1.2　物質(zhì)既不能創(chuàng)造也不能消滅

物質(zhì)世界是這樣的奇妙有趣、光怪陸離、五彩繽紛。它是誰(shuí)設(shè)想出來(lái)的，又是誰(shuí)制造出來(lái)的呢？科學(xué)家們認(rèn)為，物質(zhì)是既不能創(chuàng)造也不能消滅的東西，它們?cè)诳陀^世界中原來(lái)就存在，并且還要永遠(yuǎn)存在下去。

早在1673年，英國(guó)著名化學(xué)家羅伯特?波義耳，就在密閉容器內(nèi)做過(guò)金屬銅、鐵、鉛、錫等的煅燒實(shí)驗(yàn)，他還仔細(xì)地研究了煅燒后反應(yīng)物重量增加的情況。限于當(dāng)時(shí)的科學(xué)水平，他誤認(rèn)為火是由一種實(shí)實(shí)在在的、有重量的“火微粒”所構(gòu)成的物質(zhì)。因此，他對(duì)一些金屬在封閉容器中煅燒之所以會(huì)增加重量的推理解釋是：金屬在煅燒時(shí)，燃料所散發(fā)出的“火微粒”，能夠穿過(guò)容器壁，鉆到金屬里，并與金屬結(jié)合，結(jié)果生成了比金屬更重的煅灰。上述認(rèn)識(shí)用式子表示，則為：

金屬+火微粒=煅灰

顯然，波義耳雖然發(fā)現(xiàn)了金屬煅燒會(huì)增重的事實(shí)，但由于對(duì)燃燒缺乏正確的認(rèn)識(shí)，因此只能靠憑空想象來(lái)推理說(shuō)明實(shí)驗(yàn)結(jié)果。燃料中的火微粒究竟是什么？他自己也不清楚。

光陰似箭，80多年過(guò)后，在1756年，俄國(guó)著名化學(xué)家羅蒙諾索夫?qū)Σx耳所做的煅燒實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生了興趣，對(duì)此，他又重新進(jìn)行了研究。他將鉛、鐵、銅等金屬，分別封閉在曲頸甑里煅燒：鉛化了，液滴表面變成灰黃色；銅屑變成暗紅色粉末；鐵變成褐色。很顯然，鉛、銅、鐵都發(fā)生了變化。按照波義耳的觀點(diǎn)，一定是“火微粒”鉆了進(jìn)去，才使這些金屬起了變化。既然火微粒鉆了進(jìn)去，那么，容器和金屬的總重量就會(huì)增加。然而，羅蒙諾索夫稱量的結(jié)果是，封閉的曲頸甑重量絲毫沒(méi)有變化。

這一結(jié)果使羅蒙諾索夫?qū)Σx耳的推理解釋發(fā)生懷疑，并且點(diǎn)燃了自己創(chuàng)新的思想火花。為此，他及時(shí)地改變了實(shí)驗(yàn)方法：先稱量金屬屑的重量，然后將其裝到曲頸甑中并一起稱重；煅燒后再分別重新稱封閉容器的重量和煅燒后金屬的重量。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，封閉的容器重量沒(méi)變，而煅燒后的金屬比原金屬重量增加。而多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果都一樣。實(shí)驗(yàn)事實(shí)充分證明，金屬在封閉容器里煅燒，根本沒(méi)有什么火微粒從外面鉆進(jìn)去，波義耳的假想是完全錯(cuò)誤的。

那么，金屬煅燒后為什么會(huì)增重呢？經(jīng)過(guò)周密地推理，羅蒙諾索夫認(rèn)為：容器中煅燒金屬增加的重量，應(yīng)等于容器中空氣減少的重量，如果不使容器外的空氣進(jìn)去的話，封閉的容器和金屬的總重量就不會(huì)變化。富有創(chuàng)見的羅蒙諾索夫，不僅糾正了波義耳的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，揭開了煅燒后金屬為什么會(huì)增重的疑團(tuán)，而且他還采用了不完全歸納推理的方法，提出了質(zhì)量守恒的見解。羅蒙諾索夫指出：

參加反應(yīng)的物質(zhì)的重量（質(zhì)量），等于反應(yīng)生成物的重量（質(zhì)量）。

由于受當(dāng)時(shí)歷史條件和化學(xué)發(fā)展水平的限制，他的這一重要發(fā)現(xiàn)并未引起科學(xué)家們的足夠重視。1774年，法國(guó)化學(xué)家拉瓦錫對(duì)金屬的氧化反應(yīng)進(jìn)行了精確的實(shí)驗(yàn)。他將45克的氧化汞加熱分解，結(jié)果得到41.5克的金屬汞和3.5克的氧氣。這就是說(shuō)，物質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)前后，其總重量始終保持不變。

自從愛(ài)因斯坦提出狹義相對(duì)論和質(zhì)能關(guān)系公式以后，科學(xué)家們又把質(zhì)量守恒定律和能量守恒定律合二為一，稱為質(zhì)能守恒定律。