摘要:拉瓦錫,18世紀(jì)法國著名化學(xué)家。18世紀(jì)后期,拉瓦錫在前人研究的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)并證明了氧氣的本質(zhì),創(chuàng)立了氧化學(xué)說,推翻了統(tǒng)治化學(xué)界達(dá)一個世紀(jì)的“燃素說”。歷史上對于氧氣發(fā)明權(quán)的評判與歸屬問題一直頗有爭議。我們應(yīng)該站在客觀的角度,運(yùn)用科學(xué)的方法,對物質(zhì)及技術(shù)的發(fā)明權(quán)進(jìn)行評判。
關(guān)鍵詞:拉瓦錫;氧氣的發(fā)現(xiàn);科技發(fā)明權(quán)的評判
拉瓦錫(Lavoisier,Antoine Lament,1743~1794)出生于巴黎一個富豪家庭,拉瓦錫的父親對科學(xué)很感興趣,也因此為兒子提供了良好的科學(xué)教育環(huán)境。拉瓦錫在年青的時候就顯示出了卓越的數(shù)學(xué)才能。不過,他的興趣主要在化學(xué)上,特別是應(yīng)用化學(xué)。拉瓦錫一生從事化學(xué)研究,是近代化學(xué)的奠基人之一。
人類關(guān)于氧氣的研究,可以追溯到遙遠(yuǎn)的古代?!霸缙诨瘜W(xué)家的最大困難是了解火焰和燃燒的現(xiàn)象。物體燃燒時,好像有某種東西逃走掉了。在長時期中大家認(rèn)為這種東西是硫,普魯士王的御醫(yī)斯塔爾(G.E.Stahl,1660~1734)把它叫做“燃素”,意即火的元素。他的學(xué)說是從柏克爾(Beccher)的見解發(fā)展而來的。在他死后,這個理論被人們廣泛采納,在18世紀(jì)末葉,一直支配著化學(xué)界的思想。而“燃素說”的提出又恰恰是氧氣發(fā)現(xiàn)過程中最大的障礙。在18世紀(jì)初期,這種理論也曾歪曲地說明了很多化學(xué)現(xiàn)象,并且統(tǒng)治人們的思想達(dá)一個世紀(jì)。
1774年英國化學(xué)家普利斯特列進(jìn)行了一個燃燒的實驗,他在給氧化汞加熱時,得到一種新的氣體,這種氣體既能助燃,又能支持人的呼吸。其實,普利斯特列已經(jīng)得制得了氧氣,但是普利斯特列受到“燃素說”影響,因此他不能正確認(rèn)識這種氣體的本質(zhì),并且錯誤地將這種新氣體解釋為“脫燃素空氣”。在此之前,瑞典化學(xué)家舍勒在加熱硝酸鹽的過程中也制得了這種氣體,他發(fā)現(xiàn)這種氣體能使點燃的蠟燭燃燒地更加激勵。舍勒實際上先于普利斯特列獨立地制取了氧氣,可惜的是舍勒也是“燃素說”的信奉者,他認(rèn)為這種氣體是“火氣”,而燃燒正是燃素與火氣的結(jié)合??梢哉f,普利斯特列和舍勒都沒有認(rèn)識到真正的氧氣,正如恩格斯所說,當(dāng)真理碰到鼻尖上的時候,還是沒有得到真理。
而對于燃燒的問題,拉瓦錫也像其他科學(xué)家一樣做了很多相關(guān)試驗,甚至用金剛石來驗證沒有空氣金剛石不會燃燒。在實驗中他還發(fā)現(xiàn)燃燒磷和硫之后所得物質(zhì),較之燃燒之前要重。由此他判斷,是空氣中的某種東西參加了反應(yīng)從而使得物質(zhì)重量增加。1774年他在對密閉容器中加熱金屬的試驗進(jìn)行研究時發(fā)現(xiàn),加熱后的金屬重量增加的同時,容器中空氣的重量降低了,容器內(nèi)部形成了部分真空。這個試驗證明了,金屬燃燒之后重量增加是與部分空氣相化合的結(jié)果。
1774年10月,普利斯特列訪問巴黎時告訴拉瓦錫他發(fā)現(xiàn)了“脫燃素氣”。普利斯特列還向拉瓦錫介紹了自己的燃燒實驗:氧化汞在加熱時,可以得到“脫燃素氣”,這種“脫燃素氣”可以使蠟燭燃燒得更激烈,還可以幫助呼吸。第二年,拉瓦錫重復(fù)了普利斯特列的實驗,并且在實驗中采用了大量的定量測量方法,也得到燃燒與空氣較純凈部分化合的結(jié)論。但是拉瓦錫并不相信“燃素說”,他不像普利斯特列和舍勒那樣,把那部分氣體解釋為“脫燃素氣”,他認(rèn)為這種氣體是一種元素。1777年拉瓦錫正式把這種氣體命名為(Oxygene)“氧”。含義是酸的元素。
拉瓦錫堅持探究燃燒的真正本質(zhì),當(dāng)“燃素說”與實驗發(fā)生矛盾時,他毅然地選擇推翻“燃素說”。
拉瓦錫于1783年在他的《關(guān)于燃素的思考》中抨擊了燃素說,“化學(xué)家們使燃素成為一種含糊的要素,它沒有嚴(yán)格的定義,因此適應(yīng)于一切可能引用它的解釋。它是名副其實的普羅丟斯,每時每刻都在變換形狀?!?/p>
歷史上總有人認(rèn)為不應(yīng)該將氧氣的發(fā)明權(quán)歸于拉瓦錫,認(rèn)為早在拉瓦錫之前舍勒和普利斯特列已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了氧氣,認(rèn)為是拉瓦錫剽竊了他們的研究成果。這樣的看法似乎有失偏頗。
科學(xué)史上對于現(xiàn)象與物質(zhì)發(fā)明權(quán)的評判是一個非常重要的問題?,F(xiàn)象與物質(zhì)的發(fā)明包括對新現(xiàn)象或物質(zhì)的觀察(或制取)、辨識兩個環(huán)節(jié)。而辨識與理論思維聯(lián)系更加密切,是整個發(fā)明過程的關(guān)鍵。中國戰(zhàn)國時期的甘德通過肉眼觀察。辨認(rèn)出木星的幾個衛(wèi)星這一發(fā)明要遠(yuǎn)遠(yuǎn)早于伽利略使用望遠(yuǎn)鏡所進(jìn)行的觀察,并且在科學(xué)史上這一發(fā)明獲得了公正地承認(rèn)。而“評判現(xiàn)象與物質(zhì)發(fā)明權(quán)的合理標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該是:在觀察新現(xiàn)象或制取新物質(zhì)的基礎(chǔ)上,能夠正確辨認(rèn)出這種現(xiàn)象或物質(zhì)與眾不同的特殊性質(zhì)的人,才能享有這種現(xiàn)象或物質(zhì)的發(fā)明權(quán)。”僅僅是觀察或制得了這種現(xiàn)象或物質(zhì),而不能理解或正確地解釋它都不能看作是發(fā)明了該現(xiàn)象或物質(zhì)。在科學(xué)史上此類案例也有很多,比如:查威克發(fā)明中子一例。早在1932年約里奧
居里夫婦取得了世界上第一張顯示中子存在的照片,但是他們將照片誤解為γ射線在氫核上的康普頓散射,因此僅僅只是觀察到了中子而并未真正辨認(rèn)出中子。但是此后查威克受到居里夫婦的照片啟發(fā),并通過類似試驗證實了中子的存在,他才是真正的中子的發(fā)明者。因此查威克理所當(dāng)然的因為發(fā)現(xiàn)并證明中子的存在而獲得諾貝爾物理學(xué)獎。“以上的科技發(fā)明權(quán)評判標(biāo)準(zhǔn),充分考慮了科技史上的慣例,但也沒有完全遷就歷史的慣例。這些評判標(biāo)準(zhǔn)是歷史的分析與邏輯的分析相結(jié)合的產(chǎn)物,是科學(xué)史上一種新的嘗試。”
因此,科學(xué)史上將氧氣的發(fā)明權(quán)評判給拉瓦錫,是比較公正的。按照以上標(biāo)準(zhǔn),在整個氧氣的發(fā)明過程中,雖然舍勒和普利斯特列都先于拉瓦錫制出了氧氣,但是“普利斯特列是燃素說的信奉者,相信燃燒就是損失燃素?!彼爸滤蓝紙猿秩妓卣f,反對拉瓦錫提出的氧化理論?!币蚨荒苷嬲J(rèn)識到氧氣的本質(zhì)所在。而舍勒“同普利斯特列一樣,他相信燃素說,因而沒能正確地認(rèn)識氧在化學(xué)反應(yīng)中的作用?!?/p>
正如恩格斯所說:“普利斯特列和舍勒析出了氧氣,但不知道他們所析出的是什么。他們?yōu)榧扔械摹妓卣f’范疇所束縛。這種本來可以推翻全部燃素說觀點并使化學(xué)發(fā)生革命的元素在他們手中沒有能結(jié)出果實?!?/p>
當(dāng)普利斯特列將自己的研究工作告訴拉瓦錫時,拉瓦錫只是在前人已做工作的基礎(chǔ)上,重復(fù)了普利斯特列等人的工作,他敢于突破成規(guī),不受“燃素說”的束縛,運(yùn)用大量定量測量方法,通過反復(fù)實驗,最終正確地解釋了氧氣的存在,創(chuàng)立了氧化學(xué)說。他對前人的工作做了正確的解釋,“雖然拉瓦錫沒有發(fā)現(xiàn)氧,但他的確是理解這個發(fā)現(xiàn)的后果的第一人,他了解氧作為一個元素的真正本性,”拉瓦錫的研究工作是人類化學(xué)史上一次劃時代的革命。