拉瓦锡是一位律师的儿子。他虽然有法学学位,但更热衷于地学和化学研究。1765年,拉瓦锡因在石膏方面的研究取得突出成绩,得到了法国皇家科学院的赏识,成了其成员。同时,拉瓦锡继承了一笔遗产并购买了包税公司的股份,成为包税公司的一名收税员,获得了经济上的独立。
1771年是拉瓦锡个人家庭生活的转折点,也是他科学生涯的转折点。从1772年开始,拉瓦锡真正踏上了成为著名科学家和化学革命缔造者的道路。他开展了一系列的实验,包括金属与非金属的燃烧与煅烧、酸的形成、酸碱盐的反应、水的合成与分解、动物的呼吸等。所有这些实验的基础,源于他的物质不灭信念:物质不能凭空得到,也不能凭空消失。这个信念在他的心目中是不证自明的,像数学上的公理一样。
1776年,他被国王任命为国营火药厂的主管之一。不但收入增加了,而且也在火药厂建立起自己的实验室。那个时候,拉瓦锡在火药厂的工作时间是朝九晚五,他的科研工作都只能算是业余的,既不能从科研中得到报酬,而且几乎只能在星期天或节假日进行实验。通过这些实验,他逐渐抛弃了燃素说,几乎与普利斯特里(,1733—1804年)、舍勒(,1742—1786年)等人同时发现了氧气,提出了氧化学说。
与此同时,一些年轻人聚集在拉瓦锡周围,以与他共同完成实验、参与讨论为荣,他的氧化学说得到了年轻人的认可。这些人被称为是“氧化学派”或者“兵工厂团队”。然而,令人遗憾的是,拉瓦锡独占了这些科学研究的成就,在他的论文中,他特别声明自己一个人拥有科学优先权,如氧化和燃烧的全部理论,空气分析和分解,成酸理论等等。
在拉瓦锡过分贪功的心中,拉瓦锡夫人自然是不能享有科学发现优先权的。
倒地烧瓶的隐喻。
接下来,把目光回到画的右下方。在拉瓦锡的皮鞋前面,是一个倒地的烧瓶和两只瓶塞,一只瓶塞封住了烧瓶瓶口,旁边还有一只闲置的瓶塞。单纯从画面的布置和色彩来看,似乎这两件道具不会为油画增加额外的光辉。那么道具放进画面的用意是什么呢?笔者的猜想是,这些道具是拉瓦锡特意摆放的,目的在于表现拉瓦锡的科学贡献,即通过化学革命,推翻了旧的化学传统。
科学史家认为,拉瓦锡确实引发了一场近代化学的革命,否定了发端于17世纪中期的玻意耳()、成熟于18世纪初的施塔尔()的燃素说,建立了氧化说。
燃素说的核心内容是:燃素是构成火的元素;燃素聚集时形成火焰,燃素弥散开来就产生热。燃素存在于大自然中,无生命物质因为有燃素才会燃烧,生命物质因为有燃素才有活力。物体失去燃素变成灰烬,灰烬得到燃素复活。燃素借助空气环绕才会释放出来;所有的燃烧现象可归结为燃素的转移。
作为一种物质的存在,燃素本应该具有稳定不变的质量。越来越多的实验现象表明,燃素是不可测量的,甚至只有燃素质量必须负数的假设,才能解释实验现象;而且燃素不能独立存在,必须依赖于空气。
旧理论的困境成了新理论的机会。拉瓦锡被一些人认为在化学物质和现象上几乎没有新的发现,但是他通过重复别人的实验过程,形成自己的独特思想。他特别重复了玻意耳的煅烧金属实验,两个实验最大的区别在于拉瓦锡为烧瓶加盖了瓶塞。通过这个实验,拉瓦锡证实了反应前后物质的总质量不变,提出了灰烬是金属与空气某种成分结合的产物。他特别重复了舍勒的磷燃烧实验和普利斯特里的氧化汞分解实验,这些实验都必须在封闭的烧瓶中进行,才能进行准确的测量。烧瓶的封闭与否,成了拉瓦锡建立氧化学说的一系列判决性实验的重要组成部分。
氧化学说的核心内容是:物质燃烧会产生光和热;物质燃烧需要空气;空气中有可燃和不可燃成分;物质燃烧时吸收了空气中的可燃部分而增加重量,增加的重量与空气中减少的重量相等;非金属燃烧后会变成酸,金属燃烧后的灰烬是金属氧化物。
盖盖盒子的隐喻。