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第1章 自我介绍(1)

我是拉瓦锡,全名叫做安都昂·罗朗·拉瓦锡(Antoine Laurent Lavoisier),于1743年8月26日生在巴黎。我的一生的工作除了到外地参观视察以外,主要成就大都是在巴黎完成的。

从17世纪末至1774年,也就是我提出燃烧的氧化学说之前大约100年间,欧洲流传着的“燃素说”占统治地位。“燃素说”是普鲁士医生施塔尔提出的。照他的理论,可以用下面两个简单的式子来说明燃烧反应:

可燃物=灰烬+燃素

金属=锻灰+燃素

“燃素学”说实际上是很不科学的,可是却风行了100多年。许多著名的化学家,如舍勒、普利斯特里、卡文迪许都拥护燃素学说。

我原来是学法律的,因为父亲是一位律师,所以从小就培养我学法律。我在1763年20岁的时候,得到了法律学士的学位,并且获得律师开业证书。当时我家里很富有,所以我不急于去当律师,后来的兴趣转向了自然科学。

我最早感兴趣的是植物学,由于要采集植物标本,所以要经常上山。我在这期间,对于气象学发生了兴趣,同时也学会了使用气压计,这使我一生详细记录气象变化而没有停止。

父亲和亲友感觉到我对自然科学有浓厚的兴趣,也就没有再勉强我做律师工作。我从21岁起就专门跟着一位地质学家葛太德从事地质学研究,我们得到了法国政府资助,从而能从事全国地质图的绘制工作。

由于我的地质老师的建议,我转去学化学,当时在巴黎教化学的老师是一位很有名的教授,他的名字是鲁伊勒,教课是很有名的。在巴黎讲课时室内外挤满了听众,不仅有学化学的学生和药剂师,而且有许多社会名流,例如狄特罗和卢梭等人都来听他的报告,在他的报告里主要讲了当时的矿物学和矿物的化学作用。我很用心地听了他的报告,增加了许多化学知识。尽管我的大量工作是关于化学的贡献,可是我一生没有放弃对于矿物的研究。

我最早的一篇化学论文是关于对石膏的研究,我在论文中分析了石膏的成分,指出这是硫酸和石灰化合成的,我发现如果把石膏加热以后,就可以放出水蒸气。从这个时候开始,我的老师鲁伊勒就开始使用“结晶水”这个名词了。这个工作使我开始大量使用天平。我把自己的研究成果,在1765年2月25日向巴黎科学院宣读了,可是我的论文在1768年才在科学院院报上发表。

当时法国警察总署委托科学院研究路灯的改良(当时还没有电灯)。我参加了这项工作,设计了各种灯形,可使路灯格外明亮。虽然竞争的结果,没有选出最好的办法,但是法国皇帝赏给我一枚金质奖章,那是1766年的事。

当我22岁的时候,就有人提出我可以成为科学院的候补院士,当时我得的票最多,另外有一位工程师比我大10岁也参加竞选,我比工程师多两票。巴黎科学院就把我们两个人的名字送请法国的部长决定,结果是那位工程师担任了院士,我被指定为候补院士。尽管这样,我的父亲也感到相当高兴。在1768年3月之前不久,我被任命为征税官,主要是负责烟草和食盐的税收,这使我有机会视察法国很多地方。

1768年,我向巴黎科学院宣读了一篇有关浮沉的报告。因为这个时候,我正在研究矿泉水。当时欧洲纷纷传说,矿泉水可以用来医治多种疾病。在我之前,人们只知道用定性分析来分析水里的主要成分。我用浮沉计可以较快地得出分析结果。根据分析的结果,我写出了两篇论文。

1771年,我结婚了,当时28岁,而我的妻子只有14岁。我们虽没有生孩子,但一生却生活得非常愉快。她不但学会了做我的助手,并且在我的著作里,很多插图都是我的妻子画的。

到1775年,我又担任了皇家火药局局长的职务。我和夫人都到火药局里面去住,而在这个火药局里,我们建成了当时相当好的实验室。后来的大量研究工作,就是在这个实验室里完成的。

自古以来,人们一直认为水是一种基本元素,可是我却不是这样想的。当时英国的卡文迪许派了一位助手来,他告诉我,水是可以分成氢和氧两种元素的。

我为了证实起见,自己重复了卡文迪许的实验,证明了水的确不是一种元素,是可以分解成氢气和氧气的。从此以后,水的成分就确定了。

我告诉卡文迪许的助手,利用很干燥的氢和氧两种气体,燃烧之后,也得到了水。因此古代传说,水是一种元素的话,被证明是不正确的了。

1783年,法国正有人用氢气使东西升高,成为一件轰动的大事,当时认为人能飞到像云那样高。

法国政府就组织了一个委员会,指定科学院来研究,这个委员会有三位物理学家和两位化学家,我就是这个委员会的成员。经过实验,我用把水滴在加热的炮筒上的方法来产生氢气,并且得到了大量的氢气。1785年我在兵工厂里做了这个实验,请很多人来参观,从此人们才相信水并不是元素,水被确实证明是由氢气和氧气结合起来的。

在1773年,我在实验本子上写下了这样一句话:“我所做的实验使物理学和化学发生了根本的变化。”这从化学史来看,的确是这样的。

1771年,当时我还不知道布拉克的潜热理论。我观察到,冰和水如果混合在一起,温度保持不变,这就是潜热的作用。只是当时我没有把潜热实验结果公布出来。

到1772年,我观测到氧化现象,这个现象使我迈出了化学革命的一大步。这个革命可以总结为一句话,就是“燃素说”是错误的,我的新化学一度命名为“反燃素化学”。尽管在我之前,瑞典的舍勒和英国的普利斯特里,先后发现了氧气,但是他们并没有利用自己的发现来推翻“燃素说”。

1772年的秋天,我燃烧了称过重量的磷和硫,发现所得产物的重量大于单纯的磷和硫,并把实验结果分别寄给巴黎科学院。

在1774年,我写了一本很重要的书,书名是《物理学和化学的重点》。

1774年10月,普利斯特里去巴黎参观。他和我以及其他法国化学家一起座谈,他告诉我们,如果把红色的汞沉淀加热,可以得到一种气体。这种气体很难溶于水,比起普通空气来,它使蜡烛烧得更光亮。这实际上就是氧,普利斯特里还叫它“脱燃素气

(dephlogisticated air)。

我听到普利斯特里的讲话之后,就在1775年也去把红色汞化合物加热,我本来以为可以得到“固定空气”(即CO2)。结果得到一种气体,通过石灰水以后不发生沉淀,而蜡烛在气体里点得更光明,所以我得出结论,这不是普通空气,它比普通空气更纯。

在1775年4月26日,我在巴黎科学院宣读自己的报告。我对于普利斯特里的发现是知道的,所以在自己的实验报告里,也用了“脱燃素气”这个名称。

在1777年3月21日,我在巴黎科学院又宣读一篇所谓“极纯空气”的论文。一直到1779年,我把这些实验放在一起称这为“极纯空气”或为“生气”(vital air)。后来利用希腊文的“酸”和“根”两个字,组成oxigine一名。到1787年,我和三个人合作的《化学命名法》书里,才用了oxygene一名(我们现在翻译成氧气,德文里至今译成Sauerstoff,日文利用原字的本意,翻译成“酸素”,附带说一句,中文氧气的命名也有多次的变化,最早是在英国人合信所写的《博物新编》里使用的。

这本书在1855年出版,用了养气一名。后来到了1920年,郑贞文在商务印书馆担任编辑的时候,加了气字头。后于1928年,中国化学会讨论决定,用现在这个氧字——编者注)。

1778年,我又把同一篇报告在巴黎科学院去宣读。这一次我没有再用普利斯特里的“脱燃素气”这个名字了,而是用“极纯空气”一名。

我又做了一种实验,把氧气和氢气(当时叫“可燃气”)放在一起燃烧的时候,可以得到很高的温度,可使铂熔化。我在1782年4月10日,在巴黎科学院当众做了实验,引起了很多人的注意,认为这是当时能够得到的最高温度。

当时氢气就是由我开始用hydrogen这个名词的。从此我就更反对“燃素说”了。我曾发表了一篇最出名的文章,题目是《燃烧概论》。这篇文章成为反对“燃素说”的一篇最重要的论文。从此以后,有很多化学家就不再相信“燃素说”了。这也是我一生最重要的论文,这篇论文曾经译成英文、德文、意大利文和西班牙文。

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