第三十三回 舊學說百年統治終破產 新原理一時沉埋永放光
第三十三回
舊學說百年統治終破產 新原理一時沉埋永放光
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——質量守恆定律的發現
上回說到隨著紡紗機、蒸汽機的發明,一場工業革命從英國開始了。工業技術和生產的發展必然引起人們對生產原料更深刻的認識。而紡織業的發展必然促使人們去研究染料,研究酸鹼,這又向化學提出了新的要求,而在這方麵打頭陣的,現在該輪到一個法國人了。他就是拉瓦錫(1743~1794年)。
1743年8月26日,拉瓦錫生於巴黎。他的父親是一個很有錢的律師,這使小拉瓦錫不愁吃穿,上了中學又上大學,法律係畢業後他當上了律師。但不知是什麼緣由,使拉瓦錫對礦物特別感興趣。在他辦公桌的抽屜裡,常常放著一些石頭,什麼硫磺呀,石膏呀,就連卷宗裡也不時可抖出一些紅綠顏色的礦粉來。一次,他的一篇化學論文在競賽中獲得法國科學院一枚金牌,這更使他決心辭掉律師職務,闖入自己酷愛的化學領域。
但是私人研究化學,要建實驗室,要買儀器,錢從何來?這拉瓦錫憑藉他律師的閱歷,用特殊的眼光上下左右在財政界一掃,便發現了一個訣竅。原來18世紀中葉,法國新興的資產階級已積聚成一股強大的力量,但封建王朝還不甘退位,更加緊了對人民的搜刮。搜刮的一個妙法就是收重稅。可政府並不出麵,而是承包給“包稅人”。包稅人先向國家交一筆巨款,然後再去收稅。包稅人隻要向國家交了錢,至於向老百姓收多少,國家是不管的。為了研究化學,拉瓦錫從父親那裡借來錢作押金,違心地當上了一名包稅人。很快,拉瓦錫就擁有了自己的化學實驗室,同時,又很快認識了一位金髮碧眼的姑娘瑪麗。瑪麗是包稅公司經理的女兒,才14歲。但他們感情篤深,終成眷屬。這瑪麗性情溫柔,又寫得一手好字,並擅長繪畫,為丈夫抄論文,繪圖表,天賜一個好內助。拉瓦錫真是要錢有錢,要物有物,要家有家。比起那開普勒、牛頓來,真是科學家當中少有的幸運兒了。
卻說1789年冬盡春來的一個夜晚,寒氣還籠罩著巴黎,拉瓦錫和嬌妻瑪麗正圍爐夜話,瑪麗手中拿著一篇剛收到的文章說:“親愛的,聽我給你念一段,這裡說的這個實驗可真有意思。”文章不長,喝杯茶的工夫便已念完,但拉瓦錫聽罷便再也沒有喝茶談天的閑心了。他一把搶過文章連讀了兩遍。原來這文中說到將一塊金剛石燒得熾熱後,它便會消失得無影無蹤。他想,這是不可能的,任何東西燒完總要留下一點兒灰燼。拉瓦錫立即鑽進實驗室,照做了一次,確實如文章所說,金剛石不翼而飛了。整整一夜,瑪麗感到睡在身旁的丈夫翻來覆去不能成眠,但溫柔的她不敢說話,怕引起他的話頭更不能入睡。天將亮時,瑪麗見他還在瞪眼看天花闆,就說:“都是我不好,睡覺前不該給你說什麼實驗的新消息。”拉瓦錫卻拉住她的手,翻身坐起:“瑪麗,我們趕快進實驗室去,辦法有了,也許問題正出在這裡。”
拉瓦錫隻穿一件睡衣坐在實驗台旁,他將一塊金剛石用不怕火的石墨軟膏厚厚地裹起來,然後放在火上高溫加熱。他想:過去人們研究燃燒都是在空氣裡進行,被燒過的東西多啦、少啦,都看作是這東西自己發生了變化,誰敢保證這看不見的空氣裡不會有什麼物質在燃燒時參加進去,或是又帶走什麼呢?我今天將這金剛石裹得嚴嚴實實不見空氣,看它會出現什麼樣子。他就這樣睡衣拖鞋、蓬頭黑手地在實驗台旁忙著,虧得瑪麗賢惠,一會兒捧過一塊熱毛巾為他擦擦滿臉的汗水,一會兒又往他嘴裡塞一塊麵包幹,心疼得怕他餓壞肚子。這時在高溫火焰下,那裹著石墨的金剛石已被燒得通紅,就像爐子裡的紅煤球一樣。拉瓦錫小心地停了火,等待它慢慢冷卻下來剝開一看,金剛石竟完好無損!
“看來燃燒和空氣大有關係。”他一邊洗臉,一邊說。
“燃燒不是物質內的燃素在起作用嗎?”瑪麗一邊收拾儀器。一邊問道。
“大家都這麼說,我看未必就是這樣。”
原來自波義耳研究燃燒現象之後,1606年,他的學生終於建立了一種燃素說,凡物質能燃燒就用含燃素來解釋。但是一些金屬燒過後重量反而增加,燃素既然燒掉了,怎麼物質反倒加重?這真有點兒讓燃素說下不了台。但是擁護燃素說者又想出一種解釋,說那燃素與一般肉眼看見的物質不同,它含有的是一種負重量,負重量一走,東西自然就重了。可見當時燃素說已經露出破綻,難自圓其說了。拉瓦錫也早就對此產生了懷疑。今天這個實驗更明明白白地證明,金剛石被裹嚴時就不變,露天時就發生變化,說明根子不在燃素,而在空氣。
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