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拉瓦锡 Lavoisier

他们一眨眼就把他的头砍下来了,但他那样的头脑一百年也再长不出一颗。

约瑟夫·路易斯·拉格朗日惋惜道(1794-05-08

安托万-洛朗··拉瓦锡( Antoine-Laurent de Lavoisier ) (1743-08-26,生于巴黎~1794-05-08,卒于巴黎) 法国化学家和现代化学之父,卓越的实验大师和多方面的天才,曾积极献身于公众事务和科学事业。他提出新的燃烧理论(氧化学说),推翻了一百多年来长期支配化学发展的燃素说。他关于氧化的基础研究,证实了氧在化学过程中的作用。并定量地证明氧化与呼吸之间的相似性。他系统地阐述了化学反应中的质量守恒定律。阐明了元素与化合物之间的区别,并在设计现代化学命名系统方面起了一定的作用。拉瓦锡是将定量方法(高精度的天平实现的重量分析法)引入化学研究中的首批科学工作者之一。他在实验上的独创性、严格的方法和有说服力的推理,一如他的各项发现,使化学发生一场革命。这场革命,使人们认识到了科学工具的重要性。他的名字与现代科学基础的建立紧密联系在一起,不可分割。

拉瓦锡的父亲为议会的律师。他在马萨林学院受到极好的教育,除了语言、文学和哲学方面扎实、标准的基础训练外,同时还接受了科学包括数学、天文学、化学和植物学等方面最有效的训练。他遵循家庭的传统,从事法律研究,并于1764年取得律师开业证书。但是,他的好奇心不断地将他向科学上吸引。1766年他因一篇关于大城市照明最佳方法的文章而获得科学院的金质奖章。他的早期著作中有关于北极光、雷和石膏组成的论文。由于拉瓦锡早就对岩石和矿石感兴趣,他曾伴随地质学家J. -E. 盖塔进行一次长途地质旅行,并帮助他准备他的法国矿物学地图册。1768年他在提出一篇关于水样分析的论文后,被科学院接纳为化学助理,25岁时成为法兰西科学院院士。他历任科学院各级职务,1785年升任院长,1791年任司库。由于家庭关系,拉瓦锡在20岁以后就很富有。1771年他与税务承包商杰克·保罗斯13岁的女儿M. 波尔兹结婚,她后来协助他工作,演示他的实验,记录结果,还翻译英文科学文章。这对夫妻没有孩子。1772年其父按照当时富有资产阶级的一般做法,买了一个贵族头衔。数年后拉瓦锡购得布卢瓦附近弗雷希讷的乡间房地产。

科学成就  1770年拉瓦锡驳斥了水经重复蒸馏可转化为土这种当时流行的信念,此后他的名字普遍受到重视。通过仔细地称量这种土状残渣和蒸馏设备,他证实了该固体物质来自玻璃容器而不是水。

为了推究传统四元素土、水、空气、火的本质,拉瓦锡开始研究空气在燃烧中的作用。1772111日他向科学院提交一份纪要式简短报告,指出硫、磷在燃烧中增重是因为它们吸收了空气,而一氧化铅与木炭一起加热后所生成的金属铅轻于原有一氧化铅是因为一氧化铅失去空气。这些过程涉及的空气的确切本质,他当时尚不能解释,因此他开始广泛地研究这个问题1774年他版了他的第本书《物理学和化学概论》,书中列出了他获悉的结果和他实验的结果。年,J. 普里斯特利通过加热红色沉淀而制备出燃素空气oxygen、希腊语:形成酸的)。瓦锡证实并发展了普里斯特利的工作。他发燃烧和金属煅烧中,仅部分已知体积的普通空气消耗掉,由此得出结论:起作用的动因是普里斯特利的新空气,它被燃烧所吸收,而无活力空气,(azote、希腊语:无生命的)剩下他观察到,鸟类在他称为新的宜于呼吸的清新空气活得更久,并证明这种空气可与碳化合,生成固定空气二氧化碳后被J. 布莱克1754年制得。

认识到大气由可参加化学反应的不同气体所组成,就有可能鉴定许多物质,特别是酸类的组成。瓦锡在1777年提交科学院1779年宣读过但到1781才出版的一篇学术论文中,将非燃素空气命名为氧或成酸者,其根据为所有的酸都是由它与简单的物(通常是非金属)相互结合所成这个错误的假定(盐酸不含氧)。他解释说,燃烧不是假设的火的要素(燃素)释放的结果,而是燃烧物质与氧化合的结果1783625日,他向科学院宣告水是氢与氧化合的产物但是,英国化学家H. 卡文迪什已先于他发表了这个结果。作为一个设法改进搭乘新发明的气球,轻于空气的飞行的委员会委员,他将水分解为其气体组分以生产大量氢气,称之为燃空。他根据对于水的组成的认识创始了定有机分析。他将酒精和其他可燃有机化合物在氧气里燃烧,由所生成水和氧化碳的重量来计算它们的组成。

1786年拉瓦锡发表了对于燃素说的才华横溢的攻击,不顾普里斯特利及其他人的反对,越来越多的科学家开始接受他的观点。1787法国化学家发表了《化学命名法》,对已知元素和化合物加以分类和重新命该命名法反映了拉瓦锡的新发现和理论,预测了硅的存在,产生了广泛的影响。拉瓦锡提出了元素的定义,按照这定义,于1789年发表第一个现代化学元素列表,列出33种元素,其中包括光与热和一些当时被认为是元素的化合物(气体元素:光、热、氧、氮、氢;能氧化成酸的非金属元素:硫、磷、碳、盐酸基、氟酸基、硼酸基;能氧化并与酸化合成盐的金属元素:锑、银、砷、铋、钴、铜、锡、铁、锰、汞、铝、镍、金、铂、铅、钨、锌;能成盐的土质元素:石灰、镁土、钡土、矾土、硅土)。另一有影响的著作A. -F. de富克鲁瓦的受人欢迎的《自然和化学简史》1788年再版本,该书按照拉瓦锡的观点并根据新的化学命名法全面重新撰写。次年,拉瓦锡及其他人创办学年鉴,一种新化学杂志。建立在燃素说之上的陈旧方法逐渐失去信徒,拉瓦锡的思想终于被普遍接受。

拉瓦锡的学说以明确和合乎逻辑的形式得以迅速推广,他在他的《化学基础论》(1789)中介绍了这些形式。这本经典著作对他及其追随者的工作做了简明扼要的讲解,并介绍了研究化学的新方法。在引言中,拉瓦锡阐述了他关于科学探索和科学教育的正确方法的观点,并解释了新命名法。他将那些不能再分的物质命名为单质(substances simples),即生成其他物质的元素。与古希腊思想不同的现代元素概念,在很大程度上来自拉瓦锡。他在《化学基础论》中明确地阐述了他的化学反应中的质量守恒定律。他说,没有东西可以创造出来或者毁灭;只有更换和变化,并且反应前后的物质数量相等 形成一个等式。

除纯粹化学研究外,拉瓦锡大都与数学家兼天文学家P. -S. 拉普拉斯合作,极其注意物理学问题,特别是与热相关的问题。他们做了一些最早的热化学研究,设计了一种测定线膨胀和体膨胀的仪器,并在一系列的比热测定中改进了J. 布莱克的冰量热计。拉瓦锡将热看作一种特别的无重量物质,他认为物质存在的形式有固态、液态和气态三种聚集状态,分别取决于与该物质相关的热量。他还研究过发酵、呼吸和动物热能,认为这些过程是自然界的基本化学过程。根据他在关于动物热能和呼吸中的气体变化等开创性生物化学实验中所做的测定,得出以下结论:呼吸是一种类似碳燃烧的氧化反应。于他死后发现的一篇论文表明,他先于后来的思想家解释了动植物生命的循环过程。

政府职务  拉瓦锡在作为科学家的全部非凡生涯中,还同时从事作为政府官员的多种职务,在财政、经济、农业、教育和社会福利等方面贡献出他的才能。1768年他成为政府一个征税机构中的助理,后来成为总征税机构包税公司的正式成员。鉴于他作为总包税人表现出的财政和组织能力和他的无容置疑的科学技术才能,1775年被任命为火药总监。他发挥了惯有的才能,开始改进混乱的火药工业。他废除了对私人房屋地窖里硝石的麻烦搜查,提高了硝石的产量并改进了火药的生产。这个职务使拉瓦锡能迁移到巴黎的军械场,在此居住并装备了一个极好的实验室。这个机构不久就成为当代科学家和先进思想家的聚会场所。他妻子主持的宴会很闻名,她在宴会后往往陪同客人们参观该实验室或者参加一些新实验的表演。虽然日益增多的公职占去拉瓦锡的时间,但是他还是每周抽出一天用于科学研究。

随着他在科学院中影响的增长,他的职务也就增多。他是许多调研公众事务的官方委员会的委员。1781年当臭名昭著的F. A. 梅斯梅尔来到巴黎时,拉瓦锡(与B. 富兰克林一起)在一个研究梅斯梅尔的动物磁力疗法的委员会担任委员,宣称这些疗法是个骗局。他在另一委员会中考察了巴黎各医院和监狱,并针对它们的悲惨处境推荐一些补救办法。他在弗雷希讷创办一个模范农场,在此表现出科学农业的优点。1785年他被任命为政府农业委员会的秘,草拟了关于作物种植的报告和规程,颁布各种农业计划作为奥尔良的土地拥有者,1787年拉瓦锡当选为省议会议员。在此他计划通过银行储、社会保险、开运河、建立济贫院、改革税收等措施来改善社会和经济状况。1788年饥荒时期无息贷款给布卢瓦和罗莫,供购买大麦用他曾任职于、造币、铸炮和公教育等委员会。1790年法国统度量衡委员会成立,他任秘书和司库。由于他们的作,立起米制计系统。1791年拉瓦锡起草了报告,主张采取地球极点到赤道的距离的一千万分之一为标准(约等于1米)建立米制系统。接着科学院指定拉瓦锡负责质量标准的制定。经过测定,拉瓦锡提出质量标准采用千克,定密度最大时的一立方分米水的质量为一千克。这种系统尽管当时受到了很大阻力,但是今天已经被世界通用。国际计量局总部现位于巴黎西南郊的圣克卢Saint-Cloud, Paris

拉瓦锡作为改革者和反对旧制度的许多方面的政治自由主义者,曾积极参加法国革1789重新召开法国议会时他成为候补议员,并制订议员应遵循的规。他曾被选入巴黎公社并参加温和的“1789俱乐部个计划组。

拉瓦锡曾任国库的官员,并发表了对国家财政和农业现状的详细分析报告。但是他在不得人心的包公司的成员资格,足以使他为当局怀疑的对象。尽管他对国家有许多贡献并身为远近闻名的科学家,但是仍然受到较多激进的小册子作者们逐步升级的激烈攻击。1787在拉瓦锡议下,曾围绕着巴黎树起一堵墙来防止禁运品流入城市,革命的极端义者J. -P. 马拉却以监禁巴黎阻碍空气流通的罪名将他控告。1791年包税公司被废除,随后拉锡被免去火药总监职务,并强迫他离开军械场。1793年恐怖期开始,尽管拉瓦锡全力阻止,科学院和其他学术团体还是全被年终,革命议会令逮捕前包税司成17945月他们受到革命法庭的审判。审判不到一天,拉瓦锡和其他27人被判死刑当天即58,他和同伴们(其中包括他的岳父),均在革命广场(今协和广场)被送断头台。他的遗体被埋入公墓。在被处决一年半法国大革命结束后,法国政府重新认定他无罪。现在巴黎市政厅有拉瓦锡的雕像。他的名字与法国72位著名科学家、工程师和数学家一同被刻在埃菲尔铁塔上(面向特洛卡代罗广场侧)。

      视频 改变世界的方程式》拉瓦锡片段

引自不列颠百科全书 国际中文版 1999和维基百科等 2021-01-31