拉瓦錫的科學(xué)研究方法

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 初中化學(xué) 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)
為什么拉瓦錫研究化學(xué)的業(yè)績,人們尊稱之為化學(xué)革命呢?這不僅僅在于他認(rèn)識(shí)了氧氣,否定了燃素的存在,而在于化學(xué)觀念的根本變革,從整體推倒了舊的理論體系而建立了新的理論體系。正如恩格斯所說,拉瓦錫“使過去在燃素說形式上倒立著的全部化學(xué)正立過來”。拉瓦錫之所以能做出這樣偉大的功績,是同他的研究方法分不開的。他在研究化學(xué)方法上所作的貢獻(xiàn),是他化學(xué)革命的一部分、并不亞于他在化學(xué)理論方面的成就。所以他的科學(xué)方法,至今對(duì)科學(xué)研究和教學(xué)仍然具有指導(dǎo)作用。

一、重視實(shí)驗(yàn)而且作了定量要求

拉瓦錫研究科學(xué)的名言是,“不靠猜想,而要根據(jù)事實(shí)”。他認(rèn)為實(shí)踐是認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ),沒有充分的實(shí)驗(yàn)根據(jù),不能推導(dǎo)出嚴(yán)格的定律。他說:“在任何情況下,都應(yīng)該使我們的推理受到實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn),除了通過實(shí)驗(yàn)和觀察的自然道路去尋求真理之外,別無他途!彼麑(duì)待任何化學(xué)問題,都要用實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)。關(guān)于金屬在空氣中鍛煉變成灰渣,其重量增加的解釋問題。著名化學(xué)家波義耳提出“火微粒”的假說,認(rèn)為金屬灰渣重量的增加,來自增加了具有重量的火微粒?墒,拉瓦錫對(duì)此并未主觀地予以否定,而是用實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn),然后作出結(jié)論。古希臘哲學(xué)家提出水轉(zhuǎn)為土的古老論點(diǎn),曾經(jīng)獲得權(quán)威人士海爾蒙特和波義耳的支持。拉瓦錫并沒有盲目輕信,而是通過他親自操作的101天加熱水的實(shí)驗(yàn),證明了水不能轉(zhuǎn)變成土。至于從水中得到的沉淀,實(shí)際上是容器被溶下來的固體物質(zhì),從而推翻了水變?yōu)橥恋恼f法。
拉瓦錫開始從事化學(xué)研究,就應(yīng)用了精確的測(cè)量方法。他21歲時(shí)做的一個(gè)實(shí)驗(yàn),就是定量地測(cè)定了石膏在加熱和冷卻過程中水分的變化。24歲時(shí),他在地質(zhì)勘查活動(dòng)中用自己設(shè)計(jì)的比重計(jì)研究法國各地的水的比重。關(guān)于燃素是否存在的問題,拉瓦錫認(rèn)為假如有燃素這種東西,我們就能把它提取出來看看,而且在天平上一定能夠覺察出來。他用磷和硫分別作燃燒實(shí)驗(yàn),就是應(yīng)用了定量測(cè)定方法證明了氧氣參加了變化。正是由于拉瓦錫采用了定量實(shí)驗(yàn),才能“把以前人們所做的一切實(shí)驗(yàn)看作只是建議性質(zhì)的”。因而他才敢于對(duì)已為人們所肯定的實(shí)驗(yàn)予以檢驗(yàn),從而掀起了化學(xué)的革命。
二、善于應(yīng)用科學(xué)史的分析方法

拉瓦錫同歷史上那些偉大的科學(xué)家一樣、善于應(yīng)用科學(xué)史的分析方法來分析化學(xué)史中的問題。前面所提到的關(guān)于水可以轉(zhuǎn)變?yōu)橥恋姆穸,火微粒可以增加重量的否定,都可以看出拉瓦錫在這個(gè)方面的才能。至于推翻燃素學(xué)說的過程,更能說明他應(yīng)用分析方法的效用。遠(yuǎn)在普利斯特里發(fā)現(xiàn)氧氣以前,拉瓦錫就已經(jīng)覺察到燃素學(xué)說有些問題。因?yàn)樗麖目茖W(xué)史的研究中認(rèn)識(shí)到,燃燒可能不是燃素學(xué)說的支持者所說的那樣,是可燃物中析出了什么燃素,相反的可能是從空氣中吸收了什么東西。為了弄清楚物體燃燒時(shí)空氣所起的作用,從研究化學(xué)史中發(fā)現(xiàn),不同的研究者有不同的解釋,有的解釋甚至互相矛盾。這些史料啟發(fā)他找到了研究的課題,需要重復(fù)、改進(jìn)別人的實(shí)驗(yàn)以判斷其真?zhèn),他曾在一篇日記中寫道:“?dāng)我研究所有從物質(zhì)中所析出或與物質(zhì)結(jié)合的空氣的全部歷史時(shí),一些不同的解釋全部呈現(xiàn)。由于這項(xiàng)研究結(jié)果的重要性促使我擔(dān)任這項(xiàng)工作,這項(xiàng)研究最后可能導(dǎo)致物理學(xué)和化學(xué)的革命。我認(rèn)為過去做的實(shí)驗(yàn)僅供參考,有人建議我用新的方法重做這些實(shí)驗(yàn)以便將空氣從物體中析出或與物體結(jié)合的知識(shí)同其他知識(shí)融合,以形成一項(xiàng)新的理論!边@充分說明了拉瓦錫推倒燃素學(xué)說并非偶然的,而是長期確定的革命對(duì)象。
三、應(yīng)用以量求質(zhì)的研究方法

化學(xué)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用天癥做定量研究的,在拉瓦錫以前的波義耳、普利斯特里、凱文迪旭等著名的化學(xué)家就開始了。但拉瓦錫卻跟他們有些不同,他不單是用以測(cè)定物質(zhì)的重量、密度、體積和成分等數(shù)量,而是應(yīng)用以量求質(zhì)的方法研究以應(yīng)的實(shí)質(zhì)。非金屬燃燒究竟是增加重量還是減少重量?鍛煉金屬增加的重量是從哪里來的?類似這樣的一些問題,如果用燃素學(xué)說的定性解釋是不能回答的。拉瓦錫應(yīng)用以量求質(zhì)的方法則可以解釋這些問題。如通過硫和磷燃燒的定量研究,就能揭示出非金屬燃燒的產(chǎn)物同金屬鍛燒的產(chǎn)物一樣都是增加重量,它們之所以增加重量都是由于氧氣同它們結(jié)合在一起了。拉瓦錫深信“必須用天平進(jìn)行精確測(cè)定來確定真理”。
在化學(xué)研究中的以量求質(zhì),是從單純研究物質(zhì)性質(zhì)向前發(fā)展的一個(gè)高的層次。因此以量求質(zhì)的研究方法也是拉瓦錫進(jìn)行化學(xué)革命能夠取得勝利的一個(gè)重要因素,也是推勸化學(xué)發(fā)展的一個(gè)重要的科學(xué)方法。所以人們?cè)u(píng)論拉瓦錫說,“他是一個(gè)明確提出把量作為衡量尺度對(duì)化學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行實(shí)驗(yàn)證明的第一個(gè)化學(xué)家”。


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