安托萬(wàn)-洛朗·德·拉瓦錫（法國化學(xué)家、生物學(xué)家）

大事件

人物生平

安托萬(wàn)-洛朗·德·拉瓦錫個(gè)人照

1748年母親過(guò)世，拉瓦錫繼承了一大筆財產(chǎn)。

1754年到1761年間于馬薩林學(xué)院學(xué)習。家人想要他成為一名律師，但是他本人卻對自然科學(xué)更感興趣。

1761年他進(jìn)入巴黎大學(xué)法學(xué)院學(xué)習，獲得律師資格。課余時(shí)間他繼續學(xué)習自然科學(xué)，從魯埃爾那里接受了系統的化學(xué)教育和對燃素說(shuō)的懷疑。

1764年至1767年作為地理學(xué)家蓋塔的助手，進(jìn)行采集法國礦產(chǎn)、繪制第一份法國地圖的工作。在考察礦產(chǎn)過(guò)程中，他研究了生石膏與熟石膏之間的轉變，同年參加法國科學(xué)院關(guān)于城市照明問(wèn)題的征文活動(dòng)獲獎。

1767年他和蓋塔共同組織了對阿爾薩斯-洛林地區的礦產(chǎn)考察。

1768年成為法蘭西科學(xué)院院士。

1770年一派學(xué)者堅持波義耳已經(jīng)否定的四元素說(shuō)，認為水長(cháng)時(shí)間加熱會(huì )生成土類(lèi)物質(zhì)。為了搞清這個(gè)問(wèn)題，拉瓦錫將蒸餾水密封加熱了101天，發(fā)現的確有微量固體出現。他使用天平進(jìn)行測量，發(fā)現容器質(zhì)量的減少正等于產(chǎn)生固體物的質(zhì)量，而水質(zhì)量沒(méi)有變化，從而駁斥了這一觀(guān)點(diǎn)。

1771年，拉瓦錫與同事的女兒，13歲的瑪麗-安娜·皮埃爾波澤結婚。皮埃爾波澤通曉多種語(yǔ)言，多才多藝，她替拉瓦錫翻譯英文文獻，并為他的書(shū)籍繪制插圖并保存拉瓦錫實(shí)驗記錄，協(xié)助丈夫進(jìn)行科學(xué)研究。

化學(xué)研究

為了解釋“燃燒”這一常見(jiàn)的化學(xué)現象，德國醫生斯塔爾提出燃素說(shuō)，認為物質(zhì)在空氣中燃燒是物質(zhì)失去燃素，空氣得到燃素的過(guò)程。燃素說(shuō)可以解釋一些現象，因此很多化學(xué)家包括普利斯特里和舍勒等人都擁護這一說(shuō)法。普利斯特里更是將自己發(fā)現的氧氣稱(chēng)為“脫燃素空氣”，用來(lái)解釋物質(zhì)在氧氣中燃燒比空氣中劇烈。但是燃素說(shuō)始終難以解釋金屬燃燒之后變重這個(gè)問(wèn)題。一派人索性認為這是因為測量的誤差導致，另一派比較極端的燃素說(shuō)維護者甚至認為在金屬燃燒反應中燃素帶有負質(zhì)量。

拉瓦錫銅像

拉瓦錫通過(guò)金屬煅燒實(shí)驗，于1777年向巴黎科學(xué)院提出了一篇報告《燃燒概論》，闡明了燃燒作用的氧化學(xué)說(shuō)，要點(diǎn)為：①燃燒時(shí)放出光和熱。②只有在氧存在時(shí)，物質(zhì)才會(huì )燃燒。③空氣是由兩種成分組成的，物質(zhì)在空氣中燃燒時(shí)，吸收了空氣中的氧，因此重量增加，物質(zhì)所增加的重量恰恰就是它所吸收氧的重量。④一般的可燃物質(zhì)（非金屬）燃燒后通常變?yōu)樗幔跏撬岬谋驹磺兴嶂卸己醒酢＝饘凫褵笞優(yōu)殪鸦遥鼈兪墙饘俚难趸铩Ｋ€通過(guò)精確的定量實(shí)驗，證明物質(zhì)雖然在一系列化學(xué)反應中改變了狀態(tài)，但參與反應的物質(zhì)的總量在反應前后都是相同的。于是拉瓦錫用實(shí)驗證明了化學(xué)反應中的質(zhì)量守恒定律。拉瓦錫的氧化學(xué)說(shuō)徹底地推翻了燃素說(shuō)，使化學(xué)開(kāi)始蓬勃地發(fā)展起來(lái)。

走向成功

1787年之后拉瓦錫社會(huì )職務(wù)漸重，用于科學(xué)研究時(shí)間較少。主要進(jìn)行化學(xué)命名法改革，自己研究成果的總結和新理論的傳播工作。他先與克勞德·貝托萊等人合作，設計了一套簡(jiǎn)潔的化學(xué)命名法。

1787年他在《化學(xué)命名法》（Méthode de nomenclature chimique）中正式提出這一命名系統，目的是使不同語(yǔ)言背景的化學(xué)家可以彼此交流，其中的很多原則加上后來(lái)貝采利烏斯的符號系統，形成了至今沿用的化學(xué)命名體系。接下來(lái)，他總結了自己的大量的定量試驗，證實(shí)了質(zhì)量守恒定律。這個(gè)定律的想法并非他獨創(chuàng )，在拉瓦錫之前很多自然哲學(xué)家與化學(xué)家都有過(guò)類(lèi)似觀(guān)點(diǎn)，但是由于對實(shí)驗前后質(zhì)量測試的不準確，有些人開(kāi)始懷疑這一觀(guān)點(diǎn)。1748年，俄羅斯化學(xué)家米哈伊爾·瓦西里耶維奇·羅蒙諾索夫曾精確的進(jìn)行了測定，并且提出了這一定律的描述，但是由于莫斯科大學(xué)處于歐洲科學(xué)研究的中心之外，所以他的觀(guān)點(diǎn)沒(méi)有被人注意到。

基于氧化說(shuō)和質(zhì)量守恒定律，1789年拉瓦錫發(fā)表了《化學(xué)基本論述》（Traité élémentaire de Chimie）這部集他的觀(guān)點(diǎn)之大成的教科書(shū)，在這部書(shū)里拉瓦錫定義了元素的概念，并對當時(shí)常見(jiàn)的化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行了分類(lèi)，總結出三十三種元素（盡管一些實(shí)際上是化合物）和常見(jiàn)化合物，使得當時(shí)零碎的化學(xué)知識逐漸清晰化。在該書(shū)中的實(shí)驗部分中拉瓦錫強調了定量分析的重要性。最重要的是拉瓦錫在這部書(shū)中成功的將很多實(shí)驗結果通過(guò)他自己的氧化說(shuō)和質(zhì)量守恒定律的理論系統進(jìn)行了圓滿(mǎn)的解釋。這種簡(jiǎn)潔、自然而又可以解釋很多實(shí)驗現象的理論系統完全有別于燃素說(shuō)的繁復解釋和各種充滿(mǎn)煉金術(shù)術(shù)語(yǔ)的化學(xué)著(zhù)作，很快產(chǎn)生了轟動(dòng)效應。堅持燃素說(shuō)的化學(xué)家如普利斯特里對其堅決抵制，但是年輕的化學(xué)家非常歡迎，這部書(shū)也因此與波義耳的《懷疑派的化學(xué)家》一樣，被列入化學(xué)史上劃時(shí)代的作品。

到1795年左右，歐洲大陸已經(jīng)基本全部接受拉瓦錫的理論。

法蘭西科學(xué)院常會(huì )由政府資助，給予科學(xué)家薪水同時(shí)要求完成某些任務(wù)。由于拉瓦錫的很強的工作能力，他參與了很多這種任務(wù)并負責起草報告。其中影響很大是統一法國的度量衡。

1790年法蘭西科學(xué)院組織委員會(huì )負責制定新度量衡系統，人員有拉瓦錫、孔多塞、拉格朗日和蒙日等。

1791年拉瓦錫起草了報告，主張采取地球極點(diǎn)到赤道的距離的一千萬(wàn)分之一為標準（約等于1米）建立米制系統。接著(zhù)科學(xué)院指定拉瓦錫負責質(zhì)量標準的制定。經(jīng)過(guò)測定，拉瓦錫提出質(zhì)量標準采用千克，定密度最大時(shí)的一立方分米水的質(zhì)量為一千克。這種系統盡管當時(shí)受到了很大阻力，但是今天已經(jīng)被世界通用。

保護科學(xué)

拉瓦錫還曾在政界被推選為眾議院議員。對此，他曾感到負擔過(guò)重，曾多次想退出社會(huì )活動(dòng)，回到研究室做一個(gè)化學(xué)家。然而這個(gè)愿望一直未能實(shí)現。當時(shí)，法國的國情日趨緊張，舉國上下有如旋風(fēng)般的混亂，處于隨時(shí)都可能爆發(fā)危機的時(shí)刻。對于像拉瓦錫這樣大有作為和精明達識的科學(xué)家的才能也處于嚴重考驗的時(shí)刻。^[3]

這時(shí)，有些像百年前波義耳在英國的處境，又轉移到拉瓦錫所在的法國來(lái)了。國情是很相似的。但是這兩位科學(xué)家的命運卻正好相反。波義耳不聞窗外的世間風(fēng)云，只是一心關(guān)在實(shí)驗室里靜靜地進(jìn)行研究。而在同樣處境下的拉瓦錫卻未能做到這一點(diǎn)。應當說(shuō)是一種命運的不幸，而且這種不幸可以說(shuō)已經(jīng)達到了極點(diǎn)，以至最終奪去了他的生命。

拉瓦錫不論在何處都像是一棵招風(fēng)的大樹(shù)，因而雷雨一到也就是最危險的。最初的一擊是來(lái)自革命的驍將讓—保羅·馬拉之手。馬拉最初也曾想作為科學(xué)家而取得榮譽(yù)，并寫(xiě)出了《火焰論》一書(shū)，企圖作為一種燃燒學(xué)說(shuō)而提交到了科學(xué)院。當時(shí)做為會(huì )長(cháng)的拉瓦錫曾對此書(shū)進(jìn)行了尖刻評論，認為并無(wú)科學(xué)價(jià)值而否定。這樣可能就結下了私怨。馬拉首先叫喊要“埋葬這個(gè)人民公敵的偽學(xué)者！”到了1789年7月，革命的戰火終于燃燒起來(lái)，整個(gè)法國迅速卷入到動(dòng)亂的旋渦之中。

拉瓦錫畫(huà)像

在這塊天地里，科學(xué)似已無(wú)法容身了。一切學(xué)會(huì )、科學(xué)院、度量衡調查會(huì )等，實(shí)際上所有的法國學(xué)術(shù)界都面臨著(zhù)存亡的危機。甚至還聽(tīng)到了這種不正常的說(shuō)法，認為“學(xué)者是人民的公敵，學(xué)會(huì )是反人民的集團”等。在此情況下，拉瓦錫表現得很勇敢。他做為科學(xué)院士和度量衡調查會(huì )的研究員，仍然恪守著(zhù)自己的職責。他不僅努力于個(gè)人的研究工作，并為兩個(gè)學(xué)會(huì )的籌款而各處奔走，還有時(shí)捐獻私人財產(chǎn)做為同事們的研究資金。他的決心和氣魄，成了法國科學(xué)界的柱石和保護者。

主要成就

巴黎市政廳的拉瓦錫塑像

幾年之后，即1768年被評選為法國科學(xué)院的“名譽(yù)院士”。

他為后人留下的杰作是《化學(xué)概要》，這篇論文標志著(zhù)現代化學(xué)的誕生。在這篇論文中，拉瓦錫除了正確地描述燃燒和吸收這兩種現象之外，在歷史上還第一次開(kāi)列出化學(xué)元素的準確名稱(chēng)。名稱(chēng)的確立建立在物質(zhì)是由化學(xué)元素組成的這個(gè)基礎之上。而在此之前，這些元素有著(zhù)不同的稱(chēng)謂。在書(shū)中，拉瓦錫將化學(xué)方面所有處于混亂狀態(tài)的發(fā)明創(chuàng )造整理得有條有理。

化學(xué)家拉瓦錫原來(lái)是學(xué)法律的。1763年年僅20歲的拉瓦錫就取得了法律學(xué)士學(xué)位，并且獲律師從業(yè)證書(shū)。拉瓦錫的父親是一位頗有名氣的律師，家境富有。所以拉瓦錫沒(méi)有馬上去做律師，那時(shí)他對植物學(xué)發(fā)生了興趣，經(jīng)常上山采集標本使他又對氣象學(xué)產(chǎn)生了興趣。在地質(zhì)學(xué)家葛太德的建議下，拉瓦錫師從巴黎著(zhù)名的化學(xué)魯伊勒教授。從此，拉瓦錫就和化學(xué)結下不解之緣。

拉瓦錫的對化學(xué)的第一個(gè)貢獻便是從實(shí)驗的角度驗證并總結了質(zhì)量守恒定律。早在拉瓦錫出生之時(shí)，多才多藝的俄羅斯科學(xué)家羅蒙諾索夫就提出了質(zhì)量守恒定律，他當時(shí)稱(chēng)之為“物質(zhì)不滅定律”，其中含有更多的哲學(xué)意蘊。但由于“物質(zhì)不滅定律”缺乏豐富的實(shí)驗根據，特別是當時(shí)俄羅斯的科學(xué)還很落后，西歐對沙俄的科學(xué)成果不重視，“物質(zhì)不滅定律”沒(méi)有得到廣泛的傳播。

拉瓦錫用硫酸和石灰合成了石膏，當他加熱石膏時(shí)放出了水蒸氣。拉瓦錫用天平仔細稱(chēng)量了不同溫度下石膏失去水蒸氣的質(zhì)量。他的導師魯伊勒把失去水蒸氣稱(chēng)為“結晶水”，從此就多了一個(gè)化學(xué)名詞——結晶水。這次意外的成功使拉瓦錫養成了經(jīng)常使用天平的習慣。由此，他總結出質(zhì)量守恒定律，并成為他進(jìn)行實(shí)驗、思維和計算的基礎。為了表明守恒的思想，用等號而不用箭頭表示變化過(guò)程。如糖轉變?yōu)榫凭陌l(fā)酵過(guò)程表示為下面的等式：

葡萄糖(C6H12O6)=二氧化碳（CO2）+酒精(C2H5OH)

這正是現代化學(xué)方程式的雛形。為了進(jìn)一步闡明這種表達方式的深刻含義，拉瓦錫又撰文寫(xiě)到：

拉瓦錫的實(shí)驗室，收藏于法國工藝博物館

拉瓦錫最重要的發(fā)現：燃燒原理，是他對化學(xué)研究的第二大貢獻。偉大的科學(xué)家描述了最重要的氣體：氧、氮和氫的作用。拉瓦錫最重要的發(fā)現是關(guān)于燃燒的原理。之所以能夠有此發(fā)現，是因為他第一次準確地識別出了氧氣的作用。事實(shí)上，科學(xué)家確認燃燒是氧化的化學(xué)反應，即燃燒是物質(zhì)同某種氣體的一種結合。拉瓦錫為這種氣體確立了名稱(chēng)，即氧氣，事實(shí)上就是“成酸元素”的意思。

拉瓦錫最終排除了當時(shí)流行極廣的關(guān)于“燃素”的錯誤看法。按照那種理論，在燃燒期間，任何被燃燒的物質(zhì)同一種被稱(chēng)為“燃素”的物質(zhì)相分離。“燃素”被認為是整個(gè)燃燒過(guò)程的主導者。

拉瓦錫還識別出了氮氣。這種氣體早在1772年就被發(fā)現了，但卻被命名了一個(gè)錯誤的名稱(chēng)——“廢氣”（意思是“用過(guò)的氣”，也就是沒(méi)有燃素的氣，因此不會(huì )再被用作燃燒的氣）。拉瓦錫則發(fā)現這種“氣體”實(shí)際上是由一種被稱(chēng)為氮的氣體構成的，因為它“無(wú)活力”（來(lái)源于希臘語(yǔ)azofe）。后來(lái)，他又識別出了氫氣，這個(gè)名稱(chēng)的意思是“成水的元素”。拉瓦錫還研究過(guò)生命的過(guò)程。他認為，從化學(xué)的觀(guān)點(diǎn)看，物質(zhì)燃燒和動(dòng)物的呼吸同屬于空氣中氧所參與的氧化作用。

1772年秋天，拉瓦錫照習慣稱(chēng)量了定量的紅磷，使之燃燒、冷卻后又稱(chēng)量灰燼（五氧化二磷，P2O5）的質(zhì)量，發(fā)現質(zhì)量竟然增加了！他又燃燒硫磺，同樣發(fā)現灰燼的質(zhì)量大于硫磺的質(zhì)量。他想這一定是什么氣體被白磷和硫磺吸收了。于是他又改進(jìn)實(shí)驗的方法：將白磷放入一個(gè)鐘罩，鐘罩里留有一部分空氣，鐘罩里的空氣用管子連接一個(gè)水銀柱（注：測定空氣的壓力）。加熱到40℃時(shí)白磷就迅速燃燒，水銀柱上升。拉瓦錫還發(fā)現“1盎司的白磷大約可得到2.7盎司的白色灰燼（P2O5）。增加的重量和所消耗的1/5容積的空氣重量基本接近”。他還用汞做了類(lèi)似實(shí)驗測得的數據也是增加的重量和所消耗的1/5容積的空氣重量基本接近

拉瓦錫的發(fā)現和當時(shí)的燃素學(xué)說(shuō)是相悖的，許多人都質(zhì)疑他。燃素學(xué)說(shuō)認為燃燒是分解過(guò)程，燃燒產(chǎn)物應該比可燃物質(zhì)量輕。他把實(shí)驗結果寫(xiě)成論文交給法國科學(xué)院。從此他做了很多實(shí)驗來(lái)證明燃素說(shuō)的錯誤，但都被駁回。

1773年2月他在實(shí)驗記錄本上寫(xiě)到：“我所做的實(shí)驗使物理和化學(xué)發(fā)生了根本的變化。”他將新化學(xué)命名為“反燃素化學(xué)”。

1777年拉瓦錫批判燃素學(xué)說(shuō)：“化學(xué)家從燃素說(shuō)只能得出模糊的要素，它十分不確定，因此可以用來(lái)任意地解釋各種事物。有時(shí)這一要素是有重量的，有時(shí)又沒(méi)有重量；有時(shí)它是自由之火，有時(shí)又說(shuō)它與土素相化合成火；有時(shí)說(shuō)它能通過(guò)容器壁的微孔，有時(shí)又說(shuō)它不能透過(guò)；它能同時(shí)用來(lái)解釋堿性和非堿性、透明性和非透明性、有顏色和無(wú)色。它真是只變色蟲(chóng)，每時(shí)每刻都在改變它的面貌。”

1777年9月5日向法國科學(xué)院提交了劃時(shí)代的《燃燒概論》，系統地闡述了燃燒的氧化學(xué)說(shuō)，將燃素說(shuō)倒立的化學(xué)正立過(guò)來(lái)。這本書(shū)后來(lái)被翻譯成多國語(yǔ)言，逐漸掃清了燃素說(shuō)的影響。化學(xué)自此切斷與古代煉丹術(shù)的聯(lián)系，揭掉神秘和臆測的面紗，取而代之的是科學(xué)實(shí)驗和定量研究。化學(xué)由此也進(jìn)入定量化學(xué)（即近代化學(xué)）時(shí)期。

拉瓦錫對化學(xué)的第三大貢獻是否定了古希臘哲學(xué)家的四元素說(shuō)和三要素說(shuō)，建立在科學(xué)實(shí)驗基礎上的化學(xué)元素的概念：“如果元素表示構成物質(zhì)的最簡(jiǎn)單組分，那么目前我們可能難以判斷什么是元素；如果相反，我們把元素與目前化學(xué)分析最后達到的極限概念聯(lián)系起來(lái)，那么我們現在用任何方法都不能再加以分解的一切物質(zhì)，對我們來(lái)說(shuō)，就算是元素了。”

在1789年出版的歷時(shí)四年寫(xiě)就的《化學(xué)概要》里，拉瓦錫列出了第一張元素一覽表，元素被分為四大類(lèi)：

1.簡(jiǎn)單物質(zhì)，光、熱、氧、氮、氫等物質(zhì)元素。

2.簡(jiǎn)單的非金屬物質(zhì)，硫、磷、碳、鹽酸素、氟酸素、硼酸素等，其氧化物為酸。

3.簡(jiǎn)單的金屬物質(zhì)，銻、銀、鉍、鈷、銅、錫、鐵、錳、汞、鉬、鎳、金、鉑、鉛、鎢、鋅等，被氧化后生成可以中和酸的鹽基。

4.簡(jiǎn)單物質(zhì)，石灰、鎂土、鋇土、鋁土、硅土等。

5.其他：以太。

拉瓦錫與妻子瑪麗亞

佛克羅伊所采取的陰險手段，對于事情發(fā)展到如此嚴重的程度是起了很大作用的。佛克羅伊是巴黎植物園化學(xué)研究室的教授，曾長(cháng)期和拉瓦錫在一起，也為化學(xué)理論和化學(xué)教育的發(fā)展做出了貢獻，本是一位知名的學(xué)者。但是為什么卻會(huì )進(jìn)行這種惡劣的活動(dòng)，是不是由于長(cháng)期以來(lái)對拉瓦錫的嫉妒呢？后來(lái)，當羅伯斯庇爾失敗以后，在為拉瓦錫舉行的莊重和盛大的追悼會(huì )上，這個(gè)厚顏無(wú)恥的佛克羅伊卻又反過(guò)來(lái)對拉瓦錫表示悼念，還做了歌功頌德的演講。像這樣卑劣的人，在古今的科學(xué)家中很難找出第二個(gè)人了。

拉瓦錫的生命已經(jīng)危在旦夕。人們雖然在盡力地挽救，請求赦免，但是他還是被判處死刑。不過(guò)革命法庭副長(cháng)官考費那爾（J.B.Coffinhal）并沒(méi)有說(shuō)過(guò)“共和國不需要科學(xué)家”。

第二天，1794年5月8日的早晨，就在波拉斯·德·拉·勒沃西奧執行了28個(gè)人的死刑。拉瓦錫是第四個(gè)登上斷頭臺的。他泰然受刑而死……著(zhù)名的法籍意大利數學(xué)家拉格朗日痛心地說(shuō)：“他們可以一眨眼就把他的頭砍下來(lái)，但他那樣的頭腦一百年也再長(cháng)不出一個(gè)來(lái)了。”

有一種傳說(shuō)，拉瓦錫和劊子手約定頭被砍下后盡可能多眨眼，以此來(lái)確定頭砍下后是否還有感覺(jué)，拉瓦錫一共眨了十一次，這是他最后的研究。這一傳說(shuō)不見(jiàn)于正史。

拉瓦錫出身名門(mén)，他繼承了父母和姨母的巨額遺產(chǎn)，即使不靠征稅承包業(yè)的收入，也完全可以過(guò)上富庶的生活。僅為追求更多金錢(qián)使名譽(yù)受到玷污，甚至賠上性命，令人惋惜。然而，瑕不掩瑜，他的一生仍是充滿(mǎn)著(zhù)光輝的一生。

1789年法國大革命爆發(fā)，拉瓦錫由于曾經(jīng)擔任過(guò)包稅官而自首入獄。被誣陷與法國的敵人有來(lái)往，犯有叛國罪，于1794年5月8日處以絞刑。^[2]