《科學家的生活》(三)
當拉瓦錫在兵工廠開始進行實驗時,世界上的化學觀念仍然被在中世紀的襁褓里。化學僅被看作醫(yī)學的侍女,而且是山個笨手笨腳的侍女。一七三九年六月十九日,一位叫做瓊娜·斯提文斯夫人的國“化學家”,從《倫敦雜志》得到一筆五千金鎊的獎金,這是由于她公開了一張“治好首相渥爾波的膽石病”的“科學丹方”。這張丹方是由以下藥材制成的片劑:“雞蛋殼、蝸牛、肥皂、燒成焦黑的豬水芹、牛蒡子和蜂蜜!
至于其他的化學家們,作調查研究倒比較有條有理,但作出的結淪卻同樣不科學。例如他們通過實驗,“證明”了“一種元素可以變成另一種元素”。十七世紀的一個有名的科學家約翰·范·赫爾蒙脫,描一種“過程”,可以使他將水“變”成木:“我在一只瓦盆中放進二百磅的泥土……用雨水潤濕,然后我在其中栽下一株重五磅的楊柳;最后,五年過去,這樹……已重一百六十九磅零三兩……我一直用雨水澆灌這瓦盆……最后我再稱一稱盆中的土,仍舊是二百磅,只缺—j二盎司。因此洧一百六十四磅的樹木、樹皮和樹根完全是從水變來的!痹谠搶嶒炓郧,赫爾蒙脫曾經將木頭“變”成灰末和氣體(氣體這個名詞是他第一次使用的)。因此,這位迷惑不解的化學家就推論說:水、木頭、灰末和氣體,都是同一元素。
也有其他化學家“證明”水可以變?yōu)槟嗤。他們曾注意到,在一個密封的、空氣中灰塵不能進去的容器里,水蒸發(fā)后,容器里面留下了一些土一樣的渣滓!坝纱丝梢姡辽谒!
就是由于這種主張,拉瓦錫才做出了他的第一個重大發(fā)現。自從他陪同格塔爾旅行時起,他就對水的密度和性性質發(fā)生興趣。現在,他就開始一連串的實驗,來確定水蒸發(fā)以后留下的土一樣的渣滓,究竟是來自水的分解,還是來自容器瓦盆內部的腐蝕這樣一個問題。他的學座右銘是,不靠猜想,而要根據事實!拔乙獜氖聦嵆霭l(fā)講話!彼麖闹貜投啻蔚膶嶒炛邪l(fā)現的事實,最后地并且確定地證明:水蒸發(fā)后余留下的土似的渣滓,來自容器而不是來自水。因為,在每次用純清水做的實驗中,在水消失后,容器所失去的重量和容器中土的沉淀物的重量是相等的!耙虼耍遣蛔兊。”這個結論意味著煉金術和煉金術所主張的“水變成土,土變成鐵,鐵又變成金”的那種學說,最終被推翻了。
但這只不過是他的很多實驗的開始。他進而證明,植物并不僅僅是“一定分量的水所變成的一定分量的木”,而是水、土和空氣各種物質的綜合體——植物在其中生存并且從中攝取營養(yǎng)。
拉瓦錫的下一步,是發(fā)現上述一部分物質的特性。他對于空氣的構成特別有興趣。有些科學家,包括范·赫爾蒙脫以及約瑟夫。普利斯特利,早已觀察到空氣有不同的“種類”——就是說,有不同的氣體。但這要到一七七七年由拉瓦錫加以宣布。他說,空氣包含“兩種有伸宿性的流體,一種可供呼吸,另一種則具有毒性”。對于這種可供呼吸或“生命攸關”的流體,他破天荒第一次賜以氧氣這個名稱(由希臘文酸和生育兩字而來),F在,他也第一次給元素這個化學名詞下了定義。拉瓦錫稱元素為“一種用化學分解方法不能分解成任何更簡單的物質的那種物質!
這就奠定了現代化學整個結構的基石。在這個基礎上,拉瓦錫不但發(fā)現了一個嶄新的化學理論,也匯編了一部嶄新的化學詞典。拉瓦錫所發(fā)明的許多術語,直到今天都還是“化學家們的國際詞匯”。
現在,作為一個科學家,他的豐功偉績的最后一步也到來了。這就是他的《初等化學概論》的出版(一七八九年)。在寫作該書的全過程中,他恪守一個公式:永遠只從已知進到未知,永遠只從觀察到的原因歸納出特定的結果。他說:“我只講事實。”
拉瓦錫的《概論》的出版,標志著現代化學的一個新紀元,正如牛頓的《原理》的出版標志著現代力學的新紀元一樣。有一些老煉金術:他的“自以為是的種種想法”和“包括三十三種元素的荒謬的萇表”。陳舊的偏見使這些人認為,“凡是新的東西沒有一件是真的,而真的東西沒有一件是新的!笨墒,與拉瓦錫同時代的大多數科學家卻很快同意了他的想法,認為他已經為他們進入大自然這間神秘的實驗室,打開了一扇新的大門。拉瓦錫在一七九一年寫道:“我很高興地看到,我的新理論已經像一陣革命的風暴,掃向世界的知識階層。”p060
盡管面臨死亡,拉瓦錫并未喪失勇氣。他寫信給他的表弟奧杰支,德·維勒說:“我已經度過了夠長夠愉快的一生,可以不必讓我去消磨一個諸多不便的晚年了。我將在身后留下一點點知識,也許還留下一點點榮譽。在世上,誰還能指望比這些還多的東西呢?”
對他的審訊不過是做做樣子?卦V他的主要證人是他的過去的一個雇員,一個定了罪的小偷和偽造簽字的犯人。他的一個辯護律師企圖呼吁法官注意拉瓦錫的科學貢獻,但所得到的只是這么一句挖苦的回答:“革命不需要科學家,革命只需要正義!
可是,在當時的革命的歇斯底里中,正義恰恰最無覓處。公開加拉瓦錫的罪狀是“一個罪行累累的吸血鬼,民憤極大。應予嚴處!敝褪沁@場悲劇的高峰——在一個莫須有的荒謬絕倫的“里通外、勾結法國的敵人”的罪名之下,他被判處了死刑。
他寫了一封訣別信給妻子:“親愛的,請你保重身體,記住,我已完了我的工作。為這個,我多謝上帝小…:‘
在一七九四年五月的一個早晨,拉瓦錫被送上了斷頭臺!翱车羲哪X袋只需要一剎那,”拉格朗日②對德朗布爾說,“可是,也許我們要等一個世紀,才能有像他這樣一個腦袋!眕062
JohnDalton約翰·道爾頓(1766-1844)
[道爾頓的偉大科學貢獻]
在氣象學方面的調查研究
否定偽科學煉金術
建立化學中的原子學說
[著作]《論色盲》《原子理論》《分子理論》《化學哲學的新體系》p063
然而別的事情卻能牢牢地吸引住他。他正在試驗熱對于氣體、液體和固體的影響。他正在從化學元素中推測出奇奇怪怪的事情。當時的化學家們做試驗毫無把握,好像處于漆黑的午夜,其中有一些人,間或在這里或那里也看到過稀稀落落的一線光明,可是沒有一個人能發(fā)現一條偉大的普遍原理,以說明化學物品的成分中所發(fā)生「的各種變化。
如何發(fā)現這一條原理,這是比愛情更加使道爾頓入迷的問題。久百久之,一個無比重要的想法使他豁然開朗。在物理學領域內,牛頓經證明,物質的諸質點是受其原子的引力吸引的。那么,可不可能發(fā)現,化學物質也是由原子這些基本粒子所構成的呢?如果把代表物理學光榮的原子學說應用到化學上,那將成為一種驚人的但也是顯而易見的創(chuàng)舉。道爾頓簡直無法抗拒他的這種新假設。他已在實驗中看出,“在某些氣體化合物中,同種元素總是以同樣比例化合!彼囊粋科學家同事講過一句話,也言猶在耳,使道爾頓難以忘記:“上帝是以度量、數量和重量來安排萬物的!睘槭裁催@可適用于物理學就不可適用于化學?難道原子是物理學家的私有財產嗎?
這個理論出現的可能性是極大的。這里,終于有了一條確定一切化學物質結合比率的簡單原則!凹僭O已知一種原子對任何一種其他原子的相對重量,那末,在它們的一切組合中,它們之間的比率或重量也就能加以確定!币坏┻@些基本粒子的相對重量表能夠制定出來,化學家就掌握了他這門科學的基本工具。這就是在這個曼徹斯特的小小貴格會教徒不知疲倦地忙于試管工作時,他那井井有條的頭腦中閃射出來的光芒。這對于自稱能點石成金、起死回生的煉金術士們所夸下的?,給予了致命的一擊。他宣稱:“化學的分解和化合所能做到的,充其量只是使原子彼此分離和再結合起來。物質的新的創(chuàng)造和毀滅,卻不是化學作用所可能做到的。其所以不可能,正如我們不可能在太陽系中放進一顆新的行星或消滅一顆現存的行星那樣,或者正如我們不可能創(chuàng)造出或消滅掉一個氫原子那樣。”或者,這也就是說,不可能把一種元素的原子變?yōu)榱硪环N元素的原子。
現在,在把原子理論從物理學引入化學以后,他就進而列出一張各種元素的原子的相對質量的表格。這張表還相當粗糙。道爾頓缺少他的后人所具有的那種技巧和精確程度。而且,他的實驗室也遠不具備進行精確試驗所必需的設備。但他已經一勞永逸地使自己成為立法者了。讓別人去負責執(zhí)行具體細節(jié)吧!
而且,必須承認,他對于那些更正確的執(zhí)行者,并不總是寬宏大量的。例如,在他標記各種元素的一套符號中,道爾頓采用了一種復雜的圓形符號系統(tǒng)。但當瑞典化學家柏齊力阿斯敢于以一種簡化的系統(tǒng),即寫下各元素的第一個字母,并在其下注上一個數字,以標眼這種復合體內所包含的原子的數目——這個方法直到今天仍在使用——代替道爾頓的體系時,保守為懷的道爾頓對這個創(chuàng)新甚感不快。他評論說:“柏齊力阿斯的符號簡直可怕極了!一個學化學的青年學生,與其打算熟悉這個系統(tǒng)的符號,不如干脆先去學會希伯來文。它們看起來像一團混亂的原子……”盡管道爾頓做出了偉大的發(fā)現,然而他確實是色盲。
他的同時代人從一旁注視著,并且贊嘆不已。他究竟是怎么樣的一個驚人的科學家?——是一個被上帝選中,在一剎那的心血來潮的峰時刻,代表上帝授予人們以法則的笨頭笨腦的苦干家呢,還是一\\對于他人普通的調查研究都抱著輕率、滿不在乎態(tài)度的精神王國里的天才?不過,苦干家也好,先知先覺也好,這個安詳的、身體不大的曼徹斯特貴格派教徒,卻忠實地照管他自己的爐火,并且慢慢地把煉金術的一片混亂變成化學的“最高秩序”。P072
道爾頓從巴黎勝利歸來后,他又把那些感人的1日事拋在一旁,重新投入“用心智對抗頑固的無知堡壘這場永無休止的斗爭”。他的年事日高,工作也更重了。這時,他的朋友注意到道爾頓的面孔越來越像另一位偉大科學家。一天晚上,有一個名叫蘭索姆先生的人來訪,發(fā)現他坐在那里,膝上一只貓,肘下一張報紙,身旁一尊塑像,。蘭索姆先生拿起塑像仔細看了看說:“我很高興,為你的尊容所塑的這個像,是這么逼真。道爾頓先生,后人將為你這位有心人做的這件事而感謝不盡!
“但你看見的并不是我的像,”這位化學家覺得此話有趣,“它是牛頓先生的像啊!”
蘭索姆先生叫了起來:“可是又多么酷似!真的,我該說這倒是奇跡了/”
道爾頓微笑了,“這算不得奇跡。我的朋友,你知道嗎?這是為我們兩個人塑造出這副形象的同一個頭腦呵!
每一個生命都在變化,可是變化得太快了。。幾則軼事,一兩聲笑語,一次午夜飛來的哀愁,然后,終結來到了。這位穿著深色長襪和帶扣鞋子,系著白色領巾的貴格會友,拿著手杖,點著街石,緩緩地來到大道的盡頭,走到最后一個陰暗角落——在那里,“未來”一步步進入了辭世者的無名幽城。他企圖用醫(yī)藥延年,希望他能在他所深愛的人們中多待一會兒。但他發(fā)現醫(yī)藥無靈。他的友誼,以及一個景仰他的世界所給他的聲名,也都無濟于事。人們在柏林、慕尼黑和莫斯科的科學院的名冊上,用閃閃發(fā)光的字記下了他的名字。人們請求英國國王給他頒發(fā)一筆補助金。人們募捐了一筆款子為他立碑留念,并塑造一尊大理石像,以銘記他永恒的榮譽。對一個行將與世永別的人,這確是一個諷刺,并且不無鬼氣森森之感——他此身將歸塵土,而他的形影卻將化為雕塑的巖石。
人們制訂了塑像計劃,選定雕塑家。他們“把他的側面輪廓畫得和本人一樣大,并且素描了一張面像”。他們扶著他在雕塑家的家里走來走去,給他看數不清的全身和半身塑像制品。他們叫他星期二休息一天,星期三來看用泥塑成的他的頭像。此時,他覺得他已榮幸地加入了行將就木的人們的行列。
當塑像制成后,他憂愁地指著它說:“那才是偉大的化學家道爾頓啦!而我只不過是一個無足輕重的人的空架子!”
他中了一次風,部分康復后又回到實驗室的爐火旁邊。但是他的生命之火卻在逐漸熄滅著。
一天晚上,在他的立像完工以后,他踉蹌地步人實驗室,摸索著,戈他的記錄天氣的簿子。五十年來,夜復一夜地,他對這單調而平凡的工作給予過始終如一的不懈的關切。他已經寫下了二十萬次的數據。這時,他看一看鐘,九點差一刻。他是每晚都在這個時候,記錄下當夜的數據的。他拿起筆來,手發(fā)抖了。他記下晴雨表的讀數,記下星,并在最后一格里記下“微雨……”他的男仆靜靜地站在身旁,等。道爾頓點點頭,開始放下筆來。忽然閥,他抖擻了一下,清醒了過因為覺悟到他那句話還沒寫完,他無力的手指再度拿起筆桿。他寫完了后半句“……今晚。”
夜晚過去,早晨來到,可是道爾頓已經安息了。,p076
/Alexandervon Humboldt亞歷山大·馮·洪保德(1769-1859)
[偉大科學貢獻]
建立了自然史的科學
[著作]
《宇宙》《自然的各方面》《新大陸熱帶地區(qū)旅行記》《中亞細亞的山脈與氣候》《新大陸地瘦》《新植物種類》《新西班牙王國》p077
他搭乘命名為畢扎羅的輕型巡航艦,啟航前往墨西哥和古巴。這是西班牙國王提供給他的訪問美洲西班牙屬地的畢生良機。這條船在變幻無常的熱帶天氣的夜里破浪前進。這位年輕的科學家,正坐在甲板上,陷人沉思。云破月出,將琥珀珠子似的光點撒在海波上。洪保德帶著他的儀器遠出,離開了他的博學多識的哥哥——留在一個被拿破侖大軍的鐵蹄壓得呻吟不已的世界里的威廉。在洪保德的前面,1平線外,是西印度島嶼的群山——新世界的前哨。海洋在他腳下耳語。海鳥像箭似的穿過空中,發(fā)出刺耳的聲音。船上的鐘緩緩地敲著,敲出舊世界的喪鐘,歡迎新世界的到來!
但就在船上,死亡也光臨了。畢扎羅號的乘客中發(fā)生惡性熱病,其中的一位命中注定不能到達新世界。鐘聲正在奏著他的安魂曲。當尸體被降落到海濤中時,水手們下跪,祈禱上蒼。
當船終于到達南美洲海岸時,船員和乘客都感到說不出的輕松。洪保德與一位同來的名叫亞梅·朋卜蘭德的博物學家一道下了船。他們打算合寫一本“有關科學而不是有關個人”的游記!霸诖笞匀坏膲旱挂磺械淖饑乐,在每舉足一步就呈現在眼前的無比偉大的景物面前,一個認真學習的旅行家,是不會傾向于在他的游記中,扯進純粹和私人有關的事情的!
兩位科學家一道在無路可走的密林中前進,夜間燃起篝火,聽一種叫“瓜科羅”的南美洲夜鶯的歌聲。他們進人了這些夜鶯搭巢的洞穴,而本地人都相信這些洞穴是死者靈魂棲息的地方。他們考察了那種奇異的植物,龍血,它的白色樹皮染著紫色的液汁。他們在庫馬納留了一下,在那里他們必須時刻高度警惕,提防贊波人——半黑人半印第安人——從背后襲來,用棕櫚樹棍打碎他們的腦袋殼。
然后,他們轉向加拉加斯,發(fā)現了咖啡樹和甘蔗的樂園。下一步,他們勘察了亞馬孫河流域的荒原,注意到乳樹,“會噴出奶來”。他們涉過一些死水潭,潭中充滿了電鰻——這是一種危險的動物,能在馬腹下游過,如果土著們不用漁叉將它們刺死,它們就會電擊馬的心臟,叫馬淹死在水里。他們沿河而行,河岸的沙灘上靜靜地躺著八、九只一群的鱷魚,在張大著嘴曬太陽。每年,不少的土人就消失在鱷魚的大嘴里。
兩位旅行者兼科學家,雇了一條印第安人制造的船,沿著奧里諾河緩緩地順流而下。在船艙前面,印第安水手們雙雙并排而坐,并奩著槳聲的節(jié)奏,唱著他們的鄉(xiāng)土小調。船艙里裝著各種動物和植9。當科學家們泊船上岸過夜時,他們在露營處周圍燃起篝火,以驅開老虎。
在整個旅行中,洪保德對于土著種族特別有興趣。他在所有地方都看到各原始民族的習慣和傳統(tǒng)之間存有驚人的相似之處!昂孟衲承┲参锏姆N系一樣——盡管存在著氣候與地區(qū)的不同,但仍保持著種共同類型的印記-一關于地球的原始狀態(tài)的各種傳說,在所有1國家中也都有不能忽視的極為相似的說法!彼l(fā)現,在他所到之?,都可找到關于世界的創(chuàng)造、關于洪水和關于人類的再生的“神話與寓言”,它們的形式不一,但“實質相同”。
“在生命的公式里,存在著一種基本的統(tǒng)一(一種關于普遍性事物的真正科學)。一切生命都是一體。”對于洪保德來說,“這一個真理,在熱帶的氣候里,特別在正午,大自然顯得異常寧靜的時候表現得為生動!薄吧值囊矮F在樹叢中休息;飛鳥也在葉簇中或巖縫里歸,”人也在午休。但在這時的表面的寧靜中,有一種窒息的聲息,“昆即喳作響!焙愫由骋话愕南x豸,“在地上爬行,或在陽光照射下的植物中間飛行。從每一堆樹叢,每一株腐朽的樹干,每一塊巖石空隙和從昏睡的大地的每一角落里,傳出嘈雜的聲浪!贝笞匀痪褪怯眠@種方法向人們昭示,在千萬種形式下,生命如何在作齊一的呼吸。
生命的統(tǒng)一的觀念,此時開始吸引了洪保德。從他對無數的生命形式的觀察中,他現在形成了一種世界哲學的基本要領。在大森林的隱蔽的深處,他學會了將人類放在相對不重要的地位上!霸谶@個草木叢生而其生長從未受到人類的培育或干擾的土地上,在這個鱷魚和水蛇在河溪里稱王稱霸,美洲虎、西貓①、貘和猿猴在森林中毫無畏懼地往來自若(好像森林就是它們的祖?zhèn)骼险┑拿乐蘩铩薄痪湓,在這個人類除外的蕓蕓眾生中,人類驟然縮小到了凄涼的可有可無的地位。
因此,這就是洪保德的旅行的目的——在大自然的神秘中研究人的意義。在此目的指導之下,他繼續(xù)從亞馬孫河勘察到里奧內格羅河。他進入到一些區(qū)域,在那里他被迫必須與密密麻麻的傳布疾病的蟲子作斗爭,否則就無法前進。土人們對于這種年年出現的自然災害,抱著逆來順受的態(tài)度,甚至以烹烤白蟻或其他蟻類為食。在他們的一處定居點上,洪保德遇見一個基督教僧人,他的雙腿都被蟲蜇傷,以致看不出他皮膚原來的顏色。這位上帝的信徒提到他的鄰居們的飲食習慣,講了一些令人作嘔的故事。他說,他們無所不吃,由蟲蟻一直到人肉都津津有味。在洪保德來前不久,這個定居點的酋長曾經養(yǎng)肥他的妻子,然后將她烤熟舉行公宴。有一個為洪保德的獨木舟劃船的印第安人,樣子溫和而不討厭,漫不經心地提到,他也是一個人肉者。他用很生動的手勢說明,在人的身體各部分中,他認為手掌心的味道最最鮮美。他又加上一句說,他這點癖好,也可以同樣推而廣之到熊羆。以后,這個人就被解除了船上的職務。P082
在這個“古代親屬”之邦里,洪保德的最有趣的體驗,是在深藏于廣闊的奧里諾科河床之下的地下洞穴中所做的一次旅行。但最令他毛骨悚然的體驗,卻是對鄂托瑪克斯的訪問,這是“魔鬼之子”,當時最野蠻的一個部落居住的區(qū)域。他們用一種強烈的粉末麻醉自己。他們用鳥的叉骨把這種毒粉送進鼻孔,然后大打噴嚏,進入發(fā)狂的好斗狀態(tài)。如果不同別的部落作戰(zhàn),他們就在本部落內互相殘殺。他們殺人時很少用打死對方的辦法,而多半是把手指甲蘸上毒藥,然后將被害者“螫”死。083
回國以后,洪保德發(fā)現他自己已成為歐洲談論得最多的人人物之一。關于他旅行的傳說,像野火一般在各國首都蔓延開來。好幾次,人們傳說他已死掉。他的哥哥威廉也憂心忡忡地盼望他的片言只字。就在愉快的八月中旬的一天,消息來了。洪保德已抵達波爾多,即將到達巴黎!
他的到達,正像一個得勝將軍的凱旋。自從他乘船赴美洲以后,歐洲的政治和軍事形勢已經發(fā)生了巨變。拿破侖的軍隊已經較量過并且打敗了歐洲可能拿出的最強大的反抗力量。有的帝國垮了,有的王朝崩潰了,而以百萬計的人們也在拿破侖對光榮的追求中喪生。但洪保德的對知識的追求卻同樣也發(fā)揮了威力,使歐洲人為之傾倒。這“人類之愚昧”的征服者,從他的“和平戰(zhàn)役”歸來,也帶回大批“俘虜”——植物學、地質學、礦物學、動物學的標本和樣品——由外國帶回來的,集博物之大成的采集品。只用了幾年工夫,他吸收、積累了整一生的經驗,已足以鼓舞一切未來的博物學家們——所有那些愿意思考,勇于進取,有志向上的人們。P084
吳礪
2021.11.2