理工札记(1) 为什么是拉瓦锡

为什么是拉瓦锡

*****  《理工札记》持续更新，请关注微信公众号：神马观止

 1794年5月8日的清晨，一位穿着贵族服饰的男人站在断头台下，眼中充满了困惑，仿佛在思考着什么。随着身后士兵的呐喊，他走上断头台。这时他突然对刽子手说：

        “劳烦，在砍下我的头之后，数一数我眨眼的次数，我想做完最后一次试验！”

        刽子手显然没有料到他会说这么一句无厘头的话，木然的点点头。在毫无愧疚的情况下，砍下了一位做出划时代意义贡献的科学家的头，并数到十一的时候，这位科学家停止了眨眼。

        这时距离1789年7月14日攻占巴士底狱已经5年了，但是大革命的热潮依旧没有退去，狂暴的民众似乎要摧毁一切，而走向新世界的建设却始终遥遥无期，于是他们更加焦躁，一浪接着一浪的革命，已然让曾经的文化艺术中心的巴黎，疲惫不堪。

        这位身着贵族服饰的伟大科学家就是本文的主人公——安托万-洛朗·德·拉瓦锡。他第一次出现在我们的视野，是在初中的化学课本的第一课——拉瓦锡测定空气成分。那么为什么把这样一位科学家以及他的这个实验作为我们迈入化学殿堂的第一课呢？教材这样编写必然有其初衷，这个初衷又是什么呢？

        首先，我们就来认识一下这位伟大的化学家。拉瓦锡于1743年出生在法国巴黎的一个律师家庭，很小的时候便继承大笔财产，从此过着衣食无忧的生活。年轻的他就无意于律师行业，反而对自然科学十分痴迷，这与当时巴黎作为世界科技文艺中心的大环境是密不可分的。通过一系列学习和研究，拉瓦锡25岁便成为了法兰西科学院院士，1777年提交了一份《燃烧概论》奠定了他对燃素说的决定性胜利，而正是这一胜利，直接推动了日后化学的蓬勃发展。

        1789年基于氧化说和质量守恒定律，拉瓦锡发表了著名的《化学基础论》这本集大成之作，在这本著作中他第一个提出了化学元素列表。而这一系列的科研成果，使得他成为历史上最伟大的化学家。一个享受着衣食无忧的贵族，却将他短暂的一生全部贡献到了化学科学的研究，并做出了卓越的开创性的贡献，所以他无愧于化学史上的王冠。然而，因为一场疾风暴雨的革命，他的科研进程戛然而止，就像拉格朗日在痛惜之余发出的感慨：

        “他们可以一眨眼就把他的头砍下来，但他那样的头脑一百年也再长不出一个来了。”

        所以，化学课的第一课就郑重地介绍了这位伟大的化学家，拉瓦锡确实是我们迈入化学世界乃至整个自然科学之后，学习和瞻仰的榜样。

        下面，第二个问题来了，为什么他的测定空气成分的实验是我们第一堂化学课介绍的实验呢？别着急，这个问题在我中学时代并没有得到很好地解决，直到大学才有了满意的答案，而最终的完整答案是最近才领悟出来的。这个实验的重要性可以从两个方面来分析：

       第一，从本体论的角度。我们知道，西方哲学史上，本体论从一开始就成为哲学家们思考的核心问题，即这个世界的本原究竟是什么？这个世界的万事万物是由什么组成的？从泰勒斯到阿那克西曼德、阿那克西米尼，再到德谟克利特以及毕达哥拉斯，许多先贤智者提出各类假说，通过理性的思考，尤其是逻辑的演绎，实现了对他们所处世界进行解释，即使我们今天知道，他们的学说并不能完美地解决解释世界的问题，但是不可否认，那也是观察这个世界的一个视角。这种争论，从早期的朴素唯物主义，经历中世纪神学盛行的唯心主义，直到18世纪机械唯物主义，其实始终没有一种比较完满的学说可以达到认识世界的目的，直到拉瓦锡以这个实验为典型发现元素才出现转机。拉瓦锡在空气成分测定实验中发现了氧，并在随后的实验发现二十三种之多的元素，而物质世界就是这些元素的化合和分解，在当时已有的观察材料中，这一理论很好地解释了物质世界的种种现象。同时，唯物主义在本体论中开始占据上风（这并不是说，唯物主义就是真理，唯物唯心都是对这个世界本原的一种视角）。

·        第二，从认识论的角度。从古希腊开始，无论是阿那克西曼德，还是阿那克西米尼，或是芝诺，对于变化这一命题的思考便一直持续。世界是否是变化不局而不能认识的？如何在运动与静止中去认识这个世界？这些问题将先贤智者思考的焦点从世界转入我们人类自己，认识论于是成为了经久不衰的话题，而在这一问题上产生了历史上极其著名的理性主义和经验主义的世纪之战，知道康德才能以完满地解决。那么这一战在拉瓦锡时代，正是达到了高潮，笛卡尔、斯宾诺莎和莱布尼兹的唯理派和洛克、贝克莱和休谟的经验派你来我往，可以说响彻了那个时代的宇宙，到休谟提出怀疑主义，人类智慧的火花更是照亮了整个苍穹。就在这时，拉瓦锡以一种极其务实的态度，提出科学技术应秉承定量分析，通过理论的演绎和实验的归纳，建立科学的框架，并以此为基础不断在否定之否定中进步，这样的务实是科研工作中极其宝贵的，也是做出科研成果必须踏上的正途。

        所以，拉瓦锡及其空气成分测定实验，成为了第一堂化学课必须要第一个介绍的科学家及其著名实验，这样的教学设计，必然出自一位通晓科学技术发展史和拥有极为深厚科研素养的精英之手，可谓用心良苦。