拉瓦锡的科学研究方法

为什么拉瓦锡研究化学的业绩，人们尊称之为化学革命呢？这不仅仅在于他认识了氧气，否定了燃素的存在，而在于化学观念的根本变革，从整体推倒了旧的理论体系而建立了新的理论体系。正如恩格斯所说，拉瓦锡“使过去在燃素说形式上倒立着的全部化学正立过来”。拉瓦锡之所以能做出这样伟大的功绩，是同他的研究方法分不开的。他在研究化学方法上所作的贡献，是他化学革命的一部分、并不亚于他在化学理论方面的成就。所以他的科学方法，至今对科学研究和教学仍然具有指导作用。

　　一、重视实验而且作了定量要求

　　拉瓦锡研究科学的名言是，“不靠猜想，而要根据事实”。他认为实践是认识的基础，没有充分的实验根据，不能推导出严格的定律。他说：“在任何情况下，都应该使我们的推理受到实验的检验，除了通过实验和观察的自然道路去寻求真理之外，别无他途。”他对待任何化学问题，都要用实验来检验。关于金属在空气中锻炼变成灰渣，其重量增加的解释问题。著名化学家波义耳提出“火微粒”的假说，认为金属灰渣重量的增加，来自增加了具有重量的火微粒。可是，拉瓦锡对此并未主观地予以否定，而是用实验来检验，然后作出结论。古希腊哲学家提出水转为土的古老论点，曾经获得权威人士海尔蒙特和波义耳的支持。拉瓦锡并没有盲目轻信，而是通过他亲自操作的101天加热水的实验，证明了水不能转变成土。至于从水中得到的沉淀，实际上是容器被溶下来的固体物质，从而推翻了水变为土的说法。

　　拉瓦锡开始从事化学研究，就应用了精确的测量方法。他21岁时做的一个实验，就是定量地测定了石膏在加热和冷却过程中水分的变化。24岁时，他在地质勘查活动中用自己设计的比重计研究法国各地的水的比重。关于燃素是否存在的问题，拉瓦锡认为假如有燃素这种东西，我们就能把它提取出来看看，而且在天平上一定能够觉察出来。他用磷和硫分别作燃烧实验，就是应用了定量测定方法证明了氧气参加了变化。正是由于拉瓦锡采用了定量实验，才能“把以前人们所做的一切实验看作只是建议性质的”。因而他才敢于对已为人们所肯定的实验予以检验，从而掀起了化学的革命。

　　二、善于应用科学史的分析方法

　　拉瓦锡同历史上那些伟大的科学家一样、善于应用科学史的分析方法来分析化学史中的问题。前面所提到的关于水可以转变为土的否定，火微粒可以增加重量的否定，都可以看出拉瓦锡在这个方面的才能。至于推翻燃素学说的过程，更能说明他应用分析方法的效用。远在普利斯特里发现氧气以前，拉瓦锡就已经觉察到燃素学说有些问题。因为他从科学史的研究中认识到，燃烧可能不是燃素学说的支持者所说的那样，是可燃物中析出了什么燃素，相反的可能是从空气中吸收了什么东西。为了弄清楚物体燃烧时空气所起的作用，从研究化学史中发现，不同的研究者有不同的解释，有的解释甚至互相矛盾。这些史料启发他找到了研究的课题，需要重复、改进别人的实验以判断其真伪，他曾在一篇日记中写道：“当我研究所有从物质中所析出或与物质结合的空气的全部历史时，一些不同的解释全部呈现。由于这项研究结果的重要性促使我担任这项工作，这项研究最后可能导致物理学和化学的革命。我认为过去做的实验仅供参考，有人建议我用新的方法重做这些实验以便将空气从物体中析出或与物体结合的知识同其他知识融合，以形成一项新的理论。”这充分说明了拉瓦锡推倒燃素学说并非偶然的，而是长期确定的革命对象。

　　三、应用以量求质的研究方法

　　化学实验中应用天症做定量研究的，在拉瓦锡以前的波义耳、普利斯特里、凯文迪旭等著名的化学家就开始了。但拉瓦锡却跟他们有些不同，他不单是用以测定物质的重量、密度、体积和成分等数量，而是应用以量求质的方法研究以应的实质。非金属燃烧究竟是增加重量还是减少重量？锻炼金属增加的重量是从哪里来的？类似这样的一些问题，如果用燃素学说的定性解释是不能回答的。拉瓦锡应用以量求质的方法则可以解释这些问题。如通过硫和磷燃烧的定量研究，就能揭示出非金属燃烧的产物同金属锻烧的产物一样都是增加重量，它们之所以增加重量都是由于氧气同它们结合在一起了。拉瓦锡深信“必须用天平进行精确测定来确定真理”。 

　　在化学研究中的以量求质，是从单纯研究物质性质向前发展的一个高的层次。因此以量求质的研究方法也是拉瓦锡进行化学革命能够取得胜利的一个重要因素，也是推劝化学发展的一个重要的科学方法。所以人们评论拉瓦锡说，“他是一个明确提出把量作为衡量尺度对化学现象进行实验证明的第一个化学家”。