拉瓦錫與氧氣發明權的評判

摘要：拉瓦錫，18世紀法國著名化學家。18世紀后期，拉瓦錫在前人研究的基礎上發現并證明了氧氣的本質，創立了氧化學說，推翻了統治化學界達一個世紀的“燃素說”。歷史上對于氧氣發明權的評判與歸屬問題一直頗有爭議。我們應該站在客觀的角度，運用科學的方法，對物質及技術的發明權進行評判。

關鍵詞：拉瓦錫；氧氣的發現；科技發明權的評判

拉瓦錫(Lavoisier，Antoine Lament，1743～1794)出生于巴黎一個富豪家庭，拉瓦錫的父親對科學很感興趣，也因此為兒子提供了良好的科學教育環境。拉瓦錫在年青的時候就顯示出了卓越的數學才能。不過，他的興趣主要在化學上，特別是應用化學。拉瓦錫一生從事化學研究，是近代化學的奠基人之一。

人類關于氧氣的研究，可以追溯到遙遠的古代。“早期化學家的最大困難是了解火焰和燃燒的現象。物體燃燒時，好像有某種東西逃走掉了。在長時期中大家認為這種東西是硫，普魯士王的御醫斯塔爾(G.E.Stahl，1660～1734)把它叫做“燃素”，意即火的元素。他的學說是從柏克爾(Beccher)的見解發展而來的。在他死后，這個理論被人們廣泛采納，在18世紀末葉，一直支配著化學界的思想。而“燃素說”的提出又恰恰是氧氣發現過程中最大的障礙。在18世紀初期，這種理論也曾歪曲地說明了很多化學現象，并且統治人們的思想達一個世紀。

1774年英國化學家普利斯特列進行了一個燃燒的實驗，他在給氧化汞加熱時，得到一種新的氣體，這種氣體既能助燃，又能支持人的呼吸。其實，普利斯特列已經得制得了氧氣，但是普利斯特列受到“燃素說”影響，因此他不能正確認識這種氣體的本質，并且錯誤地將這種新氣體解釋為“脫燃素空氣”。在此之前，瑞典化學家舍勒在加熱硝酸鹽的過程中也制得了這種氣體，他發現這種氣體能使點燃的蠟燭燃燒地更加激勵。舍勒實際上先于普利斯特列獨立地制取了氧氣，可惜的是舍勒也是“燃素說”的信奉者，他認為這種氣體是“火氣”，而燃燒正是燃素與火氣的結合。可以說，普利斯特列和舍勒都沒有認識到真正的氧氣，正如恩格斯所說，當真理碰到鼻尖上的時候，還是沒有得到真理。

而對于燃燒的問題，拉瓦錫也像其他科學家一樣做了很多相關試驗，甚至用金剛石來驗證沒有空氣金剛石不會燃燒。在實驗中他還發現燃燒磷和硫之后所得物質，較之燃燒之前要重。由此他判斷，是空氣中的某種東西參加了反應從而使得物質重量增加。1774年他在對密閉容器中加熱金屬的試驗進行研究時發現，加熱后的金屬重量增加的同時，容器中空氣的重量降低了，容器內部形成了部分真空。這個試驗證明了，金屬燃燒之后重量增加是與部分空氣相化合的結果。

1774年10月，普利斯特列訪問巴黎時告訴拉瓦錫他發現了“脫燃素氣”。普利斯特列還向拉瓦錫介紹了自己的燃燒實驗：氧化汞在加熱時，可以得到“脫燃素氣”，這種“脫燃素氣”可以使蠟燭燃燒得更激烈，還可以幫助呼吸。第二年，拉瓦錫重復了普利斯特列的實驗，并且在實驗中采用了大量的定量測量方法，也得到燃燒與空氣較純凈部分化合的結論。但是拉瓦錫并不相信“燃素說”，他不像普利斯特列和舍勒那樣，把那部分氣體解釋為“脫燃素氣”，他認為這種氣體是一種元素。1777年拉瓦錫正式把這種氣體命名為(Oxygene)“氧”。含義是酸的元素。

拉瓦錫堅持探究燃燒的真正本質，當“燃素說”與實驗發生矛盾時，他毅然地選擇推翻“燃素說”。

拉瓦錫于1783年在他的《關于燃素的思考》中抨擊了燃素說，“化學家們使燃素成為一種含糊的要素，它沒有嚴格的定義，因此適應于一切可能引用它的解釋。它是名副其實的普羅丟斯，每時每刻都在變換形狀。”

歷史上總有人認為不應該將氧氣的發明權歸于拉瓦錫，認為早在拉瓦錫之前舍勒和普利斯特列已經發現了氧氣，認為是拉瓦錫剽竊了他們的研究成果。這樣的看法似乎有失偏頗。

科學史上對于現象與物質發明權的評判是一個非常重要的問題。現象與物質的發明包括對新現象或物質的觀察(或制取)、辨識兩個環節。而辨識與理論思維聯系更加密切，是整個發明過程的關鍵。中國戰國時期的甘德通過肉眼觀察。辨認出木星的幾個衛星這一發明要遠遠早于伽利略使用望遠鏡所進行的觀察，并且在科學史上這一發明獲得了公正地承認。而“評判現象與物質發明權的合理標準應該是：在觀察新現象或制取新物質的基礎上，能夠正確辨認出這種現象或物質與眾不同的特殊性質的人，才能享有這種現象或物質的發明權。”僅僅是觀察或制得了這種現象或物質，而不能理解或正確地解釋它都不能看作是發明了該現象或物質。在科學史上此類案例也有很多，比如：查威克發明中子一例。早在1932年約里奧

居里夫婦取得了世界上第一張顯示中子存在的照片，但是他們將照片誤解為γ射線在氫核上的康普頓散射，因此僅僅只是觀察到了中子而并未真正辨認出中子。但是此后查威克受到居里夫婦的照片啟發，并通過類似試驗證實了中子的存在，他才是真正的中子的發明者。因此查威克理所當然的因為發現并證明中子的存在而獲得諾貝爾物理學獎。“以上的科技發明權評判標準，充分考慮了科技史上的慣例，但也沒有完全遷就歷史的慣例。這些評判標準是歷史的分析與邏輯的分析相結合的產物，是科學史上一種新的嘗試。”

因此，科學史上將氧氣的發明權評判給拉瓦錫，是比較公正的。按照以上標準，在整個氧氣的發明過程中，雖然舍勒和普利斯特列都先于拉瓦錫制出了氧氣，但是“普利斯特列是燃素說的信奉者，相信燃燒就是損失燃素。”他“致死都堅持燃素說，反對拉瓦錫提出的氧化理論。”因而不能真正認識到氧氣的本質所在。而舍勒“同普利斯特列一樣，他相信燃素說，因而沒能正確地認識氧在化學反應中的作用。”

正如恩格斯所說：“普利斯特列和舍勒析出了氧氣，但不知道他們所析出的是什么。他們為既有的‘燃素說’范疇所束縛。這種本來可以推翻全部燃素說觀點并使化學發生革命的元素在他們手中沒有能結出果實。”

當普利斯特列將自己的研究工作告訴拉瓦錫時，拉瓦錫只是在前人已做工作的基礎上，重復了普利斯特列等人的工作，他敢于突破成規，不受“燃素說”的束縛，運用大量定量測量方法，通過反復實驗，最終正確地解釋了氧氣的存在，創立了氧化學說。他對前人的工作做了正確的解釋，“雖然拉瓦錫沒有發現氧，但他的確是理解這個發現的后果的第一人，他了解氧作為一個元素的真正本性，”拉瓦錫的研究工作是人類化學史上一次劃時代的革命。