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他在化学上成就“犹如牛顿之于物理”,最后被砍头时还不忘做实验

 北极熊_ 2021-04-08

 1794年5月法国大革命期间,有28名法国国王的税务官被推上了斩首台。即将行刑之际,有一位犯人向刽子手提出了一个非常奇怪的要求。这位犯人希望刽子手在砍下他的头颅之后能够帮他做一个实验。刽子手被他的要求惊呆了,但为了能让他安静地上路,最后还是答应了。这位犯人对刽子手说他将在自己头颅落地之际,尽量地眨眼睛,希望刽子手能够帮助他数一数一共眨了多少次眼。这真是一个匪夷所思的要求,刽子手这一辈子杀人无数,还没有见过被砍掉脑袋的人能眨眼睛。这到底是一个什么样的人啊?

  当这个人的死讯传到法国各地之时,法国著名的数学家、物理学家约瑟夫拉格朗日叹息道:“我们只用了一秒钟就砍下了他的头,但是我们可能要用一百年的时间都等不到这样一个聪明的脑袋”。

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  拉格朗日

  他到底是谁?为什么会得到拉格朗日如此的赞叹?又为什么会被推上断头台?

  今天我们就和大家聊一聊这位被誉为“近代化学之父”的著名化学家——拉瓦锡。

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  拉瓦锡

  1743年,拉瓦锡出生在法国一个贵族家庭。家里世代都是律师,所以长辈们也希望拉瓦锡能够成为一名出色的律师。拉瓦锡不负众望,在1761年顺利进入巴黎大学法学院学习,并获得了律师资格。就在大家都认为他将继承家族事业之时,他却出乎意料地搞起了科学研究。原来拉瓦锡在大学的课余时间里迷上了自然科学。他放弃休息时间系统地学习了相关知识,并接触到了当时最前沿的一些信息。

  1764年至1768年期间,拉瓦锡追随地理学家盖坦对法国相关地区的矿产进行了研究和考察,积累了大量关于物质性质的相关知识。1768年,年仅25岁的拉瓦锡高票当选法兰西科学院院士。

  拉瓦锡最著名的贡献当属推翻了燃素说,建立了氧化学说。

  17世纪末的德国的化学家贝歇尔和施塔尔在前人认识的基础上建立起了燃素说。他们认为火是由无数细小而活泼的微粒构成的物质实体。这些微粒可以和其他的元素结合形成化合物。同时也能够以游离的形式存在。如果大量的微粒聚焦在一起就会形成明显的火焰,这些微粒弥漫在大气之中便给人以热的感觉。由这种微粒构成的火的元素称为“燃素”。施塔尔这样解释燃烧现象,他认为一切与燃烧有关的化学变化都可以归结为物体吸收燃素或放出燃素的过程。燃素说能够解释当时的很多现象,得到了诸如普利斯特里和舍勒等科学家的拥护。但是燃素说无法解释金属燃烧后增重的问题,而且从来也没有科学家能够提炼出燃素,所以很多科学家都对之心存疑惑。

  1772年,拉瓦锡开始对物质燃烧展开研究。为了确定空气是否参与了反应,他设计了具有划时代意义的钟罩实验。通过这一实验,他能够测量出燃烧前后空气体积的变化,可以得出参与反应的空气的体积。他还将铅放在真空中加热,发现质量不变,但加入空气后,固体质量明显增加。拉瓦锡推测物质燃烧应该是可燃物和空气中某一种成分结合的结果,这样就能解释金属燃烧后质量增加的问题。但具体是空气中哪一种成分参与反应,拉瓦锡还不得而知。后来拉瓦锡又通过实验把氧化汞加热分解成了汞和氧气,而汞和氧气又可以通过加热重新变成氧化汞。拉瓦锡发现这两个过程中物质的总质量没有变化,从而验证了物质燃烧的实质就是可燃物和氧气的反应。

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  在拉瓦锡那个年代从事科学研究往往都要自掏腰包,为了能够有足够的经费维持自己的实验研究,拉瓦锡加入了由法国国王直接管辖的税务机关,用50万法郎承包了烟草和盐税的管理。烟草和盐税在当时都是法国的重要经济来源,管理这方面的官员当然有利可图。而且法律规定税务官收缴的费用只要上交一部分给国王,其余的可以供自己自由支配。这样的美差当然使得很多人都“眼红”,特别是底层农民更是对税务官咬牙切齿,认为他们是社会的“寄生虫”。拉瓦锡确实因为这个职务获得了一些利益,但他把其中大部分的财物都用于了购买相关的实验仪器和药品。  

  1780年,法国的科学家马拉写了一篇关于燃素说的论文,希望借此进入法兰西科学院。由于拉瓦锡对这篇论文的评价很低,导致马拉的美梦落空了。十年后,马拉写了一本小册子专门攻击税务官,矛头直指拉瓦锡。这本小册子在法国民众之间流传,使得法国人民对于税务官仇恨达到了顶峰。

  1794年,拉瓦锡被捕。5月8日被定罪,与其他27名税务官一起被共同推上了断头台。

  在行刑的那一天,就发生了文中一开头的故事。据说,刽子手履行了他和拉瓦锡的约定,拉瓦锡头颅被砍下之后,刽子手进行了计数,拉瓦锡一共眨了15次眼睛。至此一代化学天才陨落了。

  我们经常看到在政治斗争中,文化、科学等都在动荡中被摧毁,但是科学发展的脚步却并未因此而停滞。科学家们的勇敢、无畏、勇于为科学进步而献身的精神一直带领着人类前进。现代科学的进步正是站在了牛顿、拉瓦锡这些科学巨匠的肩膀之上实现的。

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