拉瓦錫的科學研究方法

編輯: 逍遙路 關鍵詞: 初中化學 來源: 高中學習網(wǎng)


為什么拉瓦錫研究化學的業(yè)績,人們尊稱之為化學革命呢?這不僅僅在于他認識了氧氣,否定了燃素的存在,而在于化學觀念的根本變革,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。他在研究化學方法上所作的貢獻,是他化學革命的一部分、并不亞于他在化學理論方面的成就。所以他的科學方法,至今對科學研究和教學仍然具有指導作用。


一、重視實驗而且作了定量要求

拉瓦錫研究科學的名言是,“不靠猜想,而要根據(jù)事實”。他認為實踐是認識的基礎,沒有充分的實驗根據(jù),不能推導出嚴格的定律。他說:“在任何情況下,都應該使我們的推理受到實驗的檢驗,除了通過實驗和觀察的自然道路去尋求真理之外,別無他途!彼麑Υ魏位瘜W問題,都要用實驗來檢驗。關于金屬在空氣中鍛煉變成灰渣,其重量增加的解釋問題。著名化學家波義耳提出“火微!钡募僬f,認為金屬灰渣重量的增加,來自增加了具有重量的火微粒?墒,拉瓦錫對此并未主觀地予以否定,而是用實驗來檢驗,然后作出結論。古希臘哲學家提出水轉(zhuǎn)為土的古老論點,曾經(jīng)獲得權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天加熱水的實驗,證明了水不能轉(zhuǎn)變成土。至于從水中得到的沉淀,實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研究,就應用了精確的測量方法。他21歲時做的一個實驗,就是定量地測定了石膏在加熱和冷卻過程中水分的變化。24歲時,他在地質(zhì)勘查活動中用自己設計的比重計研究法國各地的水的比重。關于燃素是否存在的問題,拉瓦錫認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驗,就是應用了定量測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驗,才能“把以前人們所做的一切實驗看作只是建議性質(zhì)的”。因而他才敢于對已為人們所肯定的實驗予以檢驗,從而掀起了化學的革命。



二、善于應用科學史的分析方法

拉瓦錫同歷史上那些偉大的科學家一樣、善于應用科學史的分析方法來分析化學史中的問題。前面所提到的關于水可以轉(zhuǎn)變?yōu)橥恋姆穸ǎ鹞⒘?梢栽黾又亓康姆穸,都可以看出拉瓦錫在這個方面的才能。至于推翻燃素學說的過程,更能說明他應用分析方法的效用。遠在普利斯特里發(fā)現(xiàn)氧氣以前,拉瓦錫就已經(jīng)覺察到燃素學說有些問題。因為他從科學史的研究中認識到,燃燒可能不是燃素學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空氣所起的作用,從研究化學史中發(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、改進別人的實驗以判斷其真?zhèn),他曾在一篇日記中寫道:“當我研究所有從物質(zhì)中所析出或與物質(zhì)結合的空氣的全部歷史時,一些不同的解釋全部呈現(xiàn)。由于這項研究結果的重要性促使我擔任這項工作,這項研究最后可能導致物理學和化學的革命。我認為過去做的實驗僅供參考,有人建議我用新的方法重做這些實驗以便將空氣從物體中析出或與物體結合的知識同其他知識融合,以形成一項新的理論。”這充分說明了拉瓦錫推倒燃素學說并非偶然的,而是長期確定的革命對象。



三、應用以量求質(zhì)的研究方法

化學實驗中應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家就開始了。但拉瓦錫卻跟他們有些不同,他不單是用以測定物質(zhì)的重量、密度、體積和成分等數(shù)量,而是應用以量求質(zhì)的方法研究以應的實質(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,如果用燃素學說的定性解釋是不能回答的。拉瓦錫應用以量求質(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合在一起了。拉瓦錫深信“必須用天平進行精確測定來確定真理”。



在化學研究中的以量求質(zhì),是從單純研究物質(zhì)性質(zhì)向前發(fā)展的一個高的層次。因此以量求質(zhì)的研究方法也是拉瓦錫進行化學革命能夠取得勝利的一個重要因素,也是推勸化學發(fā)展的一個重要的科學方法。所以人們評論拉瓦錫說,“他是一個明確提出把量作為衡量尺度對化學現(xiàn)象進行實驗證明的第一個化學家”。


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