【科學哪裡來】質量守恆定律發現(中)

文/梁衡(中國作家協會主任委員、 中國人民大學新 |2020.07.01
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時間來到了1789年冬盡春來的一個夜晚,寒氣還籠罩著巴黎,拉瓦節和嬌妻瑪麗正圍爐夜話,瑪麗手中拿著一篇剛收到的文章說:「親愛的,聽我給你念一段,這裡說的這個實驗可真有意思。」圖/BOB

文/梁衡(中國作家協會主任委員、 中國人民大學新聞學院教授)

時間來到了1789年冬盡春來的一個夜晚,寒氣還籠罩著巴黎,拉瓦節和嬌妻瑪麗正圍爐夜話,瑪麗手中拿著一篇剛收到的文章說:「親愛的,聽我給你念一段,這裡說的這個實驗可真有意思。」文章不長,喝杯茶的工夫便已念完,但拉瓦節聽完便再也沒有喝茶談天的閒心了。他一把搶過文章連讀了兩遍。原來這文中提及,將一塊金剛石燒得熾熱後,它便會消失得無影無蹤。他想,這是不可能的,任何東西燒完總要留下一點灰燼。拉瓦節立即鑽進實驗室,照做了一次,確實如文章所說,金剛石不翼而飛了。

整整一夜,瑪麗察覺睡在身旁的丈夫翻來覆去不能成眠,但溫柔的她不敢說話,怕引起他的話匣子更不能入睡。天將亮時,瑪麗見他還在瞪眼看天花板,就說:「都是我不好,忘了要睡覺了不該給你說什麼實驗的新消息。」拉瓦節卻拉住她的手,翻身坐起:「瑪麗,我們趕快進實驗室去,辦法有了,也許問題正出在這裡。」

重點在於氧氣

拉瓦節只穿一件睡衣坐在實驗台旁,他將一塊金剛石用不怕火的石墨軟膏,厚厚地裹起來,然後放在火上高溫加熱。他想過去人們研究燃燒都是在空氣裡進行,被燒過的東西變重啦,或者變輕變少啦,都看作是這東西自己發生了變化,誰敢保證這看不見的空氣裡,不會有什麼物質在燃燒時參加進去,或者又帶走什麼呢?我今天將這金剛石裹得嚴嚴實實不見空氣,看它會出現什麼樣子。

他就這樣睡衣拖鞋,蓬頭黑手地在實驗台旁忙著,虧得瑪麗賢惠,一會兒捧過一塊熱毛巾為他擦擦滿臉的汗水,一會兒又往他嘴里塞一塊麵包乾,心疼地怕他餓壞肚子。這時在高溫火焰下,那裹著石墨的金剛石已被燒得通紅,就像爐子裡的紅煤球一樣。拉瓦節小心地停了火,等待它慢慢冷卻下來剝開一看,金剛石竟完好無損!

「看來燃燒和空氣大有關係。」他一邊洗臉,一邊說。

「燃燒不是物質內的燃素在起作用嗎?」瑪麗一邊收拾儀器,一邊問道。

「大家都這麼說,我看未必就是這樣。」

原來自波以耳研究燃燒現象之後,1606年他的學生終於創建了一種燃素說。凡物質能燃燒就用含燃素來解釋。但是一些金屬燒過後重量反而增加,燃素既然燒掉了,怎麼物質反倒加重?這真有點讓燃素說下不了台。但是擁護燃素說者又想出一種解釋,說那燃素與一般肉眼看見的物質不同,它包含的是一種負重量,負重量一走,東西自然就重了。可見當時燃素說已經露出破綻,難自圓其說了。拉瓦節也早就對此產生了懷疑。今天這個實驗更明明白白地證明,金剛石被完全包覆時,就不會發生變化;而露天(接觸到空氣)時就會產生變化,說明原因不在燃素,而在空氣。

正是:

多少糊塗事,只因太孤立,

單見樹有葉,不見枝連理。(待續)

本文摘自《數理化通俗演義》好讀出版

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