·科海无涯·

他的鼻尖碰到了真理又错过

长江日报 2026年04月14日

    陈洁 科普作家,北京理工大学副教授,著有《山河判断笔尖头》《何以科学家》等。

    □ 陈洁

    化学课上,老师都讲解过空气的成分,也会演示燃烧实验,盖上玻璃盖,酒精灯就熄灭,因为隔绝了氧气。家里油锅起火也一样,千万别泼水灭火,盖上锅盖就行了。

    这些知识,现在同学们学起来如拾贝壳一样轻松,殊不知,人类认识到它们,却经历了艰难的过程,也藏着一些令人唏嘘的人生故事。

    美国化学界的最高荣誉叫作普里斯特利奖,是为纪念化学家约瑟夫·普里斯特利。对空气和燃烧的正确理解、氧气的发现,曾是化学界的一件大事,普里斯特利是最早触及这一事实真相的科学家。遗憾的是,他两度发现了氧气,却两度与伟大的化学革命擦肩而过。

    1771年,普里斯特利在加热硝石时制出了氧气。但当时的化学界是这样理解世界的:存在着一种特殊的元素,叫燃素。含有这种元素的物质(如木、纸)可以燃烧,反之则不能(如石、铁),燃烧过程使燃素释放到空气中,物质失去燃素后,燃烧便停止了。空气是单一气体,其所含燃素的数量会影响其助燃能力,含燃素少时助燃,一旦变成“燃素饱和空气”或“燃素化空气”(氮气),就不再助燃。近百年来,这个关于燃素的理论作为化学的基本常识,被写进所有的科学普及读物和化学教科书。

    所以,普里斯特利认为自己发现的只是不含燃素的空气,他称之为“脱燃素空气”。

    1774年,他用凸透镜聚焦太阳光分解氧化汞,再次得到氧气。这一次,普里斯特利意识到这是一种单独的气体,他收集这种气体进行研究,发现了它的很多特性,如不溶于水、助燃,让人感觉舒畅等。这一次,他把这种新发现的气体形象地称为“活命空气”。

    在此之前,普里斯特利已经开始意识到,空气可能有不同的种类,而不是单一的气体。事实上,他在实验中已经发现了很多种不同的气体,如酿啤酒过程中的“固定空气”(二氧化碳)“硝石空气”(一氧化氮和二氧化氮)“笑气”(一氧化二氮)“碱空气”(氨气)“盐酸空气”(氯化氢)“燃素化空气”(氮气)等。

    他后来写了颇有影响的《论各种不同的气体》,这是他对化学学科最大的贡献。但他的探索也仅限于此。

    当他于1774年访学欧洲大陆,在巴黎拜访拉瓦锡时,化学界历史性的一幕上演了。傲慢的拉瓦锡最初只把他当业余科学家,但当他介绍并演示了氧气生成实验后,拉瓦锡马上意识到其重要性。

    在重复了普里斯特利的试验后,拉瓦锡把这种新发现的气体称作氧气(Oxygen,希腊文意为“酸素”,其中oxy的意思是“尖锐”,意味着它像一种酸,gen是“孕育”。拉瓦锡认为所有的酸都含氧)。他正确地推翻燃素学说,提出了燃烧的氧化概念。他还注意到,动物呼吸氧气便产生热,研究证明呼吸相当于人体缓慢地燃烧。

    有趣的是,第一个跳出来反对拉瓦锡的氧气和氧化理论的,正是氧气的发现者普里斯特利。反对的武器则是“作为基本真理”的燃素说。一场激烈而持久的科学论战爆发了。两人来回打笔仗,搞得化学界莫衷一是。

    后人惋惜普里斯特利“在真理碰到鼻尖时,却没有握住真理”。但在当时,毫无疑问地,他坚信自己在捍卫“百年真理”。