波義耳-質(zhì)量守恒的探索

“化學(xué)到目前為止，還是認(rèn)為只在制造醫(yī)藥和工業(yè)品方面具有價值。但是，我們所學(xué)的化學(xué)，絕不是醫(yī)學(xué)或藥學(xué)的婢女，也不應(yīng)甘當(dāng)工藝和冶金的奴仆，化學(xué)本身作為自然科學(xué)中的一個獨(dú)立部分，是探索宇宙奧秘的一個方面?；瘜W(xué)，必須是為真理而追求真理的化學(xué)”在1661年，英國出現(xiàn)一篇題為《懷疑派的化學(xué)家》的論文。文章中提出了新的觀點(diǎn)。這篇論文起初是筆名發(fā)表的。論文發(fā)表后，轟動了歐洲化學(xué)界。有人細(xì)細(xì)打聽，這才弄清楚，論文的作者原來是英國化學(xué)家波義耳。

這時波義耳已是一個40開外的人了，個兒長得又高又瘦，頭發(fā)一直下垂到肩膀。在1661年，他做了許多有關(guān)氣體的體積和壓強(qiáng)之間的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了物理學(xué)上著名的“波義耳定律”。在這一年，他寫了著名論文《懷疑派的化學(xué)家》。在這本書里，他提出許多新的觀點(diǎn)，對過去化學(xué)上的許多錯誤觀念，大膽地表示懷疑。恩格斯曾高度評價波義耳的貢獻(xiàn)：波義耳把化學(xué)確立為科學(xué)。元素1實(shí)驗(yàn)和觀察是一切的基礎(chǔ)2波義耳之“火素”34實(shí)驗(yàn)和觀察是一切的基礎(chǔ)“化學(xué)，為了完成其光榮而又莊嚴(yán)的使命，必須拋棄古代傳統(tǒng)的思辨方法，而象物理學(xué)那樣，立足于嚴(yán)密的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)之上。”元素命題Ⅰ——下述假設(shè)似乎并不荒謬，在結(jié)合物的最初分解產(chǎn)物中，賴以構(gòu)成結(jié)合物以及世界上的其他物體的普遍質(zhì)料（matter），實(shí)際上被分成了一些具有不同大小和形狀的微粒，而且這些微粒已處于形形色色的運(yùn)動之中。命題Ⅱ——就這些微粒而言，其中的一些最小的、相鄰的粒子，并非絕不可能在四處被聯(lián)結(jié)成微小的團(tuán)狀物或簇狀物，而且正是通過這類結(jié)合，它們才構(gòu)成了為數(shù)眾多的、微小的、不易分解成組成它們的那些粒子的第一凝結(jié)物或團(tuán)狀物。金不但可與銀、銅、錫以及鉛，而且可與礦物銻、星銻以及許多其他礦物共混和共熔，可知它與這些物體構(gòu)成了既不同于金、也極不同于導(dǎo)致凝結(jié)物生成的另一組分的物體。而且，金還可以在通常的王水以及若干種其他溶媒（我想特意指出這一點(diǎn)）的作用下變成某種表觀上的液體，而當(dāng)金的微粒與溶媒的微粒一道通過濾紙，又可與之凝結(jié)成晶狀的鹽。我還曾做過進(jìn)一步的試驗(yàn)，利用少量的由我自制的某種含鹽物質(zhì)，我就能輕而易舉地促使金升華，成為針狀的紅色晶體的形式，用許多其他辦法可以將金隱蔽起來，促其構(gòu)成在性質(zhì)上既極不同于金，而且彼此之間也不大相同的一些物體，然而，這些物體以后又都可以還原成未形成共混合物前的、同一數(shù)量的、黃色的、固定的、相當(dāng)重的而且可延展的黃金。命題Ⅲ——我不會斷然否認(rèn)，借助于火可從絕大多數(shù)帶有動物或植物特性的結(jié)合物中得到具有某一確定數(shù)目的，堪以不同名稱來指稱的物質(zhì)。命題Ⅳ——姑且假定，將通常得自于凝結(jié)物的或賴以構(gòu)成凝結(jié)物的那些各不相同的物質(zhì)稱之為凝結(jié)物的元素或要素，可能不會造成太大的不妥。四要素四元素三元素元素歷經(jīng)三百年波義耳之“火素”1673年的一天，英國著名的科學(xué)家羅伯特·波義耳，一手拿著玻璃瓶，一手支著腦袋，皺著眉頭在牛津?qū)嶒?yàn)室里沉思著。這天，波義耳又在思索著什么呢？他在探索著燃燒的秘密。波義耳做了這樣的實(shí)驗(yàn)：他把銅片放在玻璃瓶里，稱了一下重量，然后，把它放在爐子上猛烈地加熱、煅燒。這時，原來閃耀著紫紅色光輝的銅片，漸漸地蒙上一層暗灰色的東西，最后，以至變成了黑色的渣滓。燒完后，他再去一稱，咦，銅片竟然變重了！這是為什么呢？波義耳想不通。接著，波義耳又拿了鉛、錫、鐵和銀來進(jìn)行同樣的煅燒，結(jié)果還是一樣..金屬變重了：480克銅煅燒后，加重了30－49克；480克鉛煅燒后，加重了7克（失落了的沒計(jì)算在內(nèi)）；480克錫煅燒后，加重了60克；240克鐵煅燒后，加重了66克；212克銀煅燒后，加重了2克。波義耳仔細(xì)地看了看煅燒以后的金屬：紫紅色的銅變成了黑色的渣滓，銀白色的鉛、錫和銀的表面蒙上了一層白色的灰燼，而鐵卻變成了疏松的紅色粉末，一捏就碎?！耙苍S是因?yàn)槠孔記]有蓋緊，讓爐子里的臟東西落了進(jìn)去，才變重的吧！”波義耳這么猜想。于是，他找了一個有著長長的、彎頭頸的玻璃瓶——曲頸甑，把金屬放進(jìn)去再把瓶口封閉起來。當(dāng)煅燒完畢后，他小心地從爐膛里拿出滾燙的瓶子，打開瓶口（這時，他聽見一陣尖銳的絲絲聲），再稱金屬的重量，結(jié)果仍然一樣，金屬變重了。這就是說，金屬變重，并不是由于落進(jìn)什么臟東西引起的。1674年，波義耳在《關(guān)于火和火焰的新實(shí)驗(yàn)》這篇論文里，提出了自己的見解：金屬在加熱以后，它的重量之所以增加，那是由于它在加熱時，受到熱的作用，有一種特殊的、極其微小的、肉眼看不見的“火素”，穿過了玻璃瓶的瓶壁的，跑到金屬里去，跟金屬化合變成了灰燼。“火素”是有重量的，這樣，怪不得加熱后金屬的重量就增加了。孰對孰錯？？波義耳的結(jié)論：金屬＋火素＝灰燼背道而馳燃素學(xué)說：金屬－燃素＝灰燼

冷素?zé)崴毓馑鼗鹚厝妓匾匕偌覡庿Q直到80年后。。。羅蒙諾索夫是這樣進(jìn)行自己的實(shí)驗(yàn)的：他把金屬放在一只曲頸甑里，把曲頸甑的瓶口封閉起來，然后連曲頸甑一起放在天平上稱好重量。接著，就拿去進(jìn)行加熱。等加熱完畢，曲頸甑里的金屬表面已經(jīng)蒙上了一層渣滓。把曲頸甑冷卻，仍舊密閉著瓶口（不打開塞子?。┓旁谔炱缴戏Q量。這樣，前后稱得的重量完全一樣。羅蒙諾索夫的實(shí)驗(yàn)和波義耳的實(shí)驗(yàn)的不同之處，主要就在于：羅蒙諾夫在整個實(shí)驗(yàn)過程中，都一直把瓶口密閉著，沒有打開。羅蒙諾索夫：“如果我沒有弄錯