论文部分内容阅读
摘要:拉瓦锡,18世纪法国著名化学家。18世纪后期,拉瓦锡在前人研究的基础上发现并证明了氧气的本质,创立了氧化学说,推翻了统治化学界达一个世纪的“燃素说”。历史上对于氧气发明权的评判与归属问题一直颇有争议。我们应该站在客观的角度,运用科学的方法,对物质及技术的发明权进行评判。
关键词:拉瓦锡;氧气的发现;科技发明权的评判
拉瓦锡(Lavoisier,Antoine Lament,1743~1794)出生于巴黎一个富豪家庭,拉瓦锡的父亲对科学很感兴趣,也因此为儿子提供了良好的科学教育环境。拉瓦锡在年青的时候就显示出了卓越的数学才能。不过,他的兴趣主要在化学上,特别是应用化学。拉瓦锡一生从事化学研究,是近代化学的奠基人之一。
人类关于氧气的研究,可以追溯到遥远的古代。“早期化学家的最大困难是了解火焰和燃烧的现象。物体燃烧时,好像有某种东西逃走掉了。在长时期中大家认为这种东西是硫,普鲁士王的御医斯塔尔(G.E.Stahl,1660~1734)把它叫做“燃素”,意即火的元素。他的学说是从柏克尔(Beccher)的见解发展而来的。在他死后,这个理论被人们广泛采纳,在18世纪末叶,一直支配着化学界的思想。而“燃素说”的提出又恰恰是氧气发现过程中最大的障碍。在18世纪初期,这种理论也曾歪曲地说明了很多化学现象,并且统治人们的思想达一个世纪。
1774年英国化学家普利斯特列进行了一个燃烧的实验,他在给氧化汞加热时,得到一种新的气体,这种气体既能助燃,又能支持人的呼吸。其实,普利斯特列已经得制得了氧气,但是普利斯特列受到“燃素说”影响,因此他不能正确认识这种气体的本质,并且错误地将这种新气体解释为“脱燃素空气”。在此之前,瑞典化学家舍勒在加热硝酸盐的过程中也制得了这种气体,他发现这种气体能使点燃的蜡烛燃烧地更加激励。舍勒实际上先于普利斯特列独立地制取了氧气,可惜的是舍勒也是“燃素说”的信奉者,他认为这种气体是“火气”,而燃烧正是燃素与火气的结合。可以说,普利斯特列和舍勒都没有认识到真正的氧气,正如恩格斯所说,当真理碰到鼻尖上的时候,还是没有得到真理。
而对于燃烧的问题,拉瓦锡也像其他科学家一样做了很多相关试验,甚至用金刚石来验证没有空气金刚石不会燃烧。在实验中他还发现燃烧磷和硫之后所得物质,较之燃烧之前要重。由此他判断,是空气中的某种东西参加了反应从而使得物质重量增加。1774年他在对密闭容器中加热金属的试验进行研究时发现,加热后的金属重量增加的同时,容器中空气的重量降低了,容器内部形成了部分真空。这个试验证明了,金属燃烧之后重量增加是与部分空气相化合的结果。
1774年10月,普利斯特列访问巴黎时告诉拉瓦锡他发现了“脱燃素气”。普利斯特列还向拉瓦锡介绍了自己的燃烧实验:氧化汞在加热时,可以得到“脱燃素气”,这种“脱燃素气”可以使蜡烛燃烧得更激烈,还可以帮助呼吸。第二年,拉瓦锡重复了普利斯特列的实验,并且在实验中采用了大量的定量测量方法,也得到燃烧与空气较纯净部分化合的结论。但是拉瓦锡并不相信“燃素说”,他不像普利斯特列和舍勒那样,把那部分气体解释为“脱燃素气”,他认为这种气体是一种元素。1777年拉瓦锡正式把这种气体命名为(Oxygene)“氧”。含义是酸的元素。
拉瓦锡坚持探究燃烧的真正本质,当“燃素说”与实验发生矛盾时,他毅然地选择推翻“燃素说”。
拉瓦锡于1783年在他的《关于燃素的思考》中抨击了燃素说,“化学家们使燃素成为一种含糊的要素,它没有严格的定义,因此适应于一切可能引用它的解释。它是名副其实的普罗丢斯,每时每刻都在变换形状。”
历史上总有人认为不应该将氧气的发明权归于拉瓦锡,认为早在拉瓦锡之前舍勒和普利斯特列已经发现了氧气,认为是拉瓦锡剽窃了他们的研究成果。这样的看法似乎有失偏颇。
科学史上对于现象与物质发明权的评判是一个非常重要的问题。现象与物质的发明包括对新现象或物质的观察(或制取)、辨识两个环节。而辨识与理论思维联系更加密切,是整个发明过程的关键。中国战国时期的甘德通过肉眼观察。辨认出木星的几个卫星这一发明要远远早于伽利略使用望远镜所进行的观察,并且在科学史上这一发明获得了公正地承认。而“评判现象与物质发明权的合理标准应该是:在观察新现象或制取新物质的基础上,能够正确辨认出这种现象或物质与众不同的特殊性质的人,才能享有这种现象或物质的发明权。”仅仅是观察或制得了这种现象或物质,而不能理解或正确地解释它都不能看作是发明了该现象或物质。在科学史上此类案例也有很多,比如:查威克发明中子一例。早在1932年约里奥
居里夫妇取得了世界上第一张显示中子存在的照片,但是他们将照片误解为γ射线在氢核上的康普顿散射,因此仅仅只是观察到了中子而并未真正辨认出中子。但是此后查威克受到居里夫妇的照片启发,并通过类似试验证实了中子的存在,他才是真正的中子的发明者。因此查威克理所当然的因为发现并证明中子的存在而获得诺贝尔物理学奖。“以上的科技发明权评判标准,充分考虑了科技史上的惯例,但也没有完全迁就历史的惯例。这些评判标准是历史的分析与逻辑的分析相结合的产物,是科学史上一种新的尝试。”
因此,科学史上将氧气的发明权评判给拉瓦锡,是比较公正的。按照以上标准,在整个氧气的发明过程中,虽然舍勒和普利斯特列都先于拉瓦锡制出了氧气,但是“普利斯特列是燃素说的信奉者,相信燃烧就是损失燃素。”他“致死都坚持燃素说,反对拉瓦锡提出的氧化理论。”因而不能真正认识到氧氣的本质所在。而舍勒“同普利斯特列一样,他相信燃素说,因而没能正确地认识氧在化学反应中的作用。”
正如恩格斯所说:“普利斯特列和舍勒析出了氧气,但不知道他们所析出的是什么。他们为既有的‘燃素说’范畴所束缚。这种本来可以推翻全部燃素说观点并使化学发生革命的元素在他们手中没有能结出果实。”
当普利斯特列将自己的研究工作告诉拉瓦锡时,拉瓦锡只是在前人已做工作的基础上,重复了普利斯特列等人的工作,他敢于突破成规,不受“燃素说”的束缚,运用大量定量测量方法,通过反复实验,最终正确地解释了氧气的存在,创立了氧化学说。他对前人的工作做了正确的解释,“虽然拉瓦锡没有发现氧,但他的确是理解这个发现的后果的第一人,他了解氧作为一个元素的真正本性,”拉瓦锡的研究工作是人类化学史上一次划时代的革命。
关键词:拉瓦锡;氧气的发现;科技发明权的评判
拉瓦锡(Lavoisier,Antoine Lament,1743~1794)出生于巴黎一个富豪家庭,拉瓦锡的父亲对科学很感兴趣,也因此为儿子提供了良好的科学教育环境。拉瓦锡在年青的时候就显示出了卓越的数学才能。不过,他的兴趣主要在化学上,特别是应用化学。拉瓦锡一生从事化学研究,是近代化学的奠基人之一。
人类关于氧气的研究,可以追溯到遥远的古代。“早期化学家的最大困难是了解火焰和燃烧的现象。物体燃烧时,好像有某种东西逃走掉了。在长时期中大家认为这种东西是硫,普鲁士王的御医斯塔尔(G.E.Stahl,1660~1734)把它叫做“燃素”,意即火的元素。他的学说是从柏克尔(Beccher)的见解发展而来的。在他死后,这个理论被人们广泛采纳,在18世纪末叶,一直支配着化学界的思想。而“燃素说”的提出又恰恰是氧气发现过程中最大的障碍。在18世纪初期,这种理论也曾歪曲地说明了很多化学现象,并且统治人们的思想达一个世纪。
1774年英国化学家普利斯特列进行了一个燃烧的实验,他在给氧化汞加热时,得到一种新的气体,这种气体既能助燃,又能支持人的呼吸。其实,普利斯特列已经得制得了氧气,但是普利斯特列受到“燃素说”影响,因此他不能正确认识这种气体的本质,并且错误地将这种新气体解释为“脱燃素空气”。在此之前,瑞典化学家舍勒在加热硝酸盐的过程中也制得了这种气体,他发现这种气体能使点燃的蜡烛燃烧地更加激励。舍勒实际上先于普利斯特列独立地制取了氧气,可惜的是舍勒也是“燃素说”的信奉者,他认为这种气体是“火气”,而燃烧正是燃素与火气的结合。可以说,普利斯特列和舍勒都没有认识到真正的氧气,正如恩格斯所说,当真理碰到鼻尖上的时候,还是没有得到真理。
而对于燃烧的问题,拉瓦锡也像其他科学家一样做了很多相关试验,甚至用金刚石来验证没有空气金刚石不会燃烧。在实验中他还发现燃烧磷和硫之后所得物质,较之燃烧之前要重。由此他判断,是空气中的某种东西参加了反应从而使得物质重量增加。1774年他在对密闭容器中加热金属的试验进行研究时发现,加热后的金属重量增加的同时,容器中空气的重量降低了,容器内部形成了部分真空。这个试验证明了,金属燃烧之后重量增加是与部分空气相化合的结果。
1774年10月,普利斯特列访问巴黎时告诉拉瓦锡他发现了“脱燃素气”。普利斯特列还向拉瓦锡介绍了自己的燃烧实验:氧化汞在加热时,可以得到“脱燃素气”,这种“脱燃素气”可以使蜡烛燃烧得更激烈,还可以帮助呼吸。第二年,拉瓦锡重复了普利斯特列的实验,并且在实验中采用了大量的定量测量方法,也得到燃烧与空气较纯净部分化合的结论。但是拉瓦锡并不相信“燃素说”,他不像普利斯特列和舍勒那样,把那部分气体解释为“脱燃素气”,他认为这种气体是一种元素。1777年拉瓦锡正式把这种气体命名为(Oxygene)“氧”。含义是酸的元素。
拉瓦锡坚持探究燃烧的真正本质,当“燃素说”与实验发生矛盾时,他毅然地选择推翻“燃素说”。
拉瓦锡于1783年在他的《关于燃素的思考》中抨击了燃素说,“化学家们使燃素成为一种含糊的要素,它没有严格的定义,因此适应于一切可能引用它的解释。它是名副其实的普罗丢斯,每时每刻都在变换形状。”
历史上总有人认为不应该将氧气的发明权归于拉瓦锡,认为早在拉瓦锡之前舍勒和普利斯特列已经发现了氧气,认为是拉瓦锡剽窃了他们的研究成果。这样的看法似乎有失偏颇。
科学史上对于现象与物质发明权的评判是一个非常重要的问题。现象与物质的发明包括对新现象或物质的观察(或制取)、辨识两个环节。而辨识与理论思维联系更加密切,是整个发明过程的关键。中国战国时期的甘德通过肉眼观察。辨认出木星的几个卫星这一发明要远远早于伽利略使用望远镜所进行的观察,并且在科学史上这一发明获得了公正地承认。而“评判现象与物质发明权的合理标准应该是:在观察新现象或制取新物质的基础上,能够正确辨认出这种现象或物质与众不同的特殊性质的人,才能享有这种现象或物质的发明权。”仅仅是观察或制得了这种现象或物质,而不能理解或正确地解释它都不能看作是发明了该现象或物质。在科学史上此类案例也有很多,比如:查威克发明中子一例。早在1932年约里奥
居里夫妇取得了世界上第一张显示中子存在的照片,但是他们将照片误解为γ射线在氢核上的康普顿散射,因此仅仅只是观察到了中子而并未真正辨认出中子。但是此后查威克受到居里夫妇的照片启发,并通过类似试验证实了中子的存在,他才是真正的中子的发明者。因此查威克理所当然的因为发现并证明中子的存在而获得诺贝尔物理学奖。“以上的科技发明权评判标准,充分考虑了科技史上的惯例,但也没有完全迁就历史的惯例。这些评判标准是历史的分析与逻辑的分析相结合的产物,是科学史上一种新的尝试。”
因此,科学史上将氧气的发明权评判给拉瓦锡,是比较公正的。按照以上标准,在整个氧气的发明过程中,虽然舍勒和普利斯特列都先于拉瓦锡制出了氧气,但是“普利斯特列是燃素说的信奉者,相信燃烧就是损失燃素。”他“致死都坚持燃素说,反对拉瓦锡提出的氧化理论。”因而不能真正认识到氧氣的本质所在。而舍勒“同普利斯特列一样,他相信燃素说,因而没能正确地认识氧在化学反应中的作用。”
正如恩格斯所说:“普利斯特列和舍勒析出了氧气,但不知道他们所析出的是什么。他们为既有的‘燃素说’范畴所束缚。这种本来可以推翻全部燃素说观点并使化学发生革命的元素在他们手中没有能结出果实。”
当普利斯特列将自己的研究工作告诉拉瓦锡时,拉瓦锡只是在前人已做工作的基础上,重复了普利斯特列等人的工作,他敢于突破成规,不受“燃素说”的束缚,运用大量定量测量方法,通过反复实验,最终正确地解释了氧气的存在,创立了氧化学说。他对前人的工作做了正确的解释,“虽然拉瓦锡没有发现氧,但他的确是理解这个发现的后果的第一人,他了解氧作为一个元素的真正本性,”拉瓦锡的研究工作是人类化学史上一次划时代的革命。