個人的抉擇 拉瓦錫之死

科學家,尤其是為人類文明做出卓越貢獻的科學家,無論在哪個國家,都應該是受尊敬的群體。但是,也有例外的時候。

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1794年5月8日的早晨,法國巴黎的路易十五廣場上,人頭攢動。

群情激昂的法國老百姓們,早早就聚集到了這裡,交頭接耳,頗為期待地看著廣場中央高高聳立的一台機器——一架由國王路易十六親自參與設計的「斷頭台」。

這一天早晨,這架自法國大革命爆發以來就超負荷運轉的斷頭台,又將執行28個人的死刑。那是28個與稅務公司有關的稅務官和相關負責人,也是被老百姓痛恨且唾罵的一群人。

死刑開始了。

隨著一顆顆人頭落地,圍觀百姓的情緒也慢慢被調動了起來。

第四位走上斷頭台的死刑犯,是一個50歲左右的人。與前面的幾個死刑犯不同的是,他的神情很鎮定。幾乎沒有什麼言語,他自己安靜地跪了下來,將脖子放到了鍘刀切口。

鍘刀被緩緩拉起,轟然落下,人頭落地,眾人歡呼。

在場的不少老百姓並不知道,那顆掉下來的腦袋,究竟屬於誰。

而法國著名數學家拉格朗日(「拉格朗日點」即因他的推算而命名)一句痛心疾首的話,似乎可以代表當時整個科學界的心情:

「他們可以一眨眼就把他的頭砍下來,但他那樣的頭腦一百年也再長不出一個來了!」

這個第四個登上斷頭台的人,名字叫安托萬·洛朗·拉瓦錫。

他在人類化學史上的地位,堪比達爾文之於自然科學,牛頓之於物理學。

他被稱為「現代化學之父」。

2

拉瓦錫,1743年8月26日出生於巴黎。

他出生在一個富裕的家庭,父親是一名律師,母親在他5歲時過世,但留下了一筆豐厚的遺產。

按照父親的願望,拉瓦錫18歲考進了巴黎大學的法律系,並在之後獲得了律師資格。但是拉瓦錫發現自己的興趣並不在法律,而在自然科學。

1764年,明明已經擁有律師資格,可以去賺大錢的拉瓦錫,卻去做了法國著名地質學家蓋塔的助手,採集法國礦產,繪製第一份法國地圖。在這個過程中,拉瓦錫研究了生石膏與熟石膏之間的轉變,還參加了法蘭西科學院關於城市照明問題的徵文活動並獲獎。

拉瓦錫的助手生涯持續了三年,也正是因為在這三年里的突出成績和貢獻,他成為法蘭西科學院的院士。那一年,他才25歲。

年輕的拉瓦錫能夠成為院士,自然要有拿得出手的東西。經歷了多年地質勘測的工作,拉瓦錫已經明確了自己真正的興趣所在——化學。事實上,當時的「化學」是一個非常模糊的概念,基本上是和「鍊金術」結合在一起的。拉瓦錫很快證明,自己在這個領域擁有過人的天賦。

比如長期以來,歐洲人都信奉古希臘流傳下來的「四元素說」——世界是由風、火、水、土四種元素構成的。這種說法雖然早已被英國天才化學家羅伯特·波義耳駁斥,但依舊擁有大量信徒,很多科學界人士依舊無法完全走出這個怪圈。有一派學者就堅持認為:水如果長時間加熱,就會變成土類物質。

拉瓦錫站了出來:這是完全不可能的。

作為有科學素養的人,拉瓦錫不會只動嘴皮子,而是直接拿實驗說話。他將蒸餾水密封加熱了整整101天,結果發現在瓶底確實出現了微量固體。

這難道不是證明水長時間加熱確實會變成土嗎?拉瓦錫卻不這麼認為,他繼續使用實驗的手段——用精密的天平稱容器質量,發現容器減少的質量正好等於瓶底固體的質量,而水的質量完全不變——這就說明固體來自瓶子,和水完全無關。

這個實驗將「水加熱變土」的說法一舉粉碎。

那一年,拉瓦錫27歲。

3

讓拉瓦錫在人類化學史上奠定里程碑地位的,是他顛覆了「燃素說」,發現了「氧化現象」。

關於「燃燒」這一常見的現象,當時幾乎所有的歐洲人都信奉德國哈勒大學醫學和化學教授斯塔爾提出的「燃素」說——世界上能燃燒的物質都含有「燃素」,當物質燃燒時「燃素」就分離出來,燃燒時產生的熱、光、火焰都是「燃素」逸出時發生的劇烈現象。

「燃素說」確實能解釋當時一系列不能解釋的燃燒現象,所以儘管它明顯不能解釋為什麼金屬燃燒後會變重(說好的「燃素」脫離呢?)之類的現象,還是幾乎成了一條公理。

站出來用實驗表示質疑的,還是拉瓦錫。

1772年,29歲的拉瓦錫開始系統地針對「燃素說」進行研究,擁有高超實驗技巧的他這次設計了著名的「鐘罩實驗」,用來測量反應前後參與燃燒的氣體的體積變化。在整個實驗過程中,拉瓦錫發現物質的燃燒,其實是可燃物與空氣中某種物質結合產生的結果,這也能完美解釋金屬燃燒後質量會變重的問題。

為了進一步確認「究竟是和空氣中哪一部分結合導致燃燒」這個問題,拉瓦錫在1773年進行了進一步的實驗,終於發現了那個可以「幫助燃燒」的氣體是一種元素,他在1777年正式將這種元素命名為「Oxygen」,也就是我們現在熟知的「氧」。

1777年,才34歲的拉瓦錫在一系列精確實驗的基礎上,拿出了一份詳細的報告《燃燒概論》,徹底否定了「燃素」說,提出了全新的「氧化」說:

(1)物質燃燒時會放出光和熱。

(2)只有在氧存在時,物質才會燃燒。

(3)空氣是由兩種成分組成的,物質在空氣中燃燒時,吸收了空氣中的氧,因此重量增加,物質所增加的重量恰恰就是它所吸收的氧的重量。

(4)一般的可燃物質(非金屬)燃燒後通常變為酸,氧是酸的本原,一切酸中都含有氧。金屬煅燒後變為煅灰,它們是金屬的氧化物。

「氧化說」的提出對當時的人類化學進程有重要意義,使得當時的科學家們能走出「燃素」的迷霧,將人類化學研究的路線重新撥到正確方向,進而快速發展。

而拉瓦錫對人類化學發展的貢獻還遠不止這些。

他在證明「氧化」的實驗過程中,順帶再一次證實了物質雖然在一系列化學反應中改變了狀態,但參與反應的物質的總量在反應前後都是相同的——這就是化學反應中的「質量守恆定律」(這個定律其實在1756年已被俄國科學家羅蒙諾索夫發現,但當時莫斯科不處於歐洲核心科學圈,此發現未得到歐洲的重視)。

他推出了《化學命名法》,正式提出化學的命名系統,使不同語言背景的化學家可以彼此交流。其中的很多原則加上後來貝采里烏斯(瑞典化學家)的符號系統,形成了至今沿用的化學命名體系。

他定義了「元素」的概念,並對當時常見的化學物質進行了分類,總結出33種元素(儘管其中一些實際上是化合物)和常見化合物,使當時零碎的化學知識逐漸清晰化,進而完全和「鍊金術」分離。

他牽頭統一了法國的「度量衡」——主張採取地球極點到赤道的距離的一千萬分之一為標準(約等於1米)建立「米」制系統,定密度最大時的1立方分米水的質量為1千克。這套系統如今已被世界通用。

他寫的《化學基本論述》在歐洲被翻譯成多種文字,加印幾十次,與牛頓的《自然哲學之數學原理》和達爾文的《物種起源》,並稱為世界自然科學史上的「三大名著」。

到了1789年前後,拉瓦錫已經成了法國顯赫一時的人物,不僅在科學界,在政界也備受矚目,被推選為眾議院議員。儘管拉瓦錫多次表示自己不想參與過多政治事務,只想回到實驗室去做一名化學家,但此時時代洪流已經將他推到了風口浪尖。

隨後,一個滔天巨浪迎面打來——

法國大革命開始了。

4

法國大革命爆發的一個重要原因,就是民眾對法國的稅收制度不滿,而拉瓦錫恰恰踩入了這個坑。

1769年,拉瓦錫在向國王繳納了50萬法郎保證金之後,成了一名「包稅官」,掌握了食鹽和煙草的徵稅權。

根據當時法國法律的規定,包稅官每年在向國王繳納了約定的稅款之後,多餘的部分是可以進入自己腰包的,這種缺乏制約和監督的制度無疑會導致一個極端局面——包稅官為了獲得更多的「多餘部分」,肯定會想盡一切辦法對老百姓多徵稅、嚴徵稅。

拉瓦錫是富家子弟,對財富其實沒有太大的渴望,他當包稅官的一大原因,是做化學實驗的各種儀器實在太貴,需要更多的錢來購買和製造。事實上,拉瓦錫確實把稅收盈餘的大部分用在了儀器上,且進行了鹽稅改革,打擊走私,在自己的農場進行農業化學實驗,希望以提高產量來抵消高稅收的影響。

但是,由於當時法

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