发现氧气的人是谁?
“氧气”的发现是自然科学史上的一项重要发现。1771年瑞典的舍勒制得了氧气;1774年8月1日,英国的普利斯特列也用不同的方法制得了氧气;1777年法国的拉瓦锡也发现了氧气,他系统地研究了氧气的性质并为氧气命了名;1807年,法国汉学家朱利斯·克拉普罗特在俄国的一次科学大会上宣读了一篇题为《第八世纪时中国人的化学知识》的论文,说氧气是中国唐代炼丹家马和发现的。到底是谁最先发现氧气,请读者自己评判。
氧气的发现是自然科学史上的一项重要发现。是谁最先发现氧气,在自然科学界也颇有争议,有的说是舍勒,有的说是普利斯特列,有的说是拉瓦锡,还有的说是中国的马和。到底是谁呢?请你们也来参加评判。
1771年初秋的一天,秋高气爽,天气宜人。在瑞典的一个研究室里,有一名叫舍勒的科学家正在忙于做一个化学实验。只见他把一些硝石和矾油放在曲颈瓶里,高温加热,一会儿冒出一种棕红色气体。舍勒好像早就预料到一样,忙用盛有石灰乳的猪尿泡去吸收这种气体,果然,棕红色气体顿时消失。
“这里面该没有气体了吧?”舍勒边想边将身旁燃着的小蜡烛伸进猪尿泡里。突然,猪尿泡里火光闪耀,把正在观察的舍勒吓了一跳。这是什么原因?难道猪尿泡里还有其他的气体存在吗?这种气体是什么?
为了找到答案,这位享有盛名的化学家又开始了新的探索。他单独加热硝石、硝酸汞,巧得很,都得到了这种气体。
空气中有没有这种气体呢?舍勒穷追不舍。他在浮于水面的蒸发皿里放进一小块磷,然后点燃,并迅速用钟罩扣上,磷在钟罩里燃了一会儿,冒着滚滚白烟。随着白烟消失,罩里的水面慢慢上升了五分之一。接着,他把点燃的蜡烛放进罩内,烛火立即熄灭了。
舍勒是当时流行的燃素学说的崇拜者,他不承认空气是混合物,自然不知道他发现的这种气体是空气的成分之一。他称这种气体为“火气”,剩余的叫“浊气”,认为燃烧是空气中的这种“火气”跟燃烧物体中的“燃素”的结合。
无独有偶。1774年8月1日上午,英国有一位名叫普利斯特列的科学家,把一包红色的三仙丹(氧化汞)放进玻璃瓶里,然后手持一个较大的凸透镜,把阳光聚在三仙丹上。不久三仙丹便开始分解,放出一种气体。他用排水法收集到这种气体,并作了一系列研究,发现该气体不溶于水,能使烛火燃得更猛烈,使老鼠活得更痛快,人闻了也觉得十分舒畅。
普利斯特列也是燃素学说的忠实信徒。他认为这种气体是没有燃素的,它疯狂吸取蜡烛里的燃素,光芒四射,是“失燃素的空气”。
舍勒和普利斯特列制得了一种新气体后,他俩还不知不觉,宣称是“火气”和“失燃素的空气”,因此也没有作更深的研究。
1744年10月,普利斯特列到欧洲大陆旅行,在巴黎会见了法国著名的化学家拉瓦锡,向他介绍了加热三仙丹的发现。此时,拉瓦锡正在对当时支配西欧化学界的燃素学说进行追根究底的研究工作,发现了燃素学说的不真实性。当他听到普利斯特列的介绍以后很兴奋,立即重复了这个实验,并且又仔细测定了空气的成分,掌握了一定的实验数据。根据他的种种实验,已确认空气并不是一种单质,而是几种气体的混合物。
拉瓦锡不畏阻力,勇敢挑战,率先冲破燃素学说的束缚,发动了一场化学革命。他当众宣布:“我不知道什么‘燃素’,我从来没有见过它。在我的容器里只有‘活空气’。燃烧的结果,易燃烧的活空气不见了,出现了新物质。这种新物质的质量,正好等于活空气和易燃物的总质量。”
“这种‘活空气’应当是一种单独的气体,该给它取个合适的名字。”拉瓦锡当众宣布了他的见解以后,马上就想到要为这种气体命名。“取个什么名字好呢?”根据磷、硫、碳在“活空气”中燃烧后生成的物质都易溶于水,且都变成了酸,他便把这种气体命名为“oxygen”(希腊文为酸酐的意思),表明这种元素是形成酸的主要元素。
拉瓦锡的见解和命名建议得到了许多化学家的承认。人们一直沿用这个名称。我国近代化学家徐寿在翻译这个词的时候,将它译成“养气”,意思为它是“养气之质”。后来统一元素名称,气态单质一律用气字头,才改称为“氧气”。
拉瓦锡纠正了舍勒和普利斯特列的错误,揭示了氧气的本质和物质同氧气反应的一些基本规律,但他误认为一切酸中都含有氧,因而将它称为“成酸元素”,这就纠错又犯错。因为一切酸中都含有氢,但不一定都含有氧。
舍勒和普利斯特列单独制得氧气之后,因他们不知道这是一种新元素的气体,在科学界也就无人问津。时隔不久,当拉瓦锡仔细研究这种气体,确证这是一种新元素的气体,而且将它命名为氧气之后,如同在平静的水面上投下一块巨石,引起了片片涟漪,震动了化学界,波及了全世界。对氧气的发现权该归属何人,也引起了轩然大波。
有人提议发现氧气的功绩应当属于舍勒,是他最先制得氧气;有人说普利斯特列的功绩不应当埋没,他也单独用不同的方法制得了氧气,应当与舍勒同享这一荣誉;更多的人则认为这个发现权非拉瓦锡莫属,是他使人们真正认识了氧气。拉瓦锡本人宣称,是他们三人共同且互相独立地发现了氧气。拉瓦锡的宣称顿时遭到了许多人的非议,说拉瓦锡自私自利,窃取别人的成果,他无权享受这一荣誉。这样,化学界便意见纷纭,各持己见,难以定论。
这一显赫功绩到底该记在谁的功劳簿上?当时的一位很有威望的人,仔细分析了各种不同的说法,详细研究了氧气的发现经历之后,便力排众议,作出了公正的评判。这位伟人就是被世界人民尊称为无产阶级革命导师的恩格斯。
恩格斯在他的《资本论》第二卷序言中写道:“普利斯特列和合勒已经找到了氧气,但不知道他们找到的是什么。他们不免为现有燃素范畴所束缚。这种本来可以推翻全部燃素观点并使化学发生革命的元素,没有在他们手中结下果实。不过,普利斯特列不久就把他的发现告诉巴黎的拉瓦锡,拉瓦锡依据这个新的事实,研究了整个燃素化学,方才发现这种新的气体是由一种新的化学元素组成,燃烧的时候并不是什么神秘的燃素从燃烧体分离,而是这种新的元素和这种物体化合。因此,使在燃素形成上倒立着的整个化学正立起来。照拉瓦锡后来主张,他和其他两位学者同时并且互相独立地发现了氧气,虽然事实不是如此,但同其他两位比较起来,他仍不失为氧气的真正发现者,因为其他两位不过找出了氧气,但一点也不知道他们自己找出了什么。”
导师的精辟分析令人折服,拉瓦锡成了发现氧气的人,戴上了这顶荣耀的“桂冠”。
就在恩格斯对这场争论进行公正评判以后,一位年轻的学者又引出了一个关于氧气发现的新话题,从而对氧气的发现问题又有新的争议。
1807年的一天,在俄国彼得堡召开的一次科学大会上,年仅24岁的德国汉学家朱利斯·克拉普罗特登上讲台,宣读了一篇题为《第八世纪时中国人的化学知识》的论文。论文中提到,发现氧气的时间应提早1000多年,发现氧气的“桂冠”应该让给中国唐代炼丹家马和。克拉普罗特的观点惊动了四座,轰动了整个欧洲。
1802年,他在德国朋友波尔兰那里见到了一本叫《平龙认》的著作,该书的作者是中国炼丹家马和,全书共有68页,出版日期是唐至德元年(公元756年)3月9日。
《平龙认》是马和毕生研究的工作记录。他在多次仔细观察木炭、硫黄等可燃物在空气中燃烧的情况以后,作出了大胆的结论:空气成分复杂,主要由阳气和阴气组成,其中的阳气要比阴气多得多。阴气可以跟可燃物化合,把它从空气中除去,阳气仍安然无恙地留在空气中。显然,马和指的阳气就是氮气,阴气就是氧气。
马和还进一步指出:阴气存在于青石(氧化物)、火硝(硝酸盐)等物质中,如用火来加热它们,阴气就会放出来。他还推测水中有大量的阴气,不过很难把它们取出来。
公元756年的唐朝是一个版图辽阔、经济繁荣、文化发达、国力强盛的帝国,东西方学术交流频繁,人民生活安定,马和是具有优越的研究条件的。这本书经历数代,直到腐败的清政府屈膝投降外国时,才被德国侵略军乘机抢走。
尽管有不少人对克拉普罗特的观点还有种种疑问,有些事实还待澄清,但中国人对化学所作出的贡献将不可磨灭,谁是氧气的真正发现者还将有一番争议。