1794年，18世紀最偉大的科學家之一，被稱為近代化學之父的安託萬·拉瓦錫，由於曾當過納稅官，被法國人以革命的名義送上了斷頭臺。當他要求法庭再寬限他幾天，以整理最後的化學資料時，得到的回答是：“共和國不需要科學者！”二百多年後，這聲叱喝仍令人毛骨悚然！
拉瓦錫死後，法國著名數學家拉格朗日更是坦言“他們可以一眨眼就把他的頭砍下來，但他那樣的頭腦一百年也再長不出一個來了。”
安託萬·拉瓦錫
1743年8月26日拉瓦錫誕生在一個法國貴族家庭裡，按照家族傳統，他讀了法律，拿到了律師文憑並取得了開業證書，然而他卻轉身走向了科學研究。20歲時，因為出色的巴黎街道照明設計論文，拉瓦錫獲得了法國科學院的嘉獎。
1768年，在他25歲時，被評為法國科學院名譽院士。自此，他走向了化學研究，成為近代化學的開創者，他在化學領域中的地位，可以與牛頓在物理學中的地位比肩。
1772年，拉瓦錫做了一個非常精彩的實驗。在研究磷的燃燒時，他發現反應所生成的五氧化二磷的質量比反應前的磷還大，為了尋找原因，他又燃燒了硫，同樣發現所生成的灰燼質量有所增加。他估計一定是什麼氣體被磷和硫所吸收。
為了繼續尋找原因，他改進了實驗方法，把整個實驗裝置用鐘罩封閉起來。利用測量氣壓的辦法，最後得出了結論，大約1個盎司（約28.35克）的磷可以生成2.7盎司（約76.54克）的灰燼，所增加的質量，恰好與鐘罩裡失去的空氣質量相當。這個實驗不僅開創了化學的定量研究，而且還從化學的角度驗證並總結出質量守恆定律。
在描述化學反應中，拉瓦錫首次引入了化學方程的書寫方式，他不僅利用化學方程式由“參與反應物”估計“生成物”，還可以利用“生成物”估計“參與反應物”。他常假定方程中某一項是未知數，透過實驗，估計它們是什麼，並算出它們的值，這樣以計算結果來檢驗實驗，或者用實驗來驗證計算，甚至用這種方法修正實驗的初步結果，再透過正確的途徑改進實驗，直到獲得成功。拉瓦錫的這一系列開創性的研究方法對於化學研究具有深遠的影響，它把描述性化學引入到了定量化學的軌道中來，為近代化學的發展奠定了基礎。
拉瓦錫的發明
拉瓦錫的另一具有影響力的重要發現是揭示出了燃燒的原理，從中首次準確地識別了氧的作用，並給這種氣體起了“氧氣”的名字。他的這個發現，排除了慣用的“燃素”的錯誤說法。
1774年11月拉瓦錫與妻子共同完成了歷史上著名的“20天實驗”。在這之前，普列斯特里赫和舍勒兩人給了他重要啟發，他們告訴他可能有一種氧氣存在，但是很可惜，這兩個人只是分析出氧氣的存在，並不知道“氧氣”到底是什麼，在燃燒中會起什麼作用。受到這個啟發，拉瓦錫設計併成功地完成了一個非常精彩的化學實驗。
拉瓦錫在一個曲頸瓶內裝上了水銀，瓶頸透過一個水銀槽與外面的一個鐘形玻璃罩相通，玻璃罩內是空氣。拉瓦錫夫婦日夜不停地給曲頸瓶加熱，水銀表面上很快就出現了紅色的粉末，隨著加熱，紅色粉末越來越多，到了第12天，粉末不再增多了。他們繼續加熱，粉末依舊不再增多，直到第20天才結束，這就是化學史上最著名的“20天實驗”。
實驗裝置示意圖
“20天實驗”一箭雙鵰。首先透過實驗發現了“氧氣”和“氮氣”。實驗的結果表明，鐘罩裡的氣體減少了大約1/5，拉瓦錫把少去的這部分氣體叫做“氧氣”，剩下的那部分氣體，不能燃燒，也不能呼吸，拉瓦錫叫它們為“氮氣”。當然其中還有二氧化碳氣，不過含量很少。千百年來人們把空氣看成是一種“元素”，這種老觀念終於被拉瓦錫破解了。空氣被揭開了真面目，原來它是由不同的氣體組成的；隨著空氣面目的揭開，燃燒的本質也被解開了。
這一實驗的另一個重要作用是徹底破除了盛行的“燃素說”。按照燃素說，燃素過程是從物質中分解出“燃素”的過程，經過燃燒，燃素被消耗，反應後的生成物質量應該減輕。然而拉瓦錫的實驗表明，燃燒的過程是與氧氣結合的過程。他在實驗記錄上寫道：“在我所做的實驗中，物理和化學發生了根本的變化。”他把“新化學”命名為“反燃素化學”。在實驗的基礎上，拉瓦錫建立了一整套新體系，開啟了化學實驗研究的先河。
拉瓦錫的實驗室，收藏於法國工藝博物館
拉瓦錫還為後人留下了一部傳世之作《化學綱要》與一篇著名的論文“元素列表”，其中正確地描述了燃燒和吸收等現象；在所列出的33種元素中，首次建立了元素的概念，併為元素起了名稱，調整了元素的排序；把化學從過去古希臘哲學家留傳下來的四元素和三要素說中解脫出來，結束了化學研究上的混亂局面。
1777年9月5日拉瓦錫向法國科學院遞交了一篇劃時代的論文“燃燒概論”。這篇論文系統地闡述了燃燒的氧化學說，將燃素說的錯誤加以糾正。自此化學從古代煉丹術中“破繭而出”，破除了神秘和臆測的面紗，取而代之的是科學實驗和定量的研究，從此化學走入定量化學的真正科學之路，開啟了近代化學的大門，拉瓦錫被人們尊為近代化學之父。
在讚頌拉瓦錫在化學史上的功績時，不能不提到的是他的夫人瑪麗·安妮·皮埃爾萊特。拉瓦錫生前，她不離左右地協助實驗、翻譯資料、記錄資料、整理器材，成為拉瓦錫不可缺少的左膀右臂。
拉瓦錫與妻子瑪麗亞（雅克-路易·大衛）
1794年5月8日，拉瓦錫被推上斷頭臺，她雖然免於一死，但家裡的財產全部被新政權沒收，在一無所有的極度艱難之下，她堅持完成了拉瓦錫身後的資料整理，出版了回憶錄，為世人留下了十分珍貴的資料和研究成果，內中包括拉瓦錫對熱量、液體的形成、空氣的成分、水的組成研究等。化學史上，拉瓦錫夫人也留下了光輝的一筆。
來源：《科學史上的365天》，略有刪改
作者：魏鳳文 武軼
