷连续出版,共分为三个部分:第一,关于气态流体(气体)的形成和分解,单质燃烧以及酸的形成;第二,论酸与成盐碱的化合及中性盐的生成;第三,化学仪器的操作说明。附有八张供化学家使用的表格,包括各种重量、体积、长度和压力换算表,还有一些表格提供了气体的密度和许多矿物质的比重;科尔在他的译本中省略了其中一些,同时也添加了一些其他内容。书中有13幅图版,这些都是从拉瓦锡夫人的图纸中刻印出来的,科尔为了便于翻译对这些图版进行了重新刻制,并对图中一些不同的仪器进行了重新排列。拉瓦锡在《化学基础论》的开头几页插入了一篇“题注”,科尔译本中译为“作者自序”,自序以拉瓦锡擅长的清新散文写成,是他最著名的作品之一;自序里解释了写这样一本书的目的和原则,即把它看作是一条准则,“永远不要从已知实物推断未知实物”,“不要得出任何未经实验充分证实的结论”。《化学基础论》作为一本初级化学教科书,打破了此类作品长期以来的传统,正如其三个部分的标题所描述的不是一系列制备化学物质的实验室方法,它用大量篇幅描述化学仪器和工具并对其用途进行了详细说明。这是一本全新类型的化学教科书。

关于科尔的译本,有几个有趣的细节值得一提。在《化学基础论》译本中,科尔以“译者告白”作为其译本的开篇,其中他说图版Ⅵ的法文版本在9月中旬之前还没有到达他的手中,但出版商认为有必要在大学开学的10月底之前完成译本翻译。人们常说译本是在短短的约七周时间内完成翻译并出版的。然而1791年1月21日,科尔在给拉瓦锡的信中写道,他很幸运地在“首版发行后不久”就买到了一本 ;由此看起来且更有可能的是,科尔在他的“告白”中提到的9月是1789年9月,而不是首版发行后不久的1790年9月。他在1790年11月出版的书中“告白”文末签署的是1789年10月23日,这一点不应被赋予过多的含义。

《化学基础论》的第一部分应用布莱克的潜热发现,解释了气体是热素与各种气体的单质形成的化合物,因此氧气是由氧和热素组成的。它还描述了大气的形成和组成,并首次用现在的经典仪器对其进行了分析(图版Ⅳ,图2),说明了其组成成分的名称,以及氧被硫、磷与木炭化合后形成酸和被金属化合后形成金属氧化物。接着是关于水的分解和组成的章节,表明水是氢和氧的化合物,描述了各种物质在燃烧过程中释放热素的测量实验。植物性酸由碳与氢、碳和磷组成,而动物性酸则更为复杂,一般是由碳、磷、氢和氮等单质组合而成。在关于葡萄酒发酵的一章中报告了一个定量实验,表明在这种化学变化中产物的总重量等于反应物的总重量,指出“工艺加工和自然形成的所有物质,都不是创造出来的;物质的数量在实验之前和之后相等”。这是化学史上对化学变化中物质守恒定律的第一次清晰表述。

《化学基础论》的第二部分涉及各种酸性和碱性化合物,表格给出了大量化合物。但其最有趣和最具改革性的特点是第一部分中给出的单质或元素表。这是第一个现代的化学元素表。1787年,拉瓦锡在新系统命名法的表中删除了有机酸的“根”,因为这些已被证明是碳氢化合物,但他保留了土碱物质,尽管他怀疑它们可能是化合物或是氧化物。他还略去了碱,因为它们显然是化合物。因此,清单上有包括光和热共33种元素。

第三部分,几乎占到本书篇幅的一半,对各种化学仪器及其使用方法进行了非常详细的说明。

随着《化学基础论》的出版,1773年拉瓦锡在实验笔记本上写下的化学改革终于实现了,1791年他写道:“所有年轻的化学家们都在应用这一理论,由此可以肯定化学改革已经实现了。”

当1789年政治革命开始时,拉瓦锡正在为著名的呼吸作用和蒸发作用进行深入研究,但很快就被卷入了令他更绝望的事件当中。尽管他为了使学院免于灭亡而付出英勇的努力并坚持到最后一刻,1793年科学院还是被镇压了。根据1793年11月24日革命会议通过的一项法令,他和以前在包税组织被镇压的同事一同被逮捕,借口是延误了包税组织账目的提交日期。这28名“囚犯”于1794年5月8日被送上了巴黎的革命法庭,并因一项未被指控或审判的罪名而被定罪,即“与法国的敌人密谋”,并于同一天被处决。政治革命中最杰出的科学家就这样无辜地成了政治的牺牲品。

最后,我们可以将拉瓦锡与牛顿进行比较。二人都拒绝了他们应继承的科学遗产。牛顿推翻了笛卡尔主义,并在运动定律和引力平方反比定律的基础上重建了地面力学和天体力学;而拉瓦锡批判了“燃素说”,并通过发现空气和水的成分,以及承认化学元素是化学分析的最终物质而重建了化学学科。二者的成就都建立在别人的工作基础之上,但每个人都加入了自己的伟大贡献;虽然其他人在科学上也有所付出,但我们应该记住《自然哲学的数学原理》和《化学基础论》都是至高无上的科学巨著。牛顿和拉瓦锡在性格与职业上并没有完全不同;两人都很拘谨,而且在不同程度上又都彼此疏远;两人都有熟人,但朋友不多;两人都在本国的行政管理中担任过高级职务,牛顿是造币厂督办,后来是厂长,而拉瓦锡是税收总管、皇家火药局局长以及国库专员;牛顿是英国皇家学会会长,拉瓦锡是巴黎皇家科学院院长和司库。他们的人生结局截然不同。牛顿活到了八十五岁,受人尊敬,被埋葬在威斯敏斯特大教堂。而拉瓦锡在他五十一岁壮年时期被谋杀;他在科学史上的伟大地位就是他的丰碑,他把天赋才华奉献于科学仅仅二十年,同时还要从事许多公务工作

伦敦大学 道格拉斯·麦凯
1964年7月15日 0qaEoi2zDUWP03BJyBDMfwO9OrHqnjbzsim3NjqUOseqQ/SEjtDGG55YPZFtOKTN

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