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拉瓦锡
让理论入正轨的“化学假说”

现代科学似乎是由于一系列学科因果关联地进化从而诞生的，这些学科的正式亮相以一些节点人物为标志——进化主线条的起点是以哥白尼为节点人物的天文学，然后是以牛顿等为节点人物的物理学，其后就是以拉瓦锡为节点人物的化学了。拉瓦锡之所以能成为现代化学史上的开拓性人物，主要是因为他的理论假说使化学真正起步于一条正确的道路。由此，人们普遍将他看作“现代化学之父”。

1743年，拉瓦锡在巴黎出生时，化学的发展还远远落后于数学、天文学和物理学。那时，人类对科学的认识正在逐渐递进、深化，还没有轮到化学体系的正式登场。当时已发现了大量独立的化学现象，但还没有一个整合这些七零八落信息的理论构架。人们完全误解了火的本质，认为水与空气是两种基本元素，而且还以为所有可燃烧物里都隐含有一种想象中的“燃素”——它们一旦燃烧，物质就将这种燃素释放到空气里去。

18世纪中后期，氢气、氧气、氮气和二氧化碳等重要气体已被发现，但受燃素说的影响，人们还无法理解这些气体物质的真正性质和意义。很明显，没有一个正确的基本原理框架统领，化学是不可能获得突飞猛进的发展的。

正是拉瓦锡的科学思想使化学理论步入了正轨。他从理论和实验两方面，将这些令人困惑的难点综合到一起，构建出了一个正确的化学思想体系来解释它们。首先，拉瓦锡认为根本就不存在什么所谓的燃素，燃烧过程就是可燃物与空气中的氧气之间化学作用的表现。其次，他认为水是氢和氧的化合物，空气主要是由氮气与氧气等组成的。他在其名著《化学基本教程》中非常清楚地表述了这些假说，所列举支持假说的证据更是令人信服，化学整体性思想图景由此逐步展开。

难能可贵的是，拉瓦锡在书中还演绎出了一张他确信是基本元素的物质名表，尽管其中有少量错误，但现在使用的元素周期表基本上就是他的元素表扩充了的、含有周期律的版本。拉瓦锡还和他人一同设计了世界上首个具有完备化学术语的命名系统（例如，氧——以O表示），它构成了我们现在所使用的化学体系的基础，使得全世界的化学家都能够清晰而统一地交流各自的成果，教科书也因此达成了一致。

拉瓦锡在坚持精准称量的基础上，得出化学反应前后物质重量相等的结论——是他第一个明确阐述了“物质不灭定律”[1]（见题图中红色字母构成的表达式及下面的天平称量）。就是说，化学反应可以将原有物质中的元素重新排列，但不会因此破坏任何元素，而且最终生成物的质量与原来反应物的质量相等，例如：C₆H₁₂O₆=2C₂H₅OH+2CO₂[2]。这种方程式中由原来的符号“→”改为“=”的方法终于使化学成为一门精密定量的科学，并为后来大多数化学事业的进步铺平了道路。同时，拉瓦锡还在生理学方面做出了一项重大贡献，这项成就是其化学实验与思想的进一步推理[3]。由此可见，拉瓦锡的化学思想图景意义有多么重大。

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[1]“物质不灭定律”是当时拉瓦锡提出的定律名称，现在我们称之为“质量守恒定律”，它的一般表达式为：A+B=C+D。早期，俄国科学家罗蒙诺索夫就提出过这种思想，但由于缺乏确切的实验根据等，没有得到广泛的传播。

[2]在一次意外的发现后，拉瓦锡养成了经常使用天平的习惯，并总结出“质量守恒定律”。如：C₆H₁₂O₆=2C₂H₅OH+2CO₂（葡萄糖转化为乙醇发酵过程的表达式）——这正是现代化学方程式的雏形。

[3]即通过与拉普拉斯合作进行细心的实验，拉瓦锡指出，人类和动物利用吸入的氧气，造成一种体内有机物的缓慢燃烧并从中获取能量——这从另一个视角说明，没有化学学科的概念体系完善，现代科学发展的历程中生物或生理学学科的诞生将不可能水到渠成。