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拉瓦錫
讓理論入正軌的“化學假說”

現代科學似乎是由于一系列學科因果關聯地進化從而誕生的，這些學科的正式亮相以一些節點人物為標志——進化主線條的起點是以哥白尼為節點人物的天文學，然后是以牛頓等為節點人物的物理學，其后就是以拉瓦錫為節點人物的化學了。拉瓦錫之所以能成為現代化學史上的開拓性人物，主要是因為他的理論假說使化學真正起步于一條正確的道路。由此，人們普遍將他看作“現代化學之父”。

1743年，拉瓦錫在巴黎出生時，化學的發展還遠遠落后于數學、天文學和物理學。那時，人類對科學的認識正在逐漸遞進、深化，還沒有輪到化學體系的正式登場。當時已發現了大量獨立的化學現象，但還沒有一個整合這些七零八落信息的理論構架。人們完全誤解了火的本質，認為水與空氣是兩種基本元素，而且還以為所有可燃燒物里都隱含有一種想象中的“燃素”——它們一旦燃燒，物質就將這種燃素釋放到空氣里去。

18世紀中后期，氫氣、氧氣、氮氣和二氧化碳等重要氣體已被發現，但受燃素說的影響，人們還無法理解這些氣體物質的真正性質和意義。很明顯，沒有一個正確的基本原理框架統領，化學是不可能獲得突飛猛進的發展的。

正是拉瓦錫的科學思想使化學理論步入了正軌。他從理論和實驗兩方面，將這些令人困惑的難點綜合到一起，構建出了一個正確的化學思想體系來解釋它們。首先，拉瓦錫認為根本就不存在什么所謂的燃素，燃燒過程就是可燃物與空氣中的氧氣之間化學作用的表現。其次，他認為水是氫和氧的化合物，空氣主要是由氮氣與氧氣等組成的。他在其名著《化學基本教程》中非常清楚地表述了這些假說，所列舉支持假說的證據更是令人信服，化學整體性思想圖景由此逐步展開。

難能可貴的是，拉瓦錫在書中還演繹出了一張他確信是基本元素的物質名表，盡管其中有少量錯誤，但現在使用的元素周期表基本上就是他的元素表擴充了的、含有周期律的版本。拉瓦錫還和他人一同設計了世界上首個具有完備化學術語的命名系統（例如，氧——以O表示），它構成了我們現在所使用的化學體系的基礎，使得全世界的化學家都能夠清晰而統一地交流各自的成果，教科書也因此達成了一致。

拉瓦錫在堅持精準稱量的基礎上，得出化學反應前后物質重量相等的結論——是他第一個明確闡述了“物質不滅定律”[1]（見題圖中紅色字母構成的表達式及下面的天平稱量）。就是說，化學反應可以將原有物質中的元素重新排列，但不會因此破壞任何元素，而且最終生成物的質量與原來反應物的質量相等，例如：C₆H₁₂O₆=2C₂H₅OH+2CO₂[2]。這種方程式中由原來的符號“→”改為“=”的方法終于使化學成為一門精密定量的科學，并為后來大多數化學事業的進步鋪平了道路。同時，拉瓦錫還在生理學方面做出了一項重大貢獻，這項成就是其化學實驗與思想的進一步推理[3]。由此可見，拉瓦錫的化學思想圖景意義有多么重大。

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[1]“物質不滅定律”是當時拉瓦錫提出的定律名稱，現在我們稱之為“質量守恒定律”，它的一般表達式為：A+B=C+D。早期，俄國科學家羅蒙諾索夫就提出過這種思想，但由于缺乏確切的實驗根據等，沒有得到廣泛的傳播。

[2]在一次意外的發現后，拉瓦錫養成了經常使用天平的習慣，并總結出“質量守恒定律”。如：C₆H₁₂O₆=2C₂H₅OH+2CO₂（葡萄糖轉化為乙醇發酵過程的表達式）——這正是現代化學方程式的雛形。

[3]即通過與拉普拉斯合作進行細心的實驗，拉瓦錫指出，人類和動物利用吸入的氧氣，造成一種體內有機物的緩慢燃燒并從中獲取能量——這從另一個視角說明，沒有化學學科的概念體系完善，現代科學發展的歷程中生物或生理學學科的誕生將不可能水到渠成。