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“怀疑派的化学家”

[日期:2006-09-06] 来源:  作者: [字体: ]

“化学,不是为了炼金,也不是为了治病。化学应当从炼金术和医学中分离出来。它是一门

独立的科学!”

 

1661年,英国出现一篇题为《怀疑派的化学家》的论文。文章中又提出了新的观点。

 

这篇论文起初是笔名发表的。论文发表后,轰动了欧洲化学界。有人细细打听,这才弄清楚

,论文的作者原来是英国化学家波义耳。

 

这时波义耳已是一个40开外的人了,个儿长得又高又瘦,头发一直下垂到肩膀。他是一个十

分勤奋的人,在十一岁时,便学会了拉丁语和法语,接着跟他的哥哥到欧洲大陆留学,在法

国、意大利住了好几年。波义耳非常喜欢自然科学,一有空,总爱待在自己的实验室里,做

着各式各样的实验。在1661年,他做了许多有关气体的体积和压强之间的关系的实验,发现

了物理学上著名的“波义耳定律”。在这一年,他写了著名论文《怀疑派的化学家》。在这

本书里,他提出许多新的观点,对过去化学上的许多错误观念,大胆地表示怀疑。恩格斯曾

高度评价波义耳的贡献:“波义耳把化学确立为科学。”[1]

 

1673年的一天,英国著名的科学家罗伯特·波义耳,一手拿着玻璃瓶,一手支着脑袋,皱着

眉头在牛津实验室里沉思着。

 

这天,波义耳又在思索着什么呢?

 

他在探索着燃烧的秘密。

 

波义耳做了这样的实验:他把铜片放在玻璃瓶里,称了一下重量,然后,把它放在炉子上猛

烈地加热、煅烧。这时,原来闪耀着紫红色光辉的铜片,渐渐地蒙上一层暗灰色的东西,最

后,以至变成了黑色的渣滓。烧完后,他再去一称,咦,铜片竟然变重了!

 

这是为什么呢?波义耳想不通。

 

接着,波义耳又拿了铅、锡、铁和银来进行同样的煅烧,结果还是一样..金属变重了:

 

480克铜煅烧后,加重了3049克;

 

480克铅煅烧后,加重了7克(失落了的没计算在内);

 

480克锡煅烧后,加重了60克;

 

240克铁煅烧后,加重了66克;

 

212克银煅烧后,加重了2克。

 

波义耳仔细地看了看煅烧以后的金属:紫红色的铜变成了黑色的渣滓,银白色的铅、锡和银

的表面蒙上了一层白色的灰烬,而铁却变成了疏松的红色粉末,一捏就碎。

 

“也许是因为瓶子没有盖紧,让炉子里的脏东西落了进去,才变重的吧!”波义耳这么猜想

。于是,他找了一个有着长长的、弯头颈的玻璃瓶——曲颈甑,把金属放进去再把瓶口封闭

起来。当煅烧完毕后,他小心地从炉膛里拿出滚烫的瓶子,打开瓶口(这时,他听见一阵尖

锐的丝丝声),再称金属的重量,结果仍然一样,金属变重了。

 

这就是说,金属变重,并不是由于落进什么脏东西引起的。

 

波义耳是位谨严的科学家。他在科学研究工作中,常常很注意所得的结果是否真实。

 

起初,他一直认为,金属在煅烧后重量会增加,这是不可能的事;然而,一次又一次的实验

结果,却迫使他不得不承认,这是事实。

 

为了解释这个奇怪的现象,1674年,波义耳在《关于火和火焰的新实验》这篇论文里,提出

了自己的见解:金属在加热以后,它的重量之所以增加,那是由于它在加热时,受到热的作

用,有一种特殊的、极其微小的、肉眼看不见的“火素”,穿过了玻璃瓶的瓶壁的,跑到金

属里去,跟金属化合变成了灰烬。“火素”是有重量的,这样,怪不得加热后金属的重量就

增加了。

 

如果用算术式子来表示,这就是:

 

金属+火素=灰烬

 

波义耳的见解究竟对不对呢?

神秘的“要素”

 

 

 

1703年,德国哈勒大学医学教授、普鲁士王的御医奥尔格·恩斯特·斯塔尔,也开始注意燃

烧现象。斯塔尔是德国著名的医生,但是,他也很喜欢化学。对于燃烧之谜,斯塔尔根据他

的老师、德国化学家柏策的理论,提出了一种不同于波义耳的见解。

 

“木头为什么能够燃烧,石头为什么不能燃烧?”对于这个问题,斯塔尔这样回答:“木头

之所以能够燃烧,是由于在木头里含有一种特别的‘要素’;石头之所以不能燃烧,是在于

它不含有这种特别的‘要素’。不光是木头如此,煤、木炭、蜡烛、油、磷、硫磺——简而

言之,一切可燃的物质——都含有这种特别的‘要素’。这种‘要素’是什么呢?我叫它为

‘燃素’。于是,我认为所有的可燃物质,都是一种燃素的化合物,其中的成分之一便是燃

素……当一个东西燃烧的时候,其中的燃素便分离出来,而且所有的燃烧现象——热、光、

火焰——都是因为燃素逸出,而发生的剧烈的现象。”

 

斯塔尔还说:“木头是燃素和灰的化合物。木头燃烧,就是燃素从灰中分离出来。燃烧后,

燃素跑掉了,自然,炉膛里剩下的灰,也就不会再燃烧了。”至于金属,那当然也是一样—

—在煅烧时,金属失去了燃素而剩下来灰烬。

 

根据斯塔尔的燃素学说,金属煅烧的过程,用算术式子来表示的话,这就是:

 

金属-燃素=灰烬。

 

这跟波义耳的“金属+火素=灰烬”的公式恰恰相反。

 

斯塔尔的燃素学说,获得了许多科学家的赞同,因为它很圆满地解释了许多以前所没法解释

的科学现象。

 

如果你有机会到博物馆里去瞧瞧,翻开一本两百多年前欧洲流行的化学教科书,在那发黄的

书页上,你一定可以看到这样的话:“物质能够燃烧,是因为含有燃素。物质所含的燃素越

多,物质就越容易着火和燃烧。煤、脂肪、油类、木头非常容易燃烧,便是由于它们几乎全

部都是由燃素组成的。在一些普遍的金属中也含有燃素,这就是金属也能够燃烧的原因。不

过,金属中所含的燃素不多,所以它燃烧时没有木头那样猛烈,所剩下来的灰烬也比木头多

。”

 

瞧,燃素学说讲得多么头头是道!

 

燃素学说还很圆满地解释了别的许多难题:

 

比如,人为什么要呼吸?这是过去人们一直想不通的“为什么”。然而,燃素学说解释道:

“呼吸,实际上就是人在不断地排出燃素的过程。从肺里不断吐出来的气体里,便含有许多

燃素。因为呼吸是一个排出燃素的过程,如同木头燃烧时,散发出的燃素,所以能产生热,

人体的热量便是从这儿来的。”

 

1718世纪,人们所知道的化学知识,还只是零零碎碎,东鳞西爪,没有形成一个完整的

系统和严格的理论,每个化学家对于各种化学现象,都是各有自己的一套说法。由于每一种

说法都不很完善,难以使人信服,这样,化学就好象一支没有指挥官的队伍似的,一片混乱

。自从出现了燃素学说以后,得到了各国科学家的支持,于是,燃素学说成了化学的“统帅

”——指导理论。正如恩格斯所指出的,燃素学说“曾足以说明当时所知道的大多数化学现

象,虽然在某些场合不免有些牵强附会。”[2]从此,化学就“借燃素说从炼金术中解放出来

[3],发展成为一门有理论的系统的科学。

 

当时,在科学院的论文报告会上、在实验室里、在学校的讲台上,燃素学说到处被讲述着,

引用着,传播着;燃素学说,被写进科学专著,写进教科书。

 

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