拉瓦锡和他的盟友

[拉瓦锡并不是第一个化学家，得到了这篇故事里提到的杰出的盟友——天平——的帮助。俄罗斯的著名学者米·瓦罗蒙诺索夫早在拉瓦锡以前十五年，就曾比较过一只盛了金属的焊严了的曲颈甑在放进火里去烧以前和以后的重量。他在1756年曾经写过一篇笔记：“我曾用焊得极严的容器做了几次试验，来考查金属会不会由于纯粹加热而增加重量。”接着又用短短的两行说明试验的结果：“我由这些试验查出……如果不放外面的空气进去，金属经过火烧以后，重量不变。”

这样，罗蒙诺索夫就对当时化学家们所同意的燃素学说狠狠地给了当头一棒。这还不算。根据自己的试验，他又得出了另外一条结论：“自然界中的一切变化都是这样的情况，从一物体取出的东西，全部都要加到另一物体里去，其结果，如果一处减少了些物质，别处就会有所增加。”这位伟大的学者又用这几句话说出了一条重要的化学定律——物质不灭定律。——原注]

“火焰空气”是由三位科学家差不多同时发现的。

舍勒发现最早。一两年以后，对舍勒的工作毫无所知的英国人普里斯特利[普里斯特利（1733-1804），英国自然科学家，发现了许多气体，如二氧化碳、氨、氯化氢等。——编者注]也查出了“火焰空气”。

又过了几个月，拉瓦锡从普里斯特利那儿听说有种气体，蜡烛在里面会燃烧得很亮。结果他就根据这点模糊的暗示，也独立发现了空气的复杂组成。

可是三人中只有拉瓦锡一人对“火焰空气”在自然界的真正功能，做出了正确的估计。

原来，拉瓦锡有个杰出的盟友在工作中出力地帮助了他。

舍勒和普里斯特利也有这样的盟友，不过他们既不经常请教它，也不重视它的劝告。

拉瓦锡的主要盟友就是——天平。

在着手进行试验以前，拉瓦锡差不多总要把那就要进入化学变化的物质，全部仔细称称，试验终了时，再称一称。

他常常一面称，一面想道：

“这一种物质失去了重量，而那一种却重了些，这就是说，有点什么东西离开了第一种物质，跟第二种化合了。”

天平对拉瓦锡说明了燃烧的真正性质。

天平告诉他，“火焰空气”（拉瓦锡叫它“活空气”）在燃烧中跑到哪儿去了。

天平又告诉他，哪些物质是复合的，哪些是简单的。此外，还有许多事情，拉瓦锡都在天平的帮助下弄明白了。

像舍勒一样，拉瓦锡也曾试验着在密闭的烧瓶里燃烧磷。但那五分之一的空气在燃烧中消失到哪儿去了呢？拉瓦锡在猜测这个哑谜时，没有迷失方向，因为天平在这里给了他十分精确的答复。

拉瓦锡在把磷块放进烧瓶燃烧以前，曾经将磷块称过一次。磷烧完了，他又把烧瓶里剩下的全部干的磷酸称了一次。

你想想，哪一个分量应该更重些：是磷呢，还是燃烧后留下的由磷带来的物质？

舍勒和当时所有的化学家不看天平，异口同声地说：

“当然，磷应该比燃烧以后的磷酸重，因为磷在燃烧中被毁灭了；它失掉了燃素。退一步说，就算燃素毫无重量吧，磷酸也应该和产生它的磷一般重。”

可是事实不是这样。

天平宣布燃烧后沉积在瓶壁上的白霜比燃烧前的磷更重。

这真是件不可思议的事：磷失掉了，燃素却变重了。这等于说：水壶里的水流掉了，壶倒重了。谁要相信这结果，岂不荒谬绝伦。

那么，磷酸的额外重量是从哪儿来的呢？

“从空气来的！”拉瓦锡回答，“大家认为烧瓶里失踪了的那部分空气，其实并没有逃出瓶外，它只是在燃烧中和磷化合了。磷酸[现在我们把这物质叫磷酸酐。——原注]就是这一化合的产物。

看，“火焰空气”的神秘的失踪就这样毫不费事地讲明白了！一个哑谜猜破了，别的哑谜也就不成问题。

拉瓦锡明白磷的燃烧并不是例外。他的实验指出每次一种物体燃烧时，或一种金属生锈时，都在发生同样的变化。

他作过这样一种实验：

把一块锡放在容器里，然后把容器封严，不让外面任何东西钻进去。接着拿面大型的放大镜，让炽热的太阳光透过放大镜直射到锡块上。锡受到热，开始熔化，后来渐渐生锈，也就变成了灰白色的酥松的粉末。

容器里的锡和空气，拉瓦锡早已全部称过。一切完毕以后，他把剩下的空气和锡末又称过一次。

怎么样呢？锡末增加的重量恰恰等于空气失去的重量。

外面任何物质不能跑进那盛锡的容器，只有日光能进去。可见容器里，除了空气和锡以外，什么也没有。然而，锡变成粉末以后却变重了。

作了这个实验之后，还能否认那灰白色的锡灰，是锡跟空气的一种成分——“火焰空气”或“活空气”——的化合物吗？

拉瓦锡又在装满了“活空气”的密闭容器里，燃烧了些最纯净的木炭。木炭烧完了，容器里好像没剩下什么，只剩了极少的——少到刚能察觉的——一撮灰。可是，天平是另外一种说法。它指出容器里的空气变重了，而且这变重的分量恰和烧掉的木炭的分量相等。可见炭在燃烧中并不是消失得无影无踪了，而是同“活空气”一道生成了一种新物质。这是一种分量较重的气体，拉瓦锡叫它碳酸或碳酸气。

当拉瓦锡详细讲述自己所做的试验，并将自己的想法向大家公开时，一开始，几乎所有的化学家都抨击他。

“什么，”他们说，“你认为物体燃烧或金属生锈时，它们并没有被毁灭，没有被分解成自己的成分，相反，却还把‘活空气’结合到自己里面了？”

“一点也不错！我的看法正是这样。”

“不对，不对！”他们说，“照你的看法，燃素在燃烧中就没有作用了，那怎么成？”

“我不知道什么燃素，”拉瓦锡回答。“我从来没有见过它。我的天平从来没告诉过我燃素的存在。我拿了纯净的易燃物，例如磷，或纯金属，或锡，放在密闭的容器里燃烧。在这容器的内部，除了‘活空气’以外，原是什么也没有的。燃烧的结果，易燃物和‘活空气’不见了，却有一种新物质，譬如干的磷酸或锡粉代替它们出现在容器中。我称称这种新物质，查出单是它的分量就和易燃物和‘活空气’加在一起的分量，刚好一般重。每一个有头脑的人都只能从这里得出一条结论：物体燃烧时要和‘活空气’化合而成一种新物质。这和2+2=4是一样地清楚。至于燃素，和这里有什么关系？不提它倒很清楚，提起它来，事情反而茫无头绪了。”

拉瓦锡这段话，在科学界引起了一场暴风雨。

化学家们已经习惯于到处看见燃素那无形的幽灵了，现在忽然宣布它不存在，这个180度的拐弯，他们怎样也不能马上转过来。还有，说燃烧着的物体不但没有被毁灭，被分解，反而被“活空气”结合到了自己里面，这种想法，他们也觉得十分荒诞。火的毁灭力不是人人从小就熟悉的么？

因此，他们最初只对拉瓦锡简单地加以嘲笑。后来，就指摘他的工作有缺点，不说他的试验做得不正确，就说他的天平在撒谎。

可是，事实究竟是事实。拉瓦锡不断地对燃素学说提出了许多反驳，它们是一个比一个新颖，一个比一个有说服力。他又提出了一连串人人可以检查的新事实来证明他的想法是正确的。

这样，那些拥护燃素学说的人才在铁证如山的压力下动摇起来，开始一步步后退。不过还有许多位化学家，试用了种种不同的方法来调和新发现和燃素学说间的矛盾。他们为了这，曾经接连提出过许多种复杂费解的理论，又捏造了几十种极难令人相信的假说。

但到末了，还是拉瓦锡的看法占了上风。燃素学说的拥护者纷纷丢盔卸甲，心悦诚服地宣称：“要否认明摆着的事实是有困难的。拉瓦锡的确没错。”

到18世纪末期，燃素学说就一去不复返地被赶出了化学科学的大门。