化学基础论(科学素养文库.科学元典丛书)(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)


发布时间:2020-08-13 12:45:04

点击下载

作者:(法)安托万-洛朗·拉瓦锡

出版社:北京大学出版社

格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT

化学基础论(科学素养文库.科学元典丛书)

化学基础论(科学素养文库.科学元典丛书)试读:

版权信息COPYRIGHT INFORMATION书名:化学基础论(科学素养文库.科学元典丛书)作者:[法]安托万-洛朗·拉瓦锡排版:Clementine出版社:北京大学出版社出版时间:2014-04-01ISBN:9787301095560本书由北京大学音像出版社有限公司授权北京当当科文电子商务有限公司制作与发行。— · 版权所有 侵权必究 · —

Clements of the Chemistry“砍下他的脑袋只需一瞬间,但要再长出一颗这样的头颅也许要等一百年!”——法国著名数学家 拉格朗日(Joseph-Louis Lagrange,1735—1813)

科学革命:如天文学上之哥白尼,物理学上之牛顿,化学上之拉瓦锡,生物学上之达尔文,皆是划时代的革命巨擘。——美国著名科学哲学家 库恩(Thomas Samuel Kuhn,1922—1996)

科学史家认为:拉瓦锡的氧化理论是一切科学革命中最急剧、最自觉的革命,它在化学史上的重要性怎样强调也不过分。——本书《汉译者前言》弁言Preface to Series of Chinese Version

这套丛书中收入的著作,是自文艺复兴时期现代科学诞生以来,经过足够长的历史检验的科学经典。为了区别于时下被广泛使用的“经典”一词,我们称之为“科学元典”。

我们这里所说的“经典”,不同于歌迷们所说的“经典”,也不同于表演艺术家们朗诵的“科学经典名篇”。受歌迷欢迎的流行歌曲属于“当代经典”,实际上是时尚的东西,其含义与我们所说的代表传统的经典恰恰相反。表演艺术家们朗诵的“科学经典名篇”多是表现科学家们的情感和生活态度的散文,甚至反映科学家生活的话剧台词,它们可能脍炙人口,是否属于人文领域里的经典姑且不论,但基本上没有科学内容。并非著名科学大师的一切言论或者是广为流传的作品都是科学经典。

这里所谓的科学元典,是指科学经典中最基本、最重要的著作,是在人类智识史和人类文明史上划时代的丰碑,是理性精神的载体,具有永恒的价值。一

科学元典或者是一场深刻的科学革命的丰碑,或者是一个严密的科学体系的构架,或者是一个生机勃勃的科学领域的基石。它们既是昔日科学成就的创造性总结,又是未来科学探索的理性依托。

哥白尼的《天体运行论》是人类历史上最具革命性的震撼心灵的著作,它向统治西方思想千余年的地心说发出了挑战,动摇了“正统宗教”学说的天文学基础。伽利略《关于托勒密与哥白尼两大世界体系的对话》以确凿的证据进一步论证了哥白尼学说,更直接地动摇了教会所庇护的托勒密学说。哈维的《心血运动论》以对人类躯体和心灵的双重关怀,满怀真挚的宗教情感,阐述了血液循环理论,推翻了同样统治西方思想千余年、被“正统宗教”所庇护的盖伦学说。笛卡儿的《几何》不仅创立了为后来诞生的微积分提供了工具的解析几何,而且折射出影响万世的思想方法论。牛顿的《自然哲学之数学原理》标志着17世纪科学革命的顶点,为后来的工业革命奠定了科学基础。分别以惠更斯的《光论》与牛顿的《光学》为代表的波动说与微粒说之间展开了长达200余年的论战。拉瓦锡在《化学基础论》中详尽论述了氧化理论,推翻了统治化学百余年之久的燃素理论,这一智识壮举被公认为历史上最自觉的科学革命。道尔顿的《化学哲学新体系》奠定了物质结构理论的基础,开创了科学中的新时代,使19世纪的化学家们有计划地向未知领域前进。傅立叶的《热的解析理论》以其对热传导问题的精湛处理,突破了牛顿《原理》所规定的理论力学范围,开创了数学物理学的崭新领域。达尔文《物种起源》中的进化论思想不仅在生物学发展到分子水平的今天仍然是科学家们阐释的对象,而且100多年来几乎在科学、社会和人文的所有领域都在施展它有形和无形的影响。《基因论》揭示了孟德尔式遗传性状传递机理的物质基础,把生命科学推进到基因水平。爱因斯坦的《狭义与广义相对论浅说》和薛定谔的《关于波动力学的四次演讲》分别阐述了物质世界在高速和微观领域的运动规律,完全改变了自牛顿以来的世界观。魏格纳的《海陆的起源》提出了大陆漂移的猜想,为当代地球科学提供了新的发展基点。维纳的《控制论》揭示了控制系统的反馈过程,普里戈金的《从存在到演化》发现了系统可能从原来无序向新的有序态转化的机制,二者的思想在今天的影响已经远远超越了自然科学领域,影响到经济学、社会学、政治学等领域。

科学元典的永恒魅力令后人特别是后来的思想家为之倾倒。欧几里得的《几何原本》以手抄本形式流传了1800余年,又以印刷本用各种文字出了1000版以上。阿基米德写了大量的科学著作,达·芬奇把他当做偶像崇拜,热切搜求他的手稿。伽利略以他的继承人自居。莱布尼兹则说,了解他的人对后代杰出人物的成就就不会那么赞赏了。为捍卫《天体运行论》中的学说,布鲁诺被教会处以火刑。伽利略因为其《关于托勒密与哥白尼两大世界体系的对话》一书,遭教会的终身监禁,备受折磨。伽利略说吉尔伯特的《论磁》一书伟大得令人嫉妒。拉普拉斯说,牛顿的《自然哲学之数学原理》揭示了宇宙的最伟大定律,它将永远成为深邃智慧的纪念碑。拉瓦锡在他的《化学基础论》出版后5年被法国革命法庭处死,传说拉格朗日悲愤地说,砍掉这颗头颅只要一瞬间,再长出这样的头颅一百年也不够。《化学哲学新体系》的作者道尔顿应邀访法,当他走进法国科学院会议厅时,院长和全体院士起立致敬,得到拿破仑未曾享有的殊荣。傅立叶在《热的解析理论》中阐述的强有力的数学工具深深影响了整个现代物理学,推动数学分析的发展达一个多世纪,麦克斯韦称赞该书是“一首美妙的诗”。当人们咒骂《物种起源》是“魔鬼的经典”、“禽兽的哲学”的时候,赫胥黎甘做“达尔文的斗犬”,挺身捍卫进化论,撰写了《进化论与伦理学》和《人类在自然界的位置》,阐发达尔文的学说。经过严复的译述,赫胥黎的著作成为维新领袖、辛亥精英、五四斗士改造中国的思想武器。爱因斯坦说法拉第在《电学实验研究》中论证的磁场和电场的思想是自牛顿以来物理学基础所经历的最深刻变化。

在科学元典里,有讲述不完的传奇故事,有颠覆思想的心智波涛,有激动人心的理性思考,有万世不竭的精神甘泉。二

按照科学计量学先驱普赖斯等人的研究,现代科学文献在多数时间里呈指数增长趋势。现代科学界,相当多的科学文献发表之后,并没有任何人引用。就是一时被引用过的科学文献,很多没过多久就被新的文献所淹没了。科学注重的是创造出新的实在知识。从这个意义上说,科学是向前看的。但是,我们也可以看到,这么多文献被淹没,也表明划时代的科学文献数量是很少的。大多数科学元典不被现代科学文献所引用,那是因为其中的知识早已成为科学中无须证明的常识了。即使这样,科学经典也会因为其中思想的恒久意义,而像人文领域里的经典一样,具有永恒的阅读价值。于是,科学经典就被一编再编、一印再印。

早期诺贝尔奖得主奥斯特瓦尔德编的物理学和化学经典丛书《精密自然科学经典》从1889年开始出版,后来以《奥斯特瓦尔德经典著作》为名一直在编辑出版,有资料说目前已经出版了250余卷。祖德霍夫编辑的《医学经典》丛书从1910年就开始陆续出版了。也是这一年,蒸馏器俱乐部编辑出版了20卷《蒸馏器俱乐部再版本》丛书,丛书中全是化学经典,这个版本甚至被化学家在20世纪的科学刊物上发表的论文所引用。一般把1789年拉瓦锡的化学革命当做现代化学诞生的标志,把1914年爆发的第一次世界大战称为化学家之战。奈特把反映这个时期化学的重大进展的文章编成一卷,把这个时期的其他9部总结性化学著作各编为一卷,辑为10卷《1789—1914年的化学发展》丛书,于1998年出版。像这样的某一科学领域的经典丛书还有很多很多。

科学领域里的经典,与人文领域里的经典一样,是经得起反复咀嚼的。两个领域里的经典一起,就可以勾勒出人类智识的发展轨迹。正因为如此,在发达国家出版的很多经典丛书中,就包含了这两个领域的重要著作。1924年起,沃尔科特开始主编一套包括人文与科学两个领域的原始文献丛书。这个计划先后得到了美国哲学协会、美国科学促进会、科学史学会、美国人类学协会、美国数学协会、美国数学学会以及美国天文学学会的支持。1925年,这套丛书中的《天文学原始文献》和《数学原始文献》出版,这两本书出版后的25年内市场情况一直很好。1950年,他把这套丛书中的科学经典部分发展成为《科学史原始文献》丛书出版。其中有《希腊科学原始文献》、《中世纪科学原始文献》和《20世纪(1900—1950年)科学原始文献》,文艺复兴至19世纪则按科学学科(天文学、数学、物理学、地质学、动物生物学以及化学诸卷)编辑出版。约翰逊、米利肯和威瑟斯庞三人主编的《大师杰作丛书》中,包括了小尼德勒编的3卷《科学大师杰作》,后者于1947年初版,后来多次重印。

在综合性的经典丛书中,影响最为广泛的当推哈钦斯和艾德勒1943年开始主持编译的《西方世界伟大著作丛书》。这套书耗资200万美元,于1952年完成。丛书根据独创性、文献价值、历史地位和现存意义等标准,选择出74位西方历史文化巨人的443部作品,加上丛书导言和综合索引,辑为54卷,篇幅2500万单词,共32000页。丛书中收入不少科学著作。购买丛书的不仅有“大款”和学者,而且还有屠夫、面包师和烛台匠。迄1965年,丛书已重印30次左右,此后还多次重印,任何国家稍微像样的大学图书馆都将其列入必藏图书之列。这套丛书是2世纪上半叶在美国大学兴起而后扩展到全社会的经典著作研读运动的产物。这个时期,美国一些大学的寓所、校园和酒吧里都能听到学生讨论古典佳作的声音。有的大学要求学生必须深研100多部名著,甚至在教学中不得使用最新的实验设备而是借助历史上的科学大师所使用的方法和仪器复制品去再现划时代的著名实验。至1940年代末,美国举办古典名著学习班的城市达300个,学员约50000余众。

相比之下,国人眼中的经典,往往多指人文而少有科学。一部公元前300年左右古希腊人写就的《几何原本》,从1592年到1605年的13年间先后3次汉译而未果,经17世纪初和1850年代的两次努力才分别译刊出全书来。近几百年来移译的西学典籍中,成系统者甚多,但皆系人文领域。汉译科学著作,多为应景之需,所见典籍寥若晨星。借1970年代末举国欢庆“科学春天”到来之良机,有好尚者发出组译出版《自然科学世界名著丛书》的呼声,但最终结果却是好尚者抱憾而终。1990年代初出版的《科学名著文库》,虽使科学元典的汉译初见系统,但以10卷之小的容量投放于偌大的中国读书界,与具有悠久文化传统的泱泱大国实不相称。

我们不得不问:一个民族只重视人文经典而忽视科学经典,何以自立于当代世界民族之林呢?三

科学元典是科学进一步发展的灯塔和坐标。它们标识的重大突破,往往导致的是常规科学的快速发展。在常规科学时期,人们发现的多数现象和提出的多数理论,都要用科学元典中的思想来解释。而在常规科学中发现的旧范型中看似不能得到解释的现象,其重要性往往也要通过与科学元典中的思想的比较显示出来。

在常规科学时期,不仅有专注于狭窄领域常规研究的科学家,也有一些从事着常规研究但又关注着科学基础、科学思想以及科学划时代变化的科学家。随着科学发展中发现的新现象,这些科学家的头脑里自然而然地就会浮现历史上相应的划时代成就。他们会对科学元典中的相应思想,重新加以诠释,以期从中得出对新现象的说明,并有可能产生新的理念。百余年来,达尔文在《物种起源》中提出的思想,被不同的人解读出不同的信息。古脊椎动物学、古人类学、进化生物学、遗传学、动物行为学、社会生物学等领域的几乎所有重大发现,都要拿出来与《物种起源》中的思想进行比较和说明。玻尔在揭示氢光谱的结构时,提出的原子结构就类似于哥白尼等人的太阳系模型。现代量子力学揭示的微观物质的波粒二象性,就是对光的波粒二象性的拓展,而爱因斯坦揭示的光的波粒二象性就是在光的波动说和粒子说的基础上,针对光电效应,提出的全新理论。而正是与光的波动说和粒子说二者的困难的比较,我们才可以看出光的波粒二象性说的意义。可以说,科学元典是时读时新的。

除了具体的科学思想之外,科学元典还以其方法学上的创造性而彪炳史册。这些方法学思想,永远值得后人学习和研究。当代研究人的创造性的诸多前沿领域,如认知心理学、科学哲学、人工智能、认知科学等等,都涉及到对科学大师的研究方法的研究。一些科学史学家以科学元典为基点,把触角延伸到科学家的信件、实验室记录、所属机构的档案等原始材料中去,揭示出许多新的历史现象。近二十多年兴起的机器发现,首先就是对科学史学家提供的材料,编制程序,在机器中重新做出历史上的伟大发现。借助于人工智能手段,人们已经在机器上重新发现了波义耳定律、开普勒行星运动第三定律,提出了燃素理论。萨伽德甚至用机器研究科学理论的竞争与接收,系统研究了拉瓦锡氧化理论、达尔文进化学说、魏格纳大陆漂移说、哥白尼日心说、牛顿力学、爱因斯坦相对论、量子论以及心理学中的行为主义和认知主义形成的革命过程和接收过程。

除了这些对于科学元典标识的重大科学成就中的创造力的研究之外,人们还曾经大规模地把这些成就的创造过程运用于基础教育之中。美国兴起的发现法教学,就是几十年前在这方面的尝试。近二十多年来,兴起了基础教育改革的全球浪潮,其目标就是提高学生的科学素养,改变片面灌输科学知识的状况。其中的一个重要举措,就是在教学中加强科学探究过程的理解和训练。因为,单就科学本身而言,它不仅外化为工艺、流程、技术及其产物等器物形态、直接表现为概念、定律和理论等知识形态,更深蕴于其特有的思想、观念和方法等精神形态之中。没有人怀疑,我们通过阅读今天的教科书就可以方便地学到科学元典著作中的科学知识,而且由于科学的进步,我们从现代教科书上所学的知识甚至比经典著作中的更完善。但是,教科书所提供的只是结晶状态的凝固知识,而科学本是历史的、创造的、流动的,在这历史、创造和流动过程之中,一些东西蒸发了,另一些东西积淀了,只有科学思想、科学观念和科学方法保持着永恒的活力。

然而,遗憾的是,我们的基础教育课本和不少科普读物中讲的许多科学史故事都是误讹相传的东西。比如,把血液循环的发现归于哈维,指责道尔顿提出二元化合物的元素原子数最简比是当时的错误,讲伽利略在比萨斜塔上做过落体实验,宣称牛顿提出了牛顿定律的诸数学表达式,等等。好像科学史就像网络上传播的八卦那样简单和耸人听闻。为避免这样的误讹,我们不妨读一读科学元典,看看历史上的伟人当时到底是如何思考的。

现在,我们的大学正处在席卷全球的通识教育浪潮之中。就我的理解,通识教育固然要对理工农医专业的学生开设一些人文社会科学的导论性课程,要对人文社会科学专业的学生开设一些理工农医的导论性课程,但是,我们也可以考虑适当跳出专与博、文与理的关系的思考路数,对所有专业的学生开设一些真正通而识之的综合性课程,或者倡导这样的阅读活动、讨论活动、交流活动甚至跨学科的研究活动,发掘文化遗产、分享古典智慧、继承高雅传统,把经典与前沿、传统与现代、创造与继承、现实与永恒等事关全民素质、民族命运和世界使命的问题联合起来进行思索。

我们面对不朽的理性群碑,也就是面对永恒的科学灵魂。在这些灵魂面前,我们不是要顶礼膜拜,而是要认真研习解读,读出历史的价值,读出时代的精神,把握科学的灵魂。我们要不断吸取深蕴其中的科学精神、科学思想和科学方法,并使之成为推动我们前进的伟大精神力量。

需要说明的是,编辑科学元典丛书的计划,曾经得益于彭小华先生及李兵先生的支持。1990年代初,在科学史学界一些前辈学者和同辈朋友的帮助下,我主编了《科学名著文库》,一共十种,由武汉出版社出版。十多年过去了,我更加意识到编辑和出版科学元典丛书的意义。现在,在北京大学出版社的支持下,我们得到原《科学名著文库》以及其他汉译科学元典译者的帮助和配合,编辑出《科学素养文库·科学元典丛书(第一辑)》,奉献给读者。这套丛书的前期组织工作,还得到了中国科学技术协会科普专项资助。当然,科学经典很多。我们不可能把所有科学经典毫无遗漏地都收进这套丛书中来。我们期待着,继第一辑之后,这套丛书还会有第二辑、第三辑……的出版。当然,这需要有更多的优秀译者加入我们的行列。任定成2005年8月6日北京大学承泽园迪吉轩拉瓦锡(Antoine-Laurent Lavoisier, 1743—1794),法国化学家。马扎林学院(College Mazarin)。拉瓦锡1743年8月26日出生于巴黎。其父亲是一位著名律师,母亲在他5岁时就去世了。拉瓦锡11岁进入法国这所著名的学府学习。这是一所名师云集的中等学府,如著名物理学家和数学家达朗贝尔(JeanLe Rond d' Alembert,1717—1783)和著名画家大卫(Jacques Louis David,1748—1825)等都在此执教。在这里学习的都是贵族子女。鲁埃尔(Guillaume-Francois Rouelle,1703—1770),法国著名化学家、实验化学学派的创始人。拉瓦锡上大学时,本来按父亲的意愿选择了法学专业,然而他喜欢去听鲁埃尔的化学课,并对化学产生了浓厚兴趣。盖塔尔(Jean-Etienne G uettard ,1715—1786)是法国著名的地质学家、博物学家和植物学家,也是拉瓦锡的老师和朋友。他看出拉瓦锡对科学很热爱,就引导其进入地质学和矿物学领域,因为这两门学科与化学都有密切的关系,所以又让拉瓦锡学习化学,他还竭力促成拉瓦锡去听鲁埃尔的化学课。孚日山(Vosges)风景。1767年夏,拉瓦锡与盖塔尔一起前往孚日山进行地质考察。在4个月的考察中,拉瓦锡工作勤奋,并且很快认识到精确的科学测量的重要性,这对他后来的科学研究产生了深刻的影响。拉瓦锡在地质考察中的出色表现,使得盖塔尔常常称赞他“既有头脑,又有人品”。

1768年,25岁的拉瓦锡入选法国科学院,不久,他提交了关于各种理论或实际问题的科学报告,这些报告论述得极其完善,展示出他的确是一位科学的多面手。拉瓦锡正在研究水的组成。1768年,法国科学院决定考察巴黎的水质问题,促使拉瓦锡开始对水进行一系列的试验。拉瓦锡认为:“水是最普遍的溶剂,是自然界中可以使用的主要试剂。”这幅失敬的漫画嘲弄的是法国拿破仑(Bonaparte Napoléon,176—1821)皇帝,他参与“巴黎最伟大的化学家拉瓦锡”的一次实验,结果发生了巨大的“爆炸”。1774年,在拉瓦锡和其他院士的监督下,法国科学院制造了一个巨大的透镜。这个透镜曾被用来聚焦太阳的光线,形成强大而又集中的热量用于化学实验。

拉瓦锡有一基本信条——科学的真正作用就在于它能为公众服务。他以炽热的激情投入到科学院的研究工作中,参与了“巴黎街道照明问题”“巴黎城市供水问题”等研究工作。图为如今美丽的巴黎夜景,可是在拉瓦锡时代,巴黎街道照明却很成问题。拉瓦锡因为参与了“巴黎街道照明问题”的研究,开始对 “燃烧问题”产生了浓厚的兴趣。

1771年,28岁的拉瓦锡和14岁的玛丽·波尔兹结婚。结婚给拉瓦锡带来了一个亲密的助手和管家。玛丽全心全意地支持丈夫的工作,她还是个训练有素的画家(她曾经师从于大卫),拉瓦锡著作中的许多插图都是她亲手绘制的。图为拉瓦锡纪念馆的一角,墙上挂着玛丽的画像。玛丽·波尔兹(MaryPaulze,1757—1836)大卫(Jacgue-LouiSDavid,1748—1825)1788年创作了著名的油画《拉瓦锡夫妇肖像》,在画中无言地描绘出拉瓦锡夫妇的甜蜜爱情和美满生活。这幅油画为玛丽所作,描写进行“呼吸实验”时的情景:拉瓦锡的主要助手塞甘(Amand Séuin,1767—1835)坐在中央,把气呼入面罩,气体通过过滤瓶,拉瓦锡站在用来收集气体的容器旁边,玛丽则坐在右边的桌子旁,正在记录实验结果。拉瓦锡夫妇经常在家举行一些科学集会,邀请巴黎的科学家们参加。图为拉瓦锡在集会上做实验演示,玛丽在对实验作详细记录。

拉瓦锡为了筹集更多的资金以支持他热爱的科学研究工作,决定参加“包税商集团”,把国王的部分征税承包下来。拉瓦锡从中赢得了大量金钱,很快就装备起自己的实验室,购置了许多当时最精密的仪器和设备。1777年,富裕的拉瓦锡买下了位于布洛瓦附近的一个乡村城堡。

拉瓦锡乐此不疲地忙于他热爱的化学研究,他的理论是科学上的一场革命。不幸的是,它恰好与另一场革命——法国大革命——同时发生。1789年7月14日,攻打巴士底狱宣告了法国大革命的开始。拉瓦锡因为曾经参与过 “包税商集团”(包税商除了向国王上缴税款之外,还要从中牟利,这就大大加重了对百姓的盘剥),因此也成为革命的对象。

早在1780年,一个名叫马拉(Jean-Paul Marat,1743—1793)的年轻人,发表了一篇证明火是元素的论文,希望借此入选法国科学院。拉瓦锡看到这篇论文的时候,给予了很低的评价。虽然实践证明,马拉的理论的确是错误的,但他却一直记恨拉瓦锡。马拉是法国大革命时期雅各宾党领导人之一,在法国大革命期间,他撰写过很多抨击封建专制的文章,在当时人们心目中享有很高的威望。1791年,已经是国民议会中一位重要人物的马拉写了一本小册子抨击税务官,其中谴责拉瓦锡为了防止走私所修筑的城墙污染了巴黎空气,向烟草上洒水增加重量以盘剥百姓,认为拉瓦锡早该被绞死。1793年7月13日,马拉被当时的保皇派刺客谋害,但这对拉瓦锡来说,已为时太晚。图为大卫的著名油画《马拉之死》,描绘了马拉被刺杀在浴缸里的历史事件。1793年,国王路易十六被法国大革命的浪潮推上了断头台。这幅画描述了拉瓦锡在1793年11月24日被逮捕时的情景。自由港监狱(Port-Libre Prison)。拉瓦锡认为,“包税商集团”的工作是符合国家法律的,不应该有罪,而且在科学上的发现足以保障自己得到自由并不被审讯,于是他主动地走进了自由港监狱,希望在法庭上能驳倒对自己的控告。图为1794年5月拉瓦锡和“包税商集团”的同事们站在革命法庭前接受审讯,其中,8人被无罪释放,但拉瓦锡和其他几人被直接带到革命广场。断头台,拉瓦锡正是死于此种刑具下。虽然也有人为拉瓦锡辩护,指出他的化学研究为法国赢得了荣誉,应从轻发落。审判长却回答道:“共和国不需要学者!让判决给他上一课!”1794年5月8日,断头台的屠刀落在这位天才的科学家头上,法国把自己伟大的儿子判处了死刑拉格朗日(Joseph-Louis Lagrange,1736—1813)是法国著名数学家、物理学家,也是拉瓦锡的亲密朋友。拉瓦锡被处死时,他愤懑地说:“砍掉他的脑袋只需一瞬间,但要再长出一颗这样的头颅也许要等一百年!”《化学基础论》导读Chinese Version Introduction金吾伦(中国社会科学院哲学研究所)

该书的出版是化学史上划时代的事件。氧化理论的建立造成了一场全面的“化学革命”,《化学基础论》正是这场革命的结晶,是拉瓦锡自己对他的发现以及他根据现代实验所创立的新理论思想的阐述。思考中的拉瓦锡。

北京大学出版社要我为任定成教授翻译的拉瓦锡名著《化学基础论》写导读,我深感荣幸。为这本书写一个导读,我是非常赞成的。这本书无疑完全够得上是

科学经典中最基本、最重要的著作,是在人类智识史和人类文明史上划时代的丰碑,是理性精神的载体,具有永恒的价值。(任定成,《科学元典丛书》弁言)

拉瓦锡是化学发展史上的巨人,是化学革命中的牛顿。科学史家赫伯特·巴特菲尔德(Herbert Butterfield,1900—1979)称他是

高出于所有其他的人,而且是属于在科学革命中享受最高地位的少数巨人之一。(赫伯特·巴特菲尔德著,张丽萍、郭贵春等译,《近代科学的起源》,华夏出版社,1988年,第181页)

美国哈佛大学科学史家贝纳德·科恩(I. Bernard Cohen,1914—2003)在他的名著《科学中的革命》中列出专章,第14章,论述拉瓦锡的化学革命,章题就是“拉瓦锡与化学革命”。此章开宗明义地说:

化学革命在科学革命中占据首要位置,因为它是最早被普遍认识并且被它的发起者AL.拉瓦锡称为革命的主要革命。(科恩著,鲁旭东、赵培杰、宋振山译,《科学中的革命》,商务印书馆,1998年,第288页)

从上所引,我们足可以看出拉瓦锡和他的《化学基础论》是多么的重要。拉瓦锡和他的著作的确值得大书特书。

但是,这个工作要我来承担,却使我深感不安。尽管我对拉瓦锡其人其作满怀崇敬之心,也曾经做过一些浅尝辄止的工作,但我自知难以完成这个写导读的使命。这真使我处于却之不恭、受之有愧的惶恐境地,生怕自己写出来的东西给读者造成误导。我以为这个任务由任定成教授本人承当应该更加合适,这是因为他对拉瓦锡及其著作的研究十分执著,且研究时间长。他之所以推荐我来承担这个任务是出于他的谦虚和好意,也可能是希望有更多的人倡导对拉瓦锡的研究。于是,我就只好接受这个艰难的任务。不过,这个导读的内容,主要还是根据我以前出版的一本关于拉瓦锡化学革命的书(简体字版:《科学变革论——拉瓦锡化学革命探究》,北京:科学出版社,1991年;繁体字版:《科学发现的哲学:拉瓦锡发现氧的案例研究》,台北:水牛图书出版事业公司,1993年)中的材料缩写和增补而成。

在这个导读里,我计划向读者介绍以下内容:

1.拉瓦锡的生平;

2.拉瓦锡所处的时代背景;

3.《化学基础论》的基本内容和它的影响;

4.拉瓦锡氧化理论的形成、发展及其在科学上的重大意义。一、拉瓦锡的生平

拉瓦锡全名为安托万-洛朗·拉瓦锡(Antoni-Laurent Lavoisier),1743年8月26日生于巴黎,是一位著名律师的儿子,家住在巴黎近郊的乡村,那里绿树环抱,风景宜人。他的先祖是地位比较低等的农民。祖父当过邮局的职员。1741年,拉瓦锡父亲与一位富裕的巴黎法院法官的女儿结婚。拉瓦锡是他们的第三个儿子。拉瓦锡5岁那年,他的母亲就去世了。出于无奈,拉瓦锡的父亲就将两个儿子送到孀居的拉瓦锡外婆家去了。拉瓦锡则受到他未婚姨妈的悉心照料,在那里度过了他的童年生涯,也在那里上学,一直到拉瓦锡结婚。

拉瓦锡在他11岁那年,也即1754年秋天,过完生日不久,就进了当时法国著名的马扎林(Mazarin)学院。这所学院里有许多著名人物在执教,如物理学家和数学家达朗贝尔(J. L. R. d'Alembert,1717—1783)、天文学家巴伊(Jean-Sylvain Bailly,1736—1793)和画家大卫(J. L. David,1748—1825)等,正所谓英才济济,学风醇厚,思想活跃,确是一所造就人才的学府。虽然这是一所中等学府,但就读的学生不仅有巴黎的,还有来自法国各地有名望人士的子女,除了教物理、化学、数学外,还教拉丁文和希腊文。拉瓦锡如鱼得水,驾驭自己的智力之舟在这个学术的海洋中漫游。这也是一座炼金的熔炉,铸就了拉瓦锡未来闪烁金光的才华。拉瓦锡在这所学校里还受到经典文学方面的坚实训练,以后多次获得文学奖金。

在学完修辞学和语言文学之后,拉瓦锡还学了两年哲学,随后就在著名天文学家拉卡伊(N-L. de Lacaille,1713—1762)指导下攻读数学和自然科学。拉卡伊曾因远征好望角的探险而闻名。他观测过许多的星星,还于1758年首次发表了由行星引起摄动的、经过修正的太阳表。拉瓦锡在拉卡伊指导下学习天文观察。拉瓦锡不满足于仅学天文知识,还请当时闻名于法国的大化学家、实验化学学派的创始人鲁埃尔(G-F. Rouelle,1703—1770)给他教授化学。鲁埃尔的讲课给年轻的拉瓦锡留下了很深的印象,并使拉瓦锡对化学产生了浓厚的兴趣,使拉瓦锡终身受益。

在拉瓦锡早期的教育中,影响最大的要数法国著名地质学家盖塔尔(J-E. Guettard,1715—1786)。在盖塔尔的指引下,年轻的拉瓦锡醉心于地质学和矿物学。因为这两门科学都与化学有密切的关系,所以,盖塔尔又让拉瓦锡学习化学。

不过,拉瓦锡在大学里的真正专业既不是地质学和矿物学,也不是化学,而是法律;因为拉瓦锡遵循他的家庭传统,继循父业。在1761年在非正式哲学班取得艺术学士之后,他就转到法学院,1763年获得法学学士,第二年又获得法学硕士学位。不过拉瓦锡并没有从事法学工作,而是热衷于科学研究工作。他从法学院毕业之后的第一项研究工作是解决巴黎城市街道的照明问题。他研究了各种类型的灯和燃烧蜡烛、各种已知的反射器和灯柱,设计各种类型的灯泡并研究它们的最佳照明效果,等等。这些研究使他增加了有关燃烧的知识以及对燃烧问题研究的兴趣。同时,他并未放弃已经学到的化学分析知识和技术。他于1763年秋从事商业的同时,研究矿物学,发表了第一篇专题报告《关于石膏的分析》,于1764年提交给法国科学院,并于1765年2月25日在法国科学院宣读。他作石膏分析的方法与传统的分析方法不同,传统的分析方法是“干法”,而拉瓦锡所用的分析方法是“湿法”,他创造了这种新的分析方法。这篇报告发表于1768年。

1767年,拉瓦锡陪同盖塔尔前往孚日山脉考察。他们两人由拉瓦锡的仆人陪同,骑马足足考察了四个月。考察期间,在盖塔尔的指导下,拉瓦锡作各种定量测定、定量分析和定量计算,这不但磨炼了他的意志和毅力,也在拉瓦锡的心灵上打上了严格定量的深刻烙印,为他后来的科学发现奠定了基础。考察结束后,他又连续发表了两篇关于比重计的论文,加上他以前发表的两篇论石膏的论文,使拉瓦锡被入选巴黎科学院。此后,他作了范围广泛的研究,取得了大量成果。

1768年,拉瓦锡在成为科学院院士的同时,又担任了法国兵工厂厂长。他接受巴黎科学院的建议,研究巴黎城市供水问题,以便让巴黎居民能够饮用到更清洁的水。1770年,拉瓦锡分析了塞纳河水的含盐量;1771年,他向巴黎科学院提交了解决巴黎城市供水的总纲,其中包括建立一部由蒸汽机带动的水泵和一系列吸水管,这些设施还能确保巴黎城市防火所必需的水源。他不但提出方案,而且对财政需要和实际工程建设(包括建立蒸汽供水水泵所需要的费用等)长期投资都作了详细的估算。拉瓦锡既从事自然科学研究,又探讨经济和商业理论,更重视解决城市供水等关注民生的重大社会问题。

拉瓦锡对物理学的重大贡献是第一次科学地表述了质量守恒定律,它是物理学中所有守恒定律发现中的第一个。拉瓦锡在1763年的石膏实验以后,就指出了质量守恒定律的初步形式,到1774年通过一系列实验后正式表达了这个定律。从牛顿的《自然哲学之数学原理》到拉瓦锡的《化学基础论》中正式发表质量守恒定律,其间恰好是100年。

拉瓦锡从18世纪70年代开始集中研究燃烧问题。1772年,拉瓦锡开始怀疑先前用来解释燃烧现象的燃素说。他通过磷、硫的燃烧实验来验证他认为空气在燃烧和金属锻烧中的作用,从而形成一个与燃素说相对立的新理论——氧化理论。人们称这一年是拉瓦锡的“关键年”,因为拉瓦锡用氧化说取代了燃素说。1774年,拉瓦锡又做了许多实验,尤其是用天平做定量研究,以证明他的理论的正确性;1775年,法国火药硝石管理局聘请拉瓦锡担任经理;1783年,物理学家、数学家拉普拉斯(P-S. Laplace,1749—1827)第一个接受拉瓦锡的氧化说,并且与拉瓦锡合作用实验进行验证。最后,氧化说被科学共同体所接受。总结并系统阐述其化学学说的著作《化学基础论》于1789年以法文出版,1790年译成英文出版,1791年译成意大利文出版,1792年译成德文出版,1798译成西班牙文出版,1800年译成荷兰文出版。(Henry Guerlac,“Lavoisier”,in Charles Coulston Gillispie(ed.),Dictionary of Scientific Biography,New York: Charles Scribner's Sons,1981,Vol. 8,p.87)

1789年,法国大革命爆发,拉瓦锡因担任过包税官而于1793年11月24日被捕入狱。他被诬陷为与法国的敌人有来往,犯有叛国罪,于1794年5月8日被处以绞刑。曾经有人为拉瓦锡说情,希望免他一死,因为拉瓦锡是一个著名的学者,但得到的答复却是“共和国不需要学者”。在拉瓦锡被处死的第二天,法国数学家、物理学家拉格朗日(J. L. Lagrange,1736—1813)悲痛地说:“砍掉他的脑袋只需一瞬间,可是,要再长出一颗这样的头颅,也许要等一百年!”这年拉瓦锡51岁。二、拉瓦锡所处的时代背景

任何一次科学革命的发生都有其时代背景。正如科学史家、哈佛大学教授科恩在《科学中的革命》一书中所说:“每次科学革命都同当时政治的和社会的革命密切相关,总是以当时的、社会的、革命的流行理论和意识为背景。”这就是说,科学革命犹如种子,它的萌芽、生长、开花、结果,都要具备一定的土壤和空气等条件。这些条件对科学革命来说,那就是技术、社会和经济背景。这也犹如巴特菲尔德所说:

各种文明的兴衰都不是绝对的,恰恰有不破的历史之网,代与代之间互相重叠,互相渗透,一代接着一代不停顿的前行……。(《近代科学的起源》,第159页)

作为人类活动的科学,是知识体系和知识生产过程两者的总和,它当然不是在真空中产生和发展的,而是在十分确定的历史背景下进行的,这种背景决定着科学发展的方向和科学进行的方式。我们今天可以用路径依赖理论来加以说明。这种路径依赖不仅涉及科学整体及其各部门的协调发展,而且也涉及每个科学家的科学生涯和他的创造活动。而科学正是通过科学家集体或个人的活动,他们的观点、他们的实验、他们的发现以及他们与其周围人们的交往,才能得以成长和进步。当然,影响科学发展的外在因素是多方面的,而且影响的程度也各不相同。从范围上说,大到整个世界和全人类的社会经济状况、思想理论潮流和科学技术的发展状况等等,小到在时间和空间上比较局部地起作用的因素,甚至个人的气质和性格也能影响科学的进步。拉瓦锡化学革命有着特定的历史条件和社会经济背景。可从以下几个方面作介绍。

1.社会经济状况

拉瓦锡生活的时代,法国正处在大革命的前夜。18世纪之前,法国是一个封建专制国家。在封建统治下,生产力的发展,首先表现在商业方面,进一步又表现在工业方面。商业的发展尽管是以欧洲市场为主,但是,自从15世纪以后,由于新航路的发现,海外市场的忽然扩大,法国也渐渐与欧洲的西班牙、葡萄牙、荷兰和英国等国一样,在海外推行经商殖民的政策。法国在北美、印度以及公海上,都开始培植本国的势力。法国的商人们在落后的殖民地尽情地搜刮和掠夺,大批金钱流入自己的金库,成了殷富的商业资产阶级。他们之中,还有不少的人因为海外市场的扩大,对于工业品需求的增加,又以在海外得来的大批金钱经营工业,变成工业企业家。这些工业企业家常常突破当时行会的限制,利用雇佣劳动进行资本主义的工业生产。所以在18世纪,法国的工业形式除行会的手工业仍然存在之外,还有各种新形式的工业出现。

这些新形式的工业中首先出现的,有收买商经营的农村家庭手工业。因为当时的工业仍有行会的限制存在,这既束缚了工业的自由发展,又不能使工业满足当时市场的需要,所以,有的兼营工业的收买商为避免城市行会对于手工业的限制,把自己的生产事业移到农村进行。因此,法国的农村家庭手工业十分流行,在西北部地区尤其如此。

但这些家庭手工业者彼比分散,不能集中,因其分工困难,不能进行大规模的生产。到了后来,资金较多的工业企业家又出资建立手工业工场,把分散而不集中的许多家庭手工业者集合于这样的手工业工场,进行分工生产。这种工场手工业算是当时最先进的工业形式。当时法国工场手工业中比较著名的有毛织业、纺织业、玻璃业等等,后来才出现更大的企业,如冶金工业。

当时的经营者为了追求利润,努力经营工商业,也得到政府的资助。法国的工商业在当时的欧洲各国中仅次于英国。法国的各种饮料、布匹、女子服装以及家具等,畅行于全欧洲。政府的各种间接税都由资产阶级的包税商集团出资承包,其中的领袖人物都是当时的金融巨头,他们的生活十分阔绰。他们常建造别墅,请最好的艺术家为之装饰,可与贵族们的别墅比阔。教会的教士和世俗的贵族是统治阶级,享有特权。新兴的中产阶级属于非特权阶级,他们人数较少,但势力极大。他们的势力散布很广,在工商业界的,有包税商、专卖商、银行家、高利贷者,经营殖民地或国外贸易的大商人、工厂主、船主等;散布在政府机关的,有行政官吏、司讼官、典狱官等,各地的34个按察使,全都出自这一阶级;散布在学术界的,有大学教授、文学家、哲学家、科学家等;经营自由职业的,有律师、医生等。当时,蒸蒸日上的中产阶级,在很多方面的势力和重要性,都已超过了正在没落的贵族。但是,他们在社会上虽有势力,却无地位;在政治上虽有职位,却无权力。其中的一些优秀分子,虽然可以自己的财富、势力、文化等自豪,但却仍然遭受贵族的轻视,这自然有伤他们的自尊心,并引起他们的不平之心,常常怀有革命的倾向。这些都促使中产阶级从各个方面要求打破旧有局面,以赢得自己的地位。

中产阶级作为一个阶级,为了和封建贵族和教会争权力,争势力,迫切需要振兴实业,发展科学事业。恩格斯在谈到当欧洲脱离中世纪,新兴的城市中等阶级是欧洲的革命因素时指出:

随着中间阶级的兴起,科学也迅速振兴了;天文学、力学、物理学、解剖学和生理学的研究又活跃起来。资产阶级为了发展工业生产,需要科学来查明自然物体的物理特性,弄清自然力的作用方式。在此以前,科学只是教会的恭顺的碑女,不得超越宗教信仰所规定的界限,因此根本就不是科学。现在,科学反叛教会了;资产阶级没有科学是不行的,所以也不得不参加这一反叛。(恩格斯,《社会主义从空想到科学的发展》英文版导言,《马克思恩格斯选集》1995年中文版,第3卷,第706页)

与英国和德国的科学发展情况不同,法国的科学发展主要依靠赞助人的支持。赞助人的经济实力对科学发展有重要意义。他们提供条件让科,学家聚集在一起讨论问题和交流学术,支持科学家集会,组织学术团体。后来,路易十四和他的大臣们逐渐认识到科学进步对经济发展的好处,认识到科学的应用会对扩展国家工商业的政策有利,才决定在法国国王的赞助下成立全国性的科学团体,于是,法国科学院就在1666年成立,从而推动了法国科学事业的发展。

拉瓦锡生活的时代,美国爆发了独立战争,需要大量的军火和炸药。为了改进火药制造技术,中产阶级强调加强能促进技术进步的基础科学的研究,加强与制造火药有关的硝酸钾及气体性质的研究,从而有力地促进了无机酸(硝酸、硫酸)工业和气体化学的发展。

拉瓦锡属于新兴的阶级,他从一开始就受到这个反叛阶级的影响,也在这个阶层中活动。他参加农业金融公司。在法国,直到大革命时期,几乎所有的关税和赋税,包括人们憎恨的盐税,都是以一种迂回的方法征收的。每个包税商向国王交纳150万法郎,国王就批准为期6年的租约,允许他独家享受进口和出售烟草或征收盐务税等权利。包税商们总是想方设法从人们身上榨取比政府所规定的应交纳的税额多得多的金钱,从中大发其财。这种行业的名声很坏,从而激起人们的憎恨。拉瓦锡为了搞到足够的钱支持他的科学研究活动,就参加了包税公司,并且也赚了许多钱,以购置化学药品和科学仪器,为他能自由地进行科学研究提供了充裕的条件。

拉瓦锡于1768年25岁时被选入法国科学院。

法国科学院毕竟是科学家讨论科学问题的一个场所,许多著名科学家都在其中。拉瓦锡的才华出众是他得以选入科学院的重要原因,据说还有一个原因是科学院的成员们了解到,这位年轻的拉瓦锡十分富有,而经济宽裕的人不必为生活奔波,易于在科学研究上作出成果,所以,拉瓦锡入选了。据说有一位与拉瓦锡同样优秀但经济上不及拉瓦锡的年轻科学家却没有入选科学院。这对拉瓦锡来说,是一件幸事。

2.工业技术的发展

科学的发展,尤其是化学的发展,离不开仪器设备。而仪器设备的发展则直接有赖于材料和制造技术等工业的发展;但18世纪以前,仪器设备制造的水平比较低,发展很缓慢,只是到了18世纪才有了长足的进步。过去一直是零散地、偶然地出现的成果已获得综合,并且揭示出了这些成果的必然性和它们的内部联系。已有的知识资料得到清理,进行分类,彼此间有了因果联系。科学知识与哲学、实践两个方面结合得更密切了。同时,新的仪器设备不断被设计出来,并应用于科学研究。例如,压力计、温度计、真空泵、水银集气槽、精密天平等一一被发明、创制出来。这些仪器设备的发明和创制之所以能达到较高水平,是因为工业技术的发展为它提供了充分的可能性,反过来它也为工业技术的发展作出贡献。

英国首先完成了产业革命,成为建立现代工业的先驱,这是由于英国经济和工业技术各方面条件最先发展到革命爆发点的缘故。工业部门的进步会把所有其余的部门也带动起来。工业中的一切改良必然会提高文明的程度,文明程度一提高,就会产生出新需要、新的生产部门,从而又引起新的改良。纺纱部门的革命,必然会引发整个工业的革命,工业革命又带动了科学的进步。法国与英国之间关系甚为密切,交流频繁。英国工业革命的进程和结果直接影响了法国。当时法国的封建社会制度正处于解体之中,它在一般人的心目中,已完全丧失了威信。法国资产阶级在英国工业革命的刺激下,努力发展工业生产技术。

工业生产技术的发展就为提供化学实验装置和设备提供了物质基础。18世纪以前,人们所使用的仪器既笨重又昂贵,并且还没有制造这些装置和设备的机器,要获得质地均匀的钢材往往很困难;其他材料,特别是玻璃,在制备那时实验室使用的仪器,尤其是化学仪器上,显然占有非常重要的地位,但18世纪以前生产的玻璃性能总达不到实验精度对仪器所提出的要求,只有玻璃工业有了大的发展,才能提供满足各种性能要求的玻璃。其他仪器的发明和生产都要受到机械制造工业的制约,直到18世纪由于钟表制造等精密机械的发展,才使各种化学仪器的制造成为可能。单就气体测量为例,光有天平、温度计和压力计的完善,还不足以解决所有问题,要得到确定而精密的测量还需要其他条件,即近乎真空的产生、气体的密封,还有集气槽和气量计等等。以前不论在物理学和化学上的测量都是以定性为主,对这些仪器没有什么太高的要求。而到了18世纪,情况就大不相同了。化学家研究气体,已从定性到定量,这就要求有新仪器设备,而这时机械制造商也有可能提供出越来越精密的仪器了。

下面我们就会看到,拉瓦锡发现氧,实现化学革命,是在他的前人、同时代人和他自己做了大量实验的基础上达到的。而这些实验设备与仪器都以生产技术的发展为前提,这些生产技术包括冶金、玻璃制造、机械制造、酿造等等。有了这些作基础,才能提供出煅烧金属、收集气体、分析称量气体等所需要的设备;没有这些,想要对气体化学作全面综合的研究,是极其困难的。

以天平为例。天平在拉瓦锡的发现中起了极为重要的作用。

天平的制造技术只有到17世纪末才得到了较大发展,这是由于天平当时在金融库房、钱币兑换和金工首饰上的用途。但当时,物理学家所做的工作只是直接注意到天平革新后的某些结构细节:重心的位置、使刀口平行、支撑面的水平等。只有能进行机械加工的硬质钢的发明,尤其是精细调节技能的发展,才能使18世纪高度精密天平的制造成为可能。卡文迪什(H. Cavendish,1731—1810)所使用的天平是著名的钟表匠哈里森(J. Harrison,1693—1776)提供的。拉瓦锡最初使用的天平则是由梅格尼(A. Megnie)制造的,后来使用的则是福廷(J. N. Fortin,1750—1831)制造的,拉姆斯登(J. Ramsden,1735—1800)也曾为拉瓦锡制造过天平。

拉瓦锡的成功在很大程度上得助于使用天平进行定量研究,而天平技术的发展和完善只有到18世纪才达到,这与工业技术发展的关系极为密切。

3.启蒙运动

在英国产业革命的进程中,法国的民主主义者正准备破坏路易十四以来的封建专制制度。以自由经济为背景的英国自由主义和自由科学思想传入法国后,立即与法国的理性精神及当时的社会形势结合起来。这时的中心人物有伏尔泰(Voltaire,1694—1778)、狄德罗(D. Diderot,1713—1784)、达朗贝尔、孟德斯鸠(C. Montesquieu,1689—1755)卢梭(J-J. Rousseau,1712—1778)霍尔巴赫(P. Holbach,1723—1789)、爱尔维修(C. A. Helvétius 1715—1771)、孔狄亚克(A. de Condillac,1714—1780)等。

这些启蒙运动的代表人物首先对封建主义的思想基础进行批判。

在法国为行将到来的革命启发过人们头脑的那些伟大人物,本身都是非常革命的。他们不承认任何外界的权威,不管这种权威是什么样的。宗教、自然观、社会、国家制度,一切都受到了最无情的批判;一切都必须在理性的法庭面前为自己的存在作辩护或者放弃存在的权利。(恩格斯,《反杜林论》,《马克思恩格斯选集》,1995年中文版,第3卷,第355页)

启蒙运动的代表人物以摧枯拉朽之势,把一切陈腐的思想观念和理论都放到理性的审判台前面了。

启蒙运动者们具有广博的学识,他们在各个不同的文化领域内都表现出了非凡的才干,在人类知识的一切部门中,他们都发表了新颖的创见。一大批哲学家、作家、艺术家、政治思想家、法学家、科学家,活跃在各个领域内,也包括对宗教经典所作的科学批判。启蒙运动者们还在教育学方面做了不少创造性的工作,这些人的才华集《百科全书,或科学、艺术和工艺详解辞典》于一炉。该书吸收了直到18世纪中叶为止的各方面知识,其中包含翻译出版的大量化学知识和矿物学方面的知识,尤其是1766年将燃素说的代表人施塔尔(G. E. Stahl,1660—1734)的《硫磺论》译成法文版。

启蒙运动者们直接向封建制度和传统思想体系发起了猛烈的攻击。他们自称自己首先是科学家,是在科学上开辟新道路的人,是科学思想成就的宣传者。科学成为启蒙运动者们关注的中心,他们希望借助于科学来解决政治和社会问题,甚至要使艺术也服从于科学。启蒙运动的代表人物把17世纪科学发现成果转变为一种新世界观。他们赢得了学术界的领导地位,同时影响了政治领域,甚至把科学中的归纳方法也应用到政治领域。

启蒙运动者们对技术在人类知识领域中的重要作用给予了很高的评价,强调技术的重要性。《百科全书,或科学、艺术和工艺详解辞典》把16、17世纪及18世纪前半叶所有的科学技术成果系统地汇集起来,使以往一般群众无法直接获得的知识得到广泛普及,这大大有利于科学和技术的综合发展。启蒙运动者们修正17世纪哲学家们的旧哲学体系,对抽象的哲学体系作了批判。他们依据英国唯物主义者,特别是洛克(J. Locke,1632—1704)和牛顿(I. Newton,1642—1727)的哲学,批评和拒绝一切包罗万象的体系,把自己的注意力集中在实际活动上。他们把自然和陈腐的宗教神学对立起来。他们努力运用自然科学的知识,力图揭示各门科学的相互联系,形成关于统一的自然知识体系。

启蒙运动者们的新思想,特别是关于物质世界统一性的思想,对拉瓦锡的科学工作有着直接或间接的影响。拉瓦锡生于1743年,正处于启蒙运动的激流中。拉瓦锡崇尚启蒙运动的代表人物,用启蒙运动者们的思想指导自己的工作。他非常尊重启蒙运动思想家孔狄亚克,曾多处引用孔狄亚克的观点。他在《化学基础论》的序言开篇说到,在写作这部著作时,他

比以前更好地领悟到,阿贝·德·孔狄亚克在其《逻辑》及其他一些著作中所述下列箴言的确当性。“我们只有通过言词之媒介进行思考。——言词是真正分析方法。——代数在每一种表达中都以最简单、最确切和尽可能好的方式与其目的相适合,它同时也是一种语言和一种分析方法。——推理的艺术不过是一种被整理得很好的语言而已。”(本书《序》第3页)

拉瓦锡说,他的化学命名法著作就是受到孔狄亚克这一思想的启示而具体进行的。在这个序言的结尾处,拉瓦锡还引用了孔狄亚克的话以说明自己的思想与孔狄亚克的一致性。

由此我们可以看到,启蒙运动对拉瓦锡的科学思想和科学方法有很深的影响。

4.笛卡儿和牛顿

拉瓦锡不但是氧的发现者,而且是通过化学反应的研究而提出质量守恒定律的第一人,这些成就的获得直接或间接地受笛卡儿(R. Descartes,1596—1650)和牛顿物理学的影响。

法国对牛顿理论的接受较晚。笛卡儿学说在法国科学院直到17世纪后期还受到歧视。1699年,法国启蒙运动的先驱者之一、笛卡儿学说的最积极倡导者丰特涅尔(B. de Fontenelle,1657—1757)当选为科学院秘书之后,笛卡儿学说在科学院内才占优势。科学院为了纪念牛顿,在1734年第一次悬赏征文,而1740年则是悬赏征求纪念笛卡儿的论文。此后,赋有“几何学精神”的笛卡儿机械论哲学才逐渐在法国扩展开来,牛顿学说也被带入法国。伏尔泰给予牛顿很高的评价,当人们争论恺撒、马其顿的亚历山大、成吉思汗等人谁最伟大时,伏尔泰说:

是伊萨克·牛顿最伟大,因为那些人物只是破坏,而伟大的牛顿却是创造。恺撒和马其顿的亚历山大都是残暴的野蛮天性产生出来的,而牛顿却是文明所产生出来。(转引自阿尔塔蒙诺夫著,马雍译,《伏尔泰评传》,作家出版社,1958年,第35页)

由于伏尔泰、狄德罗、霍尔巴赫等启蒙运动思想家们的宣传,牛顿的科学思想日益为法国科学家所熟悉。

拉瓦锡生逢其时,在他从事化学研究工作时,牛顿学说已被法国科学界所广泛承认并推崇。这就使拉瓦锡一开始就接受牛顿范式的影响,这种影响使拉瓦锡在分析各种实验结果时能抓住一个极端重要的事实,即要解释他自己所做的磷、硫和金属煅烧的实验以及普里斯特

试读结束[说明:试读内容隐藏了图片]

下载完整电子书


相关推荐

最新文章


© 2020 txtepub下载