近代化學(xué)之父——拉瓦錫

安托萬-洛朗·德·拉瓦錫是法國著名化學(xué)家、生物學(xué)家，被后世尊稱為“近代化學(xué)之父”。 他使化學(xué)從定性轉(zhuǎn)為定量，給出了氧、氮等元素的命名，

提出規(guī)范的化學(xué)命名法，撰寫了第一部真正的現(xiàn)代化學(xué)教科書《化學(xué)基礎(chǔ)論》…… 這些劃時代貢獻(xiàn)使得他成為歷史上最偉大的化學(xué)家之一。

揭開燃燒的秘密

在拉瓦錫登上歷史舞臺之前，化學(xué)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于物理學(xué)、數(shù)學(xué)和天文學(xué)。盡管那個時代的化學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了大量獨立的化學(xué)現(xiàn)象，但并沒有一個適當(dāng)?shù)睦碚摽蚣軄砭C合這些相互隔離的、零碎的信息。

當(dāng)時人們普遍相信，物質(zhì)可以燃燒的原因在于它含有燃素。物質(zhì)（比如木頭）在燃燒過程中會釋放出燃素，所以將變得更輕。可是，拉瓦錫卻在實驗中發(fā)現(xiàn)，某些固體物質(zhì)（比如磷和硫）在燃燒之后重量反倒增加了。1774年，拉瓦錫用錫和鉛做了著名的金屬煅燒實驗，所得結(jié)論與燃素說完全對立。一個合理的猜測是：也許物質(zhì)燃燒不是因為釋放了燃素，而是因為吸收了某種氣體。

后來，拉瓦錫通過小鼠和燃燒的實驗認(rèn)識到空氣是兩種氣體的混合物，一種是能助燃，有助于呼吸的氣體，拉瓦錫將它命名為“氧”；另一種不助燃，無助于生命的氣體，拉瓦錫命名為“氮”。

1777年，拉瓦錫向巴黎科學(xué)院提交了一篇名為《燃燒概論》的論文，證明根本沒有燃素的存在。燃燒的本質(zhì)是物質(zhì)和氧氣的結(jié)合。由于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(guān)重要。他認(rèn)為，從化學(xué)的觀點看，物質(zhì)燃燒和動物的呼吸同屬于空氣中氧所參與的氧化作用。后者是一種緩慢的燃燒過程，并且是所有動物賴以生存的基礎(chǔ)。

他的燃燒氧化學(xué)說讓化學(xué)研究遠(yuǎn)離了主觀臆測，走向了科學(xué)實驗和定量研究的正確路線，化學(xué)從此進(jìn)入了“定量化學(xué)（即近代化學(xué)）”時期。拉瓦錫因此成為“近代化學(xué)之父”。

按照燃素說，燃燒是一種分解反應(yīng)，金屬分解，放出燃素，金屬變成金屬灰。拉瓦錫認(rèn)為燃燒是一種結(jié)合反應(yīng)，金屬與空氣結(jié)合變成金屬灰。

《化學(xué)基礎(chǔ)論》誕生

1789年3月，拉瓦錫詳細(xì)總結(jié)并系統(tǒng)闡釋其化學(xué)學(xué)說的著作《化學(xué)基礎(chǔ)論》以法文出版。正如它的全名——《以一種新的系統(tǒng)秩序容納了一切現(xiàn)代發(fā)現(xiàn)的化學(xué)基礎(chǔ)論》所昭示的那樣，這部劃時代著作系統(tǒng)論述了氧化說的科學(xué)理論，重新解釋了各種化學(xué)現(xiàn)象，并且指明了化學(xué)研究的方向和任務(wù)，從而建立起從元素概念到反應(yīng)理論的全面的近代化學(xué)體系。由此，化學(xué)作為一門科學(xué)才得以最終確立。

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

作了?！?/p>

拉瓦錫強(qiáng)調(diào)觀察和實驗，也非常重視科學(xué)方法和科學(xué)態(tài)度。他的科學(xué)研究活動講求嚴(yán)格的邏輯進(jìn)程——他總是先制定研究方法，然后再進(jìn)行實驗。在《化學(xué)基礎(chǔ)論》一書中，以“對于……的觀察”做“節(jié)”標(biāo)題的，竟有數(shù)十個之多。序中的一段話，集中表達(dá)了他對于科學(xué)研究的認(rèn)識和態(tài)度：“由于完全確信這些真理，我一直強(qiáng)使自己除了從已知到未知之外，決不任意前進(jìn)，并將此作為一條定律；除了由觀察和實驗必然引出的直接結(jié)果之外，決不形成任何結(jié)論；而且，始終整理事實以及由這些事實引出的結(jié)論，以這樣一種秩序最易于使它們?yōu)殚_始從事化學(xué)研究的人們所完全理解?！?/p>

從1789年到1797年，《化學(xué)基礎(chǔ)論》在8個國家以6種文字印行了26次，足見其在當(dāng)時的影響之大。后來的科學(xué)史家評價：“它就像牛頓的《自然哲學(xué)之?dāng)?shù)學(xué)原理》在一個世紀(jì)前奠定了現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)一樣，奠定了化學(xué)的基礎(chǔ)”。

制定化學(xué)命名規(guī)則

在研究燃燒和氣體的過程中，拉瓦錫憑借他精湛的稱量技術(shù)，看到了事物更深層的一面，進(jìn)而從實驗的角度驗證并總結(jié)了質(zhì)量守恒定律。針對當(dāng)時化學(xué)物質(zhì)的命名混亂不堪的狀況，拉瓦錫與他人合作制定出化學(xué)物質(zhì)命名原則，創(chuàng)立了化學(xué)物質(zhì)分類的新體系，并在歷史上第一次列出化學(xué)元素的準(zhǔn)確名稱。

1787年，拉瓦錫在一篇論文中，給元素下了一個清晰明確的操作定義：“元素是任何方法都不能分解的物質(zhì)?！辈⑶伊谐隽藲v史上第一張包括33種符合其定義的元素的元素表。這就不僅從概念上，而且從實際存在的元素物質(zhì)上最終確立了科學(xué)的元素說?？v觀化學(xué)發(fā)展的歷史，拉瓦錫真正是近代元素學(xué)說的奠定者。他不僅典范地通過實驗推翻了自古以來人們就認(rèn)為水和空氣是元素的錯誤說法，而且給元素下了一個確切的定義，并進(jìn)行分類，澄清了元素概念的混亂思想。

拉瓦錫的工作還不光局限于化學(xué)一個方面，他還開創(chuàng)了生理學(xué)發(fā)展的嶄新時代——他被認(rèn)為是第一個將生命現(xiàn)象歸結(jié)為化學(xué)和物理力量作用的科學(xué)家。

拉瓦錫還做了設(shè)計城市照明、制定農(nóng)業(yè)改革方案、貢獻(xiàn)火藥制造和礦物探尋資料等許多有益的工作。他還參加了“改革舊度量衡制，創(chuàng)造新的國際通用單位”的工作。拉瓦錫建議將地球從北極到南極的長度的100萬分之一（大約為1米）作為基準(zhǔn)，制定米制單位。之后科學(xué)院讓拉瓦錫來制定質(zhì)量的度量標(biāo)準(zhǔn)。通過實驗，拉瓦錫主張把水在密度最大時，一立方分米水的質(zhì)量定為1千克，作為質(zhì)量的基準(zhǔn)。雖然這個度量系統(tǒng)在早期遭到了強(qiáng)烈的反對，但它最終在全球范圍內(nèi)得到了認(rèn)可和采用。

偉大的一生

1743年，拉瓦錫出生于巴黎一個富裕的律師家庭。雖然家里人希望他當(dāng)律師，但是他對自然科學(xué)興趣更大。1763年，拉瓦錫獲法學(xué)學(xué)士學(xué)位，并取得律師開業(yè)證書，后轉(zhuǎn)向研究自然科學(xué)。1768年，拉瓦錫被法國科學(xué)院接納為助理（最低級別的院士）， 1778年他成為有表決權(quán)的18名正式院士之一，1785年出任法國科學(xué)院院長。他還曾擔(dān)任過皇家火藥局局長。

1773年的一天，30歲的拉瓦錫在他的實驗記錄本上，自信滿滿地寫下了這么一句話：“我注定要在物理學(xué)和化學(xué)領(lǐng)域帶來一場革命?！笔聦嵶C明他確實做到了。拉瓦錫的科學(xué)座右銘是“不靠猜想，而是根據(jù)事實”。他堅持把科學(xué)實踐擺在第一位，把它作為認(rèn)識的源泉和檢驗的標(biāo)準(zhǔn)。他認(rèn)為以前人們所做的一切實驗，都只能作為一種參考意見，必須要自己親自動手來驗證。正是因為有這種求真務(wù)實的精神，拉瓦錫才能掀起化學(xué)革命。

拉瓦錫去世后，曾跟他有過交往的法籍意大利裔著名數(shù)學(xué)家拉格朗日評價說：“生出他那樣的大腦一百年也不夠?！笔堑?，正是這顆不平凡的大腦，引發(fā)了化學(xué)史上第一次真正的革命，其影響可以用這樣一句話來概括：拉瓦錫之于化學(xué)，猶如牛頓之于物理學(xué)。拉瓦錫化學(xué)革命掃清了化學(xué)發(fā)展的障礙，奠定了現(xiàn)代化學(xué)的基礎(chǔ)，他是那個時代當(dāng)之無愧的科學(xué)巨人。