懷疑的化學家等３則

在古代，人們對化學現(xiàn)象沒有多么深刻的認識，所以古代化學并沒有真正意義上的“化學理論”，如果說有，或者至少說有什么一種思想對化學實踐進行指導的話，那么只能是哲學。比如，中國古代有陰陽說和五行說，古希臘有“四根”說。而柏拉圖認為四種幾何形狀是構成世界的“元素”，并指出“元素”之間可以互變，亞里士多德則提出構成萬物的“四元素說”。

在上面各種自然哲學理論的指引下，化學得到了發(fā)展，相繼出現(xiàn)了煉丹術和煉金術。煉丹術和煉金術的理論基礎基本上是錯誤的，但是在煉丹、煉金的過程中積累了大量的知識和經驗，客觀上推動了化學的發(fā)展。

懷疑的化學家

羅伯特·波義耳（1627～1691年）

波義耳常常被人們當作現(xiàn)代化學的奠基人，不過，他是點金石的狂熱追尋者。他的著作《懷疑的化學家》不是對煉金術進行駁斥，而是對煉金術中那些他認為沒有根據(jù)的內容加以批評。

波義耳懷疑論的靶子主要是亞里士多德等人。亞里士多德的學說認為，世上萬物都是由四元素——土、氣、火、水——組成的。16世紀，帕拉切爾蘇斯將亞里士多德的學說稍加改變，用“三要素”來代替亞里士多德的“四元素”，認為一切事物都是由硫、汞、鹽構成的。這種觀點起源于早期的煉金術理論：金屬由硫磺和水銀組成。波義耳駁斥帕拉切爾蘇斯的信徒，把他們的理論稱為“劣質化學”。

不過波義耳也沒能給出一種全新的理論，他宣稱可能有不止四種元素存在，把元素定義為“某些原始的、簡單的物體，或者說完全沒有混雜的物體，它們由于既不能由其他任何物體混成，也不能由它們自身相互混成，所以它們只能是我們所說的完全結合物的組成成分，是它們直接復合成了完全結合物”。他為這一定義得意不已，不過這一定義其實并不比亞里士多德的有多少新意。

不過，羅伯特·波義耳最突出的貢獻在于他孜孜不倦地通過實驗來研究“某個特殊物體到底由幾種物質組成”，比如，他曾采用圖標調查法用“抽氣機”研究氣體的性質。

燃燒

普利斯特列（1733～1804年） 舍勒(1742～1786年) 拉瓦錫（1743～1794年）

18世紀是以空氣為研究中心的“氣體”化學家的豐收期。幾百年來，發(fā)生化學變化的主要手段是加熱，“氣體”化學家們所關注的主要問題是了解燃燒現(xiàn)象。當時很多有名望的化學家都公開承認自己相信“燃素”的存在，即物質在燃燒時釋放出來的可以燃燒的“要素”，英國人約瑟夫·普利斯特列也有著同樣的想法。燃素學說的致命問題不在于其錯誤性，而在于其接近正確的程度。1774年，當普利斯特列觀察到氧氣時，他認為氧氣是一種“脫燃素的空氣”，氧氣讓富于“易燃素”的物質更猛烈地燃燒以獲得燃素。第二年，普利斯特列研究氧氣對呼吸的作用，注意到氧氣使他的呼吸“特別輕松舒暢”。他通過加熱氧化汞來制造氧氣，這種方法在當時并不稀奇。

幾年之后，瑞典藥劑師威廉·舍勒做了同樣的實驗，他還從鹽類中提取釋放的氧氣。舍勒把他制造的氧氣叫做“火氣”，還推斷說，在普通空氣里存在1/5的“火氣”和4/5的“廢氣”。

不過，法國化學家拉瓦錫才是人們公認的氧的發(fā)現(xiàn)者。1777年，他把這種氣體命名為“氧”，意思是“形成酸的氣體”，因為他錯誤地認為氧是一切酸的基本要素。他比普利斯特列研究得更遠。他發(fā)現(xiàn)在空氣中加熱時，氧化汞釋放出的氣體的分量和水銀的分量一樣多。他觀察到這種“純氣體”本身就能燃燒，不需要什么“脫燃素的空氣”。拉瓦錫的氧氣燃燒學說給化學提供了必要的統(tǒng)一原則，在法國得到了廣泛的認可。

氫與水

卡文迪許（1731～1810年）

從古時候起，人們就以為水是一種元素，所以，當科學家們意識到水可以被分解的時候，心里難免有些不舒服?？墒牵斔幕境煞謿浜脱醣环蛛x開之后，水就不存在了，這是不可回避的事實。17世紀的英國化學家羅伯特·波義耳把氫稱作“易燃氣”，在他之前，肯定也有其他化學家有著同樣的觀點。1770年，威廉·舍勒制造出氫氣，懷疑它可能是一種純“燃素”，4年后，卡文迪許得出了同樣的錯誤結論。

不過，這種“易燃素”有一些讓人吃驚的表現(xiàn)。1774年，約瑟夫·普利斯特列的朋友約翰·沃泰爾把氫氣和普通空氣放在一個密封的銅燒瓶里點燃，發(fā)現(xiàn)瓶壁上出現(xiàn)了“露珠”。在法國，普利斯特列燃燒這種易燃的空氣后，發(fā)現(xiàn)放在火苗上面的瓷盤被“像水滴一樣的液體弄濕了”。

不知道為什么，傳統(tǒng)上人們把化學元素形成水化合物的發(fā)現(xiàn)歸功于卡文迪許，他在1781年所做的實驗之前已有人做過4次，而且，他還是一個公開的“燃素論”信徒，并且拒不接受拉瓦錫的氧氣論，所以他不可能對他發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象做出正確的解釋。不過，以前沒有人曾像卡文迪許那樣完整地研究這個化學反應過程。他進一步證實，普利斯特列的“脫燃素的空氣”(氧)可以和兩倍的“易燃氣”(氫)結合在一起，揭示了水形成的分子式(H2O)。

卡文迪許用3年的時間一再改進他的實驗，然后于1784年把他的發(fā)現(xiàn)提交給英國皇家學會。期間，拉瓦錫也在重復著類似的實驗，申明自己的發(fā)明權。拉瓦錫還證明水在通過一個燒紅的槍管時可以被重新分解成氫和氧，而且氧會立刻與鐵發(fā)生反應形成銹。拉瓦錫把“易燃氣”叫做“氫氣”：形成水的氣體。