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为建立化学理论所做的尝试

时间:2022-02-14 理论教育 版权反馈
【摘要】:但是培根自己既没有尝试创建化学理论,也没有尝试突破那时人们对化学的认识范围。公正地说,尝试构建化学理论的第一人是毕彻。在第一部分中他叙述了世界的创始,第二部分他以化学语言记述地球上恒常发生的运动和变化,第三部分中他论述了所有物质的三种本原,他称之为土。他的理论被斯特尔接受并做了很大的修正。

维鲁拉姆男爵培根早在17世纪就指出过化学研究的重要性,他还预言,当这门科学发展扩大到一定程度后人类会从中获益匪浅。但是培根自己既没有尝试创建化学理论,也没有尝试突破那时人们对化学的认识范围。尽管波义耳所做的研究非常重要,并且他相对摆脱了炼金术士的偏见,尽管他在《怀疑派化学家》中所做的观察结论对于推翻,或至少是加速推翻当时盛行的荒谬化学观点、关于动物功能的不成熟的假设以及基于此理论建立的病理学和治疗方法,起了巨大的作用,虽则如此,但他也没有尝试过建立化学理论这种事情。公正地说,尝试构建化学理论的第一人是毕彻。

约翰·约阿西木·毕彻于1635年生于德国斯派尔斯,是那个时期最为杰出的人士之一。正如他自己告诉我们的那样,他的父亲是路德教会一位博学多识的传教士。因为毕彻在年幼丧父,加之他所生活的那片德国地区在三十年战争中几乎成了废墟,他的家庭也一贫如洗。但是他渴求知识,并想方设法自学可以获得的任何书籍,由此积累了大量知识。之后他游历了德国、意大利、瑞士和荷兰的绝大部分地方。

1666年,他被门兹大学聘为医学方面的公共教授,并很快做了那里的选帝侯的首席医师。以此身份他定居在了慕尼黑,选帝侯给他提供了一所完好的实验室,但是他很快就陷入了困境,好景不再,不得不离开。他逃到了维也纳避难,凭借其财政知识受聘到亲岑多夫伯爵家做管家,并且通过这位伯爵受到宫廷的极大器重,因此也成为新成立的商业学院的院士,并获得皇家商贸顾问和管家职位。但是在这里他同样很快为自己树立了许多敌人,以至于不得不携妻带子离开维也纳去往荷兰,并在1678年定居于哈林。他在哈林同样取得了成功,但是在维也纳的敌人也追到了哈林并强迫他离开荷兰。我们发现,1680年他在大不列颠调查苏格兰铅矿以及熔炼技术;1681年和1692年他穿越康沃尔,研究那个矿产大郡的矿物和熔炼技术,并提出了一些改进建议。在此之后不久,梅克伦堡公爵居斯特罗通过亲岑多夫伯爵向毕彻提了一个对他有利的合作建议,但是他所有的计划都因他1682年去世而结束。有人说毕彻死于伦敦,但是我没有找到任何这方面的证据。

想要具体指明毕彻所作的各种发现并非易事,因为这些发现散见于大量著述中。毫无疑问他是硼酸的发现者,但人们通常将该发现归在洪贝格名下;[1]可是洪贝格既没有记述过硼酸,好像也没有提到过硼酸的性质。下面开列了毕彻的著述。

(1)《冶金学或金属的自然科学》。

(2)《化学教育》。

(3)《帕拉塞尔苏斯医药学阐明》。

(4)《俄狄浦斯化学:化学教程》。

(5)《慕尼黑化学实验室技术,自然的奥秘》。在毕彻的所有著述中这是最重要的一部,人们通常称其为《自然的奥秘》。在1703年出版的此书的莱比锡版本上只出现了这一名称,另外还有附在书前面的斯特尔的一个长篇幅的引言。此书共分为7部分。在第一部分中他叙述了世界的创始,第二部分他以化学语言记述地球上恒常发生的运动和变化,第三部分中他论述了所有物质的三种本原,他称之为土。第一种本原是金属和石头的本原,称为可熔性或者石性土;第二种本原是矿物的本原,称为油性土,俗称为硫;第三种本原是流体性土,俗称为汞。第四部分中他论述了隐匿性本原的作用或曰混合体(mixt)的形成,第五部分中他论述了混合体的三种气体的溶液、动物、植物及金属,第六部分中他论述混合物并给出了它们的化学成分。此部分非常令人感兴趣之处在于,它反映了毕彻关于化合物组成的观点。由此可见,较之任何一个同时代人,他对化学的真正目标的认识要清楚得多。在最后的第七部分中他论述隐匿性物质的意外事件以及常规疾病。

(6)《眼见如实的新化学实验:快速人工转化金属》。这是对《自然的奥秘》的第一次补充。

(7)《自然的奥秘的第二次补充:关于金属转化的真理性与可能性的哲学证明或化学论证》。

(8)《荷兰狄和毕彻的三叶草》。

(9)《自然的奥秘的第三次补充:关于新奇和永久砂矿的实验,作者如何从金沙中提取金的操作方法,以及从中获取的收益》。

(10)《化学幸运大全或曰伟大的化学协议:一千五百种化学过程汇集》。

(11)《愚蠢的智者和聪明的傻子》。

(12)《自然的意志》。

(13)《赫尔墨斯的广为流传的三大化学预言;即,1,见于实践和实例中且适用真正炼金技艺或紧迫工作的便携实验设备。2,世界的中心或赫尔墨斯的链接,即分别得到验证的伟大的碱和盐的结构。3,对应24个字母表的矿物的起源、构造和分析,以及其与月之水银的符合》。

(14)《化学蔷薇园》。

(15)《潘达雷昂·迪拉瓦达斯》。

(16)《毕彻和兰斯洛特等人的化学通信》。

毕彻的伟大功绩在于其关于化学理论的构想,即通过该理论将所有已知的事实都相互联系起来,并依据一个一般的原理对现象加以推理。他的理论被斯特尔接受并做了很大的修正。他也是出自德国的最为杰出的人物之一。他个性乖僻傲慢,但是,虽然为人如此不堪,他仍跻身屈指可数的一流科学家之列。并且,他具有罕见的甚至是独有的好运,能做到同时研究、开拓两个不同的重要学科——化学和医学,并在这两个学科中提出定律,却不使自己对一个学科的观点影响到自己对另一个学科的观点。以下首先简述这位科学家的生平和工作,之后给出他的理论的概要。

1660年,乔治·欧内斯特·斯特尔生于安斯帕克。他在耶拿的乔治·沃尔夫冈·韦德尔的指导下学习医学,在23岁时取得了博士学位。在此之后不久,他作为公共讲师开始了自己的职业生涯。1678年,魏玛公爵封他为宫廷医师。1694年,在弗雷德里克·霍夫曼的力邀下,他被聘为刚成立的哈雷大学的二级医学教授。霍夫曼和斯特尔当时是至交,但后来二人翻了脸。这两人都天赋极高,都创立了自己的医药理论体系,也都渴望得到支持。霍夫曼的最大特点是风格优雅、思路清晰,显得彬彬有礼,使人如沐春风。斯特尔的风格是晦涩或者说有神秘主义倾向,这或许是由于他的乖僻,但正是因为如此,和霍夫曼的令人亲近继而令人心生崇敬的品格一样,斯特尔在学生眼里并且事实上在整个世界也赢得了尊敬。

他在哈雷斯特尔持续任教20年。1716年他被任命为普鲁士国王的医师。受命于此,他离开哈林并定居柏林。他于1734年在柏林去世,享年75岁。不消说,斯特尔确实是一位伟大的化学家,但没有任何证据表明他曾在任何公共学校教授过这门学科。柏林科学院是在莱布尼兹的主管下建立的,他是首任院长,因此斯特尔定居柏林时他也在世。但是,直至1745年弗雷德里克大帝重修柏林大学,柏林科学院举办过的活动都极少,因此斯特尔几乎没有机会参与化学学术活动。但是,他1720年定居柏林时发表了《化学实验与推理》。他的《化学基础》的前言中标注的日期也是1720年,但是从这个前言的一些说法看,我认为它不是由斯特尔撰写的,而是另有他人。[2]我怀疑这本书是由他的某个学生根据他在哈雷大学的讲座写的。如果事情确实如此,那么斯特尔肯定曾在柏林大学教授过化学和医学。

和他的化学理论一样,斯特尔的医学理论也值得一谈,虽然本书的目的不是深入研究药学。斯特尔和与范·荷尔蒙特一样将所有疾病的起因归为灵魂的作用,灵魂不仅是身体的模型,而且还是统治者和调节者。当这些功能中的任何一项发生紊乱时,灵魂就会发挥作用,将它们调节回健康状态。用通俗的话说,灵魂发生作用的方式就是疾病。医师的工作不是防止疾病的发生,也不是在其发展初期就使它停止,因为这些都是灵魂的职能(vis medicatrix naturœ),即恢复紊乱的功能。但是医师必须观察这些疾病,防止疾病症状变得恶化。医师必须协助灵魂达成预期的效果,并在疾病症状不正常时监督它的运作。后来,这一理论的某种修正形式,或者更像是斯特尔理论和霍夫曼理论的混合体形式,被卡伦用来在爱丁堡讲授,并大受欢迎。就这些观点作为一种医学理论对于医学实践的影响而言,其影响在某种程度上如今依然普遍存在。事实上,医师所遵循的常规实践,在很大程度上受他们所受到的这方面的教育的影响,而这些常规实践就是由这两个理论推衍出来的。深入考察这方面的任何细节偏离了本书的主题,只要注意到下面这一点就够了:霍夫曼和斯特尔这两种竞争的理论即使不能说是将整个欧洲的医学世界一分为二,但在德国确实如此。像哈雷这样一所成立未久的学校能够同时拥有霍夫曼和斯特尔两位杰出的教师,的确是一件值得骄傲的事。

现在我们讨论斯特尔的化学著述。在他的化学著述中最重要的是《化学实验基础》一书。和布尔哈夫的《化学》一样,这部著作分为理论和实践两个部分。此书读来佶屈聱牙,因为其中满是德文字词,而且按照当时的习惯,时不时就用符号代替文字。

斯特尔对化学的定义也比布尔哈夫更加准确。根据他的理论,化学是将化合物分解成其组分,再将这些组分结合成化合物的技艺。

斯特尔信奉布尔哈夫的理论,认为物质的本原有四种。混合物是这些本原物质的化合物,他通过排列组合的方式说明,如果物质的本原有四种,那么混合物共有40340种。他在书中首先讨论了混合物、化合物和聚集物。

化学的首要主题是腐败,其次是生成。就此他做了长篇大论,讨论不同的化学过程以及其中应用的仪器。

之后斯特尔讨论盐,他认为盐是水和土的混合物,二者为简单、纯态并且紧密结合在一起。这些盐包括硫酸盐、明矾、硝酸盐、普通盐以及卤砂。之后他讨论了更多的盐类化合物,包括糖、塔塔粉、动物身上的盐、矿物中含的盐以及石灰

随后是硫、辰砂、锑、硫酸盐、硝酸盐、树脂和精馏油。之后他论及了水并将其分为普通水(aqua humida)和水银(aqua icca)。接着是土,这也分为两类,第一种是易碎土,例如粘土、肥土和沙土等,第二种是金属性土,也即金属的碱。

斯特尔之后论述了金属。作为引子他先描述了金属的熔化方法,以及熔化不同金属的操作方法,随后顺次描述了如下金属:金、银、铜、铁、锡、铅、铋、锌和锑。

在这部分中增加了三节内容。第一节论及了汞,第二节论及了哲人石,第三节论及了万能药。我们不能认为斯特尔相信这些理想化合物的存在,他的目的只不过是要记录炼金术士热衷的那些不同制备过程的历史

这部著述的第二部分分为两册。第一册分为三节。第一节论及了固体和流体及溶液和溶剂的性质,讨论了如下过程的作用:热和火,泡腾和沸腾,蒸发,熔化和液化,蒸馏,沉淀,煅烧和焚化,爆炸,合金化,结晶和浓缩,物质的固定和加固。第二节记述了盐,盐的生成和转化,硫和易燃性,磷,颜色,金属和矿物的性质。在这部分中,他给出了这些物质的简要定义,并且说明了如何认识它们的方法。他所定义的物质有金、银、铁、铜、铅、锡、汞、锑、硫、砷、硫酸盐、普通盐、硝石、矾、碱类和盐,以及盐酸、硫酸、硝酸和亚硫酸。

在第三节中,他论及了还原金属性生石灰的方法,从烧过的石头中分离出金属的方法,制备人造宝石的方法,最后是使铜呈金色的方法。

第二册分为两个部分。第一部分又分为四节。第一节中论及了在化学运动、火、气体、水和最隐匿的土或曰盐等相关过程中的仪器。第二节论及了一些专题(de subjectis),题目包括溶解和研磨中的解聚和团聚,以及煅烧和燃烧。第三节论及化学的目的,题目包括化学腐败,从液体所得化合物的组成,固液分离,混合物,以及由固体所制化合物的溶解。第四节论及了发酵。

第二册的第二部分论及了化学生成,分为两节。第一节中论及了将物质富集为固体和液体的方法。本节中在挥发性物质和固体物质标题下论及了合成物。在第二节中记述了混合物的结合。

这部详尽著述的第三部分也是最后一部分讨论了三个主题,即发酵过程(zymotechnia)、盐的性质及生成(halotachnia)及燃烧过程(pyrotechnia)。在此部分斯特尔发展了他的燃素理论。同时,该部分看上去是有人根据斯特尔的讲座记录下来的,因为它由拉丁文和德文混杂写成。斯特尔自己根本不可能写这样一部斑驳不堪的著作,但是如果他在做讲座时遵循当时的普遍习惯以拉丁文进行,自然就有可能有忙于作笔记的人尽可能用拉丁文将内容记录下来。其间,若是有某个拉丁词组漏下了或者说没有马上记起,那么记录者自然就只能用其最熟悉的语言——德语将教授所说的记录下来了。

斯特尔的另一部著述名为《化学物理医药成就》,它于1715年以四开本在哈雷出版,是一部大部头著作。这部著述包括许多分册,一部分记录的是化学,一部分记录的是医药学,但此处没有必要将其分开讨论。或许在整部著述中最令人称奇的是他的一篇专题论文,其中描述了摩西如何将金犊(the golden calf)研成粉末,用水溶解后令以色列的孩子们喝下。他还告诉我们,硫肝(hepar sulphuris,钾的硫化物)溶液有溶解金的性质,他以实验得出结论说这就是摩西使用的机巧。在这部著作中,我们还发现他有一篇相当详尽的专题论文讨论冶金学的焰色反应和鉴定方法。这更令人称奇,因为斯特尔从没有到过德国的矿山或者熔炼作坊,所以他肯定是从书中和实验中获得这些信息的。

斯特尔的另一部著述《实验、发现及评论》,于1731年在柏林以八开本出版。他的另一著述名为《毕彻的研究工作》。他还有两部化学著作,即《论硫》和《论盐》,我只看过它们的法语版本。我读过的斯特尔的著述就是这些。或许他还有其他著作。事实上,我还看到过其他一些标明作者是斯特尔的化学著作,但它们是否真的是斯特尔所著令人怀疑,我想也就没有必要在这里特加说明了。

斯特尔的著作表明,在毕彻之后化学确实取得巨大进步。但是要想分辨出在他的著述中首次出现的那些新的特殊现象是他发现的,还是另有他人,并非易事,因此我不打算在此一一列举。和他的前辈相比,他的论证更加精细,他的观点涉及范围更广且更加深刻。他引入化学的最大改进,是采用燃素说来解释燃烧和煅烧现象。这一理论是由毕彻提出的,显然斯特尔借用了他的观点,但是斯特尔将其加以大大改进和简化,以致可以说这就是他的理论。确实,人们称之为斯特尔理论,斯特尔本身也因此而跻身化学家的最前列。在斯特尔之后的三四十年内,化学家的唯一目的就是阐明并扩展他的理论。斯特尔理论可以顺理成章地用于解释所有已知的化学现象,并得到实验的支持,这件事情具有决定性意义,以至于没有人想过要质疑这一理论,或者说在考察自然时采用斯特尔没有指出过的其他方式。因此,在继续进行本书的历史概述之前,先向读者描绘简要介绍一下燃素说理论是必要的。

毕彻和斯特尔都认为,所有的易燃物都是化合物。他们设想,在燃烧过程中有一个成分消失了,而另一个成分依然留存。当易燃物处于燃烧状态时,它的一部分生成酸,另一部分生成一种固体粉末状物质,这种粉末状物质具有土的性质,人们称之为易燃物的金属灰。燃烧后能够残留金属灰的易燃物是金属,残留酸的易燃物是硫和磷。对于那些不能燃烧的物质,之前的化学家起初并未考虑过,但是后来他们认为这类物质本身含有燃烧后残留的固体。因此结论自然是,这类物质经历了燃烧。因此石灰具有和金属灰十分相近的性质,也就是说石灰可被视作金属灰,继而可知,如果燃烧过程中消失的成分可以恢复到原有状态,那么石灰就可以转化为类似于金属之类的物质。

根据上述观点,燃烧性取决于一种原质或者实体性物质,它存在于每种易燃物中,并在燃烧过程中消失。不论是何种易燃物,其中含有的这种物质是完全相同的,因此易燃物之间的区别,在于和这种物质结合的另一种原质不同,或者是和这种共同物质结合的其他原质的数目不同。考虑到这种同一性,斯特尔发明了“燃素”一词用以指称易燃物中的这种共同原质。伴随燃烧出现的各种现象都取决于这种原质的逐步分离,它一旦分离出来,易燃物中残留的部分就不是可燃烧物质了,但是仍然类似于其他种类的物质。正是这个由毕彻提出的理论,也即认为可燃性是由于燃素的存在,以及燃烧现象与燃素释出有关,得到了斯特尔清晰的阐发,其真理性也得到斯特尔的先进实验的有力支持,最后,人们将其称为斯特尔理论。

所有易燃物中燃素的同一性建立在决定性观察和实验的基础上,因此当人们承认燃素的存在后,理论总是符合现实的。当磷燃烧时会放出强光,并且伴随有大量的热量释放,磷在白烟中消散。但是,当燃烧反应在一个适当的玻璃容器中进行时,白烟会在玻璃瓶中贮存,并迅速从大气中吸收水分,转化为酸溶液,即磷酸。如将磷酸溶液置于铂坩埚中逐渐加温至红热,水汽慢慢蒸发,冷却后会有一种类似于玻璃的透明无色物质保留下来,此即干磷酸。如将磷酸和一定量的木炭粉末混合,将混合物置于玻璃曲颈瓶中充分加热,并且防止外界空气进入,则一部分木炭或者全部木炭都会消失,生成的磷具有其燃烧前同样的性质。从这一现象中得到的结论似乎是无可辩驳的,也即,木炭或者说部分木炭和磷酸结合,两者共同作用促生了磷。

在磷酸转化为磷过程中,我们可选择几乎是任一种易燃物,只要它能够释出所需的热量即可。结果都是相同的,磷酸都会被转化为磷。除了灯黑木炭外,我们可以选用糖、松香,甚至是几种金属。因此可以得出结论,这些物质都含有一种共同的本原物质,它可以和磷酸进行物质交换。因为生成的新物质都是相同的,所以本原物质和磷酸交换的物质也必然是相同的,因此易燃物含有的本原是相同的,也即燃素。

硫燃烧后转化为了硫酸,如将硫酸和木炭、磷甚或硫共同加热,硫酸会再次转化为硫。有几种金属也会产生相同结果,原因和磷酸转化为磷的原因相同,因此结论也是相似的。

当铅在敞开的空气中被加热至接近红热,并保持一段时间后,期间不断施加扰动以使铅表面接触到新鲜的空气,铅就会转化为一种艳丽的颜料即红铅,这就是铅的金属灰。为使这种金属灰转化回金属状态,我们只需将其和任何可燃物混合加热即可。沥青煤、泥煤、木炭、糖、面粉、铁、铅等都含有同一种本原物质,当它们和红铅交换物质后,红铅就转化为铅。这种共同的本原就是燃素。

这些例子足以向读者表明,斯特尔是如何证明所有可燃物中燃素的同一性的。这种证明如此完美,以至于所有化学家都无一例外地接受了这一观点。

当我们进一步追问,并着手探究燃素在分离状态下的性质时,就会发现该理论对此的解释难以令人满意,说法也游移不定。毕彻和斯特尔认为,燃素是一种干燥的物质,或者说具有土性。其粒子非常精细,基本处于扰动的状态,因而以一种不可思议的速度运动(斯特尔称其为螺旋运动)。任何物体中都受到扰动,取决于这种运动的剧烈和迅疾程度,物体呈现发热、着火或者燃烧等现象。

燃素具有土性这种非常粗略的说法,或许是从大多数最易燃物质不溶于水这一现象推断得出的。除酒精、乙醚和树胶外,很少有可燃物能够溶于水。众所周知,金属、硫、磷、油、松香、沥青和木炭等是不溶于水的。因为这些物质中含有大量的燃素故而不溶于水,而毕彻和斯特尔在世时期不溶于水是土性物质的一个特征,所以即使其中所含的其他成分极易溶于水,那么也自然就可以得出结论说燃素是土性的。

尽管化学家关于燃素在分离状态下的性质和特点的观点令人生疑,但是燃素的存在以及所有可燃物中燃素的同一性是没有疑问的。燃素的存在与否决定了物质经历的几乎所有变化。因此化学和燃烧在某种程度上是一回事,燃烧理论也就被认为是化学理论。

金属是金属灰和燃素的化合物。金属种类的不同取决于其所含的金属灰种类的不同,有多少种金属灰(每种金属灰既是简单的也是独特的)就有多少种金属。金属灰可以和燃素以任意比例结合。金属灰和少量的燃素结合时会依然保持其土性外观,如再添加一定量的燃素,金属灰会被还原为金属状态。某些金属灰(如锰的金属灰)如能够与大量的燃素结合,则会破坏金属灰的金属外观并且使其不再能溶于酸。

金属灰和燃素之间存在强的亲和力,但金属灰中含燃素量少时,这两者的结合能力大大增强。如果我们将金属灰中的燃素去除干净,那么就很难再使金属灰和燃素结合,或者使金属灰恢复到金属状态,因此还原锌的金属灰和铁的红色金属灰异常困难。

物质的各种颜色取决于燃素,颜色随着燃素含量的变化而变化。

在很早之前,人们就观察到当金属转化为金属灰时其质量会增加。尽管毕彻和斯特尔知道这一现象,但是这并没有对他们的观点产生任何影响。波义耳似乎不知道燃素理论,尽管这一理论在他去世之前就已经被提出了。波义耳讲述过一个他做过的关于锡的实验。他将已知重量的锡置于开口的玻璃瓶中,并用火加热使其熔化,直至一部分锡转化为金属灰为止,他发现此时系统的重量增加了。他讲述这一实验的目的是为了证明热的物质性,在他看来,一定重量的热和锡结合使得重量增加了。这一观点和斯特尔的理论并不一致,因为锡不仅仅是增加了重量,还转化为了金属灰。因此认为金属灰是锡和热的结合只是波义耳的理论。如此说来,说锡的金属灰是失去了燃素的锡就不可能是对的。

在斯特尔之后不久,燃素学家遇上了这一难题,他们通过给燃素赋予新的性质来回避这一问题。他们认为燃素不仅使得重量变轻,而且被赋予了一种浮升原质。由于这种性质,含有燃素的物质较其不含燃素时更轻,当燃素从中逸出后物质的重量会增加,这就是为什么锡的金属灰要比金属锡更重的原因。锡重量的增加不是波义耳认为的有热量固化在了金属之中,而是因为燃素从中逸出了。

这些化学哲学家就这样修改了燃素的性质,但他们并没有意识到,赋予燃素一种浮升原质也就否认了他们先前赋予燃素的其他性质。什么是重力?重力是将不同物质相互吸引并保持结合在一起的吸引力吗?有什么理由相信化学吸引力和物质具有的其他吸引力性质不同?那么,如果燃素可以减轻质量,燃素就不可能对其他物质有吸引力。如果燃素被认为是浮升原质,它必然具有排斥其他物质的性质,因为这是该词的题中应有之意。但是若燃素具有排斥所有物质的性质,那么它又是如何固化在可燃物中的?它必定是与金属灰或者酸相结合的,后者是这些物质的其他原质。先前推论说不能有这种结合,现在是存在结合状态,则必有一种吸引性原质存在于燃素和这些基底物质之间,也即,物质中存在一种与浮升原质相反的原质。

因此,金属灰比形成金属灰的金属重这一事实彻底推翻了燃素说。之所以在知道这一现象之后,燃素说依然被人认可,唯一的原因是,在这个化学的早期阶段,人们在实验过程中很少做重量平衡,因此重量的变化不被人注意或被完全忽略。后来,拉瓦锡引入了一种更加精确的实验方式,它要求将实验前物质的质量和生成物的质量相比较。他还采用波义耳的实验方法,用汞做了类似实验,彻底推翻了燃素说。

斯特尔在柏林建立了燃素大学,他在这个首都城市的成功得益于许多化学家的帮助,他们对改进这门科学的贡献也不逊色,其中最为著名的是诺依曼、波特、马格雷夫和埃勒。

卡斯帕·诺依曼于1682年生于德国的朱理豪。他在早年就得到普鲁士国王的恩惠,受宫廷资助游历了荷兰、英国、法国和意大利。在此过程中,他有机会结交这些国家的杰出科学家。在1724年回国后,他被聘请为柏林的皇家生理和外科学院的化学教授,每年在这里开一门课程。此后直至去世,他一直担任皇家实验室主任和普鲁士国王的药剂师,处境优裕。他于1737年去世。他是皇家学会的院士,他有几篇论文发表在这个富有学术传统的学会的会刊上。这些用拉丁文写成的论文如下所列。

(1)《樟脑分析》。

(2)《论高卢烈性酒的有待实验验证的性质以及广为人知的谬误》。

法国、英国、汉堡和格但斯克(Dantzic)的一些商人掌握一种他们认为是屡试不爽的方法,它可从众多烈酒中检验出哪一种是法国白兰地。白兰地是一种暗黄色的液体。当向玻璃杯中的白兰地滴入一两滴测试剂时,玻璃杯底会呈现出绚丽的蓝色,此时若摇动杯中的白兰地,整个液体就会呈现蔚蓝色,但是,如果测试的烈酒是麦芽制烈酒,则不会出现蔚蓝色。诺依曼阐明了,这种测试剂是一种铁硫酸盐的水溶液,呈现蓝色的原因是白兰地曾在橡木桶中盛放过,因此其中融入了一部分的单宁酸。任何一种在橡木桶中盛放过的烈酒在滴入测试剂后都会呈现蓝色。

(3)《论盐的固定碱》。

(4)《论麝香》。

(5)《论龙涎香》。

他在德国发表的其他论文如下。

发表在《历书》上的是:

(1)《论蚂蚁和橄榄的蒸馏油》。

(2)《论似琥珀的蛋白》。

发表在《波若林尼西亚杂志》上的是:

(1)《沉思,关于血红色腐蚀的两个观察》。

(2)《放逐的波美拉尼的简述:在沼泽里看见的血之预兆》。

(3)《论波美拉尼的血之奇迹》。

(4)《关于樟脑的研究》。

(5)《高卢烈酒的有待实验验证的性质》。

(6)《论腐蚀性尿液的蒸馏物》。

(7)《紫罗兰糖浆的液体不在下面的验证》。

(8)《检验橄榄油时的校正法》。

(9)《有关碱和盐在暴露的中性空气条件下的腐蚀性和转化性》。

单独发表的是:

(10)《论樟脑和盐的固定碱》。

(11)《论琥珀、鸦片、丁香和海狸香》。

(12)《论硝石、硫、锑和铁》。

(13)《论茶、咖啡、啤酒和红酒》。

(14)《龙涎香研究》。

(15)《论普通盐、塔塔粉、卤石及蚂蚁》。

诺依曼死后,他的两册化学讲座得到出版。第一册于1740年在柏林印刷出版,其中包括一个诺依曼的学生的笔记,混杂有出自其他一些作者的毫无条理的内容。另一册是由朱理豪孤儿医院(诺依曼出生于此)的出版商印行的,据说其内容来自于诺依曼的手稿。路易斯博士出色地翻译了第二册并对其加以补充和改正,1759年将其在伦敦出版,名为《卡斯帕·诺依曼的化学著述》,作者为柏林的医学博士、化学教授和皇家学会会员等,经删减和重新整理,增加了许多近期的化学发现和进展以及其所依赖的技艺,译者为威廉姆·路易斯,医学学士和皇家学会会员,伦敦,1759。这是一部杰出的著述,其中的许多内容现在看来依然有价值,更不用说从那以后化学的每一分支所取得的进展了。

我有理由相信,该书翻译和编辑工作的费力部分是由路易斯博士雇来的助手奇蔻姆先生完成的。奇蔻姆先生年轻时曾经在阿伯丁念大学,然后来到了伦敦,此时他已经具备了充分的应用希腊语和拉丁语的能力,但是却无法解决自己的温饱。他一到伦敦,吸引他注意力的第一件事就是在一家书店的橱窗中翻开的一本希腊文著作。奇蔻姆走到了橱窗前久久伫立,细细读完了他眼前书页上的所有希腊文字。恰逢路易斯博士也在这家书店里,他一直想物色一个年轻人来管理他的实验室和参与他的实验过程,这个年轻人还应该具有足够的学识,能给他阅读化学著作,收集所有应该知道的无论是新奇或是有创意的东西。奇蔻姆的外表和举止打动了路易斯博士,他想这个年轻人很有可能符合他的这些要求。于是他将这位年轻人叫到了书店里,经过一番交谈后,就将奇蔻姆带到了家中,让他成了自己终身的助手和实验员。奇蔻姆是个勤劳刻苦的人,通过长时间在路易斯实验室中的工作,他很快掌握了丰富的化学知识。他编辑了几册手稿,部分内容为他自己的实验,部分搜集自其他作者。路易斯博士去世后,其所有著述被拍卖,也包括这几册手稿。老韦奇伍德先生买了这几册手稿,同时还让奇蔻姆做了他的助手,并让他掌管他的实验室。奇蔻姆先生是那台著名的仪器——韦奇伍德高温计的建造者。在他去世之后,该仪器的建造依然持续了一段时间,但是许多人抱怨说有些零件发生了不同程度的收缩,所以小韦奇伍德先生(他在其父亲死后继承了陶器场)就此停止了所有部件的建造。

约翰·亨利·波特于1692年生于哈尔伯施塔特。他是霍夫曼和斯特尔派学者,他对化学的趣味深受斯特尔的影响。波特定居柏林,在此他担任了皇家医药学和外科学院院长助理,药物监察员,皇家实验室主任,柏林科学院院长。他被选为柏林的理论化学教授,1737年诺依曼去世后,他接替诺依曼成为实践化学教授。他无疑是那个时期最有学识、最勤奋的化学家。确实,他的博学非同一般,从他一篇论文的引言中关于历史的部分,可看出他博览和有机会涉猎的主题有多么广泛。我常感吃惊的是,伯格曼在给波特的论文作序所写的前言中,有些历史介绍竟是盗用自波特。波特的《石鉴》是他那个时期最杰出的著作。这部著作缘起于普鲁士国王要求弄清楚撒克逊人所制造瓷器的成分。波特未能从德累斯顿获得关于这些物质性质的任何令人满意的信息,于是他下决心对所有可能是这项制瓷技艺中用到的物质都进行化学检验。他测试了火对单一的或是按不同比例混合的各种石头、土和矿石的作用。六年中他至少进行了3000次实验,奠定了这些物质的化学基础。[3]我们应感谢波特的这部著作,它使我们掌握了热对土类物质及其混合物的影响的知识。波特发现,在他能够提供的任何温度下,纯的白色粘土或者白色粘土和石英沙的混合物都不会熔化。但是粘土和石灰或者铁氧化物混合时则迅速熔化。粘土和等重量的硼砂混合时也很容易熔化,此时形成一种致密物质,其质量仅为粘土的一半。但若粘土与质量为其三分之一的硼砂混合后,则不会形成凝结的坚硬物质。粘土和萤石混合时也很容易熔化,与两倍的铅的低氧化物混合,或与等质量的石灰硫酸盐混合时,它都可以熔化,但以其他比例混合时则不能熔化。正是关于在火中发生的相互作用的知识逐渐促成了用吹管检验矿石的方法。法伦的技术顾问盖恩将这种方法进一步完善到现在的状态,该项工作的结果由贝采里乌斯发表在关于吹管的专题论文中。波特于1777年去世,享年85岁。

除《石鉴》外,波特的化学著作由德玛尔奇收集并翻译为法文,于1759年以四卷、小八开版出版,其中共收入化学论文32篇。在现代化学家看来,这些论文中的一部分还算是不一般,例如,在1737年出版的《法国科学院专题论文集》中,迪阿梅尔报道了有关普通盐的一系列实验,他基于实验推断,普通盐的主要成分是一种固定碱,其性质与苛性钾不同,当然也就需要用一个特别的名称对其加以区分。我们只需知道苏打一词后来就被用来指称这种碱就可以了,现在这个名称已经众所周知。波特在一篇关于普通盐的精心写作的长篇论文中试图要反驳迪阿梅尔的这些观点。后来马格雷夫也研究了这一课题,他通过一个决定性实验表明,普通盐的主要成分是苏打,苏打和苛性钾在性质上有很大区别。

波特关于铋的论文具有重大意义。他的论文中汇集了之前化学家关于这种金属的所有说法和观点,并且详细、准确地描述了其性质。他关于锌的论文也是这么做的。

布罗库塞尔的约翰·西欧多尔·埃拉于1689年11月29日在安哈尔特-贝恩堡公国的普勒兹库出生。他是约布斯特·赫尔曼·埃拉的第四个儿子,他的父亲来自当地一个受人尊敬的家庭,其祖先是威斯特伐利亚和荷兰一带相当富裕的商人。埃拉幼承父训,接受了基础教育,之后进入奎德林堡大学,又在1709年去了耶拿大学。他被送到耶拿大学的目的是学习法律,但他的兴趣在于自然哲学并因此而专心学习哲学。于是埃拉又从耶拿去了哈雷,最后因仰慕老阿尔比努斯、森杰教授和著名的布尔哈夫(其时布尔哈夫正处于事业的巅峰)的大名而到了莱顿。那时莱顿唯一的实践解剖学家彼得鲁已八十岁高龄,无法进行教学活动。于是埃拉去了阿姆斯特丹,在拉乌门下学习,并且考察了勒伊斯解剖学博物馆。不久,彼得鲁去世后,拉乌受命接任了他的职位,埃拉也跟着他到了莱顿,跟拉乌学习解剖学直到1716年。在拿到了莱顿大学的学位后,埃拉回到了德国,花费了很长时间研究和检验萨克森和哈特兹的矿物以及与之相关的冶金过程。在研究了这些矿物之后,他去了法国,在德·维尔内和温思罗指导下重新开展解剖学研究。他在化学方面也投入很大精力,他时常出入格劳斯、莱默里、博尔达克及洪贝格的实验室,这些人都是当时巴黎最杰出的化学家。

埃拉从巴黎又到了伦敦,在那里他结识了许多如星星般装点那个城市的杰出药师。1721年回到德国后,他被任命为安哈尔特—贝恩堡公国弗雷德里克王子的医师。之后他又从贝恩堡去了马格德堡。1724年普鲁士国王将他召至柏林,让他在刚刚建立完成的解剖学阶梯式讲堂中讲授解剖学。很快他就被任命为国王的医师和刚刚成立的皇家药物学及外科学院的顾问和教授。他还被任命为高等医药大学的院长、军队医师及宏伟的弗雷德里克医院的医师。1755年弗雷德里克大帝任命他为自己的私人顾问,这是一个普鲁士医师能够得到的最高职位。同一年,他被任命为柏林皇家科学院的院长。他于1760年去世,享年71岁,一生结过两次婚,他的第二任妻子比他活得更长。

埃拉的许多化学论文发表在《柏林科学院专题论文集》上。这些论文的发表在当时足以为他赢得很高的名望,但这并不足以促使我花篇幅将其一一列出。我没有发现他有任何值得我们赞许的化学发现,我之所以对他加以简述是因为,他与波特和马格雷夫来往密切,在弗雷德里克大帝那个辉煌时期,这三人是如星星般在柏林上空闪耀的著名化学家。

爱德华·西吉斯孟德·马格雷夫于1709年出生在柏林,父亲是柏林的一名药剂师。他从父亲那里学到了一些化学的基本原理。之后,马格雷夫师从诺依曼,后为寻求知识游历了法兰克福、斯特拉斯堡、哈雷和弗赖堡,当回到柏林时,他学到了所有当时存在的他热爱的科学知识。1760年埃拉去世后,他接任柏林科学院自然科学部主任一职。他连续发表了大量化学论文,因此而声名日隆。在这些论文中,每篇都报道一个或多或少是重要的基于实验得出的新化学现象,因此一般都令人满意和信服。和其他化学家相比,马格雷夫的论文与舍勒的论文最为相似。在某种程度上他可以被认为是化学分析的开创者,因为在他之前,几乎没有人尝试过物质的化学分析。不难理解,他的分析方法并不是特别完善,他也没有尝试分析定量的结果。他关于从尿液中提取磷的实验具有很高的价值,这些实验第一次阐明了磷和磷酸的概念。他第一个确定了钒土(现在称铝氧化物)的性质,表明钒土就是矾土,它存在于粘土中,而且给出了矾土具有的独特性质。他阐明了苏打的独特性质,以及波特曾置疑过的普通盐的主要组分,因此证实了迪阿梅尔的结论。他给出了一种从银氯化物中提取出纯银的简易方法,也即,将纯银氯化物溶解在苛性的氨溶液中,再向溶液中加入足量的纯汞,银很快就被还原并形成汞齐,随后将汞齐在红热的火上加热,则汞逐渐蒸发,纯银残留下来。还原银氯化物的常规方法是将其与足够重量的苛性钾碳酸盐一同在坩埚中加热。这一过程是孔克尔首先推荐的。但问题是以这种方式还原银氯化物很难避免银的损失。现代利用氢将其还原的方法,无疑是最简单和最好的:将少量锌片放在啤酒杯底,向杯中加入一定量的稀硫酸则发生泡腾作用,如此氢气就会释出。在同一个杯子里,如在锌片上再放上银氯化物,则银氯化物很快被产生的氢气还原并转化为金属银。马格雷夫于1782年去世,享年73岁。

直到1762年,马格雷夫的著述才被整理及翻译为法文并在巴黎以小八开本分两卷出版。两卷中包含26篇论文,这其中最令人好奇、最重要的是那些特别加以详细说明的东西。自此以后,他的其他论文发表在《柏林科学院专题论文集》上,其中特别的是《关于通过酸在不猛烈加热的条件下从酒石中获取固定碱性盐的可能性的说明》一文。或许正是由于这篇文章使舍勒在几年之后发明了著名的制备酒石酸的方法,这种方法在修正之后被制造商一直沿用至今。

在《关于通过酸的作用使得萤石(或曰flosse,flusse及hesperos)部分蒸发的值得注意的观察》一文中,波特已经指出过萤石作为助熔剂的功用。在马格雷夫的论文出版三年以后,舍勒发现了萤石的性质,这使化学家们首次注意到了氟酸的特殊性质。

1699年在法国,一些化学家主要受科学院建立的政策的影响,一直以培育、扩展和发展化学为职,并且相互间存在竞争。自斯特尔理论在法国完全被接受之后直至其可信性被动摇之前,这些化学家中最杰出的是列奥弥尔、海洛特、迪阿梅尔、卢勒和马凯。除了这些在科学院的主要化学家之外,还有几位化学家值得我们关注,他们的发现也值得记录下来。

德·列奥米尔爵士或雷内·安东尼·弗柯先生于1683年生于罗谢尔,称得上是他那个时期最杰出的人物之一。他先在罗谢尔学校学习,之后在一位普瓦解的耶稣会士指导下学习哲学。因为这个原因,他的一个在布尔日神圣教堂做大教堂教士的叔叔邀请他到了布尔日。这时他才十七岁,本来他的父母是满怀信任地把他托付给了他们的弟弟,却不知这位年长弗柯许多的弟弟完全没有以一个长者的责任和睿智尽责。在这里,他全身心投入到了数学和物理学中,并在不久之后欣然去巴黎改进自己在这些方面的天赋。他很幸运地遇到了一位亲戚朋友——韩诺校长。这两人都一样热衷研究,渴求知识,珍惜名誉和正直,并且天赋极高。

列奥弥尔1703年来到了巴黎,1708年进入了科学院,当时瓦格尼翁先生的助手一职出缺,邵林举荐他担任了该职。

列奥弥尔的第一篇论文刊载在《科学院专题论文集》上,这是一篇几何学论文,在文中他给出了一个找出曲线极限点的一般方法,即对于一段直线的一个端点而言,当其另一个端点在沿曲线通过表面时,通常该端点必通过前一端点。一年之后,他发表了一篇关于变换的几何学论文,但这是他的最后一篇数学论文,因为科学院委派他对各种技艺进行研究,而他对自然史的偏爱也占去了他绝大部分精力。他作为博物学家的第一项工作是研究贝壳的形成。当时人们不知道贝壳是像动物一样通过同化摄取的方式长大,还是通过不断的外部添加而增长。通过细致的观察他发现,贝壳是通过添加新的部分而生长的,这就导致贝壳颜色、形状和大小各异。他以观察贝壳形成的方式观察了蜗牛,发现了一种特异的昆虫,这种昆虫不仅依靠蜗牛生存,而且一直寄居在蜗牛壳内,直到蜗牛将其赶出来才离开。

同一年中,他还发表了一篇关于蜘蛛丝的有趣论文。伯恩的实验已经表明,蜘蛛会吐出一种有用的丝。但人们不清楚的是,是否可以饲养这些蜘蛛用于生财,以及是否可以大量繁殖以产出足以供人们使用的丝。列奥弥尔着手研究了这个难题并发现,蜘蛛攻击和杀死同类,无法一起饲养。

列奥弥尔进行的下一个研究,是观察海洋生物是采用何种方式固定自己的身体,并且随意解脱依附的。他发现,为达到这一目的,有些海洋生物身上有大量的丝、翼或鳍,而且海星拥有的可以将自身吸附在固定物体上的肢体数量多得惊人。其他海洋生物用一种接合剂将自己的身体粘附在要固定的物体上,另一些海洋生物通过在身体和固定物体之间形成真空来附着自己的身体。

在此期间,列奥弥尔在普瓦图沿岸发现了大量蛾螺(buccinum),古人用其制作紫色染料。他还观察到,一些贝壳类动物堆砌的石头和圆形的小沙山脊上覆盖着卵形的小颗粒,一些呈白色,另一些则呈微黄色。于是,他用衬衫的袖子收集了一些小颗粒并压实,以便能够用其中的水分保持湿润。半小时后,他有些惊喜地发现,在潮湿的底部形成一种水洗也不会褪去的漂亮的紫色。他收集了许多这种微粒,然后带回他的实验室中,用亚麻布将这些微粒包裹成不同的小包裹,以便将其捣碎和压榨;出乎意料的是,在两三个小时之后,湿润的地方没有颜色变化,但是,尽管当时天气是多云,在窗户上有两三个石膏点,由于有液滴溅于其上,却变成了紫色。当这些亚麻布包被放到窗边时,同样变成了紫色。这是由于光作用于液体因而使亚麻布被染了色。同时他还发现,当将这种发色的液体满满地放在小瓶中时,液体颜色不会改变;如果瓶中的液体不满且密封不紧密的话,液体就会变色。这些现象表明,紫色是由于光照和氧气共同作用于贝壳动物液体的结果。

大约在这个时候,他还对机械工感兴趣的一个问题进行了实验:绳子的强度和其中所有纤维的强度的叠加相比是大、是小还是相等。列奥弥尔的实验结果是,绳子的强度比所有纤维的强度的叠加要小。因此可以得出结论,一段绳子和许多直纤维的叠加不同,叠加越多绳子强度越大。这个在当时被看做是古怪的力学悖论后来被迪阿梅尔阐明。

在海边居住的人普遍认为,螃蟹和龙虾等动物的螯因为某种原因失去之后还会长出新的,用不了多长时间这些动物就会完整如初。科学家将此视为笑谈,他们认为这与哲学的真观念相悖。列奥弥尔对此做了实验验证。他将这些动物的螯取了下来,将其放在海水中单独待足够长的时间,结果新螯很快就长了出来,并且完美地替代了原有的螯。因此那个俗见得到了证实,而那些半吊子科学家的轻蔑取笑只是无知而不是知识的表现。

列奥弥尔在尝试解释电鳐产生电流的原因时,并没有像前面那样幸运。我们现在知道,这是因为电鳐体内有特殊的部位可以产生电流。列奥弥尔通过解剖表明,这种电击是由于电鳐体内肌肉的特殊结构可以产生迅疾反应所致。

绿松石因其绚丽的颜色,从古至今一直受到人们的喜爱。这种珍贵的石头产自波斯,它在当时被认为是世界上唯一出产这种石头的国家。列奥弥尔就此开展了一系列实验并发现,朗格多克的一种化石在加热到一定温度时会呈现出同样漂亮的绿色,与波斯的绿宝石无异。现在我们知道,真正的波斯绿宝石(矿物学者所说的芦木)与被铜着色的类化石石块差异极大。因此,列奥弥尔在很大程度上是被这些实验所蒙蔽了。但在当时,化学知识还不完善,因此他不可能对绿宝石进行化学分析并确定其组成。

大约在同一时期,他还对仿造珍珠进行了研究,他仿造的珍珠和真珍珠十分相似,单从外表分不出真假。他表明,能给假的珍珠赋予颜色和光泽的物质取自一种法语称为able或者ablette的小鱼。他还研究了真珍珠的起源,并表明珍珠系一种动物疾病所致。现在我们知道,贝壳动物活体内引入的任何固体物质(例如一颗沙粒)都会形成珍珠。林纳斯曾夸口说他知道一种制备人造珍珠的方法,无疑他的方法就是将固体物质引入活的贝壳体内。珍珠由交替的石灰层和动物膜组成,使珍珠具有价值的颜色和光泽,取决于这些交替包覆层的厚度。

列奥弥尔的下一篇论文记录了法国的一条河流(这条河流的沙子出产金灰)以及从沙子中提取金子的方法。这篇论文值得仔细阅读,因为单单是该论文呈现事实的方式就令人受益匪浅。

从地理学的角度看,列奥弥尔关于都兰堆积如山的化石贝壳的论文值得关注,当地居民甚至将贝壳大量撒到地里作为肥料。但是他关于燧石和其他石头的那篇论文就不太有价值,其中充满了推测。鉴于他写作的时候正处于化学分析发展的初期,不能期待这些推测能引出正确的结论。

我省略了这位不知疲倦的伟人的很多论文,因为它们与化学无关。但是他有一本书是关于昆虫史的,书中揭示的现象引人入胜,数量多得惊人,并且都非常重要。即使列奥弥尔没有其他著述,单单这本书就足以使他名垂青史了。

1722年列奥弥尔出版了他的著作《将铁转化为钢以及将铸铁软化的技艺》。在那个时期,法国还没有制出钢,这种必需品需要靠外国(主要是德国)供给。他这本书的目的是教给他的国人如何制造钢,以及有可能的话向他们解释铁转化为钢这一过程的实质。他从实验中得出结论,钢是铁中浸渍了硫性和盐性物质后形成的。当时所使用的“硫性”一词和我们现在所说的“可燃性”一词的意义几乎相近。他所发明并且推荐采用的过程是将4份煤烟,2份木炭粉,2份木灰烬,1.5份普通盐混合,将待转化的铁棒用这些混合物包裹并保持在红热状态,铁就会转化为钢。他关于铁和钢区别的解释和事实十分接近。他所加入的盐性物质并不构成钢的组分。如果是这样的话,它们非但不能改善铁的性质,反倒会劣化铁的性质。但是,木炭和煤烟的主要成分碳的确是如人所愿促成了钢中铁和碳的结合。

他的这些实验使得化学家接受了这样一种观点,也即认为钢和铁唯一的区别在于钢中含有的燃素比例更大,因为包裹铁棒的木炭和煤烟几乎全部由燃素组成,它们的唯一功用只能被认为是提供燃素。这一观点一直广泛流传,直到上世纪末才被伯格曼的实验所推翻,继而贝托莱、范德蒙德和蒙热的实验也得到了同样结果[4]。在这篇精心完成的专题论文中,作者综述了所有由铁矿制备钢的不同的方法,记述了列奥弥尔和贝格曼的研究工作,最后叙述了他们自己的实验,并从中得出结论说钢是铁和碳的化合物。

摄政者奥尔良当时掌管法国事物,他认为列奥弥尔的这部著作值得奖励,因此给予他一笔12000里弗的养老金。列奥弥尔向奥尔良提出这笔奖金应该以科学院的名义发放,并在他死后继续发放下去,用于资助使这些技艺更加完善的研究工作。这一要求得到了恩准,相关证书也于1722年11月22日签署。

在那个时期,法国还不能制作锡盘和钢,只能从德国进口,而在德国遵循的这些制作过程都是严格保密的。列奥弥尔着手研究一种足够便宜的制备锡铁合金的方法,以便法国也可以制作锡盘,他成功了。这种方法的难度在于去除待处理铁盘上覆盖着的锈迹。这些锈迹是一种玻璃状的铁氧化物,因此锡不能和这种氧化物结合。列奥弥尔发现,将铁盘在水中浸泡后用糠酸化,并令其在炉中钝化,则锈迹会变得松散,再用沙子擦拭铁盘则锈迹就容易脱落了。经如此清理后,如先将少量牛脂涂抹在铁盘表面以防止氧化,然后再将铁盘放入熔化的锡中,如此铁盘就很容易被锡化。通过他对于制作过程的这番解释,锡盘制作厂很快就在法国各地建立起来。大约在同一时期,或此前不久,英国建立了最早的锡盘制作厂。英国的锡盘比德国锡盘漂亮得多,因而马上大受欢迎。这是因为,德国的铁盘是经锤击而成,而英国的铁盘是卷制而成,故制成的铁盘更加光滑也就更美观。

当时,还有一种技艺是法国和除萨克森之外的欧洲国家都没有掌握的,即制瓷技艺,这个名称是指从中国和日本传来的一种漂亮的半透明瓷器。列奥弥尔着手研究用来制备瓷器的方法。他找来了中国和日本瓷器的样本,同样也找来了同期法国各地及其他欧洲国家的同类仿制品。他发现,即使是在他能够提供的最剧烈的加热条件下,正品瓷器也毫不变化,但仿造品即使是在温度不太高的炉窑中也会完全熔化为玻璃。据此他得出结论:仿造的瓷器只是没有加热到足够温度、处于熔化状态的玻璃;他认为,真正的瓷器是由两种不同的配料组成的,一种配料可以抵抗最为剧烈的加热,而另一种组分经足够的加热可以熔化为玻璃。正是这后一种配料使得瓷器呈半透明,而另一种配料使得瓷器耐火。列奥弥尔的这一观点很快得到了殷弘绪(d'Entrecolles)神父的证实,这是一位在中国的法国传教士,他此后不久就向科学院投了一篇专题论文,其中描述了中国人在瓷器制造厂采用的方法。中国人用了两种物质,第一种是高岭土,另一种是白敦子。我们现在知道,高岭土是我们所说的瓷土,白敦子是一种白色长石细粉。长石在高温下容易熔化,但是瓷土可以耐受我们用熔炉所能提供的最高温度。

列奥弥尔还对玻璃做过仔细观察,从他那时起,他的这项工作就被用来成功地解释许多我们所谓的陷阱石的外观。如果将玻璃容器用合适的沙子包裹住,逐渐加热至红热,然后缓慢降温的话,它就会脱去玻璃的外观而呈现瓷器的样子。经如此改变的容器得名为列奥弥尔瓷器。这种瓷器比玻璃更加耐火,因此在强力加热下也不会有变软或是变形的危险。这种变化是玻璃长期处于柔软状态下形成的,因为其中所含的各种物质都充分地相互亲和并形成结晶,这使得容器完全失去了其玻璃的结构。詹姆斯·霍尔先生和格雷戈里·瓦特先生以同样的方式发现了这一现象,即当将普通的绿石充分加热后快速冷却时,绿石熔化后结晶为玻璃;但是,若熔化后缓慢冷却,则绿石的组分再次结晶并且重新排列为初始状态,此时形成的才是真正的绿石。同样,取决于冷却速度的快慢,火山熔岩可形成矿渣或者石头的形态。维苏威火山的许多熔岩和我们所谓的绿石毫无二致。

在此我们也不能忽视列奥弥尔关于温度计的工作,因为他以他的名字命名了一种温度计,这种温度计曾在法国及其他欧洲国家长时间使用。在1701年发表在《哲学汇刊》上的一篇论文中,艾萨克·牛顿第一次成功地做到对两支不同的温度计进行比较。阿姆斯特丹的华伦海特是第一个将牛顿的方法用于实践的人,他在刻度上固定两个温度点,一个是水的冰点,另一个是水的沸点,将这两点之间的间隔均分为180度。

但在法国使用的温度计上没有固定的温度点,每个人以自己的爱好标记刻度,因此两个不同的温度计之间是不能相互比较的。列奥弥尔通过将温度计浸入冰水或者雪和水混合物中为其标上刻度,将这一点标为零度,并称其为水的冰点。他的温度计中使用的液体是酒精,他尽可能在不同温度计中注入等浓度的酒精,并将冰点和沸点之间的刻度均分为80度。之后德吕克修正了这种温度计,他用汞替代了酒精。这不仅使得温度计可以测量更高的温度,并且修正了所有基于列奥弥尔原理制作的温度计中存在的明显失误:超过80时,列奥弥尔度酒精就会变成蒸汽(酒精的绝对沸点是162又三分之二度)。显然,列奥弥尔温度计上的沸点是不精确的,且列奥弥尔温度计会因酒精上留出空间的大小而变化。

最后,列奥弥尔还发明了通过人工加热孵化小鸡的方法,这与埃及人的方法一样。

列奥弥尔另一项值得我们感念的工作,是他对鸟类消化器官的一系列重要观察。他表明,以捕食动物为生的鸟类和人类一样靠胃中的溶剂消化食物,而那些以植物为食的鸟类有一个可以把吞下去的植物种子磨碎的强壮的胃或者说砂囊。为了促进这类磨碎过程,这类禽鸟有吞食小卵石的习惯。

列奥弥尔的道德品质或许可与他所取得成就的高度和多样相媲美。他善良仁慈,公正无私。从1735年直到去世,列奥弥尔就履行圣·路易斯修道会的监督官一职,但从未从这个治所领过任何薪水,所有这些钱都一如圣·路易斯本人亲力亲为一样,被以最符合宗教仪轨的方式给予了应该得到这些钱的人。列奥弥尔先生于1756年10月17日去世,那时他已近75岁了。

约翰·海洛特于1685年10月20日在巴黎出生。他的父亲迈克·海洛特拥有一个令人尊敬的家庭,他在家中接受了启蒙教育。这个早期教育应该十分成功,因为年轻的海洛特不论写什么都风格严谨、明晰和雅致。他的父亲想让他到教会工作,但是他的兴趣使他果断地选择了学习化学。他有一位做工程师的叔叔,他叔叔的一些化学论文传到了他手里。这种环境激发了他的爱好,他结识了若弗鲁瓦。若弗鲁瓦是当时名声显赫的化学家,后来他们的友谊因若弗鲁瓦娶了迈克·海洛特的侄女而得到巩固。

海洛特家境优裕,因此他去了英格兰,以便和一些在那里大名鼎鼎的哲学家建立私人关系。在奥尔良公爵摄政统治期间,因著名的劳阴谋案,他的财产大大缩水。这促使他向外寻求财源,成了《法国公报》的编辑,并在1718~1732年一直担任此职。但是在这十四年中他并没有放弃化学,如果他不分心而是专心致志研究这门学科的话,他的进步会更快。1732年,受朋友举荐,他成为科学院一个职位的候选人。1735年,因德·拉·康达明先生被提升为副化学家而出缺,他被选为助理化学家。三年之后,未经副化学家一职,他越级成为定额外退休金的领取者。这时他作为化学家已经名声显赫了,在成为科学院的院士之后,他全身心投入到了自己所钟爱的相关的科学研究中。

他的第一项工作是研究锌。在两篇连续发表的论文中,他试图分解这种金属,并阐明这种金属的各组分的性质。尽管他的这项工作不很成功,但是他还是指出了锌的许多新性质,以及由锌构成的各种新化合物。他对硝石在一定环境下释出红色蒸汽的解释也不算成功。他认为这是因为硝石中存在含铁的物质,其实这是由于在某种更强酸的作用下,硝石中的硝酸被移除并被部分地分解。

海洛特关于隐显墨水的论文意义更大。一位德国化学家告诉他,一种红色的盐溶液在加热之后会变为蓝色,这启发他发明了隐显墨水。这种墨水在湿润的纸上显示出浅红色,但当将纸在火上加热烘干后,它就变为蓝色。这种隐显墨水是钴在盐酸中形成的溶液。在他的论文中,我们虽然不清楚他是否确切知道他的隐显墨水的化学组成,但清楚的是他知道钴是其中的主要成分。

尽管孔克尔的磷是首先在德国发明的,但是没有任何一个公开的过程能制出磷。波义耳曾教给他的实验员戈弗雷·汉克维兹磷的制备方法。汉克维兹在波义耳去世之后在伦敦开了一家化学品商店,也正是他向整个欧洲提供这种新奇的东西,故它通常被称为英国磷。但是在1737年,一个陌生人出现在巴黎,他承诺按照有偿合约方式向科学院提供磷的制备方法。法国政府接受了这一请求,并且任命以海洛特为首的一个科学院委员会观摩这一过程,并查明其中的所有步骤。该过程的重复实验获得了成功,海洛特详尽记录了整个过程,并将其刊载在1737年的《科学院专题论文集》上。这篇论文的发表,标志着磷的制备史上一个新的时代,从那以后每个化学家都具备了自己制备磷的能力。几年之后,马格雷夫大大改进了这一过程,约二十多年之后,舍勒提出了沿用至今的一种非常简便的方法。海洛特关于贝拉克盐和派克伊斯盐的性质的比较实验也具有重要性,因为这些实验结束了一场论战。历史地看,这些实验也令人好奇,因为我们可从中看到,在那样一个较早的时期,海洛特为了确定普通盐的纯度都采用了哪些方法。

1740年海洛特接替1739年去世的福伊先生担任染色行业总督察事务,正是这个任命将他的注意力转移到了染色理论上。为了解释染色理论,他于1740年和1741年在科学院宣讲了两篇专题论文,后来科学院还出版了他在这方面的一些专题论文。

1745年,海洛特受命到里昂仔细考察那里的金和银的精炼工艺。在返程之前,他特别对这些过程的精准性提出了要求。在回到巴黎之后不久,他就被指派去检查法国的矿物并且化验那些矿石。这一任命使得他可以把自己的想法转化为现实,于是他发表了一本关于检验和冶金的出色著作,名为《矿物铸件及冶铸等,译自德语,作者克里斯托弗·安德鲁·舒尔特》,该书的第一卷和第二卷分别在1750年和1753年问世。尽管海洛特称之为译著,但其中确实包含了大量原创性和经过大幅改编的内容。书中给出了许多斯盖尔特没有提到的过程,并且引入了许多被原著完全忽视但必要的内容。海洛特以一篇简介开始,简短地描述了法国各地所有的矿藏,同时也述及这些矿藏的现在状态。整个第一卷讨论了检验,或者说对于不同金属矿石的化验技艺。尽管这种技艺在海洛特之后已经得到明显改进,但该卷所述的这类过程也不是完全没有意义。第二卷论述的是从金属矿石中提取相应金属的各种冶金过程;该卷至少有55幅彩色插图,在这些图中,冶金过程用到的所有种类的炉窑都一目了然。

在他忙于出版这部著述期间,他被选任去色佛尔(另译塞夫勒),成功地将当地现有的制瓷工艺水平提升到更高的层次。他甚至发现了许多种适宜在瓷器上涂用的新颜色,提高了当地制瓷技艺的知名度。

1763年,在法国布里昂松的煤矿发生了一件令当时的人都感到新奇的现象。大量的矿坑气在矿井底部聚集,继而因受矿工们所用灯的点燃而发生了猛烈的爆炸,矿井中的所有人不死即伤。这种破坏性的气体被法国人称为沼气,尽管在此之前法国人并不知道这种气体,但是很早之前英国和低地国家的人们就已经知道这种气体了。库瑟尔公爵得知此事后,就去科学院寻求帮助,科学院任命蒙蒂尼、杜哈梅和海洛特组成了一个委员会,以发现适当的治理方法,防止这种事故再次发生。这些先生的报告发表在《科学院专题论文集》上。[5]他们既记述了沼气,也提到了煤气或碳酸气,后者有时也会存在于矿井中。他们正确地评述到,消除这些气体的危险性的恰当方式是适当的矿井通风。他们给出了多种通风的方法,并指出可通过在通风道底部生火的方式强化这类通风的效果。

1763年,海洛特和提雷特一同受命研究金和银的化验方法。他们指明,由于其他金属的存在,试金用灰皿总是残留少量检验过的银,这少量银的损失会使算出的银的纯度低于真实水平,这对银的所有者是一个损失。

海洛特的身体在接近80岁之前还算得上健康,之后他患上了中风,虽然在第一次发作之后有所恢复,但是在1765年2月13日第二次发作之后他就拒绝任何医学治疗,于是在当月15日去世,享年80岁。

亨利·路易斯·杜哈梅于1700年生于巴黎。他是荷兰绅士洛色·杜哈梅的后代,大约在1400年跟随名声狼藉的勃艮第公爵来到了法国。年轻时杜哈梅在哈考特大学学习,但是他对所学课程不感兴趣。这里只有物理学这门学科的创立给他留下了刻骨铭心的记忆,他决心要挣脱束缚,全身心投入到物理学上。杜哈梅在靠近雅尔丹·德·罗伊的地方住了下来,当时的罗伊独自在巴黎研究物理。他到达巴黎之后还结交了杰弗里、莱默里、朱西厄和瓦力恩特几位朋友。他的事业纯粹受他对研究的热爱和获得知识的快乐推动,丝毫没有追名逐利的考虑。

法国有一个地区先前被称为伽丁鲁瓦斯,这里是杜哈梅的财产所在地,也大量种植藏红花。1718年,当地的藏红花患上了一种传染性疾病。在患病的植株旁,健康的鳞茎很快也被感染。政府就此向科学院咨询,这个博学的机构认为,最好是让杜哈梅去研究这种疾病的原因,尽管他才刚18岁,甚至也不是科学院的院士。杜哈梅研究发现,这种疾病是因为一种寄生性的植物,它可刺破藏红花的鳞茎并从中汲取营养。这种植物可以在地下从一个鳞茎扩展到另一个鳞茎,因此整个农场的藏红花都感染上了疾病。

杜哈梅在他科学生涯的开始就下定决心要致力于公共事业,并且要从事那些造福底层人群的项目。他的绝大部分时间都用来改进植物的培育技术,使其在社会中更加实用。因此,杜哈梅自然要仔细研究树木的生理学。这项研究的成果就是1758年出版的《树木物理学》。它成为这方面非常重要的一项成果,其中包含许多前所未见的新现象。他对于推动这个困难但是非常重要的科学分支的进步贡献良多,不单是他的价值,更受人瞩目的是他表现出的谦逊态度。对于从其他资料中搜集到的事实,即使是与他个人的观点相冲突的,他都认真准确地加以叙述,对于他之前进行的实验,他都进行了重复并且仔细加以验证。他留给读者空间去发现作者的新现象和新观点,绝不试图自我标榜这类事情。

杜哈梅曾因德·莫勒帕的关系而任职于海洋部门,莫勒帕委其以总督察职衔。这使得他将注意力转移到了海军科学。舰艇的建造、帆布的编织、绳索和缆绳的制作木头的保存方法相继成为他的研究对象,因此产生了一些专题论文,这些论文和他的其他论文一样,都收罗了大量的事实和实验。他常常努力去发现最好的实践做法,并将其还原为固定的规则,然后用哲学原理给予支持,但对只是基于假设的理论都坚决摒弃。

从1740年成为科学院院士到1781年去世,杜哈梅在皮赛佛开展的一系列气象观测,涉及气象与磁针的指向、农业、一年中人的体格变化、鸟巢构筑的时间及候鸟的迁徙等细节。

他有超过60篇论文在《科学院专题论文集》上发表。这些论文多种多样,涵盖专题之多以致我只能叙述那些与化学科学最为相关的论文。

这样一种综述最好是从他关于骨头的骨化研究结果开始,因为虽然骨化不完全属于化学范畴,但骨化研究使得动物学的一些分支更加明晰,而动物学与化学的联系又比其他任何科学更多。首先,杜哈梅考察了骨头的骨化以及骨头的形成和修复是否与他所认识的树木的增长遵循同样的定律。通过一系列实验他得出结论:骨头的增长是通过骨膜层的骨化完成的。骨在柔软状态下朝着所有方向生长,这和植物的嫩枝一样。但是在骨硬化之后就只能像树一样增长了,即一层一层地连续增长。这种组织形式与有些人的观点不同,他们认为骨头的生长是由于骨头结构形成的有序网状组织中沉积并增添了土性物质。杜哈梅通过一个巧妙的实验反驳了这种观点。汉斯·斯洛纳曾告诉过杜哈梅,如果给幼小的动物喂食茜草,它们的骨骼会被染成红色。于是他设想了一个方案,即交替地给幼小的动物喂食茜草和普通食物。这样喂出来的动物的骨骼将交替呈现同心的红色层和白色层,这将与不同时期喂食的食物中是否含有茜草相对应。如果将骨骼沿纵向切开,我们就会发现着色层的厚度或多或少与骨膜硬化片层的数目有关。至于说骨膜的柔软部分或者说不能确定是否在各个方向生长的部分,例如靠近骨髓的那一层,其骨膜的储层在动物持续生长的一段时间内也一直增长,这一问题则同样可以通过着色点的扩展范围来判断其骨膜硬化的进度。

这一观点遭到哈勒的反驳,但杜哈梅的侄子富热鲁对其进行了辩护。孰是孰非,我不在此展开讨论。

杜哈梅最重要并使他在化学年表中占据一席之地的论文之一,是刊载于1737年出版的《科学院专题论文集》上。该论文结果表明,普通盐的主要成分是一种真正的固定碱(名为苛性钾),它在某些方面与陆地动物中提取出的碱不同,而是和海洋生物焚化后的灰烬中提取的碱类似。令人惊讶的是,一个如此简单、基本的事实会引起法国化学家的争论,并且斯特尔及其追随者只是做了间接论证而不是直接证明。杜哈梅的结论引起波特的异议,但是最终马格雷夫确认了杜哈梅的观点。杜哈梅又进一步深化了他的研究。他想知道,苛性钾和苏打的区别,是与产生这两种物质的植物有关还是与生长植物的土壤性质有关。他在德纳威尔勒斯种植了猪毛草并持续进行了多年实验。应杜哈梅的要求,卡德特检验了德纳威尔勒斯猪毛草灰烬中的成分。他发现,在第一年中在猪毛草灰烬中苏打占多数,在之后几年中苛性钾的含量快速增加,到最后苏打几乎没有了。显然,植物中的碱至少主要是从种植植物的土壤中获取的。

杜哈梅关于乙醚(当时几乎没人知道)、可溶性塔塔粉以及石灰的一些专题论文,包含了许多既新奇又记述准确的事实。虽然我们现在关于这些物质的知识比杜哈梅丰富很多,但他阐明了大量关于这些物质的事实,意义重大,或许正是这位早期的实验成果大大促进了后续研究的成功,可是现在这些几乎已经被人忘记了,也没有哪些读者能有耐心将这些结果列举出来。

杜哈梅在1757年的《科学院专题论文集》上有一篇有趣的论文,其中详细描述了一大块在油中浸过并用力挤压过的布料的自燃现象。如此制得的布料总会发生这类事故。那些幸免于难的人都会小心翼翼地隐瞒事情的真相,一部分是由于他们不知道燃烧的真正原因,一部分是担心自己的证词不能得到信任。如果发生了自燃,公众声讨的声音就会责备布匹看管人玩忽职守,甚至认为这是犯罪行为。为避免这类不公正的怀疑,也为了使人们能采取必要的防范措施,杜哈梅给出了一份有益的观测报告。但是,在杜哈梅发表这篇论文20年之后,在俄国偶发的两起自燃事件还是被人们视为叛国。只有凯瑟琳大帝二世怀疑这是自燃事件,她下令开展的实验完全证实了这位法国哲学家之前就已得出的结论。

凭一己之力是无法完成杜哈梅所做的工作的,但是他有一个哥哥住在他在德纳威尔勒斯(他也以此为名)的庄园里。他的哥哥一边做善事一边研究自然规律。德纳威尔勒斯闲暇时就在他弟弟的指导下进行观测和实验。因此杜哈梅的专题论文事实上是他们二人共同辛勤劳动的结果,而他的哥哥一直安于幕后,满足于自己所做的善事,以及给国家和人类带来的好处。

杜哈梅的著述卷帙浩繁,语言直白,其中每件事情都没有被看成是成熟的、先入为主的。他的著述不是专为哲学家而作,而是写给每一个需要实践知识的人。他被指责说著述风格过于随意,而且欠缺准确性。但是他的著述风格简单明了,因为他的著述是针对普通人群而不是哲学家,过分精确是不明智的。

杜哈梅和他的哥哥都没有结婚,他们都想专心把注意力放在研究上。他们二人都非同一般地刻苦,杜哈梅甚至在去世前一年一直保持这种刻苦状态,当时尽管他仍然出席科学院的会议,但是对于看科学院的会议录已经心有余而力不足。1781年7月22日,杜哈梅才刚离开科学院就中风发作,在昏迷22天后去世。

杜哈梅无疑是那个时期最杰出的人士之一。作为化学家,这应被我们铭记,他是用充足的证据表明苏打的特殊性质的第一人,而那之前,苏打一直和苛性钾混淆不清。作为植物生理学家和农业学家,他的功绩也不胜枚举。

皮特·约瑟夫·马凯于1718年生于巴黎。他的父亲约瑟夫·马凯来自一个苏格兰贵族家庭,该家庭与斯特亚图家族[6]脱离了关系,同时也失去了家产和祖国。年轻的马凯选择了医学作为其职业,并主要致力于他很早之前就热衷的化学。他在1745年成为了科学院的院士,那时他27岁。此后,终其一生他都献身于化学的原创研究、基础化学著作的写作及与化学有关技艺的研究。

他的第一篇论文论述硝石和白砷混合加热所产生的效果。在此之前人们就已经知道,将这种混合物蒸馏时就会有混杂着蓝色的硝酸释出,但是没有人想到过要检验蒸馏后的残渣。马凯发现这种残渣可溶于水并且可以结晶为一种中性盐,其组成为苛性钾(硝石的碱)和一种酸,在该酸中加入硝酸则硝酸可向砷传递氧从而使砷发生变化。

马凯发现,通过苏打或氨的碱可以制得一种相似的盐。因此,他是第一个指明砷酸存在,并阐明砷酸所形成的盐的性质的人。但是他没有尝试制备单一态的砷酸或确定其性质。这件重要的事情只能留待舍勒来完成,因为马凯或许没有怀疑他所制出的盐的真正性质。

他所做的另一组实验是关于普鲁士蓝的。他的工作是朝发现这种颜料具有颜色的原理所迈出的第一步。柏林的一位实验化学家迪斯巴赫在1710年偶然发现了普鲁士蓝。在伍德沃德于1724年在《哲学汇刊》上发表普鲁士蓝制备法之前,该过程一直是保密的。该法是,将苛性钾和血液混合,然后在有盖子(盖子上留有小孔)的坩埚中加热混合物,直至停止冒烟。将混合物在水中溶解,当向其中加入铁硫酸盐后溶液中析出一种绿色沉淀,该沉淀经硝酸处理后变为蓝色,此即普鲁士蓝。马凯发现,当加热普鲁士蓝至红热时,其蓝色消失,变成普通的铁过氧化物。因此马凯总结道,普鲁士蓝是一种铁氧化物及一种加热到红热后会消失掉的物质的混合物。他表明,这种物质具有酸的性质,因为普鲁士蓝在和苛性钾一同被煮沸时蓝色消失,并且,如果苛性钾是和不断连续加入的普鲁士蓝煮沸,而苛性钾终将会使这些连续加入的普鲁士蓝退色,至此普鲁士蓝就会失去酸性而具有中性盐的性质,此时它就具有从蓝色的硫酸盐溶液中马上沉淀出铁的性质。马凯认为,之所以有绿色析出物形成,是由于将血液、铁硫酸盐和苛性钾混合后,血液没有被普鲁士蓝的显色物所饱和。因此,一部分铁以普鲁士蓝状态析出,另一部分以黄色氧化铁状态析出,这两种物质混合后呈绿色。盐酸可溶解铁氧化物而普鲁士蓝不受其影响。但是马凯并没有确定普鲁士蓝的性质,这有待舍勒完成。舍勒接手了马凯完成了一半的研究,为这项研究带来了新的思路。马凯认为这种显色物是一种燃素。于是苛性钾与这种显色物形成的饱和溶液称为燃素化碱,它常被化学家用来依据是否能形成普鲁士蓝而检测铁的存在与否。

那时化学家刚注意到铂,马凯和波美一起对粗铂粒进行了实验。他们的主要目的是检验其熔融性和延展性。他们成功地通过聚焦镜将铂部分熔化,发现如此处理过的铂粒没有失去延展性。但整体而言,这些化学家的实验并没有使人们对于铂的认识有多大增进。许多年之后,化学家才能应付这种耐火的金属,并将其制成适合在实验室使用的容器。这个重大改进,开创了一个化学的新时期,这应该主要归功于沃拉斯顿博士。

1750年马凯受法院任命领导一个调查团。那时在布列塔尼有一个名为德·拉·加拉的伯爵,他立志行善,40年间献身于服务贫困的人民。他在一个化学实验室旁边建造了一家医院,亲自照顾医院中的病人,并用他实验室制备的药物治疗这些病人。在他看来,其中有些药是有特效的新药,他还要把这些卖给政府以便维持医院的运营。马凯受政府委派检验这些药品。德·拉·加拉伯爵的做法,是通过长时间用中性盐浸解,以期从矿石中提取有效成分。这其中的一种做法是,他通过一个持续了几个月的过程制备了一种汞酊剂,但是这种酊剂只是一种腐蚀性升华物的酒精溶液。由此可见那些被人吹嘘出来的神秘事物的历史,有时它们只是一种异想天开,有时是除了买药人之外全世界都知道的事实。

马凯有幸生活在一个化学从炼金术士的空想中摆脱出来的时期,但是在基础化学著述中,依然没有系统化的迹象,尤其是在法国,笛卡尔哲学的余脉混加到这门科学原有的晦涩不清中,倒使其平添了一种装模作样的机械论解释。马凯是第一个在其基础性专题论文中一以贯之地做到明晰、简单和系统的法国化学家,这些优点后来才出现在其他科学分支中。这些优点绝非小事,对不断进步并被迅速效法的化学学科而言,无疑贡献重大。他的《化学原理》被翻译为不同的语言,尤其是英语,并长期被许多欧洲大学用作教科书。布莱克博士连续许多年在爱丁堡大学中推荐该著述。事实上,直到拉瓦锡在化学中引入了新观点后,它才被替代。这是因为,新的观点需要新的语言才能阐述清楚,故而先前的所有基础化学著述自然要被替代。

在许多年里,马凯都和波美一起定期讲授化学讲座课程。在这些课程中,他倾向于使内容安排适合只掌握最初级化学知识的听众。他描述实验,清楚和准确地叙述事实,并且从公认的观点出发,以尽可能可信的方式解释这些实验和现象,虽然他自己对这些解释的可信度也不大看重。他强调一定的理论性,以使他的学生能更好地将各种事实联系起来并且记住它们,以避免单纯累积事实但没有理论连接所致的那种痛苦的不确定性。当拉瓦锡的发现开始动摇斯特尔理论的基础地位时,马凯已经年老。通过戴拉麦赛尔发表在《物理学杂志》中的一封信可以看出,他从拉瓦锡在科学院的那个预言性声明中得知,盛行的燃素说已经走到尽头。孔多塞告诉我们[7],他并不深信理论(他指的是燃素说),但是他自己写给戴拉麦赛尔的书信却表明这个说法并不那么正确。确实难以设想,他倾其一生都在用来谆谆教诲学生的观点竟然不是他认可的观点!

马凯还发表过一本十分有用的化学词典,该词典被翻译成了欧洲的大部分语言。对处在萌芽状态的一门科学而言,这种论述的方式是适宜的,但难以给出这门科学的全貌。这使得他可以一个接一个地讨论不同的专题,但这些专题彼此间互不关联,因此,对于不易纳入一部系统的化学著述中的重要课题也可以加以讨论。该词典再版时,正值气体刚刚引起科学家们的注意,化学事实也以惊人的数量增加,并且化学家对于已经接受的理论的信心受到动摇。他在搜集和呈现新观点上做得相当成功、无可挑剔,他无疑也向他的国人传递了非常新的信息,也即发源于并且主要是英格兰做出的那些与气体有关的新发现。考虑到当时正值美国解放战争,这些信息的获取是存在一定困难的。

海洛特是印染顾问委员会的委员,也是瓷业行会的化学家。在行会邀请下马凯做了他的副手。这一邀请使得海洛特倍感荣耀,因为海洛特知道马凯作为一个化学家的名声比他要大。马凯首先致力于建立印染技艺的真正原理,以此作为消除印染技艺中一直以来的晦涩不清的最好办法。在《科学院汇刊》中出版的马凯的大部分关于丝绸印染的论文就体现了这个宗旨。他给出了用普鲁士蓝为丝绸染色的方法,也给出了用胭脂虫为丝绸染上绚丽的红色的方法,其效果和用同样的染色剂为毛织品染色无异。尽管他参与了具体的制瓷过程并做过一些改进,但他没有发表过关于制瓷的论文。他曾出了一笔赏金,以便找出在各方面都适合制瓷的粘土,结果便有了现在在塞夫勒使用的漂亮的瓷土。

马凯人生的大部分时间都和他亲爱的哥哥一起度过,在他哥哥死后,他全心与自己的妻子和两个孩子为伴,孩子们也因此得到精心的照顾。尽管他尽力避离社会,但当他身处其中时自己也能悠然自得。他喜欢宁静和独处。尽管在去世之前他已多年病痛缠身,但他乐天知命的性格使他并不感到自己有什么疾病。他自己感觉来日无多,便向陪他度过快乐人生的妻子预告了自己即将到来的死亡。他留下遗言,在他死后解剖遗体以便发现可能的死因。他于1784年2月15日去世。他死前若干年遭受病痛的原因是动脉硬化及心脏间隙中形成的几块结石。

以上简述的四位化学家均属斯特尔化学学派,他们是法国迄今为止最杰出的化学家。我有意略去了巴西孔、马洛英、大卢勒、梯列特、卡德特、波美、萨热和其他几个化学家。在那个时期,他们也都以刻苦的精神成功地推动了化学的发展,他们每个人的论文都值得我们关注,但是要是将其一一列举出来,就会大大超出本书的篇幅限制了。

希莱尔·马林·卢勒于1718年生于卡昂,他是一位杰出的化学家,以至于我们不能略而不谈。他的哥哥威廉姆·弗朗西斯是科学院的院士,马凯在皇家植物园做讲座时他是解说员。1770年马凯去世之后,希莱尔·马林·卢勒接替了他。他将毕生的精力和财产都贡献在了该职位上,并在很大程度上改变了皇家植物园的化学实验课的性质。至少在法国,他在某种程度上是动物体化学的创始人。当他发表关于尿液和血液中的盐的实验时,他几乎没有模型可借鉴。尽管他有过一些大的失误,但是他确立了几个现代实验家公认为重要的化学事实。卢勒于1779年4月7日去世,享年61岁。他的脾气十分古怪,相对于他所处的事事计谋、处处算计的环境及社会状态,他过于诚实和开放。这就是为什么他在法国的名声不像应该的那样高的原因,也是他一直都没有成为科学院院士的原因,并且是他没有成为当时在法国遍及各地的任何一所科学院院士的原因。捧高或者贬低一个科学家应有的地位,这是再常见不过的不公正现象了。罗马·德·莱尔是第一个着手研究水晶的人,并且为这项研究奠定了恰当的观点,但即便如此,他和较他年轻的卢勒遭受了同样的命运,从没成为任何一所科学院的院士,也没有在生前获得过任何符合他的辛勤工作的名声。卢勒和罗马·德·莱尔是遭到埋没的人,但同样也有一些人(特别是在法国)因为偶然的和外部的环境而如空中楼阁般高高在上,我们可以轻易地指出这些人姓甚名谁但肯定会招致嫉恨。

[1]在第六篇化学专题论文中,在《自然的奥秘的第二次补充》的第791页(斯特尔版,莱比锡,1703年)他说:“像加热挥发性盐(sal volatile)一样,可以使用矾油(oleo vitrioli),酒石油(oleo tartari),或加入硼砂”

[2]“在他们之中是炽烈和热情的毕彻,我们看到,随着他们的伟大劳作,化学分析和合成技艺取得了巨大的进步。”——斯特尔

[3]这部著述有一个法语译本,名为《包括黄玉和皂石在内的关于石头和土的一般化学分析,以及关于火和光的专题论文》,巴黎,1753。延续这部著述还出版了第2卷,在第2卷中,第1卷中的所有实验都以列表形式呈现。

[4]《科学院专题论文集》,1786年,132页。

[5]《科学院专题论文集》,1763年,第235页。

[6]我不知道马凯家族的真正姓名,以及是否这个姓就是斯特亚图家族的一个分支。凯尔是一个苏格兰姓氏,属于两个苏格兰贵族家庭,一个是洛克斯宝公爵,另一个是罗西恩的马凯。但是我不清楚马凯尔是否为苏格兰姓氏,此外,这些家族都与斯特亚图家族没有关系。

[7]《皇家科学院史》,1784年,第24页。

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