古希臘時代,哲學家們就開始猜想物質必然是由一些基本物質所構成,他們稱之為「元素」。這種想法一直延伸到歐洲的鍊金術時代。
但什麼是組成物質的元素呢?
關於這問題,人們討論的雖多,卻始終沒有確切的答案,連什麼是「元素」,鍊金術士都沒有一致的答案。只是因為某種神秘的理由,鍊金術士們相信,只要能造出鍊金石,人生就可以幸福圓滿沒有遺憾 ---- 耶穌基督可以死而復生,煉金術士們只要努力也可以做得到。 (真是激勵人心的故事!)
歐洲的煉金術士們就在如此高尚的目標下孜孜矻矻地努力著,慢慢發現許多有趣的物質變化,現代化學實驗概念開始慢慢醞釀,但人們仍無法明白這些變化的現象背後的機制究竟是什麼。
與此同時,鍊金術 (Alchemy)開始消失,化學(Chemistry) 開始出現,其中最關鍵的一位人物就是波以耳 (Boyle)。
西元1657年,波以耳開始研究真空現象,透過實驗,他成功演示了沒有空氣,蠟燭就無法燃燒,聲音無法傳播。這些實驗也讓波以耳相信,空氣其實也是一種「物質」,並非虛無的存在。
西元1661年,波以耳也為現在化學裡的「元素」下了定義:「元素是某種原始、簡單、非混合的物質....無法由其他物質所製造,也不含其他元素。但對於什麼是「元素」,什麼不是「元素」,波以耳卻沒說多少,這個問題要由另一位化學史上的關鍵人物拉瓦節來回答。
拉瓦節是一位法國貴族,所以,照理,我們應該按照法國舊時規矩,稱他為迪拉瓦節(de Lavoisier ,迪de 是法國貴族尊稱),不過,也是因為這貴族身份,讓他在法國大革命時被拉去斷頭台上,所以我們還是稱他為「拉瓦節」好了。
關於拉瓦節之死,與他同時代的數學家拉格朗日 Lagrange 惋惜地說:「他們只一瞬間就砍下這腦袋,但再過一百年恐怕也找不到這樣傑出的腦袋了。」
「被斷頭」的拉瓦節最偉大的成就應該算是廢除「燃素」理論,並且建立了現代化學的觀念架構。
「燃素」在現代化學是一個被揚棄的詞彙,但在化學史的初期,卻是一個「熱門」的觀念----指的是比「空無一物」還要輕 的觀念 。這意味著:第一,燃素是一種重量為「負」的物質;第二,牛頓認為「沒有東西比『空無一無』還輕」的想法是錯的。
富有的拉瓦節不斷用「定量」的實驗方式證明「燃素」的慨念是錯的,還發表了一份「類現代」的元素名單。稱其為「類」,是因為裏頭他所列出的33個元素還包含了「熱」-----拉瓦節稱其為「卡路里」(Caloric)還有一些後來被證實其實是「化合物」(而非元素)的物質。
法國大革命後,燃素學說完全絕跡,新上台的拿破崙政府重視科學,化學發現的影響逐漸擴及科技與商業。
然而,這些十八世紀的「燃素化學」其實都算是無機化學,是「石頭」的化學。但還有一種化學是「葉子」的化學,這些有機化學 後來影響世界更為強大,也是John Buckingham 這位化學家在 Chasing the Molecule 一書(正體版翻作「超乎想像的化學課」,天下出版)所探討的化學史。
作者John Buckingham是很傑出的科普作者,既熟悉化學,寫作技巧也很出色,可惜已於2015年在奧地利因車禍去世。
法國大革命的故事,可見