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從《拉瓦節夫婦》一窺難得的科學與人生搭檔【從科學來說歷史】

2019/10/24閱讀時間約 8 分鐘
今天想和大家一同思考的是:怎樣的人生對你來說是圓滿?是腰纏萬貫、美眷陪伴或是名聲遠颺?或是有其他的追求?
上次說到拉普拉斯提到他在巴黎軍事學院的同事拉瓦節,他是個非常值得一提的人物,甚至他的夫人歷史上也留下了痕跡,這次我們就好好來說這對佳偶吧!《拉瓦節夫婦》這幅畫是1788年由賈克-路易·大衛(Jacques-Louis David)所繪製的油畫,關於這個人日後有機會再來談。畫中主人翁拉瓦節當時45歲,夫人瑪麗-安娜·皮埃爾萊特當時30歲,如果以現在標準看或許沒有什麼,如果謙信說他們結婚是在17年前,拉瓦節迎娶當時只有13歲的同事女兒呢?(等等,蘿莉控的朋友們請不要暴動!冷靜點!)夫人父親是議會律師和金融家,才28歲身兼國王的稅務官、火藥管理局局長、銀行董事、糧食委員會主委的拉瓦節堪稱是人生勝利組無誤(等等,請讓謙信去痛哭一下!)
好,重新整理情緒,重新介紹這位兩百多年前的勝利組大師。安東尼·拉瓦節 Antoine-Laurent de Lavoisier 1743年8月26日出生在法國巴黎一個律師家庭,想當然如同今日一般,家裡殷切期盼他成為律師,不負期待的他在1767年進入巴黎大學法學院就讀並取得律師資格,課餘在魯艾爾指導之下接受有系統的化學教育和對燃素說的懷疑,此後進行礦產方面的研究,1768年他成為法蘭西科學院院士(今天的學霸在他面前恐怕也只能是學渣了)。
1770年時,為了釐清某一派學者支持波以爾的四元素說,親自證明水長時間加熱是否會生成土類物質的假說,竟然把蒸餾水密封加熱543天,從中發現微量固體元素。接著使用天平進行測量,發現容器質量的減少正等於產生固體物的質量,但是水質量沒有變化,將這一觀點徹底駁斥。543天耶,差不多就是一年半,這麼長時間加熱蒸餾水,想必有法蘭西科學院的支持,不然普通研究單位大概就讓他收手了吧!
隔年結婚的他開始不務正業,幾乎是把科學研究當成主業的精神,這還不打緊,連帶還是好奇小蘿莉、愛在旁觀摩的瑪麗,也產生很高的興趣,攜手一起開始搞科學研究就一點也不意外。他之所以能夠有『近代化學之父』的稱呼,與瑪麗的幫忙關係很大,接下來我們用一點篇章來介紹他的成就。
今天我們對化學稍有了解的人對燃燒的理解,都是燃燒就是物質與氧化合的現象,在18世紀時卻不是這樣,當時主流是德國醫生提出的燃素說,認為物質在空氣中燃燒是物質失去燃素,空氣得到燃素的過程。1775年被路易十六派往巴黎軍火庫進行國有化工作,同時設計新的硝石製備方法來提高黑火藥的性能。他不僅漂亮的完成任務,使法國槍械火力迅速提高,在工作之餘更建立自己的實驗室,繼續進行燃燒研究(是有沒有這麼輕鬆阿!)。在直接加熱氧化汞過程中發現一種性質類似於平常空氣、可以支持燃燒與呼吸的氣體產生,能與一氧化氮混合後體積減小。最終在1777《燃燒概論》與次年的《酸性概論》兩本著作中,正式闡釋氧化說,更在1779年發表將空氣中支持燃燒的一部分命名為氧氣(oxygen,希臘語意:形成酸的),另一部分則命名為氮氣(azote、希臘語意:無生命的)。進一步說明金屬在空氣中燃燒會與氧結合成灰,燃燒就是與氧化合的反應。這個燃燒理論使化學家放棄「燃素」這種虛構的物質,對化學進行革命性之改觀,奠定近代化學發展的基礎。
今天我們很熟悉的《質量不滅定律》也是他從燃燒理論發展出來,依據過程前後質量的「定量性」,過程中使用天平進行非常徹底觀察測量反應前後的質量關係,從實驗結果得以建立「質量不滅定律」。
至於影響第二類組學生、國中理化課至深的化學命名法與元素分類表,也是出自他的手筆(這是文組謙信心中的超大陰影面積阿!)1784年至1789年間拉瓦節和多位志同道合科學家朋友,共同發起化學命名改革工作,把捨棄化合物過去依特性的命名方式,改以組成成分命名,像是「汞灰」叫做「氧化汞」,「金屬灰」叫做「金屬氧化物」。1789年的「化學基本論述」中除了陳述「質量守恆」的原理,更以英國科學家波以耳(Robert Boyle, 1627–1691)的元素概念發展,表示元素是「用任何化學分析手段都不能再分解的物質」,可說是第一位從許多物質當中,具體找出「元素」且進行明確分類的化學家。
說了這麼多,那位可愛的13歲小蘿莉難道只是一路在旁耍可愛嗎?當然不是,不然謙信也不用特別提到她囉!出自上流家庭背景、受過良好教育的瑪麗,將法語英語精準而流暢的翻譯出來,推翻燃素說過程中,將首先發現氧存在的約瑟夫·普利斯特里和亨利·卡文迪什的著作翻譯為法文。不僅如此她師從雅克-路易·大衛,也就是為夫婦畫像的那位,習得一手好插畫功力,協助丈夫繪製出版出籍中的大量插圖。
只是美好的童話故事總有完結的一天,那就是法國大革命,源於對國王稅務官的仇恨,法國人民將他在內的28名稅務官員送上斷頭台,在此時完成人生最後一個也是不朽的實驗:他和劊子手做了約定,在被砍頭之後儘可能多眨眼,來確定人體死後是否還有感覺。據說他一共眨了15次眼睛,就這樣完成人生最後一次的科學研究。
夫人得到繪畫老師大衛的幫忙,得免一死,取而代之家產、實驗研究的筆記也全部遭到沒收,雖然大革命後重新認定為無罪,但是已經沒有任何意義。日後改嫁的她沒有改掉拉瓦節的姓氏,更利用繪畫能力還原出拉瓦錫全部的實驗筆記和儀器,出版前夫的回憶錄,記錄和他的同事們十分寶貴的研究成果,包括液體的形成、有關熱量的研究、水的組成等等,讓今天的我們才得以一窺拉瓦節的傑出。1836年這對科學史上最愛放閃的夫妻終於在天上團圓。
拉瓦節似乎是人生的勝利組,很多人一生所追求的他都擁有,堪稱是成功人生的典型。不過我們仔細看他的生命歷程,除了本身才能、家境之外,他的努力往往被人所忽視,假使沒有那份追求真相的決心與毅力,也不可能達到這樣的高度;我們或許沒有那樣的才能際遇,但是努力是我們可以效法的,這也能接近你想像人生追求的最佳方式。
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