安托万·拉瓦锡—

安托万·拉瓦锡1743—1794

化学领域的革命家

1780年的某一天，一个由达官显贵组成的监查委员会来到了声名狼藉的巴黎市立监狱，时任主征税官和国家火药库主任的安托万·拉瓦锡也在其中。监查委员会此行的目的是检查这所监狱的卫生状况，以便改进监狱的卫生条件。14年后，也就是在拉瓦锡被处以斩刑的前一天晚上，这所监狱的卫生状况没有丝毫改进，很显然，14年前监查委员会提出来的改进意见和呼吁并没有落到实处。

■安托万·拉瓦锡（左）与他的学生和朋友埃勒泰尔·伊雷内·杜邦（1771—1834） 。杜邦后来建立了杜邦火药厂（后来发展为今日的杜邦公司）。油画，弗雷德·赖特

1780年，由拉瓦锡起草的监查委员会报告中的一个重要因素就是空气，拉瓦锡写道，监狱的空气散发出“恶臭和异味”，这里的空气已“变质”。拉瓦锡因此揭示了一种已被实验所证明了的空气性质，即一般的空气中包含着不同的成分，其中一部分可供人们很好地呼吸并可助燃，而另一部分可使火苗熄灭，并可使生物窒息死亡，后者就是所谓的“变质空气”。

拉瓦锡在视察医院和监狱时就已是一个因研究气体（即空气）而闻名的化学家，像英国的普里斯特利和瑞典的谢勒一样，拉瓦锡也发现了空气中的氧气，即可以助燃和被呼吸的空气成分，除此之外，还证实了罗伯特·玻义耳在100年前就猜想到的呼吸和燃烧的相似性。拉瓦锡的研究成果在两方面有别于他的竞争对手，一方面（也是主要的）是他确定空气成分（包括所有化学成分）的精确程度，可以这样说，是拉瓦锡把称量引入了化学的大门，从而形成了一门类似物理学那样的精确学科。他的精确测量还使他大胆地用新的更切合实际的化学分类系统取代了传统的化学分类系统，他公开指出“燃素说”站不住脚，因为“燃素说”认为物质在燃烧时会释放“热物质”（即燃素），将变得更轻。拉瓦锡的实验测定所得出的结果正好相反：物质在燃烧时不但没有释放出东西，反而会吸收空气中易燃的部分，拉瓦锡把这种易燃的部分称为“氧原素”或“成酸元素”（即氧气），因为他错误地认为所有酸都含有这种易燃的成分。拉瓦锡不但提出了今天我们所熟知的“氧气”这个概念，而且还对吸收和释放氧气的化学反应过程进行了分类，即今天化学工作者所讲的“氧化”和“还原”过程。拉瓦锡在后来又用一套新的术语集命名了他所提出的崭新的化学反应分类系统，使其更符合新观点，从而彻底摆脱了长期以来一直带有炼金术和亚里士多德烙印的化学。鉴于在应用方面的相关性，矿物学和制药学与采矿学和医学有着的密切的关联，它们虽然都是应用化学的固有分科，但就其分类基础而言，古代的分类方法与以德国医学家格奥尔格·恩斯特·施塔尔主张的“现代”燃素说之间却存在着一片紊乱，古代的分类法不是把所有物质归类为“火、水、土、气”四要素，就是把它们归纳为“硫、盐、汞”这三种化学元素。

理论遗赠

德国医生格奥尔格·恩斯特·施塔尔（1659—1731）比拉瓦锡早50年提出了与古代物质四分法（火、水、土、气）完全不同的物质归类法，他认为所有物质都是由元素、混合物、化合物、化合物的化合物（“溶解物”）和聚合物组成。施塔尔在他的系统中将不同的化学过程，例如腐蚀（当时叫“钙化”）、燃烧和呼吸都归于一个唯一的因素，即“可燃烧的元素”（燃素）的释放或吸收。尽管施塔尔的体系有谬误，但它在寻找解释众多的化学现象的统一理论方面还是起到了推进作用。施塔尔的理论在法国化学界得到了广泛的传播。

■1774年拉瓦锡借助一个特大的玻璃透镜点燃了一块宝石。铜版画，1775年前后，沙尔庞捷

■拉瓦锡在实验室进行人在静止状态下的呼吸试验，充当他助手的妻子坐在后面正在绘图。他的妻子玛丽—安妮—皮耶雷特·波尔兹是著名画家雅克·路易斯·达维德的学生，拉瓦锡《化学概要》一书中的插图都出自她之手

一丝不苟

拉瓦锡对待任何工作都十分认真，有一种会计员似的仔细精神。在化学方面，他的这种精神表现在精准的称量、测量以及近乎苛刻的制图和对研究成果的分门别类上。毫无疑问，这种精神也贯穿在他的征税公职中。在其他工作中拉瓦锡也是精益求精，为了找出种子、肥料和农业劳作程度对农业收成的影响，拉瓦锡曾亲自管理经营一个农庄达十年之久，在这十年中，他像账房先生那样把所有影响各种植物的因素和结果无一遗漏地记录在册。

■拉瓦锡与他的夫人玛丽—安妮—皮耶雷特·波尔兹在一起。波尔兹将普里斯特利和卡文迪许的文章翻译成法语，为拉瓦锡的书绘制了许多化学仪器图。油画，雅克·路易斯·达维德（1748—1825），纽约市艺术博物馆

拉瓦锡不但是一个成果丰硕的科学家，而且还是一个身兼数职的公职人员。在17世纪和18世纪，从事科学研究一般有以下三条路可选择：第一种可能是在大学当教授，领取往往是微薄的政府薪水；第二条路是找显贵富豪赞助，这种有别人赞助的科学活动当时并不少见，但科学家的研究方向和课题往往也因此而受到出资人的影响；第三种途径是经济上完全独立的个人自主科学研究，这就要求科学家有富实的家境或丰厚的收入。拉瓦锡属于第三类科学家，即私人研究者，他不但家境殷实，而且还有一份收入可观的政府公职。他出任主征税官，后来又兼任法国火药库主任，但这些公职使他无法全身心地投入到科学研究中去，他的夫人曾为他在实验室工作多年，并为其书籍制作插图。在她的记载中，拉瓦锡是一个守时和纪律性很强的人：他每天早上6至8点和晚上7至10点都投身于他喜爱的科学，白天则履行他的公职，每到星期天他总要在实验室里待上一整天，那是他一周中“最幸福的一天”。拉瓦锡的实验室就建在国家火药库里，就当时的条件来讲，他的实验装备堪称一流。那个年代的大部分化学实验室都类似一个简单的厨房，但拉瓦锡却为他的实验室购置了最新的设备和测量装置，除了常用的燃烧炉、蒸馏器和消毒器以外，拉瓦锡的实验室还配备了精密量具、温度计等一系列先进设备。他还与著名数学家皮埃尔·西蒙·拉普拉斯一起自己设计制作了一台溶冰式热量仪，借助这台溶冰式热量仪，拉瓦锡和拉普拉斯通过测定反应热所造成的溶冰量，首次测出了特定化学反应过程中所释放出来的热量，他们还以相同的方法测量出加热后的金属所释放的热量，并由此确立了“比热”这个概念。

■在巴黎艺术和职业博物馆展出的拉瓦锡实验室原物。明信片照片，1900年前后

拉瓦锡不但是个多产的科学研究家，而且在仕途上也很有抱负，他同情和支持法国革命，即使在法国革命结束后他还继续播撒着法国革命思想的种子，他力主简化税法，以便让穷人从中受益。他的这种行为触怒了激进的雅各宾统治者，他被控告犯有叛国罪，并与其他28名征税官一起被处以斩刑，这位化学界的革命者最终成了国家革命的牺牲品。

安托万·拉瓦锡

生平与学术生涯

1743年8月26日，安托万·拉瓦锡生于法国巴黎，父亲是一位有声望和富有的律师。拉瓦锡从小就对自然科学，特别是数学和物理有着浓厚的兴趣，刚满十八岁他就开始在索邦神学院学习法律，并旁听化学。在听化学课时拉瓦锡发现，与数学和物理相比当时的化学理论缺乏严密性，于是就给自己制定了一个未来的化学研究计划，这个计划的成果直到他去世的那一年才得以发表。1764年拉瓦锡结束了自然科学和法律学业，由于经济上无忧无虑，毕业后他并没有从事律师的职业，而是按照自己的兴趣探索自然科学，立志进入科学家的行列。通过巴黎市公共照明比赛和一篇关于石膏的论文他受到了法国科学院院士们的青睐，1768年，他被法国科学院接纳为助理（最低级的院士），他因此也成了一个由国家委托的私营税收协会的会员。有了可靠的收入，经济上更加阔绰，他开始系统地从事化学物理研究，并得到了于1771年结婚的妻子的全力相助。1774年拉瓦锡出版了他的第一本著作《物理学和化学简论》，在这本书里拉瓦锡用自己实验的成果（特别是气体实验）对传统的化学理论提出了质疑。接下来的几年中，拉瓦锡忙于公职，投入科学研究的时间和精力受到了很大的限制，当时实行的税改使他公务缠身，同时他还被任命为国家火药库的主任，负责火药生产的组织工作。但就在这一时期，拉瓦锡发现氧气对呼吸、燃烧和“煅烧”（腐蚀、氧化）的作用是一样的，并创立了一套以氧气（“氧元素”、“成酸元素”）为基础的新化学体系，并以此替代了以前一直占主导地位的燃素学说。拉瓦锡还与他人合作为他创立的新化学体系开创了一套新的命名方法，于1787年发表了《化学命名法》。拉瓦锡对新化学的研究成果直到法国革命爆发的1789年才以书籍的形式出版（《化学概要》）。尽管拉瓦锡是一个法国革命思想的忠实追随者，执政的激进党还是把这个最高征税官员看作是旧政权的一个代表，并在1794年5月8日把拉瓦锡推上了断头台。

推荐

阅读：

《水的研究》，安托万·拉瓦锡著，Bad Salzdetfurth 1983

《科学和爱情——拉瓦锡夫人》，Jean-Pierre著，Paris 2004

《安托万·拉瓦锡——科学家、经济学家和社会改革家》，Douglas McKie著，Cambridge 1990

《化学基础论》，拉瓦锡著，任定成译，武汉出版社1993

《拉瓦锡》，凌永乐著，中国社会科学出版社2007

视听：

《纪念死于恐怖时期的拉瓦锡》，导演：Michael Snow，加拿大1991

参观：

藏有拉瓦锡试验用品的巴黎艺术和职业博物馆

法国克莱蒙—费朗的亨利—勒考克自然史博物馆，收集有大量拉瓦锡矿物标本藏品

网站：

http://moro.imss.f i.it/lavoisier/

http://historyofscience.free.fr/Lavoisier-Friends/index.html

点评

拉瓦锡把称量引入了化学，并创立了新的化学反应的理论体系，由此使化学成为一门精确的科学。