炼金术士|炼金术士是怎么炼“金子”的?( 二 )


Figure 4 为纪念皇家学会的成立的画像 , 其中戴皇冠的是当时的国王查尔斯二世 。
波义耳在当时影响巨大源于他敢于公开自己的研究发现 , 并鼓励别人也公开研究结果 。 这样的科学精神与当时流行的闭门炼金的作派背道而驰 。 不过一个好的科学家未必是一个好的作者 , 他的《怀疑派化学家》写得晦涩难懂 , 然而书中提出来的“微粒说”却值得我们一看:
1. 物质由微粒组成
2. 不同的微粒组成不同的物质
3. 微粒可以分开
4. 通过一系列的转变 , 微粒可以被改变 。
这看上去是不是很像现代的原子理论?
当然 , 当时的人们还不知道分裂原子需要将高速的原子相互碰撞 , 而是认为炼金术可以改变微粒本身 。 但这个猜想是我们现代原子理论的前身 。
不过逐渐地 , 炼金术的影响力开始衰弱 , 而继承了炼金术成果的学科——化学开始兴起 。 受到当时人权宣言自由运动的影响 , 新时代的人们开始怀疑使用谜语 , 掺杂了神学哲学名词的炼金术 。 此外 , 几个不学无术的炼金术师抹黑 , 也使炼金术逐渐退出了历史舞台 。 相反 , 更多的科学家秉着“实践出真知”的现代科学精神 , 替代炼金术师们扛起了科学发展的大旗 。
拉瓦锡
接下来要介绍一下化学史上的著名人物——拉瓦锡 , 他直接带动了整个化学界 , 把化学提到了新的高度 。
炼金术士|炼金术士是怎么炼“金子”的?
Figure 5 为拉瓦锡和他的夫人玛丽 , 玛丽同时也是拉瓦锡的助手 , 负责整理稿件和绘图记录 。
在开始介绍拉瓦锡之前 , 我们需要认识到:一些现在看来错误的理论 , 在当时却能解释不少问题 , 让人信服 。 在拉瓦锡的时代有一个十分流行的理论“燃素说” 。 这个假说由德国化学家Georg Ernst Stahl提出 , 用来解释“火是什么” 。
简单来说“燃素说”有以下几个要点:
1. 所有可以燃烧的物质都有一种叫做燃素的东西 。
2. 一个物质所含有的燃素越多 , 它越容易燃烧 。
3. 在空气中 , 燃素被释放出来 , 形成我们看见的火焰 , 这个火焰就是燃素释放的结果 。
4. 空气是燃烧的必需品 , 因为它能吸收释放出来的燃素 。
5. 在一个密封的容器中 , 因为空气是有限的 , 在吸收了一定燃素之后 , 空气无法继续吸收燃素 , 所以燃烧也就不能进行 。
6. 一个物质燃烧以后剩下的叫做calx , 比燃烧之前的物质要轻 。
这些解释在大部分情况下是适用的 , 因为它很好地解释了:为什么有些物体可以燃烧 , 有些物体不能;为什么很多物体燃烧以后变轻了 。 当然 , 也有一些人如波义耳发现有些金属在燃烧以后反而变重了 。 于是有人稍微改进了“燃素说”——说燃素这种东西 , 比空气要轻 , 在燃烧的过程中有些空气中的颗粒会进入到物体里面 , 所以有些金属燃烧后会变重 。
这个听上去有点怪不是吗?按照原来的理论 , 燃素应该比空气密度要大 , 所以木头燃烧以后确实变轻了 , 但是在金属这里燃素密度却比空气小了 。 这要怎么解释呢?因此 , 当时很多化学家都想测出燃素的质量 , 但是很可惜 , 他们都走错了方向 。
炼金术士|炼金术士是怎么炼“金子”的?
Figure 6 图为普利斯里 , 是氧气、二氧化碳的发现人 。
第一个发现氧气的人叫普利斯里 , 是一个英国的化学家 , 他认为氧气是dephligistonated air, 燃素的对立面 。 他把他的想法透露给了拉瓦锡 , 拉瓦锡回家以后重复了他的实验 , 发现这个气体正是燃烧所必须的 , 没有这个气体 , 燃烧根本不会发生 。 同时 , 他还推断出空气是至少两种气体组成的混合物 。
两年后 , 经过大量更加精密的测量 , 他发表了著名的质量守恒定律 , 并命名这个支持燃烧的气体为“oxygene” 。 至此 , “燃素说”这个流行了近一个世纪的学说就此坍塌 , 而拉瓦锡和他的燃烧理论成为了后来化学家们的必修课程 。
除了发现质量守恒定律 , 推翻“燃素说” , 拉瓦锡还干了一件很了不起的事——改革化学 。 改革化学的第一步 , 就是编写靠谱的教材 。 当时的化学名词 , 尤其是化合物 , 没有什么固定的名字 。 比如当时氧化汞被称为“月亮的眼泪” , 这样的名字很好听但是没有规律 , 更糟的是这样奇奇怪怪的名字有成百上千个 , 很容易一不小心就弄错了 。 拉瓦锡和他的同事们认为这样的命名非常混乱 , 而且不直观 , 于是发明了一种新的命名方式 。 比如说 , 当一个元素和另外一个元素结合成一种化合物 , 这个化合物的名字中必须包括这两种元素的名字 。 这样的命名系统很直观 , 也更简单 , 人们只需要记忆几个元素 , 而不是上千个奇奇怪怪的名字 。
炼金术士|炼金术士是怎么炼“金子”的?
Figure 7 为当时印制的elements of chemistry(化学元素)封面 。


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