不怕死的化学家

卡尔·威尔海姆·舍勒是瑞典著名化学家、氧气的发现人之一，同时对氯化氢、一氧化碳、二氧化碳、二氧化氮等多种气体，都有很深的研究。

舍勒画像

1742年12月19日，舍勒生于瑞典的斯特拉尔松。因为家里比较穷，舍勒只能勉强念完小学，年仅14岁就到哥德堡的班特利药店当了小学徒。药店的老药剂师马丁·鲍西是一个好学的人，他整天孜孜不倦，学识渊博，并且又有很高超的实验技巧。马丁·鲍西不仅制药技术一流，还是哥德堡的名医。在哥德堡人的眼中，他就像古希腊的盖伦和中国的扁鹊、华佗一样，他高超的医术在当地被当作神话流传下来。

名师出高徒，马丁·鲍西的言传身教，给了舍勒非常大的影响。舍勒勤奋好学，如饥似渴地读了当时最流行的制药化学著作，还学习了炼金术和燃素理论的有关著作。舍勒自己动手制造了许多实验仪器，休息的时候在自己的房间里做各种各样的实验。有一次，他又在自己的实验室搞研究，但发生了小爆炸，使药店的同事对他很不满。幸亏有马丁·鲍西的保护，舍勒才没有被赶出药店。舍勒在药店里边工作，一边学习，一边实验，经过近8年的努力，他的知识和才干有了很大的进步，从一个只有小学文化的学徒，成长为一名知识渊博、技术熟练的药剂师。同时，他也有了自己一笔小小的“财产”——近40卷化学藏书、一套精巧的自制化学实验仪器。正当他准备大展宏图的时候，生活中出现了一个不幸，马丁·鲍西的药店破产了。药店欠债很多，无力偿还债款，只能拍卖包括房产在内的全部财产。离开药店后舍勒没有了生活保障，独自流浪。之后，他又在马尔摩城的柯杰斯垂姆药店找到了一份工作，这家药店的老板与之前的马丁·鲍西很像，博学多识且对舍勒的实验研究很是赞同。并分给了舍勒一套房子，让舍勒好好安置自己的书籍和实验器具，让他的生活安顿下来。这样一来，安定的生活环境使舍勒重操旧业，可以专心搞他的实验和研究。

舍勒从书中得到了很多的启发，他曾回忆说:“我从前人的著作中学会很多新奇的思想和实验技术，其中孔克尔的《化学实验大全》，给我的启发最大。”同时，舍勒又从化学实验中探索到了很多奥秘。据考证，他做的实验记录就有数百万字之多，通过不断的实践，他还自创了很多的实验器具和新颖的方法。舍勒甚至还对炼金术做过相关的实验，并发表了自己的观点。

舍勒第二次工作的药店是自己开的，离瑞典著名的鲁恩德大学不远，从而给他的学术研究工作带来了很大便利。他所在的城市的学术氛围很好，而且离丹麦的名城哥本哈根也不远，这不仅方便了舍勒的学术交流，同时也使他得以及时掌握化学进展情况，买到最新出版的化学文献，这对他自学化学知识有很大的帮助。在舍勒的眼里，真正的财富不是金钱等物质方面的，而是无尽的知识和丰富的书籍，因此，他特别喜欢收藏各类图书。舍勒差不多把工作的薪酬全部用来买书，吃穿都很节俭。他潜心于学术研究，勤奋好学，为人正直，富有同情心。由于舍勒在科学研究上的治学精神和生活方面的与人为善，引起了学术界的高度评价。

莱茨柯斯是舍勒的好朋友，他在回忆与舍勒交往的时候说道:“他有惊人的记忆力，但好像基本上都是跟化学有关的事情，他喜欢把所有的事情都与化学结合起来思考或记忆。在化学方面，他有很独到的思考方式。”

在科平城，舍勒经营的药店有很高的声望，收入非常好，舍勒也很乐意把科学研究与商业活动有机结合起来。他拒绝了很多慕名而来的大学请他担任教授的邀请，因为药店就是他很理想的研究场所，舍勒舍不得离开自己的药房。舍勒一生对化学贡献极多，其中最重要的是发现了氧，并对氧气的性质做了很深入的研究。他发现氧的起因始于1767年对亚硝酸钾的研究。起初，他通过加热硝石得到一种他称之为“硝石的挥发物”的物质，但对这种物质的性质和成分，当时尚不能解释。舍勒为深入研究这种现象废寝忘食，曾对他的朋友说:“为了解释这种新的现象，我忘却了周围的一切，因为假使能达到最后的目的，这种考察是多么令人愉快啊!而这种愉快是从内心中涌现出来的。”舍勒曾反复做了加热硝石的实验，他发现，把硝石放在坩埚中加热到红热时，会放出气体，而加热时放出的干热气体，遇到烟灰的粉末便会燃烧，放出耀眼的光芒。舍勒被种现象吸引住了，“我意识到必须对火进行研究，但是我注意到，假如不能把空气弄明白，那么对火的现象则不能形成正确的看法”。舍勒提出的学术观点与后人提出的“空气助燃”的观点已经非常接近了，可是他没有沿着自己的思路继续探索下去，从而与更大的成功擦肩而过。

舍勒正式发现氧气的时间可以定在1773年以前，比英国的普利斯特列发现氧气要早一年。他制取氧气的方法有很多，主要有:(1)加热氧化汞(HgO);(2)加热硝石(KNO3);(3)加热高锰酸钾(KMnO4);(4)加热碳酸银(Ag2CO3)、碳酸汞(HgCO3)的混合物等。

舍勒把他的实验成果，整理成一本叫《论火与空气》的书，并将书稿交给了一个出版家，但他的书稿在出版社压了两年，到1777年才出版。对此舍勒很不满，因为正如他所担心的那样，发现氧的优先权因出版社的延误而被别人夺走，幸好人们承认氧是由他首次发现的。

舍勒还对空气的成分进行过分析研究，为此他做过许多杰出的实验。第一个实验是把湿铁屑放在倒置于水中的密闭容器中，几天以后，铁屑生锈，空气大约减少了四分之一，容器中剩下的四分之三空气，可以使燃烧的蜡烛熄灭。第二个实验是把一小块白磷置于倒置于水中的密闭容器中，让白磷在密闭容器中燃烧，器壁上沉积了一层白花，并且空气的体积减少了四分之一。

类似以上的实验，舍勒曾做过许多次，都发现空气是复杂的。他对这类实验做的假定性说明是:“空气是由两种性质不同的流体组成，其中一种表现出不能吸引燃素的性质，即不助燃;而占空气总量四分之一到三分之一的另一种流体，则特别能吸引燃素，即能助燃。”舍勒还把不助燃的空气称为“浊空气”，把助燃的空气称为“火空气”，大家现在熟悉的氧气就是指火空气。舍勒为了证明他的观点，想方设法地制造纯净的火空气，他用加热硝石的方法和加热氧化汞的方法，用牛尿脬收集了约2升的火空气后来他又改进了实验，能顺利地收集大量的火空气。

值得指出的是，舍勒还做过浊空气和火空气的生物实验。他把老鼠和苍蝇放在密封的浊空气中，过了一段时间老鼠和苍蝇全死掉了。与此同时，他把蜜蜂放在密闭的火空气容器中，过了一个星期，蜜蜂还一直很好地活着。这些实验足以证明，火空气可以帮助燃烧，维持生命，相反，浊空气不可以帮助燃烧，不可以维持生命。到此，舍勒本应对火空气和浊空气的性质有一个充分的认识。但是很可惜，舍勒并没有从他的出色实验中，引出正确的结论。

舍勒一生都对燃素说深信不疑，认为燃素就和“以太”相似，浊空气是因为吸足了燃素所至，火空气则是纯净的没有吸过燃素的。对理论的墨守成规，使他的很多发现和研究被埋没，主要是因为舍勒缺乏一定的理论思维能力，还有就是他当时所处的社会文化和科学背景都有很多的局限性。当时，燃素说很盛行，基本上没有人对这个学说提出质疑。再加上舍勒只注重实验，很少研究理论，因此他所研究的课题基本都是根据现成的理论加以实验证明，并没有意识到对理论的验证。

尽管如此，舍勒对化学的贡献仍然是很杰出的，在很大程度上推动了科学的发展。理论上的错误不能完全归咎于他本人。舍勒的研究涉及化学的各个分支，在无机化学、矿物化学、分析化学，甚至有机化学、生物化学等诸多方面，他都做出了出色贡献。舍勒除了发现了氧、氮等以外，还发现了砷酸、铝酸、钨酸、亚硝酸，他研究过从骨骼中提取磷的办法，还合成过氰化物，砷酸铜的染色作用也是被他给首先发现的。后来很长一段时间里，人们把砷酸铜作为一种绿色染料，并把它称为“舍勒绿”。舍勒是近代有机化学的奠基人之一。1768年，他证明植物中含有酒石酸，但是由于瑞典科学院的轻视，直到1770年才发表。舍勒还从柠檬中制取出柠檬酸的结晶，从肾结石中制取出尿酸，从苹果中发现了苹果酸，从酸牛奶中发现了乳酸，还提纯过没食子酸。统计表明，舍勒一共研究过21种水果和浆果的化学成分，探索过蛋白质、蛋黄、各种动物血的化学成分。舍勒所处的时代有机化学发展得很不成熟，没有系统的理论框架，舍勒能在这种背景下发现如此多的有机酸，实在是非常难得。

舍勒还曾研究过石墨矿、二硫化铜矿等矿物，并提出有效鉴别它们的方法。他在研究萤石矿时，发现了氢氟酸，同时探索了氟化硅的性质。他还测定过主要成分是二氧化锰的软锰矿的性质，证明软锰矿是一种强氧化剂。他用盐酸与软锰矿首次实现了下述反应:

MnO2+4HCl=MnCl2+2H2O+2Cl2

他发现这种有刺激性气味的黄色气体(Cl2)可以使染料褪色，并且还有许多特殊的性质。舍勒在生物化学中，把如何长期保存食醋的问题给解决了，这种方法后来被微生物学家所采用。舍勒一生完成了近千个实验，由于吸过有毒的氯气和其他气体，严重伤害了身体，人们在他的笔记中发现，他还亲口尝过有剧毒的氢氰酸，他记录了:“这种物质气味奇特，但并不讨厌，味道微甜，使嘴发热，刺激舌头。”

1775年舍勒当选瑞典科学院成员，他的研究对后世产生了很深远的影响。他一生都致力于化学这门学问，并把化学研究作为一生的奋斗目标。舍勒逝世后，瑞典人们十分怀念他，在他150和200周年诞辰时，人们给他举行了隆重的纪念会，这种纪念会也成了化学家们进行学术交流的平台。后人还整理并出版了舍勒的遗作。科平城和斯德哥尔摩的市民为了纪念他还建立了塑像，他的墓地前立有一块朴素的方形墓碑，碑上的浮雕是一个高举火炬的美男子。