History of Chemistry_ Volume 1 (of 2) T. E. Thorpe 836 downloads.pdf

古腾堡计划电子书：《化学史》，第1卷（共2卷）

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书名：《化学史》，第1卷（共2卷）

作者：T. E. Thorpe

发布日期：2017年9月26日 [电子书编号#55630]
最新更新日期：2024年10月23日

语言：英语

更多信息及格式：www.gutenberg.org/ebooks/55630

致谢：由Sonya Schermann、Charlie Howard以及http://www.pgdp.net上的在线分布式校对团队共同制作（该文件是由互联网档案馆提供的图片转换而成的）。

*** 古腾堡计划电子书《化学史》，第1卷（共2卷）开始 ***

科学史

化学史

作者：爱德华·索普爵士，
C.B.、LL.D.、F.R.S.荣誉头衔获得者，
著有《历史化学论文集》《汉弗莱·戴维：诗人与哲学家》《约瑟夫·普里斯特利》等著作。

共两卷

第一卷：
从远古时代到19世纪中叶

附插图

G. P. PUTNAM’S SONS
纽约与伦敦
Knickerbocker Press出版社

1909年

版权所有，1909年，归G. P. PUTNAM’S SONS所有。

该系列书籍在伦敦由Rationalist Press Association, Limited出版社出版。

出版者的话：
《科学史》系列旨在为大众提供关于科学各分支发展历程的详细记录。每卷均由在其研究领域内被公认为权威的学者所撰写。这些书籍并非入门读物，而是深入阐述了科学各分支与人类思想演变及人类智力发展之间的关联。书中还解释了各项重大科学发现是如何产生的，以及这些发现的贡献者是谁。
每本书的页数约为200页，每卷包含12至16幅插图，其中包括发现者的肖像以及相关的示意图。此外，每卷还附有简明而全面的参考书目。以下几卷将于1909年秋季陆续出版：

《天文学史》
作者：乔治·福布斯，文学硕士、皇家学会会员、土木工程师学会会员；著有《金星凌日》等作品。

《化学史》：第一卷，公元前2000年左右至公元1850年；第二卷，公元1850年至今。
作者：爱德华·索普爵士，荣誉指挥官、法学博士、皇家学会会员，伦敦政府实验室主任；帝国理工学院化学实验室的教授兼主任；著有《应用化学词典》。

后续还将推出：
《地理学史》
作者：约翰·斯科特·凯尔蒂博士，法国地理学会、英国地理学会、美国地理学会会员，巴黎、柏林、罗马、布鲁塞尔、阿姆斯特丹等地地理学会的荣誉会员。

日内瓦等地；《地理教育报告》、《应用地理学》的作者。

《地质学史》。作者为霍勒斯·B·伍德沃德，F.R.S.、F.G.S.称号获得者，英格兰和威尔士地质调查局副局长；《英格兰和威尔士的地质情况》等书的作者。

《人类学史》。作者为A.C.哈登，M.A.、Sc.D.称号获得者，F.R.S.称号获得者，剑桥与伦敦大学民族学讲师；《人类研究、魔法与拜物教》等书的作者。

《旧约批判史》。作者为阿奇博尔德·达夫，布拉德福德联合学院希伯来语与旧约神学教授；《希伯来人的神学与伦理》、《现代旧约神学》等书的作者。

《新约批判史》。作者为F.C.康尼比尔，M.A.称号获得者，牛津大学荣誉研究员及高级讲师；英国学术院院士；吉森大学荣誉神学博士学位获得者；《启示录的古代亚美尼亚文文本》等书的作者。

今后还将推出以下主题的后续著作：
数学与力学。
分子物理学、热学、生命科学与电学。
人体生理学、胚胎学与遗传学。
声学、谐波与听觉生理学，以及光学、色彩学与视觉生理学。
心理学：分析心理学、比较心理学与实验心理学。
社会学与经济学。
伦理学。
比较语言学。
批判研究、历史研究与传说。

比较神话学与宗教科学。
对教会制度的批判。
体现在文学作品与美术中的文化、道德与思想。
逻辑学。
哲学。
教育学。

目录

第一章
页码
古人的化学知识 1
埃及——所谓的化学发源地。“化学”一词的起源。古人所知的化学技术。古人的冶金技术。中国人、埃及人、希腊人和罗马人的化学制品。

第二章
古人的化学哲学 19
古人关于物质起源与本质的种种推测。水作为最根本的原则。米利都的泰勒斯及其学说的影响力。阿那克西美尼、赫拉克利特和费雷基德斯的理论。火作为最根本的原则。火、气、水、土四种基本原理的概念。恩培多克勒将这些原理神化。柏拉图与亚里士多德。四元素学说。逍遥学派哲学对科学的影响。阿拉伯科学。摩尔人在西班牙的影响。阿那克萨哥拉、留基伯和德谟克利特的原子论思想。原子论的萌芽。

第三章
炼金术 28
希腊思想对化学发展的影响。金属转化观念的起源。炼金术信仰的哲学基础。关于金属本质的炼金术理论。哲人石概念的起源。盖伯。炼金术与占星术的关联。拉齐斯、阿维森纳。阿拉伯化学家所了解的化学过程与物质。西方炼金术士：阿尔贝图斯·马格努斯、罗杰·培根、雷蒙德·吕利、阿诺尔杜斯·维拉诺瓦努斯、约翰内斯·德·鲁佩西萨、乔治·里普利、巴兹尔·瓦伦丁。

第四章
哲人石 46
中世纪的炼金术。基督教教会将宗教与炼金术联系在一起。关于哲人石性质的种种说法。对其特性的描述及其力量。万能药、青春灵药、万能溶剂。反对炼金术的人：埃拉斯蒂乌斯、康林吉乌斯和基尔赫尔。“德国的赫尔墨斯”：鲁道夫二世。那些与炼金术士有往来的基督教王子们。某些炼金术士的命运。炼金术及隐秘学会的持续存在。培根勋爵论炼金术。

第五章
医化学 57

医化学家的理论：帕拉塞尔苏斯。
“三要素学说”：帕拉塞尔苏斯主义及其相关理论。利巴维乌斯、范赫尔蒙特、西尔维乌斯、威利斯。
医化学对科学的贡献。
医化学对技术发展的影响。
阿格里科拉、帕利西斯、格劳伯——炼金术士们所发现的化学产品。

第六章
“怀疑的化学家”：科学化学的诞生 70
皇家学会及其他科学学术机构的建立。《怀疑的化学家》一书的出现及其对炼金术理论的批判。波义耳：他的生平与性格，以及他对学术界的贡献。昆克尔、贝歇尔、梅奥、勒梅里、霍姆伯格、布尔哈夫、斯蒂芬·黑尔斯。

第七章
燃素说 91
贝歇尔提出的“肥土假说”，后来发展为燃素理论。施塔尔将燃素说从一种燃烧理论发展成一种化学理论。这一理论在18世纪最后25年里被欧洲广泛接受。著名的燃素论者有波特、马格格拉夫、舍勒——他的各项发现。杜阿梅尔、麦克尔、布莱克：他关于氧化镁的研究。人们开始认识到二氧化碳的独特性。普里斯特利：他的生平与性格，他在气体化学领域的发现，以及他对植物生命对物质性质影响的观察。

第八章
拉瓦锡与化学革命 109
燃素说的衰落。拉瓦锡：其生平与贡献。他的去世。氧元素原理。物质守恒定律。化学作为一门研究定量关系的科学。著名的反燃素论者：贝尔托莱、福克罗瓦、沃克兰、克拉普罗特、普鲁斯特。

第九章
原子理论 123
古人的原子假说。牛顿、伯格曼、拉瓦锡、里希特。化学计量学。约翰·道尔顿：其生平与性格简介。他是如何得出化学结合规律的解释的。《化学哲学新体系》。戴维和沃拉斯顿对他理论的接受。贝采利乌斯：其生平与贡献。他对化学领域的贡献。第一组精确的原子量测定结果。阿伏伽德罗。普鲁斯特的假说。

第十章
电化学的起源 140
伏打电堆。尼科尔森与卡莱尔对水的电解分解。电化学的应用

第十一章 有机化学的基石 154
尼古拉斯·勒梅里将化学分为无机化学和有机化学两大分支。19世纪初期人们对有机化合物的认识状况。动物化学。生命力学说。沃勒的尿素合成实验。有机化学就是研究碳化合物的化学。拉瓦锡、贝采利乌斯、盖–吕萨克以及泰纳尔早期尝试进行的有机分析工作。李比希。异构现象与同素异形体的发现。氰基。自由基理论。杜马与布莱的醚理论。李比希与沃勒关于苦杏仁油的论文。苯甲酰理论。本生对阿尔卡辛的研究。卡科딜。弗兰克兰发现的乙基锌。

第十二章 物理化学的兴起 170
化学与物理学的关系。热量与化学现象之间的关系。水银温度计的改进。牛顿、舒克伯格、布鲁克·泰勒、卡文迪许、布莱克。布莱克发现的潜热。

比热。拉瓦锡与拉普拉斯的实验。杜隆-珀蒂定律：其在确定原子量中的作用。化合物的比热。诺伊曼。米切尔利希对同质异形体的发现。气体动力学理论的先兆。格雷厄姆对气体扩散定律的发现。气体的液化。蒙日与克卢埃。诺斯莫尔。法拉第。了解气体单位体积的质量对于确定其分子量的重要性。杜马与盖·吕萨克的蒸汽测定方法。道尔顿与亨利的气体溶解度定律。施罗德与科普关于液体与固体体积关系的研究。液体的化学性质与其沸点之间的关联。

参考文献 183

索引 187

化学史

第一章 古代的化学

作为一门技艺，化学在基督教时代之前数千年就已经被人们所运用；而作为一门科学，则是在17世纪中叶才出现的。埃及的古老记载以及希罗多德等作家留下的描述表明，古埃及人是我们有记录以来最早掌握那些具有化学性质的工艺技术的民族。他们的祭司们精通某些化学技艺，而且在底比斯、孟菲斯和赫利奥波利斯等地的神庙中还设有化学实验室。可以推测，像祭司阶层这样的文化阶层中，总会有些好奇心强且富有创造力的人，试图探究他们所观察到的各种现象的本质与成因。不过，并没有确凿的证据表明古埃及人是以科学的精神来研究化学的，甚至也没有证据表明他们是以与迦勒底人研究天文学或数学相同的方式来进行化学研究的。他们所进行的化学操作本质上属于制造工艺，具有经验性特征，其目的也是为了实用。直到世界历史发展到较晚的阶段，才有人愿意致力于化学研究，以了解化学变化的本质，以及其发生的因果条件。

虽然我们提到古埃及人掌握了化学技艺，但并没有证据表明这些技艺确实起源于他们。中国、印度和迦勒底先后被视为各种化学相关技术工艺的发源地。不过，关于这方面的信息主要还是来自埃及的记载，或是那些明确以埃及资料为依据的著作。

我们目前所掌握的关于最早期化学过程的认知便源自于此。值得注意的是，“化学”一词源于“chemi”，即埃及的古称“黑土”。这种技艺本身也常被称为“埃及艺术”。
博尔哈夫在其《化学新方法导论》中写道（由肖与钱伯斯翻译，伦敦，1727年）：“‘化学’一词在希腊语中应写作χημíα，而在拉丁语和英语中则写作chemia和chemistry；并非通常所说的chymia和chymistry。最早使用这一词汇的作家是普鲁塔克，他生活在图密善、涅尔瓦和图拉真三位皇帝统治时期。这位哲学家在其关于伊西斯与奥西里斯的著作中提到，用该国的神圣语言来说，埃及被称为与黑眼珠相同的名字——即χημíα——由此看来，他意在表明在埃及语中‘chemia’一词的意思就是黑色，而埃及这一名称可能正是因其土壤的黑色而得来的。不过，”博尔哈夫继续说道，“这个名称的词源及其语法含义并非如此容易弄清。那些研究古史的学者们对此进行了大量探讨，不会轻易放过这个问题而不作进一步研究。有人认为它原本并非指‘黑色’，而是表示‘秘密’或‘神秘’；因此他们将其追溯到希伯来语中的‘chaman’或‘haman’，意为‘神秘之事’，其词根为‘cham’。因此，普鲁塔克指出，在同样的神圣语言中，埃及有时也被写作希腊语的χαμíα——chamia；由此可以进一步推断，这一名称源自诺亚的长子Cham，大洪水之后埃及最初是由他来定居的，而在《圣经》中，埃及也被称作Cham或Chem之地。普鲁塔克还提到，‘chaman’或‘haman’确实意味着‘秘密’，他引用了另一位古代作家梅内特斯·西博尼塔的观点，后者认为‘Ammon’和‘Hammon’都是用来指代埃及的神的；普鲁塔克借此指出，在埃及语中，任何秘密或神秘的事物都用同一个名字来表示，即ἅμμον——Hammon……最后，学识渊博的博查特也持同样的观点。”

这一名称源自阿拉伯语中的“chema”或“kema”，意为“隐藏”；此外还有一本同名的阿拉伯秘籍，名为《Kemi》。
基于这些信息，博尔哈夫得出结论：化学最初被如此命名，是因为在古代人们认为它“不应向普通民众公开，而应作为宗教秘密加以珍藏”。如果相信生活在5世纪初的帕诺波利特的佐西穆斯的说法，那么将化学视为宗教秘密确实有充分的理由——因为它源于“爱的代价”，其起源并不正当。神圣典籍中记载，天使们因对女性的渴望而向人类传授了自然界的种种奥秘，正因这种轻率行为，他们被逐出天堂，因为他们向人类传授了本不该为人所知的东西。斯卡利杰也认为：“赫尔墨斯也证实了这一点；我们所有的知识，无论是公开的还是隐秘的，都支持这一说法。”不过，那位作者指出，赫尔墨斯究竟是谁很难说，因为他的著作没有一部流传至今，而最近在意大利以“赫尔墨斯·特里斯梅吉斯图斯”的名义出版的作品显然是伪造品。
关于化学起源于“女性主义”的传说实际上比公元5世纪要古老得多，它不过是犹太作家所描述的、导致人类被逐出乐园的那个传说的变体而已。腓尼基人、波斯人、希腊人和玛吉人也流传着类似的神话。在西比拉的传说中，她要求作为回报，菲比斯不仅要给予她长久的生命，还要让她知晓那些神圣的奥秘。那些编造这些神话的教会人士详细描述了这些奥秘的内容，包括使用护身符、了解金银及宝石的知识、染色技术、画眉毛的技巧等等——事实上，这些都是各个时代的女性最想了解的奥秘。然而值得注意的是，即使在罗马帝国迁都君士坦丁堡之后，所有关于化学的记载仍然暗示，掌握化学知识是一种神圣的秘密，只有祭司阶层才能知晓，并且会严格保守。那些给夏娃贴上永恒耻辱标签的作家们，就是希望通过这种方式让整个女性群体为“知晓本不该为人所知的事物”而承担责任。

实际上，化学是由人类发明的，其发展动力与其说是对女性的喜爱，不如说是对酒的钟爱。通过发酵工艺制造酒精，很可能是最古老的化学技术。事实上，“酒”这个词本身就意味着发酵产物。《摩西五经》中记载，诺亚抵达陆地后不久便“种下了葡萄园并饮用了葡萄酒”，这一记载表明他对酒的特性早已有所了解。在西元前埃及还是罗马行省时，研究过埃及古物的狄奥多罗斯·西库卢斯指出，古埃及人认为酒的起源与奥西里斯有关。早在最初时期，酒就和面包一样被用作祭祀品。据推测，中国人早在约西元前2220年的禹帝时代就已经开始酿造葡萄酒了。而在西元前1880年，塞努沃塞雷特三世统治时期，埃及也开始生产啤酒。埃及人在染色、皮革加工以及金属和合金的制造方面技艺高超，他们还掌握了炼铁的方法，能够制造玻璃、人造宝石和珐琅。已知最古老的珐琅制品是在埃及女王阿霍特普身上发现的护身符上，而玻璃珠则早在图特摩斯三世（西元前1475年）之前就已出现。犹太人了解金、银、铜、铁、铅和锡等金属。正是通过他们以及最早从事贸易的腓尼基人，欧洲才逐渐了解到许多源自东方的先进技术产品。金属的开采与加工技术起源于远古时代，可以说，金属化学几乎与人类文明同步诞生。狄奥多罗斯·西库卢斯在埃及发现了一些传说，称金属加工技术的最初发明者就是希伯来人中的拉麦与悉拉之子图巴尔-该隐，也就是罗马人所称的伏尔坎。金无疑是人类最早使用的金属之一，因为它很可能也是最早被发现的金属。金以天然状态存在，存在于多种岩石以及河流的沙子中。它的颜色、光泽和密度很早就引起了人们的注意；而它的延展性、可塑性以及易于加工的特性，再加上其稳定性，使得金具有很高的价值。早在很久以前，人们就已经知道埃塞俄比亚和努比亚产金，当时人们已经掌握了粉碎石英和淘金的技术。

这些工艺为埃及人所采用。在可追溯至公元前2500年的埃及墓葬中，就有这些工艺的记载。埃及人使用金线进行刺绣，早在公元前2000年他们就已经掌握了镀金、包金以及镶嵌等技术。他们也使用银，而且与金一样，银也被铸造成货币。银最初被称为“白金”。现存最古老的硬币是一些银金合金，这类合金很可能是由天然含银的金矿熔合而成的，比如帕克托洛斯河中的淡金色金属。由于这种合金的颜色与琥珀相似，因此被称为电银。铜也有少量以金属状态存在，但古人所使用的铜大多是从铜矿石中提取的，因为铜矿石较为丰富且易于冶炼。埃及人也用铜来铸造货币，并将其制成各种器具和工具。早期的作家并未明确区分铜、青铜和黄铜，他们经常使用æs和χαλκός这两个词来指代它们，普林尼也是如此。《申命记》第八章第九节中“你可以从他们的山中开采黄铜”的说法显然不可能指的是铜锌合金，因为这种合金在自然界中并不存在。纯铜过于柔软，无法用于制造剑或切割工具，但铜矿石中常常含有其他金属，例如锡，这些金属能赋予铜必要的硬度，使其可以用来制造武器。这样的铜实际上属于青铜的范畴，早期的工匠们已经知道，通过选择不同的矿石，金属的性质会发生很大变化。在铜的冶金史上，直到较晚的时候人们才通过刻意添加锡来制造青铜。罗马人也大量使用铜，他们从塞浦路斯获取铜，将其称为æs Cyprium，后来则称为Cuprum，这就是化学符号Cu的由来。罗马人所说的æs也在优卑亚岛的哈尔基斯被发现，因此希腊语中表示铜的词就是χαλκός。金铜，也就是黄铜，早已为早期的铜匠所熟知，在普林尼的时代，人们是通过将铜、辰砂和木炭一起加热来制造黄铜的。

早在公元前2000年，亚述人就使用了铜金属，而埃及人则用青铜来制造镜子、花瓶、盾牌等物品。罗马人主要使用的雕像用青铜通常含有不同程度的铅。早期埃及人也知道锡的存在，这种金属似乎最初是从东印度群岛获得的，其梵文名称为Kastîra（意为“发光”），因此阿拉伯语中的锡被称为Kàsdir，希腊语中则用κασσίτερος这一名称，荷马与赫西奥德也曾使用过该词。英国的康沃尔郡有锡矿，这些锡矿是由腓尼基人从那里带去的。包括锡利群岛以及东边的较大岛屿（即英国）在内的这片岛屿群，在罗马人眼中被称为Insulæ Cassiterides。普林尼指出，锡以颗粒形式存在于冲积土中，可通过清洗的方式提取出来；但他并未描述提炼锡的方法。拉丁语中锡的名称是stannum，它也被称作plumbum album，以区别于被称为plumbum nigrum的铅。罗马人用锡来覆盖铜制容器的内部，偶尔也用它来制造镜子。埃及人对铅十分熟悉。在普林尼的时代，铅主要来自西班牙和英国的德比郡。罗马人用铅管来输送水，还用铅板作为屋顶材料。罗马人也知晓铅与锡的合金。Argentarium是由等量的铅和锡制成的；而用作焊料的tertiarium则由两份铅和一份锡组成。虽然铁如今是最重要的常见金属，但在黄金、白银和铜被发现之后很久才被广泛使用。这很可能是因为尽管铁的矿石相对丰富且分布广泛，但将其提炼成金属需要更高的技术水平及更多的工具，而早期的民族还无法做到这一点。不过，埃及人早已了解金属铁，并用它来制造剑、刀、斧头以及石凿，所用材料既有可锻铁也有钢。早在公元前2220年，中国人就已经知道钢的存在，而且他们还掌握了炼钢的方法。中国钢的质量极高，因而深受西方国家的青睐。最早

据说，那些从事炼铁工作的人应该是居住在黑海附近的查利贝斯人；钢铁的古老名称“chalybs”便源自他们，而“chalybeate”这个词也来自他们。汞早已为人所知，但没有证据表明古埃及人知道它的存在，否则希罗多德很可能会提到它。亚里士多德也了解汞，西奥弗拉斯图斯（公元前320年）描述了用朱砂制造汞的方法，并称其为“液态银”。普林尼也知晓汞的合金化工艺，他还指出汞能够轻易溶解黄金。普林尼似乎将西班牙发现的天然汞称为“argentum vivum”（活银），而将通过朱砂升华或蒸馏得到的汞称为“hydrargyrum”，汞的化学符号Hg便由此而来。古人已知许多金属化合物，并将其用作药物和颜料。通过将铜条加热至发红后再暴露在空气中，可以得到氧化铜，它们被用作腐蚀性物质。绿锈也是用与现在相同的方法制成的。普林尼描述了蓝矾，他说那些蓝色透明晶体是在悬浮于其溶液中的细丝上形成的。绿玉髓或碳酸铜则被用作绿色颜料。希腊人所说的蓝色物质“κύανος”，罗马人则称之为“cœruleum”，是通过将碱、沙子以及氧化铜混合烧制而成的。镉华或氧化锌则是通过煅烧滑石得到的，可用于治疗溃疡等病症。钼在拉丁语中被称为litharge，可外用于收敛伤口，也可用于制作石膏。罗马外科医生使用的铅石膏，在性质和制备方法上与当今使用的几乎相同。白铅也是通过将铅片置于醋烟中制成的，它被用作药物、颜料以及化妆品的原料。所谓的“Cerussa usta”很可能就是红铅。它现在的名称“minium”最初是指朱砂，即汞的红色硫化物，而朱砂常常会被红铅掺假。

朱砂原本是从非洲获取的，罗马人则从西班牙获得它。它也被用于外用药，同时是一种极为珍贵的颜料，中国人很早就知道它的价值。锑的黑色硫化物——迪奥斯科里德斯和普林尼所称的“stimmi”与“stibium”——被亚洲、希腊以及后来的西欧妇女用来染黑睫毛，如今在东方仍被如此使用。锑的各类制剂也被用于医药领域。砷的红色硫化物——亚里士多德所称的“sandarach”，以及泰奥弗拉斯托斯所称的“arrenichon”——既可用作颜料，也可用于内服或外用药物。砷的黄色硫化物，即“auri pigmentum”（雌黄），也被用于同样的目的。除了上述颜料之外，画家们还使用了各种黄色和红色的赭石，比如深红色的铁质赭石“rubrica”，以及从埃及、莱姆诺斯岛和巴利阿里群岛获得的红色赭石“sinopis”。锰的氧化物则被用作棕色颜料。白色颜料“paratonium”很可能就是海泡石。Melinum则是萨摩斯岛上发现的一种白垩。古人对靛蓝和茜草十分熟悉，也了解如何制造群青，希腊艺术家们就曾使用这种颜料。著名的“purpurissum”其实是将白垩或黏土浸入提尔紫溶液中后得到的染色剂。Atramentum指的是灯黑；阿佩莱斯则使用过象牙黑，这种颜料被称为“elephantinum”。古人的墨水是由灯黑悬浮在胶水或树胶溶液中制成的。从东方进口的“atramentum indicum”其实与中国墨水相同。古人在染色技术方面极为娴熟，甚至还掌握了印花技术。早在公元前1500年，提尔人就已经能够生产出著名的紫色染料。这种染料是从生活在地中海地区的贝类中提取的，主要是某种螺类。研究表明，提尔紫其实就是二溴靛蓝，它是通过空气和光线作用于贝类分泌的汁液而生成的。《旧约》中所提到的优质亚麻布很可能是棉花，而埃及长期以来以棉花的生产而闻名。从汤姆森引用的普林尼的这段话可以看出，埃及人显然懂得如何使用媒染剂：——“在埃及有一种出色的染色方法。人们不是用染料，而是用其他物质来给白色布料的不同部位上色。”

具有吸色特性的物质；这些物质在布料上并不可见，但当它们被浸入染料锅中时，会在染色后立即释放出来。有趣的是，尽管染缸中只有一种染料，布料上却会出现不同的颜色，而且这些颜色之后也无法被去除。

这段文字准确地描述了用茜草为棉花染色的过程：通过使用不同的媒染剂，如氧化铝、氧化铁或氧化锡等，可以从同一个染缸中获得红色、棕色和紫色等多种耐久的颜色。

玻璃早在很久以前就已为人所知。在底比斯和贝尼哈桑的遗迹上就有吹制玻璃的记载，大量玻璃由埃及通过腓尼基人出口到希腊和罗马。阿里斯托芬将玻璃称为“hyalos”，并形容其为可用于点燃火焰的美丽透明石头。埃及人则利用各种金属氧化物为玻璃着色。普林尼所说的“hæmatinon”是一种用氧化亚铜着色的红色玻璃；氧化铜则用于将玻璃染成绿色；而古代的蓝色玻璃则含有钴元素。罗马人从埃及获得的昂贵玻璃制品“vasa murrhina”很可能就是萤石，也就是德比郡矿场中所出产的蓝晶石。

陶器自古以来就有人制造，而中国人则从很早以前就开始生产瓷器。罗马人会制作砖块和瓷砖，古埃及人则使用灰浆和灰泥。

普林尼提到了肥皂，但他显然并不了解其清洁作用。肥皂似乎最早是由高卢人发明的，他们用山毛榉的灰烬和山羊的脂肪来制作肥皂，并将其作为润肤剂使用，罗马的贵族们也这么做。不过，古人也使用木灰和苏打来达到清洁效果。

淀粉、醋酸、硫磺、明矾或粗氧化铝硫酸盐、蜂蜡、樟脑、沥青、石脑油、柏油、硝石（碳酸钠）。

埃及人早已知晓普通盐和石灰，并将它们用于与今天相同的诸多用途。从这一简短的概述可以看出，古人对许多化学工艺有着相当深入的了解；不过，尽管他们必定积累了大量知识，但关于他们的操作方法以及为确保一致结果而采取的预防措施，流传至今的资料却少之又少。他们的技艺很可能是作为宝贵的秘密被严格保密，并由一代又一代的工匠传承下去。这些技艺的高手在操作过程中必然会遇到许多奇怪且令人困惑的现象，这或许会激发他们的探究精神。然而，在当时的生产条件下，科学精神难以发展，因为科学本质上依赖于信息的自由交流以及对自然现象知识的传播。此外，古代的那些杰出智者大多对工匠的工作不感兴趣——至少在希腊人和罗马人看来，工匠们大多是奴隶。哲学家们认为，体力劳动会降低思维水平。在大多数时代，神职人员都对普通人试图深入探究自然现象成因的行为持怀疑态度。由于宗教原因，早在古代就很难对自然进行科学研究。当人们将宙斯的雷电归因于云层碰撞时，雅典爆发了轩然大波。阿那克萨哥拉、阿波罗尼亚的第欧根尼、柏拉图、亚里士多德、迪亚戈拉斯和普罗塔哥拉斯都被神职人员指控犯有亵渎罪而被迫流亡。像恩培多克勒那样将自然力视为神灵的普罗狄科斯，也因不敬神明而被处死。雅典的神职阶层对科学毫无同情心，就像意大利的圣会禁止哥白尼、开普勒和伽利略的著作并将乔尔丹诺·布鲁诺送上火刑柱一样。受过教育的希腊人对观察或解释各种技术现象毫无兴趣。无论他们多么喜欢思辨，他们都不愿意进行实验，也不愿耐心积累有关物理事实的知识。柏拉图在某篇对话录中说道：“你们希腊人永远都是孩子，既不了解古代，也不了解知识的古老性！”那种虚假的亚里士多德主义的影响持续了多个世纪，甚至延续到了波义耳的时代之后。

这与科学的真正方法完全背道而驰，只有当哲学摆脱了经院哲学的束缚之后，化学作为一门科学才能得以发展。

第二章 古代的化学哲学

关于物质的起源与本质，以及影响物质的各种条件与力量的思考，在我们有记载的最古老的哲学体系中都有体现，尽管这些思考的发展程度不尽完善。从严格意义上讲，这些思考并非基于对自然现象的系统观察。不过，由于它们符合人类的理性认知，因此可以认为它们是以经验为基础的，或者至少与经验并不矛盾。所有最古老的宇宙生成论都将水视为万物的根本原理：众神皆源自奥凯阿诺斯，而他们本身正是构成世界的“元素”或原理的拟人化体现。

随着时间的推移，关于物质起源与本质的这一学说逐渐与米利都的泰勒斯联系在一起。他生活在公元前六世纪，据特土良所说，他是自然哲学家中的第一人——也就是那些以探究自然原因与现象为职业的人中的第一人。据说泰勒斯曾在埃及生活过数年，并在那里从底比斯和孟菲斯的祭司们那里学习科学知识；因此，他的宇宙论理论很可能是受到了埃及教义的影响。泰勒斯的学说能够延续24个世纪，这充分体现了人类思维对教条的执着以及对权威的敬畏。事实上，这种学说一直影响着直到18世纪末的化学研究进程，也影响了那些背景各异的哲学家们的实验工作。

范·赫尔蒙特、波义耳、布尔哈夫、普里斯特利以及拉瓦锡等人，都试图证明或反驳这一理论的正确性。事实上，范·赫尔蒙特是泰勒斯学说最坚定的支持者之一，他试图通过各种观察来证实这一学说；在当时人们对空气和水的真实性质还一无所知的情况下，这些观察结果似乎无可辩驳。其中最常被引用的，便是他对一种植物的观察——这种植物似乎仅以水作为养分来源。他描述了自己将一株重5磅的柳树种在200磅经过烘烤处理的土壤中，定期给植物浇水，五年后，这株植物的重量达到了169磅3盎司，而土壤在重新烘干后仅减少了2盎司的重量。由此可见，有164磅的木质部分、叶子、根系等似乎都是从水中产生的。直到一个多世纪之后，人们才找到解释范·赫尔蒙特实验真相的线索，这一线索最初是由英根豪斯和普里斯特利的观察提供的。

尽管在所有古代哲学体系中都存在关于某种“原始元素”或共同原理的理念，但古代哲学家们对于它的本质却并无共识。约公元前500年生活的阿那克西米尼认为那是空气，以弗所的赫拉克利特则认为那是火，而费雷基德斯则认为是土。认为某种单一的原始原理能够解释所有形式的物质以及物质世界中的各种现象，这一设想本身就存在诸多难题。早在泰勒斯时代之前，人们就已经尝试将各种属性归类为原理，并试图用这些原理来构建宇宙。将这些原理或“元素”视为可以相互转化的，其实只是一个相对简单的推理步骤。阿那克西米尼关于雨的形成理论，实际上就隐含了对这种转化可能性的认可。他认为雨是由云层凝结而成的，而云层则是空气凝结的结果。一切皆源于空气，最终也回归于空气。很早以前人们就推测水可以通过火转化为空气，这一设想源于这样一个事实：人们普遍观察到，在火或太阳热量的作用下，水会消失或转化为空气。到了中世纪，这一设想已发展成一种固定的信念。即便在18世纪末，普里斯特利也曾一度以为自己找到了这种相互转化的证明。水可以转化为土这一观念流传了二十个世纪，直到……

这一观点最终在1770年被拉瓦锡彻底推翻。将火视为最原始元素的理念，其根源可追溯到迦勒底人、斯基泰人、波斯人、帕西人以及印度人的火神或太阳神崇拜；因此，不难理解为何热量会被视为其他原始元素之前就存在的，或是与它们相关的存在。显然，恩培多克勒是第一个重新提出四种原始元素——火、气、水、土——这一明确概念的人。他认为这四种元素是彼此独立的，无法相互转化，但可以通过不同比例的混合形成各种物质。他还将这些元素神化：宙斯代表火元素，赫拉代表气元素，涅斯提斯代表水元素，艾多纽斯则代表土元素。四元素学说也被柏拉图采纳，并由亚里士多德进一步发展，这一学说也因此常与亚里士多德的名字联系在一起。作为希腊最伟大的科学思想家，亚里士多德在欧洲几乎拥有近二十个世纪的至高权威，其影响甚至延续到了波义耳之后的化学文献中，至今仍可见其痕迹。如今，那些撰写化学论文并遵循传统做法、在文章开头先阐述该领域已有研究成果的人，恐怕很少有人意识到自己其实是在遵循亚里士多德的教诲。他关于物质本质的理论记载于他的《生成与毁灭》一书中。该理论与恩培多克勒的理论的主要区别在于，他认为这四种“元素”是可以相互转化的。每种“元素”或原理都被认为具有两种性质，其中一种性质为另一种元素或原理所共有。例如：火具有热和干的性质；气具有热和湿的性质；水具有冷和湿的性质；土具有冷和干的性质。在每种原始“元素”中，都有一种性质占主导地位：火的热性大于其干性；气的湿性大于其热性；水的冷性大于其湿性；土的干性大于其冷性。这些性质的相对比例及其相互作用决定了该“元素”的特定特性。因此，如果火的干性被水的湿性所克服，就会产生气；如果气的热性被土的冷性所克服，就会形成水；如果水的湿性被火的干性所克服，就会产生土。古代的化学文献中包含许多示意图，用来说明这四种“元素”之间的转化关系。

人们常常认为，逍遥学派哲学对科学的发展起到了阻碍作用。但实际上，该学派的创始人是埃斯库拉庇乌斯的后裔，无疑也是古代最伟大、最开明的思想家之一，他完全是个理想的科学工作者。从那些被证实为真迹的著作中便可清楚地看出这一点。所谓“亚里士多德主义”的许多内容其实与亚里士多德的教诲精神毫无关联。中世纪的亚里士多德学者们主要是辩证法学家，他们几乎只关注三段论的推理形式，而对亚里士多德的体系并无真正的理解或认同。此外，许多被归于亚里士多德名下的、并因此受到尊崇的观点，其实都是伪造的。正因如此，这位大师的名声便遭到了那些自称为逍遥学派成员、但实际上并非其学说追随者或教义诠释者的人们的损害。亚里士多德认为，自然科学只能建立在事实认知的基础之上，而事实则只能通过观察和实验来确定。他以天文学为例来说明这一点：“天文学是以对天文现象的观察为基础的，所有科学或艺术领域都是如此。”因此，认为亚里士多德所倡导的哲学与科学的真正方法相悖，这种看法是错误且不公平的。

拜占庭的作家们将亚里士多德的作品传播到了埃及；7世纪时，当阿拉伯人占领了埃及后，他们便采纳了亚里士多德的体系，并将其传播到他们征服的所有地区。8世纪时，他们又将这一体系带到西班牙，在那里，随着他们对西班牙的统治，这一体系得以蓬勃发展。从9世纪到11世纪，欧洲大部分地区仍处于野蛮状态。只有西班牙的穆斯林哈里发国，在尤素福和雅各布的仁政统治下，才使科学免于消亡。科尔多瓦、塞维利亚、格拉纳达和托莱多成为西欧的主要学术中心。基督教学者如罗杰·培根，正是通过那位“卓越而伟大的哲学家”——穆斯林伊本·鲁世德（即阿威罗伊，1126–1198）——才获得了关于亚里士多德哲学体系的知识；而他们了解东方科学，则主要得益于穆斯林学者盖伯和阿维森纳的贡献。

关于物质由粒子或原子构成、而这些粒子处于持续运动状态的观点，可以在印度教中找到。

还有腓尼基哲学。阿那克萨哥拉、留基伯和德谟克利特将这一哲学传授给希腊人，而卢克莱修则将其传播给罗马人。留基伯与德谟克利特认为，世界的形成完全是由物理力量驱动的，无需任何创造性的智慧介入。根据他们的理论，原子不仅在大小上有所差异，在重量上也是如此；最小的原子也是最轻的。原子是不可穿透的，没有两个原子能同时占据同一个位置。原子之间的碰撞会使它们产生振荡运动，这种运动会传递给相邻的原子，而这些原子又会继续将运动传递给更远的原子。阿那克萨哥拉认为，每个原子都是一个微型的世界，而生物体则是由构成它的食物中的原子所组成的。植物也是生物，与动物一样具有呼吸功能，同样由原子构成。这位哲学家的思想远远超前于他所处的时代，以至于他的同胞们指责他犯有亵渎神明的罪行，他只能通过逃亡才能免于死亡。此外，关于原子之间存在相互吸引与排斥力的观点，很可能与原子这一概念本身一样古老。至少，就目前所能追溯的而言，关于原子及其运动的观念是密不可分的。此处无需详述原子学说后来的发展历程，也不必再探讨关于原子是否可分割的那些古老的形而上学争论。或许正如卢克莱修所说，最初的原子存在于极其深邃的地方；也有可能，物理意义上的原子既不是无法分割的东西，也不是可以无限分割的东西。这一在古代朦胧中被提出的理论，随着时间的推移逐渐得到完善与发展，而在现代化学领域中的应用则展现出连古代的诗人与思想家们都难以想象的精确性与和谐性。我们日后将会看到，整个科学的发展是如何在它的引领下得以推进、明晰并充满生机的。可以说，如今的化学正是对这一原始学说的巨大发展成果。

第三章 炼金术

尽管希腊人的思维方式并不利于化学作为一门科学的发展，但他们对物质本质以及各种“元素”之间相互转化可能性的思考，却无意中推动了实际化学技术的发展。这种发展源于人们试图实现哲学家们理论中的逻辑结论——即金属可以发生转化。关于金属转化的观念最早出现在最古老的哲学体系中。这是一种看似合理的学说，而且有机世界中的诸多现象也为其提供了某种支持；因此，那些容易被贪婪与对财富的渴望所驱使的人自然会接受这一观念。

有人认为，炼金术在其整个历史进程中从未拥有过任何哲学基础，其从业者从一开始就刻意利用人们的轻信与贪婪。不过，这种观点有很多可质疑之处。它既不符合历史事实，也不符合事物发展的规律。正如戴维所说：“类比往往是错误的根源。”但是，金属能够被改变——甚至可以互相转化——这一观念似乎得到了许多已知但尚未被完全理解的化学现象的支持。炼金术——也就是用其他金属制造黄金的技艺——最终被一些骗子所利用，但这并不能证明它从来就没有、也不可能拥有任何哲学基础。

物质在火、空气、水的作用下，或是由于它们之间的相互作用而发生的变化，往往极为显著，以至于那些最早研究化学过程的学者们也无法不对此感到震撼。事实上，这些变化在外在特性方面的改变——如颜色、光泽、密度等——往往比不同金属之间的差异更为明显；比如铅与锡、锡与银、黄铜与黄金之间的差异。最早的冶金学家们就已经知道，通过将铜矿石与其他矿石一起处理，或者向铜中添加其他金属，就可以得到具有某些黄金特性的金属状物质。现存最古老的化学著作据信是一份保存在莱顿大学的纸莎草文稿，其中记载了多种加工金属和合金的方法，以及模仿和伪造贵金属的技巧。文中还说明了如何利用砷让某些金属呈现白色，以及如何通过添加镉使铜变成金色。同一份文稿还描述了利用硫制剂使金属变黑的方法。这些早期学者对化学现象及化学过程的有限了解，非但不会阻碍他们对物质转化可能性的信念，反而还会促进这种信念的发展。由于当时人们还不清楚黄铜的真实性质及其与铜的确切关系，因此认为如果可以通过化学方法让黄铜具备一些黄金的特性，那么类似的化学过程或许就能让它拥有足够多的黄金特性，从而使其看起来像纯度较高的黄金，这并非毫无道理。对他们来说，就像对我们一样，在技术层面上的“完美”其实只是一个程度问题；古代冶金学家的用语在这方面与现代冶金学家的用语并无不同。

没有必要认为这些早期的尝试是出于故意的欺诈行为，就像那些故意用铅和锡的合金来冒充白银的铸币商那样。最初的炼金术士们是真心希望创造出符合他们所理解的黄金真正本质与特性的物质。实际上，关于物质转化的想法有着合理的理论基础，这一理论可以看作是对古代关于一切物质本质观念的进一步发展。

正如亚里士多德所说的“元素”是决定物质性质的属性，其程度不同便决定了物质的性质一样，金属的特定特性也取决于其中“硫”与“汞”的相对比例。这些术语并非指我们今天所理解的硫和汞，而仅仅是表示某种属性而已。汞的“本质”或“元素”赋予金属光泽、延展性、可塑性以及熔融性，简言之，就是我们所认为的金属特性；而硫的“本质”或“元素”则决定了金属在火的作用下的可燃性——或者更广泛地说，就是金属的可变性。通过调整这些构成元素的相对比例，或通过化学方法将它们中的杂质去除，人们认为可以将不同的金属相互转化。为了实现这种净化，就需要加入各种被称为“药剂”的物质，其中最重要的是“大灵药”、“哲人石”，只有借助它们才能实现向最贵重金属的最终转化。阿拉伯语中的“kímyâ”与“iksír”最初是同义词，都用来指代能够将低贱金属转化为银和金的物质。后来，“kímyâ”逐渐专指炼金术这门艺术，而“iksír”则继续用来指代实现转化的媒介。在后来的文献中，这一术语被用来指代一种液态物质——即“哲人的精髓”，由此便有了“灵药”这个词，它始终指的是液体。关于金属的复合性质及其相互关系的炼金术理论通常被认为是由盖伯提出的；不过尽管他采用了这一理论，但他明确指出它并非出自他自己之手，而是从先辈们的著作中找到的。在炼金术文献中，用于指代转化媒介的各种术语——如“哲人石”、“灵药”、“精髓”等——很可能与另一种关于金属起源的观点有关，这种观点可以追溯到很早的时期，并在整个中世纪都很盛行。古人认为，金属是在地球内部生成的，就像动植物在地球表面生成一样，而要使金属形成，就需要类似种子或精液的物质作为催化剂。

炼金术面临的最大难题就是找到那种具有转化能力的物质，因为完美金属的诞生就取决于此。这种关于金属生成的观念贯穿于整个炼金术文献之中，也解释了其中许多隐喻以及相关术语的含义。例如，炼金术士用来进行实验的炉子常被称作“哲学之卵”。

目前还无法确定炼金术究竟起源于何时何地。没有证据表明它具有某些炼金术士所宣称的那样古老的起源。奥勒乌斯·博里基乌斯认为它起源于图巴尔-该隐的时代。最早的炼金术著作很可能是由拜占庭的教会人士所写，其中一些人声称这种技艺源自埃及，甚至源自神话中的赫尔墨斯；而“赫尔墨斯式技艺”“密封处理”等术语也与化学领域的联系由此得到解释。

可以确定的是，在10世纪之前的某个时期，出现了一类专门的化学家。他们通常比那些从事技术产品制造的工匠更精通化学现象的知识，也更擅长化学操作。他们致力于寻找将普通金属转化为银和金的方法。已知最早的化学定义就与这类人的目标及工作内容有关，这一定义出自11世纪的希腊作家苏伊达斯的词典中，他将化学定义为“制造银和金的过程”。试图人工制造贵金属的尝试很可能始于阿拉伯人，他们继承了埃及人和希腊人的化学研究传统。

赫西奥德和荷马都没有提到过从其他金属中提炼黄金的技术，也没有提及“万能药”的概念。亚里士多德及其学生泰奥弗拉斯托斯同样没有涉及这些内容。普林尼也没有提到过“哲人石”，不过他讲述了一个卡利古拉的故事：出于贪婪，他试图通过蒸馏法将橙黄矿转化为黄金。“结果他确实得到了黄金，而且品质上乘，但产量极少，所需劳动力和设备也极为庞大，成本远远高于收益，因此他放弃了这一尝试。”

据博尔哈夫所述，最早提及“炼金术”这一概念的人是尤利乌斯·菲尔米库斯·马特尔努斯。他生活在君士坦丁大帝时代，在其著作《Mathesis》的第15章中谈到天体对人类的影响时指出：“如果孩子出生时月亮位于土星所在宫位，那么他就会擅长炼金术。”而最早提出金属可以转化这一可能性的人，则似乎是一位名叫埃涅阿斯·加雷乌斯的希腊神职人员，他生活在5世纪末，曾为泰奥弗拉斯托斯的著作撰写过注释。此后还有西奈的阿纳斯塔修斯、辛塞卢斯、斯特凡努斯、奥林匹奥多鲁斯等人相继提出类似观点。博尔哈夫称：“还有不少于50位希腊人也涉及这一领域，他们大多或是僧侣。”当时，炼金术似乎仅限于希腊人掌握，而在他们当中，只有那些宗教人士会撰写相关著作；由于他们极度懒惰且过着隐居生活，因此往往陷入空洞而狂热的幻想之中，这无疑给炼金术带来了极大的损害……他们的著作全都采用经院哲学的写作风格，充斥着行话、晦涩难懂的表述。

如前所述，与工业化学相区别的实验性炼金术，其起源可追溯到阿拉伯人。起初，炼金术被视为医学的一个分支，从事这一领域研究的人也都是医生，他们负责研制各种化学药物。实际上，最初人们认为炼金术的真正目的，就是后来帕拉塞尔苏斯以及医化学派所定义的那样。在哈里发们的统治下，化学研究取得了显著进展，相关文献也大量增加。8世纪化学史上最著名的人物当属阿布-穆萨-贾比尔-苏菲——也就是所谓的盖伯（生于702年，卒于765年）。据说他要么是美索不达米亚人，要么是希腊人且为基督徒，后来改信伊斯兰教，前往亚洲并掌握了阿拉伯语。据撰写过关于阿拉伯人历史的希腊人利奥·阿非利加努斯所说，盖伯的著作最初是用希腊语写成的，之后才被翻译成阿拉伯语；而“盖伯”这个意为“伟人”或“王子”的名字，也是在这次翻译之后才开始使用的。据称属于他的作品的拉丁文译本最早出现在16世纪初，英文译本则出现于1678年。根据这些记载，盖伯似乎认为所有金属都是“硫”和“汞”的化合物。

这些金属之间的差异取决于其成分的相对比例及纯度。据说他是以行星的占星学名称来区分这些金属的：黄金对应太阳，白银对应月亮，铜对应金星，铁对应火星，锡对应木星，而铅则对应土星。金属与恒星之间存在某种神秘联系这一观念是炼金术信仰的一部分，这种观念的影响至今仍可在化学领域，尤其是药学文献中找到痕迹，例如“月之腐蚀剂”、“火星制剂”、“土星溶液”之类的术语。有人认为“万能药物”的概念源自盖伯，但这很可能是对其言论的误解，实际上他可能指的是金属的转化。他曾提到一种能治愈所有麻风病的药物，但这很可能只是寓言而已。这里所说的“人”指的或许是黄金，而“麻风病患者”则指其他金属；那种药物其实就是能够实现金属转化的万能溶剂或转化剂。炼金术文献中充斥着这类寓言。贝尔特洛指出，实际上存在两位盖伯——一位通常被认为来自阿拉伯，另一位的身份尚未确定，但很可能是生活在1300年左右的西欧人。

毫无疑问，那本声称摘自梵蒂冈图书馆所藏的“古老手稿”、名为《阿拉伯国王盖伯的著作》的书，是由希罗恩·菲利普·尼切尔于1710年在法兰克福和莱比锡出版的，其实是一份伪作。

在阿拉伯炼金术史上还有其他一些重要人物，比如大约生活在925年的拉齐，全名阿布·巴克尔·穆罕默德·伊本·扎卡里亚·拉齐；以及出生于980年、死于1037年的阿维森纳，阿拉伯语名为阿布·阿里·侯赛因·伊本·阿卜杜拉·伊本·西纳。前者是波斯人，在巴格达从事医学工作，是盖伦和希波克拉底的追随者；后者则是最杰出的穆斯林医生之一，同时也是一位著作颇丰的作家，他出生于布哈拉。在科学史上，他主要因所著的《医典》而闻名，该书描述了各种药物的成分及制备方法。他至少撰写过……

有一部关于炼金术的论著，但归于他名下的其他作品很可能是伪作。罗杰·培根与阿威罗伊所提及的他的《东方哲学》已无任何痕迹留存。虽然可以肯定，盖伯及其后继者时代的炼金术士们对化学操作技术已有相当深入的了解，但在炼金术发展时期存在着大量肆意的文字伪造行为，因此早期化学家们究竟掌握了多少知识，始终难以确定。诸如蒸馏、升华、煅烧、过滤等一些常见的化学工艺，似乎为阿拉伯化学家们所熟知并经常使用；他们还制备出了许多盐类物质，如碳酸钠、明矾、氨盐、明矾石、铜盐、硼砂、硝酸银、朱砂以及腐蚀性升华物。他们似乎也了解某些矿物酸，并熟悉王水的溶解特性。通过研究炼金术相关文献，我们可以了解其原理与教义的发展历程。关于“哲人石”的记载最早出现于12世纪；在此之前，大多数希腊和阿拉伯作家仅肯定了物质转化的可能性，却并未说明实现这一转化的方法。而“万能药”与“长生不老药”则是更晚时期的产物，在13世纪之前没有任何相关记载。炼金术在中世纪极为兴盛，甚至一直延续到19世纪初。它的历史不过是人类轻信心理发展史中的漫长一章——大部分内容都是关于自我欺骗、欺诈行为的记录。在7世纪至14世纪期间，炼金术产生了大量文献，这些文献大多出自宗教人士之手；但在人工制造贵重金属、寻找万能药或长生不老药方面，炼金术却毫无成果。尽管无法划出明确的界限，但在探讨炼金术的发展历程时，将其分为帕拉塞尔苏斯之前与之后的两个时期或许较为方便，因为在他的启发与示范下，炼金术在其宣称的目标方面取得了巨大进展。而这些目标最终变得极为离谱，以至于……

由于人类的轻信，这类伪科学逐渐声名狼藉，最终因其自身的荒谬性而走向衰落。早期西方最负盛名的炼金术士之一是阿尔伯特·格罗特，又名阿尔贝图斯·马格努斯，他于1193年出生于劳因根。他是一名多明我会修士，后来成为雷根斯堡的主教，但后来辞去主教职务，回到科隆的修道院中，致力于科学研究直至1282年去世。据称他撰写了多部化学著作，这些著作的表述清晰易懂，远胜于大多数炼金术文献。他在书中描述了当时已知的化学物质的起源与主要性质，还介绍了化学家们使用的各种仪器与工艺，如水浴锅、蒸馏器等。他还提到了酒石酸氢钾、明矾、苛性碱、红铅、硫磺和砷、绿矾以及黄铁矿。

与他同时代的还有罗杰·培根，他被称作“奇迹博士”，是当时学识最为渊博的人之一。他于1214年出生于萨默塞特郡的伊尔切斯特附近，曾在牛津大学学习，之后成为修士，专注于哲学研究，并撰写了大量关于炼金术的著作。他在书中描述了可能就是火药的东西，但并无确凿证据表明是他发明了火药。在1249年之前写成的《艺术与自然的秘密》一书中，他给出了提炼硝石的方法；而在海姆上校所解读的一则谜语中，他提到可以通过“7份硝石、5份嫩榛木以及5份硫磺”来制成一种“能发出巨大声响并产生明亮闪光”的物质。他于1285年去世。

雷蒙德·卢利是培根的朋友兼学者，1225年出生于马略卡岛（也有说法是1235年），1315年在那里去世。作为方济各会成员，他在炼金术领域享有极高声誉，有许多关于炼金术及化学工艺的著作被归于他的名下。他描述了获取硝酸和王水的方法，并研究了它们对金属的作用。他还通过蒸馏法获得了酒精，并知道如何利用从酒石酸氢钾中提取的碳酸钾来使酒精脱水。他制备了多种酊剂和精油，以及多种金属化合物，如红色和白色的沉淀物。通常认为，关于“万能药物”的最初构想就出自他之手。

很难相信所有被归于吕利名下的成就真的是他那个时代的产物，因为对于一位杰出学者的弟子和追随者来说，以老师的名义来发表自己的研究成果似乎是一种常见做法——这种做法在后来也依然存在。“他们所描述的那些实验与观察结果，其实都出自后世的著作；因此，要么这些书是伪造的，要么古代的化学家们早已知晓那些被视作现代发现的事物。”（博尔哈夫）据说，吕利是为了治愈一名患有乳腺癌的少女而开始研究化学的，后来他作为传教士前往非洲，最终被用石头砸死。还有人声称，他曾应国王的命令在伦敦塔中制造黄金，并向爱德华三世提供六百万金币用于对抗异教徒。正如博尔哈夫所言：“这位杰出人物的历史实在错综复杂。”

阿诺德·维拉诺瓦努斯，又名阿尔诺·德·维勒纽夫，是法国人，据称出生于1240年。他在巴塞罗那行医，但由于其异端观点而遭到教会的仇视，不得不离开西班牙。他过著漂泊的生活，最终在腓特烈二世的庇护下定居西西里岛，并成为一位声名显赫的医生。后来，他被身处阿维尼翁的克莱门特五世召去，却在1313年因海难丧生。

约翰内斯·德·鲁佩西萨，又名让·德·拉凯泰亚德，是一名方济各会修士，生活在14世纪中叶至末期。他撰写了许多关于炼金术的论著，还描述了制造甘汞和腐蚀性升华剂的方法。他被指控从事魔法活动，于是根据英诺森六世的命令被关进监狱，最终在那里死去。他被安葬在维勒弗朗什。

乔治·里普利是英国人，也是布里德林顿的教士，他在15世纪后半期从事炼金术研究。他曾为英诺森八世在意大利工作了一段时间。回到英格兰后，他成为加尔默罗会修士，于1490年去世。与培根一样，他也被指控从事魔法活动。据蒙达努斯所说，他在炼金术方面取得了巨大成功，甚至能够为耶路撒冷的圣约翰骑士团提供大量黄金，用于抵御土耳其人的进攻。

在炼金术史上，最重要的人物之一便是巴兹尔·瓦伦丁。关于他的个人经历，我们几乎一无所知。据推测，他是一名本笃会僧侣，生活在15世纪后半期的萨克森地区；但有理由认为，那些被归于他名下的众多著作实际上出自不同人之手。马克西米利安一世试图查明其真实身份，但未能成功，后续的调查也未能取得任何进展。那些以他的名字出版的书籍最早出现在17世纪初，其中记载了大量在当时尚未广为人知的化学知识。其中最重要的是与锑及其制品相关的知识，如锑黄、阿尔加罗特粉、锑氧化物等。他似乎还了解砷、锌、铋和锰。他描述了多种汞的化合物，也知晓许多铅的盐类。他还提到了雷金石，并知道可以通过将铁浸入蓝矾溶液中来使其表面覆盖铜层。他了解绿矾以及铁和铵的双氯化物，还给出了制造许多其他金属盐的方法，比如我们现在所称的氨盐。他似乎还制备过乙醚以及乙基的氯化物和硝酸盐。

正如前文所述，有理由相信，那些被归于这些学者名下的许多著作实际上出自一些利用他们名声谋取利益的无名之辈之手。不过，那些确实可以归功于他们的成果表明，他们的理论观点有很多相似之处。他们都认为金属的转化以及哲人石的存在是无可争议的事实。他们追随盖伯的观点，认为所有金属本质上都是复合体，由汞的“元素”与不同比例的硫的“元素”结合而成。

炼金术士们是那个时代的专业化学家，其中许多人同时也是执业医师。事实上，专业化学可以说起源于医学实践。随着化学产品数量的增加以及它们在医疗领域的价值日益凸显，又出现了一派炼金术士，他们不再致力于金属的转化——尽管这一观念看似合理，但实际上根本无法实现——而是将精力投入到其他领域。

人们认识到，化学与医学的更紧密结合必将带来立竿见影的实际益处。这类学者被称为医化学家。由于他们的理论对化学的发展产生了巨大影响，因此有必要在专门章节中介绍他们及其代表人物。

第四章 哲人石

在14、15和16世纪期间，炼金术崇拜上升为一种“宗教”。人们相信物质可以转化，也相信哲人石具有各种神奇的力量，同时还相信存在能够治愈一切疾病的万能药物——炼金剂与长生不老药。炼金术之所以能获得如此地位，在一定程度上得益于罗马教会的态度。许多有声望的主教和神学家本身就是炼金术士；在基督教世界的各个修道院中，都设有类似埃及神庙中的化学实验室。据说，1557年出版的《转化之术》一书的作者就是阿维尼翁宫中的教皇约翰二十二世。不过，更重要的原因在于炼金术迎合了人类最强烈的欲望——对健康的追求、对死亡的恐惧以及对财富的渴望。它其实是一种精心设计的体系，旨在利用人性的弱点。不过需要指出的是，教会对于炼金术的态度并非始终如一地支持它。虽然有时会颁布禁令禁止炼金术活动，但为了满足基督教君主的需求，这些禁令也会被取消。将神学与神秘主义引入炼金术的，不是阿拉伯人，而是基督教的学者们。在中世纪，卢利、阿尔贝图斯·马格努斯、阿诺德·德·维勒纽夫、巴兹尔·瓦伦丁等神职人员的著作中，都可以明显看到宗教与炼金术之间的紧密联系。他们的作品中随处可见对神圣权威的呼唤。就连那些非神职的炼金术士也声称自己以雷根斯堡那位优秀主教的榜样和教诲来指导自己的生活与行为。他们被要求保持耐心、勤奋且坚持不懈，行事谨慎、沉默寡言，独自工作，避免寻求君主和贵族的青睐，并祈求神的祝福。

研磨、升华、固定、煅烧、溶解、蒸馏以及凝固等各个步骤。

尽管炼金术，至少在其衰落时期，主要是通过激发人类最原始的本能来维持发展的，因此只值得被视为科学史上的一个短暂阶段，但关于其实践者们的理念与方法的某些细节，或许仍能引起好奇读者的兴趣。首先谈谈“哲人石”的本质——那种至高无上的物质，即精髓所在。许多炼金术士声称自己曾见过并接触过它。人们通常将其描述为红色粉末。卢利用“Carbunculus”这一名称来指代它；帕拉塞尔苏斯则称其为类似红宝石的物质，透明且像玻璃一样易碎；比萨的贝里加德则认为它呈野罂粟的颜色，带有加热海盐的气味；范·赫尔蒙特则称其为类似藏红花的东西，具有玻璃般的光泽；爱尔维修斯则描述它为硫磺的颜色。最后，一位匿名作者以“卡利德”为笔名，称它的颜色可以是任何颜色——白色、红色、黄色、天蓝色或绿色。由于这种物质完全是虚构的，因此其描述自然可以有较大的灵活性。一些炼金术士认为，这种至高物质其实有两种：第一种是用于制造黄金的“至高之物”；第二种则是只能将金属提升到银阶位的“次级之物”。至于实现转化所需的量，不同人的说法也大相径庭。阿诺德·德·维勒纽夫和鲁佩西萨认为，一份“至高之物”就能将一百份贱金属转化为黄金；罗杰·培根则认为需要十万份；荷兰的艾萨克则认为需要一百万份。雷蒙德·卢利则声称，哲人石的力量如此强大，以至于用它制成的黄金甚至能够将无限大量的贱金属提升为贵金属。显然，如此强大的物质自然能够实现任何事情；因此，随着时间的推移，人们开始赋予它除转化之外的其他功能。正如布尔哈夫所推测的那样，所谓“万能药物”的概念，或许源于对盖伯所描述的六个麻风病人的寓言的过度字面化解读。无论如何，在14世纪和15世纪期间，哲人石确实被当作保持健康、延长寿命的良方而广为推荐。一旦生病，就需要将一粒哲人石溶解在足够量的优质白葡萄酒中，然后放入银制容器中，于午夜之后饮用，这样就能康复。

具体剂量需根据病情的严重程度及患者的年龄来决定。为保持健康，应在春秋两季开始时重复服用该药剂。丹尼尔·扎卡里亚斯说：“通过这种方式，人们就能享受完美的健康状态，直至生命终结。”荷兰的以撒与巴兹尔·瓦伦丁也表达了类似观点，但他们建议每月服用一次该药剂，如此便能延长寿命，“直到天王所规定的那一时刻”。不过，并非所有炼金术士在预言方面都如此谨慎。阿尔特菲乌斯认为，经过这种方法延长后的寿命为千年；而作为玫瑰十字会的成员，瓜尔多据说活到了四百岁。据记载，雷蒙德·卢利与所罗门·特里斯莫辛也借此恢复了青春。文森特·德·博韦认为，诺亚能够生育子女，必定是因为他使用了哲人石。狄金森则写了一本著作，试图证明众先祖的高寿也是由于这个秘密所致。

拥有哲人石的人不仅能获得健康与长寿，其智慧与美德也会随之提升。它既能净化金属，也能让心灵远离邪恶。它能让人们变得像亚里士多德或阿维森纳那样睿智，能减轻困境带来的痛苦，消除虚荣心、野心以及邪恶的欲望。亚当是从上帝手中得到它，所罗门也得到了它，不过注释者们对这一点感到困惑：既然他已拥有哲人石，为何还要去奥菲尔寻找黄金呢？

试图描述各种炼金术士用来制造这种珍贵物质的配方是毫无意义的。他们虽有时装作要精确说明，但实际上故意使这些配方晦涩难懂、充满谜团。正如博伊尔所说，他们几乎总是通过让配方难以被理解来避免被反驳。举一个他们的配方例子即可：“要固定水银——取若干种物质，分别为2、3和3、1；1加3等于4；3、2和1。4与3之间相差1；3减去4等于1；然后是1加1、3加4；3减去1等于2。2与3之间相差1，3与2之间也相差1。1、1、1，还有1、2、2和1，1加1等于2。那么1还是1。我就把这些都告诉你们了。”难怪在听到如此晦涩的解释后，阿诺德·德·维勒纽夫的一个学生会惊呼：“可是老师，我实在不明白。”老师则回答说，下次会解释得更清楚些。

至于那些曾被赋予这种“哲学粉末”的其他种种神奇功效，也无需赘述了——比如它能制造珍珠和宝石，或是可用于制备帕拉塞尔苏斯所发明的万能溶剂。在试图探究人类轻信心理的深处时，炼金术士们最终走到了极端。正如昆克尔所指出的，所谓“万能溶剂”的概念本身就蕴含着对其本身的否定：如果它真的能溶解一切物质，那就没有任何容器能够盛装它了。然而，博尔哈夫却说，关于这种万能溶剂的著作足以填满一整个图书馆。从16世纪后期开始，人们不断尝试揭露炼金术的荒谬之处。其反对者包括托马斯·埃拉斯提乌斯、赫尔曼·康林吉乌斯以及耶稣会士基尔彻等人。许多被他们欺骗的人，也就是那些有权势的君主和贵族，偶尔会惩罚那些无视阿尔伯特大帝的告诫、长期利用他人轻信心理行骗的人。鲁道夫二世皇帝被誉为“德国的赫尔墨斯”，他是个狂热的炼金术爱好者，在布拉格的宫殿里设有设备齐全的实验室，任何精通此道的学者都欢迎前往。费迪南德三世和利奥波德一世也是炼金术的支持者，普鲁士的腓特烈一世及其继任者腓特烈二世同样如此。事实上，在某个时期，欧洲几乎每个宫廷都有自己的炼金术士，他们享有类似宫廷弄臣或桂冠诗人的特权。这种做法带来的欺诈行为有时会导致严格的法律出台，有些国家甚至几乎无法再从事真正的化学研究。在亨利四世统治的第五年（1404年），有法令规定：“从此以后，任何人不得使用任何方法来制造黄金或白银，否则将面临重罪处罚。”据沃森所说，颁布这项法令的真正原因并非担心人们会因试图制造黄金而毁掉自己的财产，而是为了避免政府不得不向民众求助。与此同时，也有特许状授予一些人，允许他们研究所谓的“万能药物”并实现金属的转化。卡斯蒂利亚的阿方索十世，也就是《智慧之钥》的作者，也从事炼金术研究。英格兰的亨利六世和爱德华四世也与炼金术士有过交往。就连精明能干的伊丽莎白·都铎也雇佣了臭名昭著的迪博士。法国的查理七世和查理九世也是如此。

丹麦的克里斯蒂安四世与瑞典的卡尔十二世都试图借助点金石来补充他们枯竭的国库。虽然君主们最终明白了不应信任炼金术士，但炼金术士们也付出了惨痛代价，学会了不要信任君主。1575年，不伦瑞克的尤利乌斯公爵将一名女炼金术士玛丽·齐格勒林烧死，因为她未能按照承诺为他提供制金配方。大卫·本瑟为躲避萨克森选帝侯奥古斯都的怒火而自杀。1590年，布拉加迪诺在慕尼黑被巴伐利亚选帝侯处以绞刑。伦纳德·图尔内塞尔因其是帕拉塞尔苏斯最无良的追随者之一而在当时声名狼藉，他通过销售化妆品和灵药积累了大量财富，但在1584年被勃兰登堡选帝侯夺走了这些非法所得，最终在修道院中悲惨死去。米兰冒险家博里欺骗了丹麦的弗雷德里克三世，被该国王囚禁多年，于1695年在狱中去世。威廉·德·克罗赫曼则被拜罗伊特边疆伯爵处以绞刑，后者还冷笑着在他的绞刑架上刻下这样的话：“我曾经懂得如何处理汞，现在我自己也被固定住了。”1720年，赫克托尔·德·克莱滕贝格被波兰国王奥古斯都二世斩首。

并非所有赫尔墨斯主义的追随者都像那位艺术家那样谨慎或坦诚——他拒绝了鲁道夫二世的邀请，说道：“如果我是行家，就不需要皇帝；如果我不是，皇帝也不需要我。”维岑贝格修道院院长约翰·克莱蒂米乌斯写道：“虚荣、欺诈、诡计、诡辩、贪婪、虚假、谎言、愚昧、贫穷、绝望、逃亡、流放以及乞讨，这些都是炼金术的恶果。”

尽管有昆克尔、布尔哈夫、老热弗鲁瓦、克拉普罗特以及其他有影响力且声誉良好的化学家的批判，炼金术依然难以消亡。直到18世纪末，英格兰仍有其信徒，甚至还有皇家学会的会员——吉尔福德的爱德华·普莱斯博士也信奉炼金术。由于自己的骗局被揭露，他于1783年结束了自己的生命。直到19世纪初期，威斯特法伦、柯尼斯堡和卡尔斯鲁厄仍存在赫尔墨斯主义团体。生活在那个世纪的谢弗勒尔提到，他认识几个人坚信炼金术的真实性，其中包括“将军、医生、法官以及神职人员”。真是奇怪的混合体啊。

克里斯蒂安·罗森克鲁兹所信奉的炼金术、神智学、奇术以及卡巴拉主义，即便在20世纪依然有追随者。即便无法将贱金属转化为黄金，但至少从错误中也能得出真理。这是赫尔墨斯之术唯一成功实现的“转化”。犯错是人之常情。虽然炼金术作为科学史上最引人注目的谬误之一，仍具有某种研究价值，但必须承认，其一些实践者其实只欺骗了自己：尽管他们走错了路，但至少是诚实的，并且怀着对自己信仰的正确性的坚定信念来从事这项事业。虽然他们从未实现目标——即找到哲人石与生命之水——但他们的努力并非完全徒劳，因为他们的不懈探索带来了许多新的、意想不到的发现。

培根勋爵在《论科学的进步》中写道：“对各种技艺与观点的轻信也分为两种——要么是人们过分相信某些技艺本身，要么是过分相信某一领域的某些权威人物。那些更依赖想象力而非理性的科学主要有三种：占星术、自然魔法以及炼金术……炼金术就好比那个告诉儿子们自己在葡萄园里埋了黄金的人；孩子们虽然挖遍了地方也没找到黄金，但却在葡萄藤的根部翻出了肥沃的土壤，从而获得了丰收。因此，寻找黄金的努力反而催生了许多有益的发明。”

第五章 医学化学

“医学化学”这一术语指的是医学与化学发展史上的一个特定阶段。这类医生试图运用化学原理来解释生命现象。他们认为，人类的疾病源于体内异常的化学过程，而唯有通过适当的化学方法才能加以解决。虽然这一理念并非由他首创，但这一学派的最主要代表人物通常被认为是帕拉塞尔苏斯。

菲利普斯·奥雷奥卢斯·西奥弗拉斯图斯·帕拉塞尔苏斯·邦巴斯特斯·冯·霍恩海姆——这是他的全名——是个性情暴躁、粗鲁、酗酒、傲慢且毫无道德底线的人，似乎完全不具备领导一场思想革命所需的各种品质。他于1493年出生于瑞士的埃策尔，父亲是威廉·邦巴斯特斯·冯·霍恩海姆，既从事占星术实践，也研究炼金术。帕拉塞尔苏斯在年轻时就开始四处游历，从一个地方到另一个地方，从一个修道院到另一个修道院，以算命为生，有时充当庸医，有时则为军队担任外科医生。据他自己所说，他从老妇人、吉普赛人、巫师以及化学家那里获得了许多有趣的信息。如果相信他自己的描述，他在33岁之前就已经走遍了整个欧洲，甚至非洲和亚洲，在各地创造着奇迹般的治愈效果，同时也不断陷入麻烦之中。1526年，他获得了巴塞尔大学物理学教授的职位，并通过一系列讲座来宣告自己就任这一职务——这些讲座充斥着混乱的德语表达。

他使用粗俗的拉丁文，以极其激烈的言辞和前所未有的粗暴态度抨击盖伦学派的医学体系。尽管他的同行们可能对此感到愤慨，但帕拉塞尔苏斯无论有意还是无意地，都表达了普通人对那种仅依赖传统的治疗体系的厌烦情绪。在这场对权威的反抗中，他发起了一场运动；无论这场运动对医学产生了怎样的影响，最终在更有才能的人的引领下，它还是让化学从炼金术的束缚中解放出来。帕拉塞尔苏斯所做的不过是开启这一进程而已。虽然他的诸多著作表明他对当时几乎所有的化学制剂都很熟悉，而且也在实践中使用了许多这类物质，但他并没有为科学带来任何新的成果。他虽是个能力出众、才华横溢的人，却将自己的才能浪费在享乐上。他的放荡行为很快使他失去了在巴塞尔的教职；在与当地当局发生一场可耻的争执后，他逃离了那座城市，重新过上了流浪生活，最终在48岁时于萨尔茨堡悲惨地死去。由于篇幅有限，这里无法详述帕拉塞尔苏斯的哲学观点——包括他的神秘主义、神智学、泛神论，以及关于“阿凯乌斯”与“塔尔塔罗斯”的独特理论，还有他将占星术与医学相结合的观点。他的主要贡献在于强调化学的真正功能并非人工制造黄金，而是制备药物以及各种对艺术领域有用的物质。由此，化学成为了医学中不可或缺的一部分，此后大学和学校也开始将化学作为医学教育中的重要内容来教授。人们通常将帕拉塞尔苏斯视为典型的炼金术士——就像特尼尔斯、范奥斯塔德和施泰因的画作中所描绘的那种人：一个粗野又愚蠢的骗子，整天在药房和厨房之间忙碌，制作各种药剂、提取物等，然后把这些东西卖给那些和他一样无知且迷信的人。帕拉塞尔苏斯的个人经历确实为这种看法提供了依据。毫无疑问，他本质上就是个无耻的骗子，既无知又虚荣、自大。他拥有惊人的胆大妄为和肆无忌惮的傲慢态度，正是凭借这些品质，他才获得了如此大的职业成功。

从以他名字发表的著作数量来看，他无疑是一位勤奋且活跃的作家。然而，考虑到他大部分时间都处于醉酒状态，很难想象他究竟有何机会来创作这些作品。目前仅有一两部作品被确认为真品。据他的出版商奥佩里努斯所说，这些作品是他口述而成的；但从其逻辑混乱、表达晦涩、充满神秘术语以及用词不当的特点来看，它们更像是醉汉胡言乱语的产物。许多小册子及较长的著作是在他去世后才出现的，有些甚至是在数年后才出版的；并没有确凿证据表明这些作品真的是他所写。即便将它们视为伪作，但它们仍以他的名义出版这一事实，也足以说明这位非凡人物在短暂而多舛的生涯中所产生的影响与知名度。

帕拉塞尔苏斯的直接追随者——其中包括图尔内塞、多恩、塞维里努斯、杜谢纳等人——之所以出名，只是因为他们大胆地传播他的学说，并肆无忌惮地运用他的方法。他们都是激烈的反盖伦主义者，声称人类知识的精髓与完美存在于卡巴拉之中，而魔法医学的秘密则藏在《启示录》里。他们信奉最原始的泛神论：一切存在的事物都会进食、饮水并排出废物；就连矿物和液体也能吸收养分并排除无法吸收的物质。空气中居住着风之精，水中居住着水之精，地下居住着土之精，火中则居住着火之精。这样一来，就连亚里士多德所划分的元素也被赋予了生命。根据帕拉塞尔苏斯的观点，汞、硫和盐是构成一切事物——无论是物质还是非物质、可见的还是不可见的——的基本要素。对于帕拉塞尔苏斯派的人来说，以下所谓的“和谐关系”是至关重要的信仰准则：

灵魂 —— 精灵 —— 身体
汞 —— 硫 —— 盐
水 —— 空气 —— 土

人们认为卡巴拉的法则可以解释身体的功能：太阳主宰心脏，月亮主宰大脑，木星主宰肝脏，土星主宰脾脏，汞主宰肺部，火星主宰胆汁，金星主宰肾脏。黄金则被视为一种特殊的……

可用于治疗心脏疾病；月之液（银的溶液）则能治愈脑部疾病。帕拉塞尔苏斯说：“各种药物都受星辰的支配，由其指引。因此，在开药之前，应当等待天象有利的时机。”帕拉塞尔苏斯派的医生们大多是一些危险的狂热分子，他们蔑视希波克拉底、盖伦和阿维森纳的理论，肆意使用强力药物——其中很多都是金属毒物——从而造成了无数灾难。于是，一些权威机构，尤其是巴黎的医学机构，以严厉的惩罚措施禁止这些医生使用化学药物。不过，并非所有的医化学家都是无良的骗子。其中一些人确实认识到了帕拉塞尔苏斯所倡导的这一思想的真正意义与价值。

安德烈亚斯·利巴维乌斯，原名利鲍，原本也是一名医生，出生于哈勒。他最著名的作品是1595年出版的《炼金术》一书，书中记载了当时已知的各类化学知识，语言清晰易懂，与前辈们那些晦涩难懂的著作形成了鲜明对比。他是氯化锡的发现者，这种物质至今仍被称为“利巴维乌斯发烟液”；他还描述了一种制备硫酸的方法，其原理与如今工业化生产中的方法基本相同。他于1616年去世。

约翰·巴普蒂斯特·范赫尔蒙特出身于布拉班特的一个贵族家庭，1577年出生于布鲁塞尔。他在鲁汶大学学习哲学与神学之后，开始专注于医学研究，掌握了从希波克拉底到帕拉塞尔苏斯的所有医学理论。经过一段时间的游历后，他在维尔沃德的自家庄园中定居下来，一直从事实验室研究工作，直至1644年去世。范赫尔蒙特是个博学好问的人，同时也是一位哲学家。他具有神智论倾向，容易陷入神秘主义，拥有许多与帕拉塞尔苏斯相似的心理特征，但没有他的狂热与过度的自我中心主义。他将亚里士多德所提出的元素数量减少到一种，并且像泰勒斯一样认为水是一切事物的根本要素，他还通过关于植物生长的巧妙观察来支持自己的理论（见第20页）。他是第一个使用“气体”这个词的人，也意识到了气体的存在。

各种气态物质的发现，其实早于被尊为“气态化学之父”的黑尔斯——他也在许多气体现象的探索中走在前列。他对碳酸气体进行了精确描述，并将其称为“gas sylvestre”；同时指出这种气体是在葡萄酒和啤酒的发酵过程中由石灰石和钾盐产生的，也存在于生物体内及土壤中。医化学家们的理论后来由荷兰的西尔维乌斯以及英格兰的威利斯进一步传播开来。

弗朗西斯·德·勒·博埃·西尔维乌斯于1614年出生于哈瑙，后来成为莱顿大学的医学教授。他在那里一直担任教师直至1672年去世，影响力极大。他将医学视为应用化学的一个分支，而动物体内的生命活动则纯粹是化学过程。他摒弃了帕拉塞尔苏斯和范赫尔蒙特所引入的诸多神秘主义观念，通过实践使化学疗法再度流行起来。他认识到静脉血与动脉血之间的区别，也知道动脉血的红色是由空气造成的。他认为燃烧与呼吸属于类似的现象。

托马斯·威利斯于1621年出生于威尔特郡。在克里斯蒂彻奇大学求学期间，当牛津城为查理一世驻军时，他曾加入保王党军队作战。1660年，他成为莱顿大学的自然哲学教授，之后在伦敦从事医生工作。他于1675年去世，安葬在威斯敏斯特教堂。

威利斯认为所有的生命活动都是由不同类型的发酵作用引起的，而疾病则是由于发酵过程的异常所致。尽管在物质构成理论方面他仍属于帕拉塞尔苏斯学派，但他追随西尔维乌斯及其学生塔切尼乌斯的观点，将神秘主义从医学中剔除。他是一位出色的解剖学家，首次对大脑和神经进行了精确的描述。

其他著名的医化学家还包括安杰卢斯·萨拉、丹尼尔·塞纳特、图尔凯特·德·梅耶讷（后来成为詹姆斯一世的御医）、奥斯瓦尔德·克罗尔、阿德里安·范·明西赫特以及托马斯·利伯。克罗尔将硫酸钾和琥珀酸引入医学领域，而范·明西赫特则引入了酒石催吐剂。自巴兹尔·瓦伦丁时代起，尽管巴黎议会禁止使用这些药物，但化学医学家们仍一直在使用各种含锑的制剂。

医化学对科学最重要的贡献在于它推动了化学成为一门专业研究领域，从而促进了化学研究的深入发展，使得越来越多的新物质被发现。此外，对各种化学过程的更深入了解也使人们更加熟悉各种化学现象，为化学作用的一般理论奠定了基础，而后来的学者们则致力于完善这一理论。

在从16世纪初期到17世纪后半期的医化学发展时期，许多人的努力推动了化学的实用化发展，其中最著名的有冶金学家阿格里科拉、陶艺家帕利西以及技术专家格劳伯。这些人主要是实验型化学家，他们几乎不参与当时那些毫无结果的争论，而是以真正的探索者精神从事自己的研究工作，为科学带来了许多新的、经过验证的事实。

乔治·阿格里科拉于1494年出生于萨克森州的格劳豪，与帕拉塞尔苏斯是同时代人。他在莱比锡学习医学之后，便专注于冶金学和矿物学的研究，最初在约阿希姆斯塔尔进行相关研究，并发表了许多著作，这些著作长期以来一直被视为该领域的权威文献。

在他的《论金属》十二卷中，他介绍了当时人们所知道的关于矿石的开采、加工及检测方法。他描述了铜的冶炼过程以及从中提取银的方法，还介绍了获取水银的方法，以及通过盐和醋处理来净化水银的技巧。他还详细阐述了通过汞齐法提取黄金的方法，以及通过蒸馏法回收汞的方法。此外，他还描述了铅、锡、铁、铋和锑的冶炼过程，以及盐、硝石、明矾和绿矾的制造方法。

这部采用对开本格式的著作配有木刻插图，这些插图生动地展示了各种加工过程的实际情况，以及所使用的炉子、管道、风箱和工具的特征。它是16世纪最重要的一部技术著作，对冶金技术产生了深远的影响。至少从描述的内容来看……

关于欧洲的冶金工艺，这些记载显然是他亲自观察的结果。阿格里科拉曾到过矿山，详细记录了矿石分类与清洗的各种方法，并对其特性进行了精准描述。他对各种冶炼过程的描述极为详尽，显然这些都是他在亲自调查之后才整理而成的。事实上，研究冶金学是他一生的主要目标；甚至萨克森选帝侯莫里斯赐予他的养老金，他也用于从事这一研究工作。他后来成为开姆尼茨的市长，1555年在那里去世，安葬在蔡茨。

伯纳德·帕利西几乎整个16世纪都活在世。虽然他并非专业的化学家，也不属于任何特定的学派，但他是一位热心的自学实验家，同时还是一个敏锐而细致的观察者，他的发现极大地丰富了陶瓷艺术的发展。

约翰·鲁道夫·格劳伯于1604年出生于巴伐利亚的卡尔施塔特，经历了一段动荡的生活后，在64岁时于阿姆斯特丹去世。他出版了一部关于化学工艺的百科全书，其中描述了多种具有技术重要性的物质的制备方法。17世纪的大部分药典都是借鉴了他的内容，才得以记载各种药品的制造方法。他发现了硫酸——也就是他所谓的“神奇盐”，至今仍以他的名字来命名——并将它引入医学领域。

在这一时期，常见的矿物酸——硫酸、盐酸和硝酸——已成为普通的商业产品，被用于制造许多有用的产品，尤其是无机盐。还有大量的金属氧化物也被广泛使用，被应用于各种艺术领域。对于特定有机物质的了解则要有限得多。醋酸早已为人所知，但直到这一时期，人们才通过蒸馏绿锈的方式首次获得其浓缩形式。此外，还有多种醋酸盐以及某些酒石酸盐，例如苏木酸盐、罗谢尔盐或塞涅特盐，以及吐根酒石酸盐。琥珀酸和苯甲酸也被引入医学领域，而塔切尼乌斯则发现了脂肪和油的一种特征性酸——硬脂酸。当然，葡萄酒也大量被用来制作酊剂和精华液。乙醚最初被称为“甜味的硫酸油”，是由瓦莱里乌斯·科尔杜斯首次发现的。

将其与酒精混合后的物质，长期以来被称为霍夫曼滴剂，似乎曾被帕拉塞尔苏斯用作药物。

第六章

“怀疑的化学家”：科学化学的诞生

17世纪后半叶是欧洲思想发展史上的一个重要时期。当时，人类知识的几乎所有领域都弥漫着一种充满怀疑、探索与改革精神的氛围。伦敦皇家自然知识促进会、佛罗伦萨的阿卡德米亚·德尔·钦托、巴黎的皇家学院以及柏林科学院相继成立，这些机构的出现充分反映了当时的时代特征。化学不再是一种只有祭司才能知晓的神秘学问，其秘密也不再被他们严密保守。科学早已不堪经院学者的束缚，如今更对斯帕吉里斯特派的辩证法嗤之以鼻。实验主义哲学甚至成了时尚，而逍遥学派那种纯粹的演绎方法也逐渐被视为推动自然知识发展的唯一正确途径。可以说，罗伯特·波义耳首次明确地挑战了旧哲学的霸权。1661年，他出版的《怀疑的化学家》一书标志着化学史上的一个转折点。波义耳提出的那些“关于化学与物理方面的疑问与悖论”，尤其是针对那些试图证明盐、硫和汞才是万物本质原理的斯帕吉里斯特派实验方法的质疑，最终决定了“三元素说”以及帕拉塞尔苏斯学派理论的命运。

在这部著作中，波义耳试图证明：化学家们迄今为止所认为的那些元素或原理的数量，至少可以说是……

值得怀疑。他将“元素”与“原理”视为同义词，指那些构成化合物的原始而简单的物质，也是这些化合物最终可以分解成的物质。他认为，所有物质的物质本质上都是由形状和大小各异的小颗粒构成的，这些颗粒可以结合成难以再分离的小团块；多种多样的化合物可由少数几种成分生成；通过火可以从各种物质中提取出不同的物质；但火并非真正能分析物质本质的工具，因为它并不能分离出物质的原理，而只是改变其性质；而且通过火从物质中得到的某些东西并非该物质的真正或本质成分。三并不是所有复合物质通过火分解后所能得到的不同物质或元素的准确且普遍的数量，因为有些物质含有超过三种原理。土与水与盐、硫、汞一样，都属于化学原理。即便将化学原理限定为五种，也仍然过于狭隘。从动植物生长方式以及矿物和金属的分析结果来看，事实确实如此。斯帕吉里斯派的“质”的化学理论既狭隘又存在缺陷，且缺乏确定性；它基于未经证实的假设，往往多余，还经常与自然现象相矛盾。存在于物质中的“原理”不可能是决定其性质的根源，因为同一物质会表现出相反的性质。因此他得出结论：帕拉塞尔苏斯的那些元素——即“盐”、“硫”和“汞”——并非物质的最初且最简单的原理；它们最多不过是比它们更简单的颗粒或微粒的聚合体，而这些颗粒则具有体积、形状和运动等基本且普遍的属性。

罗伯特·波义耳。
此图为F.克尔斯布姆所绘，现藏于皇家学会。

罗伯特·波义耳是科克伯爵“伟大者”理查德的第十四个孩子，也是他的第七个儿子，同时还是最年幼的儿子。他于1626年出生于利斯莫尔。他在伊顿公学师从亨利·沃顿爵士接受教育，之后在欧洲大陆生活了数年，最终在多塞特郡的斯塔尔布里奇定居，并拥有那里的一处庄园。他成为了所谓“隐形学院”的成员——这是一个由那些对新兴哲学感兴趣的人士组成的小团体，他们会在伦敦彼此的家中聚会，偶尔也会在格雷沙姆学院聚首，“探讨哲学问题及相关议题”。后来这些聚会转移到了牛津，波义耳也在1654年搬到了那里居住。正是在这里，他与……一起进行了研究。

威尔金斯、约翰·沃利斯和塞思·沃德——这两位负责几何学与天文学教学的萨维利安教授；医生托马斯·威利斯，当时是基督教堂学院的学生；克里斯托弗·雷恩，当时是万灵学院的研究员；默顿学院的院长戈达德；以及三一学院的研究员拉尔夫·巴瑟斯特，后来还担任了该学院的院长——他们都致力于发展这种新哲学。他们认为，除非对各种自然物体进行大量实验，否则就无法获得任何可靠的知识。为了弄清楚这些实验会带来怎样的现象，他们以极大的努力亲自实践这种方法，然后互相分享自己的发现。这个“隐形学院”最终发展成了皇家学会，该学会于1663年获得了特许状。波义耳于1668年迁居伦敦，并于1691年12月31日在那里去世，享年65岁。

波义耳是个正直、谦逊、简朴且不事张扬的人，他是一位勤奋而真诚的科学研究者，几乎将一生都奉献给了科学事业。他的社会地位、个人榜样作用、纯洁的私生活以及他的发现所带来的声誉，使他具有巨大的影响力，这对英国的科学发展起到了极大的推动作用。他的实验工作水平极高。他将抽气机引入了英格兰，而他发明的“气动引擎”则帮助他发现了气体的许多基本性质，尤其是气体体积与压力之间的关系。他还发现了液体的沸点会随大气压力的变化而变化，解释了虹吸现象的原理，以及空气对摆锤振动和声音传播的影响。此外，他还对火焰的本质以及空气与燃烧和呼吸之间的关系进行了研究。在《流体性史》一书中，他试图说明：物体之所以看起来像流体，是因为其表面只有部分区域存在相互接触的微粒；由于这些微粒之间存在着大量空隙，它们可以轻易地相互滑动，直到遇到某个具有阻力的物体，此时它们就会紧紧贴合在该物体的表面。他认为，流体性的必要条件主要包括：构成流体的微粒尺寸要小、形状要规则、微粒之间要有空隙，同时这些微粒还会因自身的运动或某种更轻的物质在其中的流动而发生不同的运动。他所发表的著作中包含了许多经过验证的化学事实，而这些事实通常被认为是后来才被发现的。他还成功制备出了丙酮。

他研究了铅醋酸盐和石灰醋酸盐的蒸馏过程，并从木材经破坏性蒸馏后的产物中分离出了甲醇。他是最早强调研究晶体结构必要性的人之一。他认为晶体的形成证明了：各组成部分的内部运动、排列方式及位置，才是解释其外观特征变化与多样性的关键。我们课堂上使用的一些插图就是他设计的——例如，他通过用雪和盐的混合物使水结冰，从而让装满水的枪管爆裂，以此来展示冰水的膨胀力，这种结冰混合物也是他首先提出的。波义耳是第一个提出与我们现今所理解的元素概念相一致的定义的人，这一概念不同于希腊人以及那些影响医化学家理论的思想家们的观点。按照他的理解，亚里士多德所说的元素并非真正的元素，帕拉塞尔苏斯学派所提出的盐、硫、汞也并非真正的元素。他还首次明确了元素与化合物之间的关系，并区分了化合物与混合物。他复兴了原子假说，以亲和力为基础来解释化学结合现象。他认为化学家的主要任务之一就是确定化合物的性质，这一观点推动了分析方法在化学领域的应用。波义耳发现了许多定性反应，并将其用于检测各种单独存在或处于组合状态的物质。不过，波义耳对学术界最大的贡献在于他为化学带来了新的理念。从此，化学不再仅仅是医学的辅助工具，而成为一门独立的科学，其原理需要通过实验来确定；这门科学的研习目的在于发现支配相关现象的规律，进而为追求真理而探索真理本身。正如我们所见，希腊人的古老哲学已经融入了医化学家的学说之中，而现在则需将其中帕拉塞尔苏斯及其追随者所添加的神学神秘主义成分剔除掉。“那些经院学者的辩证技巧，”波义耳说道，“更多是在展现运用它们的人的聪明才智，而非真正增加那些追求真理的人的知识或消除他们的疑虑……因为在那些以直接了解真理为目标的思辨研究中，那些不能带来真正知识的东西又有什么值得感谢的呢？”

他虽能将自己的想法让我理解，却总是使用神秘莫测的术语和含糊不清的表达方式，反而让本应阐明的事情更加晦涩难懂。我不仅得努力理解他那些模棱两可的表述，还得费心去弄清他似乎想要传达的真相。博伊尔为科学注入的这种新思想，从17世纪末的化学文献风格中便可看出来——与16世纪末的文献相比，那种神秘主义和晦涩难懂的写作风格已不再被接受。

博伊尔身材高瘦，面容苍白而消瘦。他的体质虚弱，只有通过严格控制饮食和坚持规律锻炼，才能取得如此成就。尽管他有时会情绪低落，但他的性格中并无忧郁或苦行主义的倾向。他从未结过婚，不过据他的朋友约翰·埃文林所说：“每当他在女士们中间时，几乎没有哪个男人比他更风趣、更善于交谈。”

博伊尔友善、有礼貌且乐善好施，生活节制而不做作，因此深受同时代人的尊敬。人们说，他一生中从未因自己的行为冒犯过任何人。他总是保持乐观的态度，身上充满着善良的天性以及友好的性情。这些特质让他深受他人喜爱，因为他能够敏锐地感知到人类的苦难。虽然从广义上来说他属于哲学家，但他最感兴趣的还是化学——伯内特主教指出：“在研究化学时，他并没有像那些被贪婪与野心驱使的人那样。他的目的只是为了了解自然，探究万物是由何种原理构成的，以及它们是由什么组成的。”

约翰·昆克尔出生于1630年，是霍尔施泰因公爵宫廷中一名炼金术士的儿子。在为父亲工作数年后，他在劳恩堡的查尔斯和亨利公爵手下担任化学家及药剂师。之后，他进入萨克森选帝侯约翰·乔治二世的实验室工作，又在当时以医学院闻名的维滕贝格大学教授化学。随后，他接受了勃兰登堡选帝侯的邀请，负责管理柏林的玻璃厂及实验室。不过那个实验室后来被烧毁了。

随后，瑞典的查理十一世将他召到斯德哥尔摩，并封他为洛文施蒂恩男爵。他于1702年在斯德哥尔摩去世。昆克尔最重要的著作是《化学实验室》，该书在他去世后出版，以德语写成。在书中，他讲述了自己是如何掌握鲍德温所发现的磷以及布兰德所发现的磷的制造方法的——这无疑是17世纪最重要的化学发现之一，也堪称最令人瞩目的发现之一。昆克尔为将化学文献从炼金术的神秘主义与晦涩难懂之中解放出来做出了巨大贡献。他对那些炼金术士的理论嗤之以鼻，也蔑视他们的“三大基本原理”。

“我已年迈，从事化学研究已有六十年，却始终未能找到那种固定的硫，或是了解它如何构成金属的成分……此外，他们之间对于硫的种类也存在分歧。一个人的硫与另一个人的硫并非相同。对此，有人可能会说，每个人都可以随心所欲地为自己的孩子取名。我同意：如果你愿意，甚至可以把驴称为牛；但你永远无法让别人相信你的‘牛’其实就是驴。”

至于万能溶剂，他说：“关于这种伟大的天然溶剂，人们有很多讨论。有些人认为它源自拉丁语‘akali est’；另一些人则认为它来自两个德语词‘all geist’（即气体）；还有人则认为它来自‘alles est’（也就是‘一切都结束了’）。就我个人而言，我不相信范·赫尔蒙特的万能溶剂理论。我给它取了个真正的名字——‘alles Lügen heist’，或者‘alles Lügen ist’，意思就是‘全是谎言’。”

昆克尔还发现了利用卡修斯紫来制造玛瑙玻璃和红宝石玻璃的秘密——这种物质最初是由汉堡的一位名叫卡修斯的医生从黄金中提取出来的。他对发酵和腐烂现象进行了观察，认识到明矾是一种复盐；他还描述了目前修复纯银的方法，以及利用硫酸分离金银的方法。此外，他还描述了多种精油的制备方法，发现了油类中含有硬脂烯，同时还发现了亚硝基乙醚。

约翰·约阿希姆·贝歇尔是位路德教牧师的儿子，1635年出生于施派尔。由于父亲去世以及三十年战争期间家庭财产遭毁，贝歇尔在年轻时饱受贫困之苦，过着漂泊不定的生活。1666年，他成为美因茨大学的医学教授。随后他前往慕尼黑，担任欧洲最先进的实验室的负责人，但因与巴伐利亚宫廷的宰相发生争执而移居维也纳。在维也纳短暂停留后，他离开奥地利前往荷兰，并在哈勒姆定居。在那里，他向荷兰议会提议从沙丘中提取黄金；但该计划失败后，他又前往英格兰，考察了康沃尔郡的矿场。应梅克伦堡-古斯特罗公爵的邀请，他返回德国。不久之后（1682年），他在47岁时去世。贝歇尔的名字主要因他的燃烧理论而被人们铭记，正如我们将会看到的那样，这一理论后来被斯塔尔发展为燃素说——这一理论在18世纪末之前一直主导着化学领域的发展。

约翰·梅奥于1645年出生于康沃尔郡，他是一名执业医生。他之所以名垂千古，是因为他准确地识别出了空气中与燃烧、金属煅烧、呼吸以及静脉血转化为动脉血相关的物质或原理。他发现这种物质存在于硝石中，于是将其称为“spiritus igno-aëreus”或“nitro aëreust”。梅奥在34岁时去世。如果他能继续深入研究自己的发现，或许会对理论化学的发展产生重大影响。但实际上，他的贡献在当时并未受到重视，其工作的真正意义也是过了很久才被人们认识到的。

尼古拉斯·勒梅里同样出生于1645年，他撰写了《化学教程》，这是当时最优秀的教科书之一，共出版了13版，并被翻译成英语、德语、拉丁语、意大利语和西班牙语。在这本书中，他努力做到表达清晰，避免出现前人著作中的那些晦涩难懂之处。

其他哲学家关于物理原理的精彩见解或许能以其宏大的理念提升人们的思想境界，但

它们无法提供任何确凿的证明。而化学作为一门基于观察的科学，只能以那些可感知、可验证的事物为依据。

尼古拉斯·勒梅里与其子路易斯——同样也是一名化学家——不可相混。尼古拉斯·勒梅里在药物化学领域做出了诸多贡献；他的《通用药典》、《简单药物大全》以及《锑的研究》在当时的学术界都是权威著作。勒梅里曾是一名新教徒，随着《南特敕令》的废除，他逃往英格兰；后来他改信天主教，回到巴黎，重新开设了自己的药房，并于1699年入选法国科学院。他于1715年去世。

威廉·霍姆伯格于1652年出生于巴达维亚，原本打算从事法律工作，但因热爱科学，便在帕多瓦学习植物学和医学，在博洛尼亚和伦敦学习化学，在罗马学习力学和光学，在莱顿学习解剖学。在旅行过程中，他还参观了德国、匈牙利、波希米亚和瑞典的矿场。1682年，他应科尔贝尔的邀请来到巴黎，1691年成为法国科学院的成员，随后由奥尔良公爵任命为他所在实验室的负责人——该实验室当时堪称欧洲最先进的实验室之一。霍姆伯格娶了医生多达尔特的女儿为妻，她也成了一名出色的实验助手，为他的研究提供了很大帮助。他是第一个在法国公布磷的存在的人，这种元素是由汉堡的布兰德发现的；他还描述了以自己名字命名的发光盐。他对酸与碱的饱和现象进行了重要观察，并意识到二者可以以不同的比例结合。他是个勤奋的工作者，除了卡西尼之外，他是法国科学院中最活跃的成员。他于1715年9月24日去世。

或许在将化学从炼金术的束缚中解放出来的过程中，仅次于博伊尔的最重要人物就是布尔哈夫。作为物理学教授，他通过自己的教学使莱顿大学达到了极高的声誉。

赫尔曼·布尔哈夫是一位牧师的儿子，1668年出生于莱顿附近。他先后研究过神学、古典文学、数学……

他最初研究化学和植物学，后来转向医学。在赫尔德维克大学完成学业后，他开始行医。1702年，他被任命为讲师，随后又担任莱顿大学的医学教授一职，并于1714年成为该大学的校长。他作为教师的声誉遍及整个欧洲，并且一直持续提升，直至他去世。

赫尔曼努斯·布尔哈夫
莱顿大学医学、植物学、化学及实践课程的正教授。

根据T.万德拉尔的画作绘制

布尔哈夫是他那个时代最博学的人之一，不仅在科学领域，而且在历史、诗歌以及文学方面也具有极高的素养。他能用英语、法语和德语交流，还能阅读意大利语和西班牙语文献。

他能够轻松地用拉丁语进行演讲或对话，其表达极为清晰；凭借自己的表达方式、方法以及恰当的比喻，他甚至能让最复杂的概念也能为最普通的人所理解。他热爱音乐，擅长演奏多种乐器，尤其是鲁特琴。他乐于邀请音乐家到家中做客。作为医生，他获得了丰厚的财富，其中大部分用于园艺事业；他乡间宅邸的花园面积接近八英亩，里面种满了他能找到的各种异国树木，这些树木都在荷兰的气候条件下茁壮成长。

伯尔哈夫体格强健，健康状况良好，很早就习惯了持续的运动以及恶劣的天气条件。他身材较高，体态丰满。他有着较大的头部、短颈、红润的肤色、浅棕色的卷发（因为他不戴假发），面容开朗，其扁平的鼻子和天生的温和气质让人联想到苏格拉底。1738年9月23日，他在70岁时于莱顿去世。

作为化学家，伯尔哈夫最为人熟知的是他在1732年出版的《化学原理》一书——这是当时最完整、最出色的化学著作，其译本被翻译成了欧洲各主要语言。该书分为三个主要部分：第一部分探讨了化学这门学科的起源与发展，以及那些最杰出的化学家的生平事迹；第二部分也是最大的一部分，旨在基于那些已被证实的观察结果来构建一套化学体系；第三部分则汇集了与物质分析或分解相关的各种化学过程，这些内容被归类为“植物”、“动物”和“化石”三类——实际上，这也是化学开始被划分为有机化学和无机化学的起点。至于对炼金术的看法，伯尔哈夫持不可知论态度：他既不承认也不否认物质转化的可能性。在这一点上，他与牛顿和波义耳相似。事实上，波义耳对此表现得极为谨慎。

他在谈论炼金术相关话题时十分谨慎。正如肖所说，他过于睿智，不会给自然设定任何界限；他也不倾向于断言所有奇怪的现象都一定是不可能的，因为他每天都能见到各种奇异的事物，并且很清楚世界上存在着一些强大的力量，其运作规律与他所知完全不同。出于他与生俱来的谨慎态度，他常说：“那些亲眼见过这些现象的人，比那些没见过的人更应该相信它们。”他还十分谦逊，认为帕拉塞尔苏斯或赫尔蒙特或许知晓一些他不知道的物质。

博尔哈夫无疑花费了大量时间研究炼金术著作，尤其是帕拉塞尔苏斯和赫尔蒙特的著作，他反复阅读这些作品。英国皇家学会的《哲学汇刊》中记载了他对水银进行的艰苦但毫无成果的研究结果——他进行这项研究的目的是为了找到在古代金属生成理论中被认为存在于水银中的那种“生成物质”。不过，正如他所描述的那样，尽管他通过“粉碎、研磨、消化以及蒸馏”等方法来处理水银，有时还会将水银与铅、锡或金混合后再进行蒸馏，重复这样的操作多达511次甚至877次，但水银只是变得“更加明亮且更具流动性”，其形态或性质并未发生任何变化，比重也几乎没有任何提升。

斯蒂芬·黑尔斯（1677–1761）是一位才华横溢的牧师——他长期担任泰丁顿的教区牧师，几乎一生都生活在那里——同时他也是一位杰出的生理学家和发明家。他从事化学研究，对气态物质的生成进行了大量观察。他的研究成果被提交给了英国皇家学会，后来以《静态论文集》为名结集出版。在这些实验中，他使用的方法与普里斯特利后来采用的方法原理上极为相似。从他对实验的描述来看，他一定已经制备出了大量的气态物质——如氢气、碳酸、一氧化碳、二氧化硫、沼气等——但他似乎并没有系统地研究这些物质的性质，因为他认为这些只不过是空气而已，只是因某些被他视为偶然存在的物质而发生了变化。在布莱克之前，所有形式的气态物质都被视为本质上相同的——实际上，它们就是空气而已。

古人认为它是一种简单的基本物质。正是布莱克对碳酸的研究首次明确证明了气体实际上存在多种不同的类型。

第七章 燃素说

早在《怀疑的化学家》问世之前，人们就已逐渐意识到，关于物质本质的那些旧有假说既不充分又具有误导性。我们已经看到，逍遥学派的四种“元素”是如何被帕拉塞尔苏斯学派合并为三种基本物质——“盐”、“硫”和“汞”。随着化学现象被更深入地了解，那些认识到化学的范畴远不止服务于医学的化学家们认为，帕拉塞尔苏斯及其追随者所理解的这三种基本物质的概念无法被提升为一种完整的化学理论。贝歇尔虽然仍然坚持认为所有物质都是由三种基本物质构成的，但他改变了以往与这些物质相关的性质描述。根据这一新理论，所有物质都是由一种汞质性物质、一种玻璃质性物质以及一种可燃性物质按不同比例组合而成的，具体比例取决于该物质的性质。当物体被燃烧或金属被煅烧时，那种可燃性物质——即贝歇尔所说的“肥土”——就会逸散出来。

斯塔尔进一步发展了这种将燃烧与煅烧现象与化学普遍现象联系起来的尝试，并最终将其发展成一套较为完善的化学理论。只要不试图通过实验来验证这一理论的合理性，它就相当令人满意。乔治·欧内斯特·斯塔尔将贝歇尔的观点发展为燃素说，从而创造了使化学成为一门科学的理论体系。他于1660年出生于安斯巴赫，后来……

1693年，他担任哈勒大学的医学与化学教授；1716年成为普鲁士国王的御医；1734年在柏林去世。斯塔尔对实用化学几乎没有任何贡献，也没有任何新的发现与他之名相关联。他对科学的贡献在于成功地将各种化学现象进行分类，并通过一个全面的假说来对这些现象作出一致性的解释。燃素理论最初是作为燃烧理论提出的。根据这一理论，煤炭、木炭、木材、油、脂肪等物质能够燃烧，是因为它们含有可燃成分，而这种成分被认为是一种性质均匀的实体物质，被称为燃素。因此，所有可燃物质都可被视为化合物，其组成部分之一就是燃素；它们的不同性质部分取决于所含燃素的比例，部分则取决于其他成分的性质与数量。当物质燃烧时，它会释放出其中的燃素；而燃烧产生的火焰、热量和光亮，都是由于这种物质被剧烈排出所导致的。某些金属，比如锌，可以被点燃，从而产生呈白色或各种颜色的固体物质。这些固体物质因为与石灰有相似之处，所以被称为“钙质”。而铅和汞等其他金属则似乎不会燃烧；但加热后，它们会逐渐失去金属特性，转化为钙质。这一过程被称为煅烧。在燃烧或煅烧过程中，燃素会被释放出来。因此，金属本质上是化合物：它们由燃素和钙质组成，而钙质的性质决定了金属的特性。向钙质中添加燃素，就可以使金属重新生成。例如，用煤炭、木炭或木材加热锌或铅的钙质，就能再次得到金属态的锌或铅。当蜡烛燃烧时，它的燃素会转移到空气中；如果在空气供应不足的情况下燃烧，燃烧就会停止，因为空气中的燃素已达到饱和状态。呼吸也是一种燃烧现象，它有助于维持体温。其原理其实就是将体内的燃素转移到空气中。如果在密闭空间中尝试呼吸，空气中的燃素最终会达到饱和状态，呼吸也就随之停止。同样地，化学作用的各种表现也是如此。

这种变化被归因于燃素的不断进出。物质的颜色与其所含燃素的数量有关：当铅被加热时，会生成黄色物质（红丹）；再进一步加热则会产生红色物质（红铅）。人们认为，这些颜色的差异是由于释放出的燃素量不同所导致的。几乎所有与施塔尔同时代的德国学者都接受了燃素学说，尤其是马格格拉夫、诺伊曼、埃勒和波特。这一学说还传播到了瑞典，被贝格曼和谢勒所接受；传入法国后，由杜阿梅尔、鲁埃尔和马克尔等人传授；在英国，普里斯特利和卡文迪许则是这一学说的最坚定支持者。直到18世纪最后25年，随着氧气的发现，拉瓦锡才推翻了这一学说。在燃素学说盛行的时期，化学领域确实取得了许多重要进展——但这些进展并非得益于燃素学说，反而是尽管有它的存在才得以实现。事实上，在拉瓦锡出现之前，几乎没有人刻意去验证这一学说或证明其正确性。当出现新的现象时，人们固然会试图用燃素学说来解释它们，但往往无法得到令人满意的结果。实际上，即使在施塔尔的时代，就已经有一些事实难以或根本无法用他的学说来解释；这些事实要么被忽视，要么其真实含义被歪曲。尽管这些进展与燃素学说毫无关联，但由于它们发生在燃素学说盛行期间，因此现在有必要对其中较为重要的进展进行介绍。除了马格格拉夫之外，施塔尔的同时代德国学者为化学领域贡献的具有重大意义的研究成果并不多。波特于1692年出生于哈尔伯施塔特，1737年起担任柏林的化学教授，他最为人熟知的是对瓷器的研究，他首次阐明了瓷器的化学性质及其形成机制。马格格拉夫于1709年出生于柏林，是他那个时代最出色的分析学家之一。他首先明确区分了石灰和氧化铝，并最早指出植物碱（钾碱）与矿物碱（苏打）之间存在差异。他还证明了石膏、重晶石和硫酸钾在成分上具有相似性。他明确了磷酸与磷之间的关系，描述了多种制备磷酸的方法，并解释了尿液中磷酸的来源。

在那个时代的瑞典化学家中，最著名的是谢勒。卡尔·威廉·谢勒于1742年出生于施特拉尔松德。14岁时，他到哥德堡的一家药店当学徒，开始学习实验化学。之后，他在马尔默、斯德哥尔摩、乌普萨拉继续从事化学研究，最终在马拉尔湖畔的厄普辛定居，并于1786年，即43岁时在那里去世。在相对短暂的科研生涯中，谢勒便成为了当时最伟大的化学发现者。

卡尔·威廉·谢勒。图片来自斯德哥尔摩的伯耶松所创作的雕像。

他首次分离出了氯元素，并确定了锰和重晶石的独立存在。他还独立发现了氧气、氨气以及氯化氢。在无机酸方面，他也发现了氢氟酸、硝基硫酸、钼酸、钨酸以及砷酸。

在有机酸中，有乳酸、没食子酸、焦性没食子酸、草酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸、粘液酸以及尿酸。他分离出了甘油和乳糖；确定了微晶盐、硼砂和普鲁士蓝的化学性质，并制备出了氢氰酸。他还证明了石墨是一种碳的同素异形体。他发现了硫化氢、砷化氢以及以他名字命名的绿色砷颜料的化学性质。他发明了制造醚、阿尔加罗特粉、磷、甘汞以及氧化镁的新方法。他首次制得了硫酸亚铁，展示了如何通过分析方法将铁与锰分开；还描述了通过与碱性碳酸盐熔合来分解矿物硅酸盐的方法。舍勒对化学理论的贡献虽不显著，但作为发现者，他的地位极为重要。在法国的燃素论者中，我们只需提及杜阿梅尔和马克尔而已。

亨利·路易·杜阿梅尔·杜蒙索于1700年出生于巴黎。他是最早进行骨骼形成相关实验的人之一，也是最早发现钾碱与苏打之间差异的人之一。

彼得·约瑟夫·马克尔于1718年出生于巴黎。他研究了普鲁士蓝的化学性质（该物质由柏林的迪斯巴赫于1710年发现），还从事过铂的研究，撰写了当时最优秀的化学教科书之一，出版了一本化学词典，同时也是染色化学领域的权威专家。除了上述人物之外，18世纪英国在化学领域最著名的代表人物还有布莱克、普里斯特利和卡文迪许。

约瑟夫·布莱克于1728年出生于波尔多，他的父亲从事葡萄酒贸易。他曾就读于格拉斯哥大学，1756年成为该校的化学教授。1766年，他转到爱丁堡大学担任化学教授，直至1799年去世。布莱克仅发表了三篇论文，其中最重要的一篇题为《关于氧化镁、生石灰及其他碱性物质的实验》。他证明了氧化镁是一种性质不同于石灰的特殊物质：石灰是纯碱，而石灰石则是石灰的碳酸盐。他还表明氧化镁也能与碳酸结合，并解释说温和型碱与强碱的区别在于前者含有碳酸，而后者则不含。此外……

解释了石灰如何将弱碱性物质转化为强碱性物质。尽管这些事实如今已十分简单且广为人知，但它们在1755年被发现时仍引发了极大的兴趣，并成为了化学史上的一个重要里程碑。布莱克的名字与潜热和比热的发现密切相关，他还首次测定了将冰转化为水所需的热量。

约瑟夫·普里斯特利。该图像为根据福塞利的作品制作的铜版画，现由皇家学会收藏。

约瑟夫·普里斯特利出生于1733年，父亲是一名制衣工，他出生在利兹附近的菲尔德黑德。七岁时母亲去世，他由姑妈抚养，并接受非国教牧师培训，最终成为一位一神论者。他对科学产生兴趣最初是源于对电的研究，他还为此撰写了相关史籍。在利兹负责米尔山教区期间，由于住在一家酿酒厂附近，他有机会获得大量碳酸，并对其性质进行了深入研究，于是将注意力转向化学领域。他曾暂时放弃牧师职业，担任谢尔本勋爵的图书管理员及文学伙伴，与勋爵共处了七年时间。在此期间，他持续致力于化学研究，发现了许多气态物质——包括一氧化氮、氯化氢、二氧化硫、氟化硅、氨气、一氧化二氮，而从化学理论的角度来看，最重要的是氧气。普里斯特利的这些研究成果极大地推动了气态化学的发展，对化学科学的进步产生了深远影响；若由其他人来完成这些工作，化学理论的发展或许会受到影响。他最重要的科学贡献体现在《关于各种气体的实验与观察》一书中。该书不仅记载了他分离所发现气体的方法，还记录了许多有趣的观察结果，比如植物对呼吸空气的影响——表明植物的绿色部分在阳光下能够分解碳酸并将氧气重新释放到大气中。实际上，他是最早研究动植物对大气空气的特定作用，并阐明这些作用如何维持大气成分的纯净与稳定的人之一。他还开创了气体分析技术，并首次证明空气并非古人所认为的单一物质。普里斯特利还发明了苏打水，将其作为治疗坏血病的药物；此外，他还发明了所谓的气体分析装置——虽然这种装置相当简单，但却对他的科学研究起到了极大的帮助。离开谢尔本勋爵后，普里斯特利搬到了伯明翰，继续从事牧师工作。由于他的宗教和政治观点，他遭到了教会与政府的反对；1791年的暴乱中，他的房屋被毁，书籍和实验设备也被毁，生命也面临威胁。最终，他移民到了美国并在那里定居。

1804年2月6日，他在71岁时于诺森伯兰去世。
该图出自大英博物馆印刷室中亚历山大所绘的画作。
亨利·卡文迪许于1731年出生于尼斯，1810年在伦敦逝世。他可被视为最广义意义上的自然哲学家。

他几乎涉足了物理科学的各个领域。他是一位出色的天文学家和数学家，也是最早研究比热问题、改进温度计以及温度测量方法的人之一。他还测定了地球的平均密度。他对碳酸和氢气的性质进行了精确的观测，大大改进了重量分析的方法，并首次证明了大气成分的均匀性。然而，他最伟大的发现还是对水成分的确定。他是第一个证明水并非如古人所认为的那样是一种简单或基本物质，而是由氢和氧组成的化合物的人。在某些实验中，他发现由氢和氧结合而成的水具有酸性；而对这种酸性的探究则促使他发现了硝酸的成分。他是第一个对天然水进行相当精确的分析，并解释了所谓的水硬度现象的人。

可以说，在18世纪的四分之三时间里，燃素说一直主导着化学领域。尽管这一理论从根本上是错误的，且对正确理解化学现象毫无帮助，但也不能说它阻碍了化学研究的发展。人们依然继续从事化学研究，不断积累化学知识，而这一理论并未对他们产生什么影响。就连普里斯特利——或许也是施塔尔最忠实的追随者之一——也对这一教条持宽容态度；当这一理论中的矛盾逐渐显现时，他曾多次考虑放弃它。有一点他是深信不疑的，那就是施塔尔关于燃素本质的理解大错特错。燃素说对化学造成的最大危害，或许就是推迟了人们对波义耳关于元素本质观点的认可。需要记住的是，炼金术士们认为金属本质上是化合物；而波义耳则认为它们是简单物质。直到18世纪最后25年，贝歇尔、施塔尔及其追随者们仍然将金属视为化合物，认为燃素是其构成成分之一。另一方面，我们现在所知道的那些化合物——比如碱、酸以及水本身——在燃素论者看来却是简单物质。

1774年，普里斯特利发现了氧气——即所谓“去燃素空气”——并认识到它在那些原本需要用燃素来解释的化学现象中所起的作用。这一发现标志着化学史上一个时代的终结与另一个时代的开始。在介绍这个新时代之前，有必要先了解燃素学说盛行时期的化学知识状况，以及当时纯化学和应用化学领域所取得的进展。在18世纪，人们对化学所涉及的能量形式的运作机制有了更深入的了解，关于化学亲和力及其成因的观点也逐渐变得更为明确，这主要得益于博尔哈夫、伯格曼、杰弗罗伊和鲁埃尔等人的努力。人们清楚地认识到，被统称为“盐”的大量物质其实都是化合物，由两种性质相反、具有对立关系的成分构成，这两种成分通常被归类为酸和碱。在应用方面，化学也取得了显著进步。分析技术——这一术语最初是由波义耳提出的——得到了极大发展。当然，当时的分析主要是定性的；但由于波义耳、霍夫曼、马格格拉夫、谢勒、伯格曼、加恩和克朗施泰特等人的努力，某些反应和试剂被系统地用于识别化学物质，而这些试剂的高精度使用使得人们能够发现此前未知的元素。早在波义耳之前就已经出现了定量分析的雏形，但正是他进一步发展了其原理，而后又由洪贝格、马格格拉夫和伯格曼对其进行了拓展。马格格拉夫准确地测定了将普通食盐加入已知重量的银溶液中时生成的氯化银的量；而伯格曼则首次指出，通过称量经过适当处理的化合物来估算物质的含量是一种便捷的方法，因为这些化合物被认为具有均匀且恒定的成分。卡文迪许为精确的气体分析方法奠定了基础，同时各种物理仪器也被应用于化学研究之中。在波义耳之前已知的元素之外，后来又发现了磷（布兰德，1669年）、氮（卢瑟福）、氯（谢勒，1774年）、锰（加恩，1774年）、钴（布兰特，1742年）、镍（克朗施泰特，1750年）以及铂（沃森，1750年）。

重钡是由舍勒发现的，而锶则由克劳福德发现。磷酸是由波义耳发现的，其真实性质则由马格格拉夫确定；卡文迪许首次阐明了硝酸的成分。如前所述，舍勒最先分离出了钼酸和钨酸，并确认了多种有机酸的存在（第75页）。其他一些发现——比如布莱克对石灰石和白镁石的真实性质的探讨，以及它们与石灰和镁的关系；普里斯特利发现的多种气体物质；卡文迪许确定的水的复合性质——也已在前面提及。
在18世纪，得益于加恩、马格格拉夫、迪乌梅尔、雷欧米尔、马克尔、昆克尔和埃洛特的努力，技术化学也得到了极大发展；许多重要的工业工艺——例如里士满的沃德以及后来伯明翰的罗巴克所发明的硫酸制造方法，还有将普通盐转化为碱的勒布兰克工艺——也都诞生于这一时期。

第八章 拉瓦锡与化学革命

我们已经看到，在17世纪中叶这个国家发生政治动荡期间，化学领域迎来了新的发展。而在18世纪末，当法国乃至整个欧洲陷入政治危机之时，化学又获得了新的动力，走上了新的发展道路。这场化学领域的第二次革命的推动者和领袖，就是拉瓦锡——他不仅是当时最杰出的人物之一，却也成了自己同胞政治狂热的受害者。

安托万-洛朗·拉瓦锡于1743年出生于巴黎。在皇家花园里，他受到了当时最优秀的教师之一鲁埃勒的影响，而鲁埃勒也决定了他成为化学家的命运。1765年，他向科学院提交了第一篇关于石膏的论文，这篇论文的意义在于首次给出了巴黎石膏“凝固”的真正原因，以及为何过度烧制的石膏无法重新水合的解释。三年后，他成为了“国家财政公司”的成员——这家公司由一些金融家组成，国家每年支付固定费用，让他们负责征收国家的间接税。正是这种关系，使得拉瓦锡在1794年的革命中被送上断头台。与斯塔尔一样，拉瓦锡并没有发现新的物质；但同样地，他也通过打破斯塔尔所建立的哲学体系，开创了一个新的时代。人们常说，例外可以证明规则的存在。然而科学史上有许多例子表明，规则往往会被例外所打破。小小的事实就能摧毁庞大的理论，就如同小石子也能杀死巨人一般。在燃素说盛行的时期，就有过这样的例子。

这些事实并非无人知晓——至少在斯塔尔那些较为了解情况的追随者中是众所周知的。一些炼金术士已经发现，金属在煅烧过程中重量会增加而非减少。这一现象早在16世纪就已为人所知，卡丹和利巴维乌斯也曾指出过这一点。苏尔茨巴赫证明了汞也是如此，波义耳则证实了锡的情况，而雷伊则验证了铅的规律。此外，随着知识的积累，人们越来越确信：斯塔尔关于燃烧原理的最初观点——即认为燃烧涉及一种有重量的物质，他与贝歇尔一样认为这种物质属于土的性质——是站不住脚的。后来的燃素论者则认为它很可能与氢相同。但氢本身也有重量，因此种种事实似乎都表明，如果燃素真的存在的话，它应当是没有重量的。

到了18世纪后半期，人们开始更清楚地理解大气中的空气与燃烧及煅烧现象之间的关系；许多与这些现象相关的、早已被遗忘的事实又被重新提及，燃素论作为一种学说的矛盾与不足也逐渐显现出来。有三个关键因素促成了燃素论的覆灭：普里斯特利分离出了氧气；他阐明了大气空气的本质，并确认其成分之一就是氧气；最后，卡文迪许发现水是一种化合物，其成分正是氧和氢。拉瓦锡首先深刻理解了这些事实的重要性，并对它们进行了正确的解读。通过推理与实验，他明确证明了所有常见的燃烧现象都是空气中的氧气与可燃物结合的结果；煅烧则是空气中的氧气与金属结合的过程，金属因此会因结合了氧气而增加重量。水不再是一种简单物质，而是氧和氢按等量比例结合而成的。拉瓦锡的推理极为严谨，实验证据也极为充分，因此他的观点逐渐在法国得到认可。燃素论就此被彻底推翻。在拉瓦锡的启发下，一小群法国化学家——贝尔托莱、富克罗瓦、居顿·德·莫尔沃——开始着手改革化学体系，重新制定化学术语，以消除一切与燃素相关的概念。

“氧”、“氢”、“氮”这些名称，分别对应着普里斯特利所提出的“去燃素空气”、“燃素”以及“含燃素空气”。它们是由法国新化学学派创造出来的。有一段时间，该学派将“氧元素”视为与斯塔尔及其追随者所认为的“燃素”具有类似地位的东西——一种被取代的“神物”被另一种所替代。人们放弃了可燃性原理——燃素，转而接受酸性原理——氧。就像旧化学以燃素为核心一样，新化学也一度以氧为中心。由于民族偏见等原因，法国学派的观点在燃素论的发源地德国，以及瑞典和英国，并没有立即得到认可。即便这是一种思想上的革命，但其影响也尚未波及到这些国家。普里斯特利、卡文迪许和舍勒都无法接受这一新理论。不过，布莱克接受了它，并在爱丁堡教授其原理；到了世纪末，这一理论实际上已经取代了燃素论。像柯万那样曾经强烈反对这一新理论的人，最终也热情地接受了它。这一理论在德国的传播主要得益于克拉普罗特的影响。

我们还要感谢拉瓦锡，他确立了化学科学的基础原则——物质守恒定律。拉瓦锡并非第一个在化学中使用天平的人：定量化学实际上并非由他首创。事实上，博伊尔、布莱克和卡文迪许早就认识到了研究物质定量关系的重要性。然而，在他之前，还没有人如此清晰地预见到物质不可毁灭的原理，也正是通过他的教学，天平才被公认为是进行化学研究不可或缺的工具。在他英年早逝之前，他已成功地为化学界奠定了如今所遵循的基本原则。

拉瓦锡是他那个时代最杰出的人物之一，他作为哲学家的功绩得到了全欧洲的认可。可以说，在他去世时，他是18世纪化学界的领军人物。除了担任财政委员会成员之外，他还被图尔戈任命为……

他担任过火药管理机构的职务，在任期间改进了硝石的制造与提纯工艺，大大提升了火药的爆炸性能。他还出任农业委员会秘书，撰写了关于亚麻、马铃薯种植以及小麦施石灰的报告；同时制定了建立试验农场的计划，并负责农业工具的收集与分配工作。他在布勒苏瓦地区推广了甜菜的种植，还通过从西班牙引进公羊和母羊来改良羊的品种。他曾先后担任奥尔良地区的议会议员、国民议会的替补议员以及巴黎市的议员。1791年，他被任命为著名的度量衡委员会的秘书兼财务主管，该委员会后来发展出了以自然单位为基础的国际计量体系——即公制，如今已被世界上大多数文明国家所采用。他不仅是该委员会的行政官员，还参与了该计量体系的命名工作，指导确定各种物理常数，尤其是作为质量标准依据的每单位体积水的重量。最后，他在1793年被国民公会下令解散的法国科学院担任财务主管。不久之后，国民公会又下令逮捕拉瓦锡以及其他28名税务官。他们被判处在24小时内处决，其财产也被没收。宣判他们死刑的科芬哈尔宣称：“共和国不需要科学家。”就这样，在51岁的年纪，现代化学的奠基人便死于那些“人民之友”毫无理性的残酷暴行之下。他的正直品性、对公共事业的贡献、纯洁的私人生活以及卓越的科学成就——这一切都无人重视。正如拉格朗日对德朗布尔所说：“砍下这颗头颅只需一瞬间；即便花费百年时间，也难以再造就出如此杰出的人物。”

拉瓦锡与贝尔托莱特，身处巴黎索邦大学的实验室中。
在那些与拉瓦锡一起开创了当时所称的“抗炎化学”理论的人当中，最杰出的是贝尔托莱特。
克洛德-路易·贝尔托莱特于1748年出生于萨伏伊地区，接受过医学教育后成为奥尔良公爵的医生。后来他投身于化学研究，1781年被选为科学院院士，同时还担任政府专员以及法国最重要的染料制造企业戈贝兰公司的负责人。尽管他大多时候与拉瓦锡的意见一致……

拉瓦锡从未完全认同“所有酸都含有氧”这一观点。他发现了氯的漂白作用，合成了氯酸钾，并对氰酸与雷汞进行了研究。在1803年出版的《化学静力学》一书中，他批判了贝格曼和热弗鲁瓦关于化学亲和力作用的片面且不完善的观点，指出化学变化的方向会受到反应物相对比例以及反应发生的物理条件——如温度、压力等——的影响。他是最早关注所谓可逆反应这一现象的人之一，并列举了许多此类反应的实例。贝尔托莱将这一理论推得更远，甚至开始怀疑化学结合是否一定以固定且确定的比例进行；他的观点引发了他与普鲁斯特之间一场著名的争论，最终普鲁斯特取得了胜利。贝尔托莱在当时的声望极高，在本国的政治史上也发挥了重要作用。正是在法国被外国军队包围、港口被英国舰船封锁的危急时刻，凭借他的热情、智慧以及开发国内资源的才能，法国才得以免于被征服。在法国由公共安全委员会执政期间，他的生命多次面临危险；但他的诚实、真诚与勇气甚至打动了罗伯斯庇尔，使他得以摆脱大恐怖时期的威胁。他是拿破仑的密友，作为科学院的成员随同拿破仑前往埃及。他于1822年在阿尔克伊去世。1813年曾到他乡间别墅拜访过他的戴维这样评价他：“贝尔托莱是个极为友善的人；即便是作为拿破仑的朋友，他也始终善良、谦逊、坦率。他没有丝毫架子，而且风度翩翩。虽然在智力方面远不及拉普拉斯，但在道德品质上却胜过他。贝尔托莱看起来并不像是个天才，但看到拉普拉斯的面相，就会明白他其实是个非常非凡的人。”这一时期的其他著名人物还包括福克罗瓦、沃克兰、克拉普罗特和普鲁斯特。

安托万-弗朗索瓦·富克罗伊是药剂师的儿子，1755年出生于巴黎，最初以剧作家身份开始自己的职业生涯。在解剖学家维克·达齐尔的建议下，他转而从事医学研究。1784年在布丰的影响下，他接替马克尔，获得了皇家花园学院的化学教授职位。他是一位出色的教师——教学清晰、有条理且方法严谨。此外，他还具备出色的演讲天赋，并不断努力提升这一能力，最终成为当时法国最受欢迎的讲师之一。由于野心勃勃且渴望出人头地，他卷入了当时复杂的政治斗争中。在经历了一段波折起伏的职业生涯后，他在54岁时满怀怨恨与失望去世。他对科学的主要贡献在于其著作《化学知识体系》和《化学哲学》。这些著作与他的公开讲座一样，为拉瓦锡的学说在法国普及做出了巨大贡献。

路易·尼古拉斯·沃奎兰是诺曼底农民的儿子，1763年出生。少年时期，他在鲁昂担任药剂师的助手。1780年他来到巴黎，进入富克罗伊的实验室工作。实际上，以富克罗伊名义发表的许多实验成果都是沃奎兰完成的。1791年，他成为科学院院士，同时担任矿业学校的化学教授以及铸币厂的检验员，后来又成为植物园学院的化学教授。富克罗伊去世后，他便担任巴黎医学院的化学教授。沃奎兰并非理论家，但却是一位出色的实用化学家，也是当时最优秀的分析专家之一。他为晶体学家奥伊进行了大量矿物分析工作。他在西伯利亚的所谓红铅矿（铬酸铅）中发现了铬元素。他还首次证实了绿柱石中含有葡糖酸。他发明了一种分离铂族金属的方法，并对铱和锇进行了研究。他还研究了亚硫酸盐、氰酸盐和苹果酸。他在动物尿液中发现了苯甲酸；与罗比凯一起首次分离出了天冬酰胺；与布尼瓦一起发现了尿囊酸；与布永·德·拉·格朗日一起发现了樟脑酸。沃奎兰一生都致力于科学研究，除了实验室之外没有其他兴趣爱好。1822年他获得退休金，66岁时在故乡圣安德烈德埃贝尔洛去世。

马丁·海因里希·克拉普罗特于1743年出生于哈尔茨山区的韦尔尼格罗德。与沃奎兰一样，他最初也在克德林堡担任药剂师学徒。之后他前往汉诺威，最终来到柏林，在那里师从波特和马格格拉夫，并在著名化学家海因里希·罗泽以及矿物学家古斯塔夫·罗泽的父亲瓦伦丁·罗泽的指导下学习。1788年，他成为柏林科学院的成员；1809年柏林大学成立后，他被任命为化学教授。如前所述，他是德国首位采纳抗炎理论的杰出化学家。他在分析化学领域也表现突出：他发现了碲，对沥青铀矿和铀矿进行了分析，还首次揭示了铀、锆和铈的存在，他将这些元素称为“奥克罗伊塔”。他还分析了刚玉，并独立发现了钛以及他称之为铍的元素。他对许多矿物进行了大量分析，包括白云石、绿柱石、风信子石、花岗岩、橄榄石、钨矿、孔雀石、黄铁矿等等。他一直坚持工作直至74岁去世。分析化学领域欠克拉普罗特极大的恩情——他确立了前所未有的精确度标准，其诸多分析方法与成果都具有永久的价值。

约瑟夫·路易·普鲁斯特出生于1761年的昂热，他的父亲是一名药剂师。他早年跟随父亲学习化学，后在巴黎师从鲁埃尔，随后在萨尔佩特里埃医院任职。普鲁斯特是首位乘坐蒙戈尔菲耶气球与皮拉特尔·德·罗齐耶一同升空的化学家。应西班牙国王的邀请，他前往该国监督某些化学制造过程。后来他成为萨拉曼卡大学的化学教授，随后又前往马德里，在那里拥有设备齐全的实验室，用于研究西班牙的矿产资源。战争爆发后，他的工作被迫中断，他不得不离开马德里。他的实验室被彻底毁坏，那些珍贵的仪器和标本也散失无踪。在贝尔托莱特的斡旋下，拿破仑向普鲁斯特提供了一笔巨额资金，希望他能将葡萄糖的发现转化为实际应用。然而，普鲁斯特的健康状况已十分糟糕，无法承担工厂管理的工作。

他退居美因茨。君主制复辟后，他被选为法国科学院的院士，作为院士的津贴还额外获得了路易十八给的抚恤金。1826年，他在探望自己的故乡昂热时去世。普鲁斯特是如今被称为“恒定比例定律”的发现者，该定律指出：同一种物质总是由以相同比例结合在一起的相同元素构成。他是一位出色的分析学家，对多种矿物进行了大量分析；同时，他也是最早系统研究有机酸金属盐的人之一。

第九章 原子理论

19世纪初，约翰·道尔顿提出了原子理论，这一理论为化学结合的基本规律提供了简单而充分的解释，因而成为了化学史上的一个重要里程碑。

我们或许应该尽可能简扼地追溯那些最终使得化学成为一门精确科学的历程。如前所述，古人已经设想物质是由离散的微粒构成的——也就是说，物质并非连续体，而是由最基本的粒子组成，这一观点也是勒基普斯、德谟克利特和卢克莱修哲学思想的一部分。不过，尽管牛顿及其他思想家也支持这一假设，但在18世纪中叶之前它几乎没有任何科学依据。从那时起，各种化学现象逐渐被人们所发现，其中许多在最初被发现时与已有的知识并无明显关联。正是道尔顿指出，只要对这一古老学说进行扩展并给出更精确的定义，就能将这些现象联系起来并加以解释。基于化学事实的原子理论雏形，可以追溯到乌普萨拉大学化学教授托本·伯格曼的观察结果——他于1735年出生，1784年去世。他发现，某些金属的中性溶液在与其它金属接触后会生成沉淀物，而溶液的中性状态并未改变，也不会有气体产生。实际上，是一种金属在溶液中取代了另一种金属。伯格曼因此偶然发现了金属之间化学等价性的现象。不过他认为，这一现象意味着“燃素”的转移。

从一种金属到另一种金属，这一过程或许可以用来确定各种金属中燃素的相对含量。拉瓦锡在伯格曼的观察基础上进一步研究，试图证明这一方法确实能够用于测定与相同量氧气结合的各种金属的含量。不过，无论是伯格曼还是拉瓦锡，都未能真正理解我们今天所理解的“等量”概念。这一概念是在杰里迈亚·本杰明·里希特（生于1762年，卒于1807年）以及G.E.费希尔关于溶液中盐类相互作用以及酸碱结合量的研究之后才逐渐被人们理解的。里希特将测定物质结合比例的方法统称为“化学计量学”。尽管从历史角度来说，了解原子理论形成之前的各种推测与事实的顺序是很重要的，但道尔顿是否真的受到了这些因素的显著影响，这一点很值得怀疑。他是个自学成才的人，出身卑微，却极为独立且富有创造力；他习惯于依靠自己的观察和实验能力来获取事实，并凭借自身的智慧与精力来解读这些事实。约翰·道尔顿是贵格会织布工人的儿子，1766年出生于坎伯兰郡的伊格尔斯菲尔德。还在少年时期时，他就开始从事教学工作，利用业余时间通过自己的努力掌握了扎实的数学和物理科学知识。1793年，他被聘为曼彻斯特新学院的数学、自然哲学和化学教师，这所学院是一所非国教派的学校——如今已迁离沃灵顿——普里斯特利曾经在此授课。他在那里工作了六年，之后离开学院，成为私人教师，以便能更自由地从事科学研究。1800年，他成为曼彻斯特哲学学会的秘书，直至1844年去世一直担任该机构的官员。他的大部分科学研究成果都是由该学会发表的。在开始他的科学事业时，他对气象学很感兴趣；很可能正是气象学的相关问题促使他首先开始进行实验，并思考气体的物理结构。在这些观察过程中，他发现了气体热膨胀定律，现在这一定律便以他的名字而广为人知。

他通过对气体现象的观察，对气态物质的物理结构进行了思考，由此得出这样的结论：气体是由彼此之间存在斥力的粒子构成的，而且这种斥力会随着粒子中心间距的增加而减小。很可能正是通过这种方式，他认识到了原子存在的概念。他对这些原子之间化学结合规律的最初理解，似乎源于这样一个发现：当两种物质以不同的比例结合时，这些比例可以用整数的简单倍数来表示。在研究沼气与乙烯这两种碳氢化合物的成分时，他发现，在相同重量的氢元素中，乙烯中的碳元素含量是沼气中的两倍。随后他又研究了氮的氧化物，发现这些化合物中也存在类似的规律性。在1803年秋季之前，道尔顿就推测，这些规律性可以通过这样的假设来得到合理解释：物质是由具有不同大小和重量的原子构成的，但对于某种特定的物质而言，其原子的大小和重量则是恒定的；而化学结合则表现为这些原子的靠近。这一简单的假设能够解释当时已知的所有事实。它解释了物质化学成分的稳定性——这一规律最早由普鲁斯特提出，现在被表述为“定比定律”，即同一种物质总是由以相同比例结合的相同元素构成。它还解释了道尔顿所发现的另一个现象：当一种元素与另一种元素以不同比例结合时，较高的比例总是较低比例的整数倍——这一规律现在被称为“倍比定律”。此外，它还解释了里希特所预见到的一种现象：当两种物质A和B分别与第三种物质C结合时，A和B与C结合的比例，分别是A和B相互结合时比例的数值或倍数。这就是所谓的“互反比定律”。

约翰·道尔顿。
取自皇家学会所藏的B. R. 福克纳所绘的画作。

道尔顿的理论最初是由托马斯·汤姆森在其1807年出版的《化学体系》第三版中介绍给公众的；汤姆森还在同年发表在《哲学汇刊》上的关于“锶的草酸盐”的论文中运用了这一理论。道尔顿本人首次以书面形式阐述这一理论，见于他1808年出版的《新化学哲学体系》的第一部分。该书的内容此前已在伦敦皇家研究所的系列讲座中讲述过，之后又在爱丁堡和格拉斯哥再次宣讲。

他的理论阐述见于本书的第三章，标题为“关于化学合成”，该章节还配有插图及说明，其复制品见第130–131页。道尔顿提出其理论所依据的事实是无可争议的；但在他提出这些解释时，并未被所有人接受。戴维当然熟悉牛顿哲学中的原子概念，他反对道尔顿提出的“原子量”这一术语，建议使用“化合比例”这一表述；沃拉斯顿也出于类似原因，提出了“当量”这一术语，用以表示物质在化合与分解过程中所涉及的恒定数值。毫无疑问，这些术语的使用延缓了道尔顿学说被广泛接受的速度，此外还给科学界带来了混乱，正如我们将会看到的那样，这种混乱直到该世纪后半叶才得以消除。

元素类型
简单型
二元型
三元型
四元型
五元型与六元型
七元型

前页的插图中包含了一些人为设定的标记或符号，用以表示各种化学元素或基本粒子。

图示：
1. 氢，相对原子质量为1
2. 氮，相对原子质量为5
3. 碳或木炭，相对原子质量为5
4. 氧，相对原子质量为7
5. 磷，相对原子质量为9
6. 硫，相对原子质量为13
7. 氧化镁，相对原子质量为20
8. 生石灰，相对原子质量为23
9. 苏打，相对原子质量为28
10. 钾碱，相对原子质量为42
11. 锶石，相对原子质量为46
12. 重晶石，相对原子质量为68
13. 铁，相对原子质量为38
14. 锌，相对原子质量为56
15. 铜，相对原子质量为56
16. 铅，相对原子质量为95
17. 银，相对原子质量为100
18. 铂，相对原子质量为100
19. 金，相对原子质量为140
20. 汞，相对原子质量为167
21. 水分子或水蒸气分子，由1个氧原子和1个氢原子组成，二者通过强引力保持结合状态，且被认为被共同的热氛围所包围；其相对原子质量为8。
22. 氨分子，由1个氮原子和1个氢原子组成，相对原子质量为6。
23. 一氧化二氮分子，由1个氮原子和1个氧原子组成，相对原子质量为12。
24. 烯烃分子，由1个碳原子和1个氢原子组成，相对原子质量为6。

25. 一分子一氧化碳由1个碳原子和1个氧原子组成，原子量为12。
26. 一分子一氧化二氮由2个氮原子和1个氧原子组成，原子量为17。
27. 一分子硝酸由1个氮原子和2个氧原子组成，原子量为19。
28. 一分子碳酸由1个碳原子和2个氧原子组成，原子量为19。
29. 一分子碳化氢由1个碳原子和2个氢原子组成，原子量为7。
30. 一分子氧硝酸由1个氮原子和3个氧原子组成，原子量为26。
31. 一分子硫酸由1个硫原子和3个氧原子组成，原子量为34。
32. 一分子硫化氢由1个硫原子和3个氢原子组成，原子量为16。
33. 一分子酒精由3个碳原子和1个氢原子组成，原子量为16。
34. 一分子亚硝酸由1分子硝酸与1分子一氧化二氮组成，原子量为31。
35. 一分子乙酸由2个碳原子和2个氢原子组成，原子量为26。
36. 一分子氨硝酸盐由1分子硝酸、1分子氨以及1分子水组成，原子量为33。
37. 一分子糖由1分子酒精与1分子碳酸组成，原子量为35。

道尔顿对原子相对质量的估算，或者用戴维的话来说，即这些原子结合比例的数值，显然只是对真实值的粗略近似。这一现象部分是由于实验数据不足，部分则是由于人们无法确定构成化合物的各原子的具体数量。无论是道尔顿还是他的后继者，都没有任何合理且一致的方法来确定这一点。人们对于化合物组成的理解决定了应采用其组成元素原子量值的何种倍数或分数倍。由于在许多情况下道尔顿没有明确的依据可供参考，他便采用了最简单的假设；但这些假设可能正确，也可能错误；后续的实践也表明，在某些情况下这些假设确实是错误的。

不过，人们普遍认为，这些原子量、结合比例或等价值——尽管当时人们对这些术语的使用并不统一——属于极为重要的化学常数，对于需要利用它们进行定量分析的化学家而言至关重要，而对于那些需要依靠这些数值来合理开展生产活动的工业化学家来说也同样重要。

因此，在道尔顿的理论提出后不久，就有许多化学家试图以尽可能精确的方式确定这些数值。其中最著名的是瑞典化学家贝采利乌斯，正是他提供了诸多原子量的估算值，这些数值长期以来被视为定量分析的典范，也使他成为了当时最伟大的分析化学大师。约恩斯·雅各布·贝采利乌斯出生于1779年，父亲是一名教师，他出生在瑞典东哥特兰地区的林雪平附近。他原本打算学习医学，但在阿夫泽利乌斯的影响下——或者更确切地说，尽管有他的反对——他转而研究化学，后来又开始研究当时还处于起步阶段的伏打电学。在担任过医学、药学、物理学和化学等领域的教师之后，他在1808年被选为瑞典科学院的院士，并于1810年成为该学院的院长。1818年，他出任该学院的常任秘书，由于获得了年度资助，他得以全身心投入实验科学研究。1818年他被封为贵族，1835年在结婚时又被授予斯堪的纳维亚王国的男爵头衔。他于1848年去世。在化学史上，贝采利乌斯占据着举足轻重的地位，他一生中的大部分时间都以其作为化学哲学家的权威地位而令人难以挑战。他既是出色的实验者，也是伟大的发现者、批判者和诠释者，同时还是一位法则的制定者。他对化学知识的贡献涵盖了这一学科的各个领域。他与戴维共同奠定了电化学的基本定律。他关于元素原子量的实验研究——这是他一生中最重要的工作——在化学发展的那个阶段具有极其重要的意义：它不仅使道尔顿的概括更加精确，提升了其价值，而且还首次为化学家们提供了一组以当时所能达到的最高精度测得的常数，从而推动了定量分析的发展，也让人们能够更准确地了解物质的组成。事实上，贝采利乌斯是一位一流的分析师——他做事认真、耐心且细致；他善于操作实验设备，富有创造力且足智多谋。分析化学之所以能取得如此成就，离不开他的辛勤努力，更离不开他的榜样作用。

仅通过最粗略地研究上世纪前三分之一的相关文献，就能显而易见地看出这一点。作为发现者，贝采利乌斯首先揭示了铈（1803年）、硒（1818年）和钍（1828年）的存在；他还制备并研究了大量由这些元素构成的化合物。他分离出了硅（1823年）、锆（1824年）和钽（1824年），并研究了由其同胞塞夫斯特伦发现的钒的化合物。他在硫取代氧所形成的物质类别方面极大地拓展了我们的知识；同时研究了氟（1824年）、铂（1828年）和碲（1831–1833年）的化合物，并对多种矿物、陨石及矿泉水进行了大量分析。他还发现了外消旋酸，并研究了铁氰化物。正是通过对与酒石酸具有相同成分比例的外消旋酸的研究，他首次提出了“异构现象”这一概念——这一术语便源自他的研究；此外他还提出了“变晶现象”和“聚合现象”。他是第一个研究接触作用现象的人，并将这种现象归类为催化作用。

约翰斯·雅各布·贝采利乌斯。
取自J.G.桑德伯格的画作。

作为作家，他的文学创作成就极为惊人。他所创立的矿物学新体系为该学科的发展奠定了新的基础。他所编写的化学教科书长期被视为权威教材，历经多次修订。他关于物理学与化学进展的年度报告共27卷，充分体现了他的勤奋、严谨、敏锐以及批判性思维能力。

尽管没有担任过大学教职，而且实验室的条件也极为简陋，但贝采利乌斯作为教师仍产生了巨大的影响力。近代一些最杰出的化学家都曾受到他的影响。

海因里希和古斯塔夫·罗泽、杜隆、米切尔利希、沃勒、克里斯蒂安·格梅林以及莫桑德等人都是他的学生；他们中的许多人都称赞他作为自然研究者所具有的卓越能力，以及他作为一位值得尊敬且友善的人所展现出的优秀品质。道尔顿的猜想之所以合理，还因为1808年盖-吕萨克的发现——气体总是以简单的体积比例相互结合，而且在相同的温度和压力条件下测得的生成气体的体积与各组成气体的体积之间存在简单的关系。波义耳发现的压强定律、道尔顿发现的热膨胀定律以及盖-吕萨克发现的体积定律（需要指出的是，这些定律其实早先已被道尔顿独立发现），都可以用“相同体积的气体中包含相同数量的粒子——无论是单个粒子还是复合粒子”这一假设来解释。这种解释方法最早是由意大利物理学家阿伏伽德罗在1811年明确提出的，但正如后来所看到的那样，其重要性直到半个世纪后才被人们认识到。随着原子量数值逐渐变得更加精确，人们开始思考这些数值之间存在的规律究竟意味着什么。1815年，威廉·普劳特提出了一种假设：气体元素的原子量都是氢原子量的整数倍。如果将这一假设推广开来，就可以认为所有物质其实都是某种原始物质的多种形态。后续的研究表明，普劳特提出的这一“定律”在其最初形式下是站不住脚的——因为有某些元素的原子量并非整数。杜马在重新测定大量元素的原子量之后对这一定律进行了修正，他认为那些所谓元素所共有的那种物质的原子量小于1。尽管有许多元素的原子量根据最精确的测定结果来看非常接近整数，但斯塔斯等人的研究并未提供任何有效证据来支持普劳特的假设及其背后的理论。

第十章 电化学的起源

19世纪的第一个年份因伏打电堆的发明而备受瞩目，威廉·尼科尔森与安东尼·卡莱尔爵士还将这一发明用于水的电解分解实验。这种将水分解为各组成成分的方法在当时引起了巨大轰动，主要是因为其实现方式极为独特。它提供了一种完全不同于以往测定水成分方法的独立且出人意料的证据，从而证明了水的复合性质。通过氢气燃烧来生成水的方法，并未能让像普里斯特利这样的坚信“燃素说”的学者信服；甚至有人怀疑卡文迪许是否真正理解了自己这一伟大发现的真正意义。然而，通过这种方法得到的分析结果与卡文迪许和拉瓦锡通过合成实验得到的结果完全一致，这只能有一种解释。可以说，这一重大发现彻底导致了“燃素说”的覆灭。

伏打电堆作为分析工具的价值，在英国得到了最迅速的认可。在汉弗莱·戴维的手中，它被用于碱类和碱土金属的分析，从而带来了许多重大发现。汉弗莱·戴维于1778年出生于彭赞斯。在攻读医学期间，他对化学产生了兴趣，于是成为了牛津大学前化学教师、当时居住在布里斯托尔附近克利夫顿的贝多斯博士的化学助手。在贝多斯的气体研究机构担任助手及实验操作员期间，戴维做出了诸多重要发现。

一氧化二氮（即所谓的笑气）的麻醉作用使他声名鹊起，这也使得伦敦新成立的皇家研究所的管理人员聘请他接替加内特担任化学讲师。他很早就开始研究电学现象，并很快确立了电化学的基本定律；1807年，他通过应用伏打电成功分解了钾盐和苏打——这一发现进一步证实了此前人们所推测的：碱类属于复合物质。随后他又证明碱土金属也属于此类。这样，戴维又为已知的金属元素增添了五到六种。这些发现堪称当时最杰出的成就，它们进一步证明了拉瓦锡“氧气就是‘酸性原理’”这一观点的错误。事实上，水这种中性物质并不具备任何酸的特性，这一事实已经足以推翻该观点；而钾盐和苏打这类强碱性化合物则更进一步地证明了这一观点的错误。1810年，戴维还提供了更多证据，表明谢勒发现的所谓“氧酸”——也就是去燃素后的海酸——其实不含氧气，而是一种简单的、不可分割的物质。他用“氯”这个名称来取代旧称，因为这种元素具有独特的颜色。在研究这种物质的过程中，他还发现了磷的五氯化物和三氯化物、氯磷酰胺以及过氧化氯。此外，他还是碲化氢的发现者，同时也是硝基磺酸的独立发现者。

汉弗莱·戴维爵士。
取自皇家学会收藏的劳伦斯所绘的画像。

他研究了碘及其碘酸盐、钻石、所谓的卡德特发烟液、氯化氮，以及古人的颜料。最后，他发明了矿工安全灯，这一发明使他名垂千古，同时也为煤矿开采带来了革命性的变革。1820年，他成为皇家学会的会长，1829年5月29日在日内瓦去世，享年51岁。戴维是个天赋异禀的人，具有极强的思维能力和想象力；他反应敏捷、活泼机智，既是一位出色的教师，也是一位大胆而卓越的实验家。

这一时期化学史上另一位值得关注的人物是沃拉斯顿。威廉·海德·沃拉斯顿于1766年出生于诺福克的伊斯特德里汉姆，曾在剑桥大学接受教育，原本打算从事医学工作，但由于未能获得行医资格，便转而致力于科学研究，尤其专注于光学与化学领域。他发明了处理铂的方法，并率先发现了钯和铑的存在。他是当时最聪明、最敏锐的分析学家之一，具备非凡的创造力。他研究了尿结石及石灰石的性质。他关于草酸钾的论文为证明“多比例定律”发挥了重要作用。他首先发现了太阳光谱中后来被称为弗劳恩霍夫线的现象；他还发明了反射式测角仪、透明投影仪以及用于化学计算的滑尺。他的性格与思维方式与卡文迪许相似，同样以广博而精确的科学知识、一贯的谨慎态度以及冷静内敛的性情而著称。他于1828年去世。

威廉·海德·沃拉斯顿。
该画像由皇家艺术院的J.杰克逊所绘，现藏于皇家学会。

伏打发表其发现成果后不久，人们便开始尝试证明电现象与化学现象之间存在关联且相互依存——其中在瑞典的贝采利乌斯和在英国的戴维进行了相关研究。这一假设在1812年由贝采利乌斯进一步完善，它成为一种化学理论体系的基础，对19世纪上半叶的化学学说产生了深远影响。贝采利乌斯认为，电极性是所有原子的固有属性；实际上，原子都是双极的，只是分别带有正电荷或负电荷而已。

电性起主导作用。因此，元素可以根据正电荷或负电荷的多少被分为两类——即正电性元素和负电性元素。通过测定元素在电解过程中所分离到的极点，就可以判断哪种电性占主导地位。不同元素的组合——换句话说，化学化合物——也具有极性。元素与化合物的化学亲和力与其所含正负电性的多少有关；而化学结合则源于这两种电性之间或多或少完美的中和作用。通过研究元素的电学性质，贝采利乌斯试图将它们按顺序排列，以氧作为最具电负性的元素。

他将这些观念作为分类方法的基础。这一尝试在历史上具有重要意义，因为它 merupakan第一次系统性地尝试了解化学化合物的构成方式——也就是确定构成原子之间的相对排列方式；换言之，就是区分物质的经验组成与理性组成，而这正是现代化学的最终目标。根据这些观点，每种化合物都可以被视为由处于不同电性状态的两种成分构成的。例如，重晶石就是由正电性较强的钡与负电性较强的氧结合而成的；它能与二氧化硫结合，是因为其中占主导地位的正电性与二氧化硫中的负电性相互作用。一般而言，碱性氧化物总是盐类中的正电性成分，而酸性氧化物则是负电性成分，这一点可以从这两种氧化物在电解过程中分离到不同极点的情况中得到证明。因此，硫酸钡应被视为由BaO和SO3这两种物质构成的，故而被称为重晶石硫酸盐。贝采利乌斯进一步发展了这一观念，用以解释复盐的形成——例如明矾，他认为明矾是由正电性的硫酸钾与负电性的硫酸铝这两种二元化合物构成的，而这两种化合物又各自可以分解为电性相反的酸性氧化物和碱性氧化物。

贝采利乌斯的二元论思想促使他建立了一套化学命名与符号系统。这套系统的基本特征至今依然存在，并在经过某些修改后被广泛应用于现代化学文献中。正是他提出了将元素分为金属和类金属的分类方式，同时也创造了我们现行的符号表示法，使得复杂的化学反应也能以简洁明了的方式表达出来。炼金术士们早已使用化学符号，但贝采利乌斯首次提出，化学符号不仅应代表相应的元素，还应体现其相对原子量。这样一来，化学方程式便既能够定性描述反应过程，又能定量表达相关数值。用戴维的话来说，这些方程式隐含着“化学已处于数学科学支配之下”的观念。然而，专业的数学家们却迟迟不愿承认化学现象也可以用数学方法来处理。戴维曾向拉普拉斯阐述过化学中的原子理论，并表示他认为这门科学最终会遵循与他所建立的关于物质力学性质的数学定律类似的规律，但拉普拉斯对此态度近乎轻蔑。

贝采利乌斯的电化学体系及其相关的二元论思想，在无机化学领域发挥了重要作用；不过，当试图将其应用到19世纪前25年之后迅速积累起来的有机化学事实时，却遭到了失败。该体系的局限性越来越明显，最终被摒弃。实际上，戴维发现氯的元素本质，以及人们认识到酸并不一定含有氧，这些都给了这一体系致命一击。戴维以及后来的杜隆都指出，如果要说某种元素是决定酸性的关键，那应该是氢而非氧；从某种意义上说，这种观点最终主导了人们将酸视为氢盐的认识。

在法国，盖·吕萨克和泰纳尔在拿破仑皇帝的支持下开始了电化学研究，皇帝还提供了资金用于建造强大的电解电池。他们的研究成果于1811年以《物理研究》为名发表。

化学领域中的各种发现，比如关于电池的原理等等。盖-吕萨克早已因被列为气体化合定律的发现者之一而闻名，他在这一时期的化学史上发挥了重要作用。他是最早认识到道尔顿理论重要性的人之一，并指出了自己的发现对于巩固这一理论的意义。最初促使他认识到气体化合定律的，是贝托莱关于氨气体积组成的研究，以及他自己与洪堡特在1805年分析大气成分时所发现的：1体积的氧气与2体积的氢气结合可生成水。他发现这些规律具有普遍性：所有能够发生化学反应的气体，其体积比都遵循简单的比例关系；如果生成物也是气体，那么它的体积也与各组成气的体积之间存在某种简单的关系。约瑟夫·路易·盖-吕萨克于1778年出生于圣莱昂纳德，他在巴黎学习化学，并与贝托莱一起从事化学研究工作。作为法国国家桥梁道路学校的工程师实习生，他开始了那些为他赢得声誉的物理与化学实验研究。1804年，他与比奥一起进行了一系列热气球升空实验，旨在研究大气高层的物理与化学现象。1806年，他成为综合理工学院的化学教授，1832年则成为植物园的教授。他还担任过法国造币厂的主要检验员，同时作为多个委员会的成员，在官方机构中拥有相当大的影响力。他于1850年去世。盖-吕萨克和特纳尔是最早设计出通过纯化学方法获取钾和钠的人，这种方法使得这些金属的产量远远超过当时通过电解法所能获得的量。他们利用这些金属强大的脱氧能力实现了多种还原反应，尤其是将氧化硼还原为硼。盖-吕萨克和特纳尔还首次揭示了氟化硼的存在。此外，氰基这种所谓的复合自由基也是由盖-吕萨克发现的。他首先制备了碘乙烷，研究了磺基乙酸和葡萄糖，还探讨了醚化反应和发酵过程等。在确定蒸汽密度的方法方面，我们同样要归功于他，这一方法后来发挥了巨大的作用。

测定各种物质的分子量。他研究了碘及其化合物，与韦尔特一起发现了硫代硫酸，还与李比希合作探讨了雷酸的性质。他在分析化学领域的贡献包括用于分析火药的方法、银的容量测定法（湿法测银）、氯量分析法、碱度测定法等。他还设计了至今仍在法国使用的用于测定葡萄酒中酒精含量的方法。路易·雅克·特纳尔于1777年出生于塞纳河畔诺让，曾是沃奎兰和贝尔托莱的学生。1797年，他成为巴黎综合理工学院的助教，后来晋升为教授。此后，他又担任过法兰西学院以及巴黎大学理学院的化学教授。1824年，他被查理十世封为贵族，最终在80岁时于巴黎去世。除了前述与盖·吕萨克的合作之外，特纳尔还发现了过氧化氢和过二硫化氢。他与杜隆一起研究了铂对氧氢混合物的催化作用，还研究了脂肪酸，并从事发酵及醚类生成的相关研究；他是第一个分离出柠檬酸和苹果酸的人。此外，他还研究了胆汁、汗液、白蛋白、尿液及牛奶中的酸类，以及媒染剂的理论。1834年，法拉第发现了一个重要现象：当相同的电流通过水、盐酸以及金属氯化物溶液等不同电解质时，这些电解质会以特定的方式发生分解——负极会产生一定量的氢气或金属，而正极则会产生相应量的氧气或氯气。法拉第将这一现象归纳为“定量的电解作用定律”。由此得出的电化学当量在某些情况下与贝采利乌斯推算出的原子量一致，而在其他情况下则不一致；不过即便存在差异，这些数值也与假设的原子量之间存在某种简单的关联。尽管法拉第预见到确定电化学当量有助于确定原子量，但这一预见并未立即得到认可，他的这一发现的重要性却始终没有被忽视。当量、原子以及……之间存在着明确的区别。

当时并未发现该分子。正如随后将展示的那样，直到19世纪后半期，这些由此暴露出的矛盾与不一致之处才最终得到解决和澄清。

第十一章 有机化学的基础

随着化学领域的不断拓展，对其研究内容进行系统化的处理变得十分必要。因此，从17世纪开始出现的各种系统性著作试图将这些知识有条理、有逻辑地加以整理。其中最早的一部此类系统性著作是尼古拉斯·勒梅里于1675年出版的《化学教程》。尽管布尔哈夫称这部作品“是一堆杂乱无章的制药工艺，毫无条理可言”，但它仍具有重要意义，因为它首次将化学学科划分为如今的无机化学与有机化学两大分支。

有必要简要介绍一下直到上个世纪初关于有机物质化学知识的总体状况。如前所述，乙酸、松节油、淀粉、糖类、某些染料以及油脂等物质早已为人所知；而皂化与发酵等工艺则早在很久以前就已开始应用。炼金术士们已经制备出了多种精油、脂肪醚和酯类物质；而医化学家们则从木材中提取出了苯甲酸、琥珀酸和乙酸。乳糖则是由法布里齐奥·巴托莱蒂在1619年首次合成的。葡萄糖则是在1660年由格劳伯首次在蜂蜜中发现存在的。波义耳最先在木材分解蒸馏的产物中检测到了酒精的存在。斯塔尔的追随者们中很少有人研究有机产物；直到燃素说盛行时期末期，人们才再次开始关注动植物来源的产物。谢勒在1784年分离出了甘油，并通过某种方法得到了氯乙烷。

由普通盐、软锰矿、硫酸以及酒精混合而成的物质经蒸馏后可得到相应产物。乙酸乙酯最早是由劳拉奎斯在1759年制备的；阿维德森则在1777年得到了乙酸甲酯。草酸醚则是由萨瓦里在1773年首次制得的。长期以来被称为“酒油”的物质，最早由利巴维乌斯提及，但其真实性质则是在1826年才被亨内尔发现。醛类的存在最早是由谢勒在1774年确认的，随后福克罗瓦与沃克兰、多贝莱纳以及盖·吕萨克也对它进行了研究；而直到1835年，李比希才首次成功将其分离出来，并为其命名。

已知最早的有机酸就是醋酸（即醋）。很长一段时间里，所有具有酸味的天然有机酸都被视为与醋相同或属于醋的不同形态。直到18世纪后半期，人们才明确意识到存在着多种与醋酸截然不同的有机酸。冰醋酸最早是由洛维兹在1789年制得的；而作为木材破坏性蒸馏产物的醋酸，则是由戈特林在1779年首次获得的。关于醋酸发酵的研究很早就开始了。在巴兹尔·瓦伦丁、贝歇尔（1669年）、勒梅里（1675年）以及施塔尔（1667年）的著作中，都可以找到关于葡萄酒如何转化为醋的推测。普里斯特利曾一度认为醋中含有某种植物酸，但后来他发现了自己的错误并予以纠正。

将乙醇直接转化为醋酸的研究是由拉瓦锡和贝尔托莱进行的，他们首次明确指出这是一个氧化过程。醋酸的定量成分则是在1814年由贝采利乌斯确定的。许多醋酸盐早在很久以前就已为人所知。西奥弗拉斯图斯、迪奥斯科里德斯以及普林尼都提到过绿锈；格伯知道醋酸锌的存在，而普林尼则知晓醋酸钾，并提到了其在医学上的应用。早在17世纪初，醋酸铵就已经被用于医学领域，医生雷蒙德·明德勒尤其推荐使用它。醋酸钠则是由杜阿梅尔在1736年制备的。醋酸铅在15世纪就已经为人所知，利巴维乌斯因其甜味而称其为“精炼铅糖”。炼金术士们所称的“处女之液”实际上是一种含碱性醋酸铅的浑浊溶液，它经常被用于医学领域，尤其是1760年时古拉尔就曾使用过它。我们现在所说的丙酮，最早是由利巴维乌斯在1595年观察到的，后来波义耳在对醋酸铅进行破坏性蒸馏时也发现了它。

Trommsdorff、Derosne和Chenevix发现了由其他醋酸酯形成的物质，并将其称为“焦醋精”。其真正的性质与成分则是在1831年才由Liebig首次确定。在葡萄酒酿造过程中会产生酒石，这一现象自古以来就为人所知，最初被称为“faex vini”。 “Tartarus”一词最早出现在11世纪的炼金术文献中，它是某个阿拉伯词汇的拉丁化形式。1764年，Marggraf发现葡萄酒中的酒石含有钾盐；而酒石酸则是由Scheele在1769年首次分离出来的。钾盐与苏打的双酒石酸盐最早是由罗谢尔的药剂师Peter Seignette在1672年制备的，他还将它用于医药领域。1631年，Adrian von Mynsicht发现了催吐用酒石，而其真正性质则是在1773年由Bergmann解释清楚的。外消旋酸最早是由一位名叫Kestner的葡萄酒制造商提及的，直到1819年它才被确认为一种酸。它与酒石酸属于同分异构体关系，这一关系最早是由Berzelius解释并为其命名的。天然存在的草酸长期以来被认为与酒石是同一物质。1776年，Scheele通过硝酸作用于糖类成功获得了草酸。Bergmann进一步研究了这种酸，发现它在受热时会分解并产生一种能发出蓝色火焰的气体。1784年，Scheele证实了天然草酸与从糖类中制得的草酸是相同的。1815年，Dulong首次确定了草酸的定量组成。1780年，Scheele发现了粘液酸，Fourcroy对其进行了研究并赋予了它现在的名称。Scheele也知道焦粘液酸的存在，Hermbstädt和Houton-Labillardière也对它进行了研究。樟脑酸最早是由Bouillon-Lagrange和Vauquelin发现的。1787年，Brugnatelli发现了没食子酸。早在16世纪人们就已经知道没食子胶通过升华作用可以生成苯甲酸。Turquet de Mayerne将这种物质作为“没食子花”引入医学领域。Scheele展示了如何通过湿法从没食子胶中提取这种酸。1709年，Lehmann在秘鲁香脂中发现了这种酸。Rouelle则在牛和骆驼的尿液中发现了它。1829年，Liebig发现了马尿酸与另一种酸之间的差异。

苯甲酸。琥珀中的特征性酸（琥珀酸）最早由Pott在1753年发现。甲酸则是由Wray在1676年首次分离出来的。乳酸则是由Scheele在1780年的酸牛奶中发现的。有一段时间人们认为它只是纯度不高的醋酸，直到Berzelius在肌肉汁中发现了它，从而确认了它的独立存在。1832年，Mitscherlich和Liebig确定了它的真实成分。柠檬酸早在13世纪就已为人所知，但直到1784年才由Scheele首次成功分离出来。16世纪时，苹果汁已被用于医药领域，而其特征性酸——苹果酸的钠盐则是由Donald Monro在1767年制备出来的。古人早已知道，五倍子提取物与硫酸铁溶液混合后会变成黑色；Boyle和Bergmann将这一现象归因于某种特殊酸的存在。没食子酸最早是由Scheele在1785年分离出来的，其成分则由Berzelius在1814年确定。1795年，Seguin明确指出单宁酸与没食子酸是不同的物质。蜜石在16世纪的矿物学著作中就有记载。1799年，Klaproth证明了蜜石实际上是一种特殊酸（蜜酸）的氧化铝盐。普鲁士蓝是1710年由一位名叫Diesbach的染工偶然发现的。其制造方法最早是由Woodward在1724年公布的。当时许多化学家试图研究生成普鲁士蓝的反应机制，但始终未能得出明确结论。Scheele观察到，当能与硫酸铁反应产生蓝色的盐与硫酸一起蒸馏时，会得到一种易挥发、可燃且可溶于水的酸。这种酸被Bergmann命名为acidum cœrulei berolinensis，即“柏林蓝酸”，后来Guyton de Morveau将其简称为普鲁士酸。Scheele还制备出了银氰化物和铵氰化物。Berthollet证实了普鲁士酸不含氧。无水普鲁士酸最早是由Von Ittner获得的，他同时也确定了该物质具有极高的毒性。早在1802年，Bolim就观察到了苦杏仁油中含有普鲁士酸，而苦杏仁的毒性早在Dioscorides的时代就已为人所知。Porret首次成功分离出了亚铁氰化钾，随后……

1820年，贝采利乌斯发现了硫氰酸盐，并确定了其定量组成。1815年，盖·吕萨克证实了普鲁士酸是一种由氢和氰基组成的化合物。1822年，沃勒发现了氰酸；同年，L.格梅林也发现了铁氰化物。1800年，霍华德首次制得了雷汞，1802年布鲁尼亚泰利则制得了雷银。1822年，李比希发现这些物质中含有一种特殊的酸，他将其命名为雷酸，并证明其成分与沃勒所发现的氰酸相同。1776年，谢勒在胆石中发现了尿酸，该名称由福尔克罗伊提出。1799年，福尔克罗伊和沃克兰首次成功分离出尿素，而沃勒则在1828年通过合成方法制备出了尿素。植物中的苦味成分及其药用价值很早就引起了人们的注意，但最早尝试分离这些成分的是福尔克罗伊和沃克兰，他们研究的对象是秘鲁树皮，因为这种树皮长期以来就被认为具有退烧功效。1806年，沃克兰获得了奎宁酸。1811年，戈麦斯首次分离出了金鸡纳碱。19世纪初，人们对鸦片的化学性质进行了大量研究。1805年，塞图尔纳发现了麦角酸，1817年则发现了吗啡，他认为吗啡属于生物碱类物质。1835年，罗比凯特发现了那可丁。佩莱蒂埃和卡文图则继续对其他苦味物质进行研究，他们在1818年发现了马钱子碱，1819年发现了布鲁辛，1820年发现了藜芦碱。拉瓦锡的同时代人以及他的追随者们率先系统地试图阐明动物来源的有机物质的化学性质。福尔克罗伊和沃克兰在动物化学领域的研究就属于这一时期。福尔克罗伊的学生谢弗勒在上个世纪的头十年里研究了尿液、动物脂肪等物质。1811年，基尔霍夫发现了将淀粉转化为糖的方法；1822年，多贝莱因则描述了一种人工制备甲酸的方法。1827年至1828年间，杜马和布莱又制备出了多种乙醇的新衍生物；1834年，杜马和佩利戈也对甲醇的化学性质进行了研究，并发现了许多相关规律。

这些化合物不仅彼此之间存在相似性，与无机物质也有相似之处。尽管到19世纪第一季度末，人们已经积累了大量关于动植物界中各种物质的存在、存在方式及性质的信息，但直到那之后才有人开始尝试对它们进行系统研究。事实上，人们甚至不认为这些物质受适用于无机世界物质的规律所约束——而那些规律正是通过对无机物质的研究才被发现的。直到1828年，人们仍然认为无机物与有机物有着本质区别：前者可以通过人工方法制备，甚至可以在实验室里通过合成反应由元素构成，而后者则只能通过生物体内的生命活动形成。同年，沃勒证明了尿素这种主要存在于动物代谢产物中的物质，其实也可以通过无机材料合成出来。此后，类似的现象接连被发现，于是“只有通过生命过程才能形成有机物质”这一观点被证明是错误的。此外，人们还合成了许多具有类似生理作用所产生的特性、但却不存在于动植物界的物质。因此，无机世界与有机世界的化学之间并不存在绝对的区别。如今，我们所说的“有机化合物”指的其实就是碳的化合物。这类化合物数量极多，且往往结构十分复杂，因此将它们归为一类并作为化学研究的一个独立领域来加以研究是十分方便的。起初，人们认为只有少数几种元素能够构成有机物质，而这确实被视为有机化合物与无机化合物之间的根本区别。拉瓦锡认为所有有机物质都是由碳、氢和氧组成的。后来，贝尔托莱特首次在某种动物来源的物质中发现了氮的存在，硫和磷也在随后被检测到。显然，没有任何先验的理由表明某种元素不能与碳结合并成为有机化合物的组成部分。

拉瓦锡是最早提出方法来确定有机（碳）化合物组成的人之一，他还指出了确定这些物质中各元素比例的一般原理。不过，这些方法的精确度相当低，直到19世纪第一个十年末，人们才确认有机化合物确实遵循倍比定律。在贝采利乌斯、盖–吕萨克、泰纳尔，尤其是李比希的努力下，到1830年时有机分析技术已得到极大完善，人们能够准确确定这类化合物的实验组成。一旦达到这一水平，该化学领域的发展便以前所未有的速度推进。不仅许多物质如糖、淀粉、植物酸、某些生物碱等的组成被确定下来，而且一些原本未曾预料到的现象也被发现——其中最令人惊讶的就是异构现象。

直到19世纪第一个季度末，人们还普遍认为，具有相同成分比例的物质必定是相同的。1823年，李比希发现沃勒合成的氰化银与硝化银具有相同的成分。1825年，法拉第在石油气中发现了一种烃类，它的成分与烯烃气体相同，但其他性质却有所不同；1828年，沃勒又发现尿素与氰酸铵——这两种性质截然不同的物质——在元素组成上却是相同的。随后，贝采利乌斯也发现酒石酸和外消旋酸也存在这种情况，于是他提出了“异构现象”这一术语来描述这一普遍现象。他还指出，只有假设异构化合物中原子的相对位置不同，才能解释这一现象。

不过，分子或原子排列方式对物质特性决定的影响并不仅限于化合物，元素之间也会出现同样的现象。拉瓦锡已经明确证明，钻石与木炭在化学上是同一种物质——都是碳的不同形态。谢勒则发现石墨也是碳的另一种形态。此后，磷、硫和氧也被证实可以以多种形式存在。1841年，贝采利乌斯将这类现象统称为“同素异形现象”。

对异构现象的认知对有机化学的发展产生了巨大影响。它最终促使人们认为，某些元素或原子复合体——即所谓的自由基——存在于有机化合物中。这一观念最初源于盖·吕萨克对氰化物的发现：氰化物是由碳和氮组成的化合物，其行为类似于氯气这类单质，并能生成与相应氯化物类似的化合物。1832年，李比希和沃勒对苦杏仁油及其衍生物进行了重要研究，进一步强化了“化合物中存在自由基”这一观点；他们证明这些物质中含有一种名为苯甲酰的特殊基团或自由基，其行为类似元素。对于元素可以像单质一样相互结合或分离的观点，化学家们并非毫无先例可循：除了盖·吕萨克在1815年发现的氰化物之外，杜马和布莱在1828年也曾尝试将醇类和醚类的衍生物归类为含有共同自由基“醚因”的化合物。盖·吕萨克指出，乙醇的蒸汽密度表明它由等体积的乙烯和水组成；罗比凯也证明乙基氯可以视为盐酸与乙烯的化合物；而多贝莱纳则认为无水草酸是碳酸与一氧化碳的结合物。不过，李比希和沃勒的研究使这一观念更加精确，从而对有机化学的发展产生了深远影响——因为他们实际上证明了，有机化学可以被视作研究化合物自由基的化学，这与研究简单自由基的无机化学有所不同。本生对所谓“卡德特发烟液”——一种长期以来被认为是在醋酸盐与氧化亚砷加热时产生的恶臭物质——所进行的出色研究也为这一观点提供了支持。本生证明这种液体中含有以砷为成分的化合物自由基，并且他还制备出一系列衍生物，所有这些衍生物都可以被看作是他所称的“卡科基尔”自由基的组合体。科尔贝对醋酸盐电解分解的研究以及弗兰克兰对乙基锌的发现，也为“自由基结合”理论提供了有力支持。

尽管毫无疑问，这一理论极大地推动了有机化学的发展，但人们逐渐意识到，将无机化学与有机化学视为分别研究简单原子团和复杂分子团的学科，其实是一种不完善且具有误导性的观点，它无法准确反映这两大化学分支之间的真正关系。事实表明，物质的性质更多地取决于其原子的排列方式，而非原子本身的性质。所谓“复杂分子团”理论，实际上是一种试图将贝采利乌斯的二元论观念应用到有机化学领域的尝试；因此这一理论受到了这位伟大的瑞典化学家的欢迎。然而，即便在无机化学领域，二元论也存在其局限性；而当试图将其应用于有机化学这一另一重要分支时，这些局限性就更加明显了。于是，一些化学家——尤其是法国的洛朗、杜马和格哈特——开始尝试用那些不涉及贝采利乌斯及其追随者所提出的电化学与二元论观念的方法来描述有机物质。这些尝试是如何发展的，以及它们如何最终演变成如今的有机化学，将在本书的第二部分中加以阐述。此外，关于有机化学奠基人——李比希、沃勒、杜马等人的个人经历，也最好等到我们能够更全面地介绍他们的研究成果之后再加以叙述。虽然可以说有机化学的基石是在19世纪上半叶的最后几年奠定的，但其完整的体系则是在下半叶才建立起来的。

第十二章 物理化学的兴起

物理学与化学犹如孪生姐妹，同属自然哲学的范畴；它们就像朱诺的天鹅一般密不可分。物理学研究的是影响物质的能量形式，而化学则研究受这些能量影响的物质本身。因此，二者互为补充。古代的哲学家们并未在实践中对二者加以区分，至少在他们自己的研究领域里是这样。波义耳、布莱克、卡文迪许、拉瓦锡、道尔顿、法拉第、格雷厄姆、本生等人都是开拓者，他们凭借自身的天赋与兴趣，将研究深入到这两个学科的交叉领域。正因如此，许多所谓的物理定律实际上是由化学家们发现的。同样，那些最初以化学家身份开始科研工作的人，如道尔顿、雷格诺和马格努斯，后来也将全部精力投入到物理测量中；而像布莱克、法拉第和格雷厄姆那样的人，则致力于解决物理问题。由于某些物理定律和问题对化学的发展产生了深远影响，因此在任何关于这一主题的历史论述中，都有必要阐述它们的起源，并说明它们是如何影响化学理论发展的。

热量与化学现象之间的关系极为密切，早在很久以前人们就注意到了二者的关联。不过，只有当这种研究变得定量化之后，才有可能得出重要的普遍性结论。大多数关于热量的定量估算最终都依赖于温度计。

温度计的发明首先要归功于英国人，他们努力让这种仪器变得可靠。在这方面，牛顿和舒克伯格的名字值得一提。1723年，布鲁克·泰勒对水银温度计作为温度测量工具的特性进行了专门研究。换句话说，他试图弄清楚水银的膨胀或收缩程度是否与热量的增减相对应。实验结果表明，至少在水的沸点与冰点之间的温度范围内，水银温度计的原理是有效的。后来，卡文迪许以及布莱克也重复并验证了这些实验结果。1760年左右，布莱克发现了潜热现象，这一发现标志着科学史上的一个重要转折点。人们首次清楚地认识到，物质的聚集状态与特定的热量有关，而且要使物质发生状态变化，就必须提供一定量的能量，即热量。这样一来，功与能量之间的定量关系也就有了雏形。1761年至1765年间，布莱克在格拉斯哥的讲座中阐述了比热的概念。此后，欧文在1765年至1770年间、克劳福德在1779年也对这一主题进行了实验研究。1781年，威尔克在《瑞典科学院院刊》上发表了系列测定结果，其中首次使用了“比热容”这一术语（后来该术语被改为“比热”）。大约在同一时期，许多科学家开始研究将物质加热到特定温度所需的热量，其中拉瓦锡和拉普拉斯做出了重要贡献，他们大大改进了量热装置。他们所得到的数值长期被视为物质比热最可靠的估算值。他们的共同研究还指出了确保此类测量精确度所需的实验条件，从而进一步推动了热化学的发展。1782年至1783年间，拉瓦锡和拉普拉斯还测量了物质燃烧时释放的热量以及呼吸过程中产生的热量。1819年，杜隆和珀蒂指出，许多物质，尤其是金属的比热与其密度成反比。

它们的原子量；或者换句话说，比热与原子量的乘积是一个常数。这一关系的性质可以从杜隆和佩蒂所获得的某些结果表中看出来：—

元素　原子量　比热　原子热容

铋　208　0.0288　6.0
铅　207　0.0293　6.0
金　197　0.0298　5.8
铂　195　0.0314　6.1
银　108　0.0570　6.1
铜　63　0.0952　6.0
铁　56　0.1138　6.4

可以看出，这些不同元素的原子热容大致相同，平均约为6.2。这似乎证明了杜隆和佩蒂所说的“简单物质的原子具有相同的吸热能力”。偏离该恒定值的现象部分是由于观测误差造成的，但更主要的原因在于所比较的物质的状况并非完全一致——例如，它们与熔点的距离并不都相同。此外，还有研究表明，使物质温度上升一定幅度所需的热量会随温度的升高而增加。因此，在特定条件下进行测量时所涉及的温度范围会影响比热的数值。最明显的偏离均匀值的情况出现在类金属元素中——例如碳，其不同形态具有不同的比热——以及一般而言在原子量较低的元素中，这类元素的比热随温度的变化尤为迅速。尽管存在这些局限性，杜隆和佩蒂所发现的规律的重要性很快就被人们认识到了，因为人们意识到了解某种元素的比热对于确定其原子量具有极大的价值。这一发现直接促使贝采利乌斯主要依据比热数据来确定了一些元素的原子量。

化学方面的考虑使得该数值需要减半。尽管后续的实验表明，杜隆与佩蒂特的定律无法用他们所给出的简单数学公式来表达，但它仍在确定那些有争议的原子量方面发挥了重要作用。皮埃尔·路易·杜隆于1785年出生于鲁昂，他在巴黎综合理工学院学习化学和物理学之后，先后担任该校的化学教授及物理教授。1830年，他成为该校的教学主管；1832年则出任法国科学院的常任秘书。年轻时他曾与贝采利乌斯一起工作，两人共同首次较为精确地测定了水的重量组成。1811年，他在研究高爆炸性的氯化氮时受了重伤，失去了一只眼睛和几根手指。他于1838年去世。他的合作者亚历克西斯·特蕾莎·佩蒂特则于1791年出生于韦苏尔，1820年在担任波拿巴中学的物理教授期间去世。诺伊曼试图将杜隆与佩蒂特的“定律”扩展到化合物上，但仅取得了部分成功。而通过对液体比热容的研究，也未能得出任何重要的普遍性结论。几乎在杜隆与佩蒂特发表其“定律”的同时，米切尔里希就发现，化学成分相似的物质往往具有相同的晶体结构。早在17世纪中叶，波义耳就已经强调了晶体结构对于了解物质内部结构的重要性。罗梅·德·利斯尔和奥伊也曾指出，许多不同的物质具有相同的晶体结构。人们观察到，明矾晶体在氨明矾溶液中仍能继续生长并保持其形状；类似的现象也出现在硫酸盐和硒酸盐中。沃拉斯顿发明的反射式测角仪大大便利了这类现象的研究。米切尔里希证明，化学成分相似的磷酸盐和砷酸盐具有相同的晶体结构，换句话说，它们是同构的。同样的现象也出现在化学成分相似的硫酸盐和硒酸盐以及镁和锌的氧化物中。同构关系在确定元素的分类关系以及推断盐的组成方面具有重要意义。

这一发现立刻得到了贝采利乌斯的认可。他将自己的学生米切尔里希所发现的同构现象称为“自化学比例定律确立以来最重要的发现”。在他看来，化合物中以同构方式相互替代的元素的数量可以用来衡量它们的原子量；此后，只要有可能，他总会运用这一原理作为确定元素原子量的标准。其他研究者也纷纷效仿他的做法；至今，同构现象仍被视为确定元素间内在关系时的重要依据。

埃伊哈德·米切尔里希出生于1794年，出生地是奥尔登堡州耶弗尔附近的诺伊恩德。他在海德堡学习语言学和东方语言后，前往巴黎，随后又到哥廷根研究自然科学。1818年，他回到柏林，开始研究砷酸盐和磷酸盐，他是第一个发现这两种物质晶体结构具有相似性的人。他的朋友、矿物学家古斯塔夫·罗斯便指导他掌握晶体学方法，以便通过测角法来验证自己的发现并加以确认。1821年，他跟随贝采利乌斯来到斯德哥尔摩，继续研究晶体结构与化学成分之间的关系。正是在贝采利乌斯的建议下，他采用了“同构”这一术语来描述这种由原子结构相同所导致的物理现象。同年，他被任命为克拉普罗特在柏林的继任者，并于1863年在那里去世。米切尔里希还研究了锰酸盐和高锰酸盐、硒酸、苯及其衍生物，以及矿物的人工合成方法。

自1660年波义耳发现气体压力定律以来，人们对气体物理现象的研究大大提升了我们对气体本质的认识。波义耳仅在他的大气空气研究中证明了这一定律，但后来马略特在1676年将这一结论推广到了更广泛的情况。查尔斯、道尔顿和盖-吕萨克分别独立证明了气体具有相同的热膨胀率。希腊人早已推测气体是由具有内部运动的微粒构成的，但直到1829年至1831年，托马斯·格雷厄姆才首次为这一观点提供了实验依据。

当他发现气体的扩散速度与它们密度的平方根成反比时，普里斯特利、多贝莱纳和索绪尔此前也观察到了类似现象，并从格雷厄姆的发现中找到了解释。粒子间的这种相互移动是气体所固有的性质。密度差异并非扩散的必要条件——格雷厄姆通过将一个装有氮气、另一个装有二氧化碳的容器连接起来证明了这一点，这两种气体的密度其实相同。经过一段时间后，两种气体都均匀地扩散到了整个容器中。这些规律之间是如何相互关联、彼此影响的，以及它们如何催生了能够解释这些规律以及其他一些气体现象的分子理论，将在本书的第二部分中阐述。到我们所讨论的那个时期结束时，也就是19世纪中叶，关于决定物质不同聚集状态的条件——即使气体状态转变为液态、液态转变为固态的条件——已经积累了大量信息。显然，从水的例子就可以看出，同一种物质可以以气态、液态和固态三种形式存在。即便是最原始的民族也一定意识到蒸汽、露水、雨、雪、冰雹和冰不过是同一种物质的不同形态而已。随着知识的增长，人们又发现了其他一些在多种物理状态下都能存在的物质。因此很自然地会认为这是一种普遍特性，所有物质迟早都会能够在不同的聚集状态下存在。在上个世纪的前25年里，人们试图证明当时已知的所有气态物质其实都是处于距液化点较远、距凝固点更远的蒸汽状态。1800年之前，蒙日与克卢埃就已经成功使二氧化硫液化；1805年，诺斯莫尔则实现了氯气的液化。不过这些发现并未引起太多关注，直到1823年法拉第独立实现了氯气的液化，戴维则实现了盐酸的液化。几乎就在随后，法拉第又成功使二氧化硫液化。

硫化氢、二氧化碳、氯气、一氧化二氮、氰化物以及氨气。其他一些实验者，如蒂洛里埃和纳特雷尔，大幅改进了用于将这些气体液化的机械设备；人们成功获得了大量液态碳酸和一氧化二氮，并将其用于制造制冷剂。而某些气体——如氢气、氧气、氮气、一氧化氮、一氧化碳等——则根本无法被液化；因此，气体被划分为永久性气体与非永久性气体，这一分类标准取决于它们是否能够被液化。即便在当时，人们也认为这种分类方式并不合理：并没有什么先验的理由可以解释为什么二氧化碳和一氧化二氮能够被液化，而一氧化碳和一氧化氮却无法被液化。直到近半个世纪后，人们才找到了实现气体液化的真正条件，正如后面将要说明的那样，那种将气体随意分为永久性气体与非永久性气体的做法也被摒弃了。盖-吕萨克发现了气体结合定律，安培和阿伏伽德罗则认识到了气体或蒸汽的密度与其原子量之间的关系，这些发现促使人们改进了测定气体和蒸汽绝对质量的方法，尤其是法国化学家们在这方面做出了贡献。盖-吕萨克和杜马都设计了测定蒸汽密度的方法，这些方法一直沿用至该世纪末；尽管后来有了更便捷、更快速的测定方法，但这些旧方法仍然为了解物质的分子量以及气体解离现象提供了宝贵的信息。在19世纪的第一个十年里，道尔顿和亨利发现了描述压力与气体在不对其产生特殊作用的溶剂中的溶解度之间关系的简单定律。道尔顿进一步发展了这一定律，使其能够涵盖气体混合物中各组分被溶剂吸收的情况。施罗德、科普等人试图找出液体和固体的单位体积质量与其化学性质之间的关联，但由于种种原因，这些尝试只取得了部分成功。

寻找合适的比较条件十分困难。通过比较各种液体在沸点时的比重，科普发现了它们体积之间的一些规律性，这些规律似乎表明或许还能找到一种能够将它们联系起来的通用规律。科普还发现，相关物质的沸点也存在规律性，而且它们的沸点与化合物的化学性质之间存在相互关联。

这段简短的总结已经足以说明：自从化学开始以科学的方式被研究以来，人们就一直在尝试探索物质的物理属性与其化学性质之间的关联，不过这种尝试大多都是零散进行的。直到近代，这类努力才真正带来了大量的知识积累。物理化学这门科学实际上是我们这个时代的产物；其系统化的研究可以说始于19世纪后半叶，从那时起它便取得了飞速的发展。关于它的基本特征，将在本书的第二卷中详细阐述。

参考文献

与第一卷所涵盖的时期相关的著作：

阿格里科拉，乔治。《论金属》。
阿格里科拉，乔治。《关于采矿的十二本书》，书中配有精美的插图等。
Alembic Club出版物，W. Clay编，爱丁堡。
贝多斯，托马斯。《谢勒的化学论文集》，穆雷出版社，伦敦，1786年。
贝尔特洛，马塞兰。《古代与中世纪的化学》，斯坦海尔出版社，巴黎，1889年。
贝尔特洛，马塞兰。《化学革命》，费利克斯·阿尔坎出版社，巴黎，1890年。
贝尔托莱，C. L.《化学静力学概论》，菲尔曼·迪多出版社，巴黎，1803年。
伯奇，托马斯。《波义耳传》，米勒出版社，伦敦，1744年。
布尔哈夫，赫尔曼。《新的化学方法》，肖和钱伯斯出版社，伦敦，1727年。
博尔顿，理查德。《波义耳著作选集》，菲利普斯和泰勒出版社，伦敦，1699年。
伯顿，W.《布尔哈夫传》，林托特出版社，伦敦，1746年。
道尔顿，约翰。《新的化学哲学体系》，两卷本，比克斯塔夫出版社，伦敦，1807–1810年。
戴维，约翰。《汉弗莱·戴维爵士传》，朗曼斯出版社，伦敦，1836年。
戴维，汉弗莱。《全集》，由约翰·戴维编辑，史密斯、埃尔德公司出版，伦敦，1839年。

菲吉耶，路易。《炼金术与炼金术士》。维克托·勒孔出版社，巴黎，1855年。
盖·吕萨克与泰纳尔。《物理化学研究》。德特维尔出版社，巴黎，1811年。
格丁，T.《化学史》。第二版。格鲁诺夫出版社，莱比锡，1869年。
格里莫，爱德华。《拉瓦锡，1743–1794》。费利克斯·阿尔坎出版社，巴黎，1888年。
亨利，威廉·查尔斯。《道尔顿的生平》。卡文迪许学会，伦敦，1854年。
霍费尔，费迪南德。《化学史》。两卷本，第二版。菲尔曼·迪多兄弟出版社，巴黎，1866年。
琼斯，本斯。《法拉第的生平与书信》。朗曼斯出版社，伦敦，1870年。
科普，赫尔曼。《化学史》。四卷本。布伦瑞克，1843–47年。
科普，赫尔曼。《古代与近代的炼金术》。海德堡，1886年。
拉登贝格，阿尔伯特。《自拉瓦锡以来的化学史》。由伦纳德·多宾翻译。艾伦比克俱乐部，爱丁堡，1900年。
拉瓦锡。《全集》。由杜马编辑。四卷本。巴黎，1864年。
勒梅里，尼古拉斯。《化学教程》。巴黎，1675年。
迈尔，恩斯特·冯。《化学史》。由乔治·麦戈万翻译。麦克米伦公司，伦敦，1891年。
诺登舍尔德，A. E.《卡尔·威廉·谢勒》。诺尔斯莱特与索内尔出版社，斯德哥尔摩。
奥斯特瓦尔德的《精确科学经典著作集》。巴黎，约翰·艾尔顿出版社。
科尔伯恩与本特利出版社，伦敦，1831年。《汉弗莱·戴维爵士的生平》。
普里斯特利，约瑟夫。《关于不同种类空气的实验与观察》。六卷本。J.约翰逊出版社，伦敦，1775年及以后。
罗斯科，H. E.与哈登，A.《对道尔顿原子论起源的新见解》。麦克米伦公司，伦敦。

施米德：《炼金术史》。哈勒，1832年。
舒伯特、E.与苏德霍夫、K.：《帕拉塞尔苏斯的探索》。法兰克福，1887–89年。
肖、彼得：《斯塔尔的化学理论》。奥斯本与朗曼出版社，伦敦。
斯塔尔、G. E.：《理性化学》（1720年）。
斯塔尔、G. E.：《基础酶学》等（1697年）。
施坦格、阿尔伯特：《化学时代》。奥托·维甘德出版社，莱比锡，1908年。
汤姆森、托马斯：《化学史》。两卷本。科尔伯恩与本特利出版社，伦敦，1830年。
索普、T. E.：《历史化学论文集》。第二版。麦克米伦出版社，伦敦，1902年。
索普、T. E.：《诗人兼哲学家——汉弗里·戴维》。卡塞尔斯出版社，伦敦，1895年。
索普、T. E.：《约瑟夫·普里斯特利》。丹特出版社，伦敦，1906年。
威尔逊、乔治：《卡文迪什传》。卡文迪什协会，伦敦，1851年。

索引

埃涅阿斯·加雷乌斯，35
格奥尔格·阿格里科拉，66
大地之神艾多纽斯，22
阿尔贝图斯·马格努斯，40、47
炼金术，28
与占星术的关系，36
炼金术的特点，39
万能溶剂，51
西奈人阿纳斯塔修斯，35
阿那克萨哥拉，26
阿那克西米尼，21
王水，39
阿拉伯学术对西欧的影响，25
阿尔凯奥斯，59
银器制造技术，10
活银，11
亚里士多德及其“元素”理论，23
他作为科学家的特质，24
阿诺尔德·维拉诺瓦努斯（阿诺德·德·维勒讷夫），42、47、48、51
阿维德森，155
阿伦尼琼，13
转化艺术，46
阿尔特菲乌斯，49
占星术与炼金术，36
关于原子的古代理论，26
墨水，14
金银合金，9
黄金颜料（朱砂），13

阿威罗伊，25、38
阿维森纳，38
阿伏伽德罗，181

罗杰·培根，40、41
培根勋爵，55
鲍德温的磷研究，80
法布里齐奥·巴托莱蒂，155
巴斯尔·瓦伦丁，43、47、49、156
拉尔夫·巴瑟斯特，74
约翰·约阿希姆·贝歇尔，81、156
炼金术士大卫·本特赫，53
伯格曼，94、107、124、158、160
比萨的贝里加德，48
克洛德-路易·贝尔托莱，116及以后，156、160、164
贝尔特洛，37
约翰斯·雅各布·贝采利乌斯，133、156、159、160、164
约瑟夫·布莱克，98及以后，171
博查特，4
布尔哈夫，3–20、35、42、49、51、106
其生平与著作，84及以后
博利姆，160
博里，53
灰霉病，12
布永-拉格朗日，158
布莱，162、167
罗伯特·波义耳，20、72及以后，107、113、155、157、159、175、177
炼金术士布拉加迪诺，53
布鲁克·泰勒，171
布鲁尼亚泰利，158、161

镉，12

Cœruleum，12
卡利古拉，34
Carbunculus，48
卡丹，110
卡文迪许，94、102及以后页码、107、171
卡文图，162
铈的发现，121
白垩，10
乌斯塔，12
硫酸铜，12
查尔斯，178
炼铁工人，11
古代化学，1
谢内维克斯，157
谢弗勒尔，54、162
氯的发现，107
铬的发现，120
绿玉髓，12
朱砂作为颜料的用途，13
克卢埃，180
约翰·克莱蒂米乌斯，54
钴由布兰特发现，107
化合比例，129
物质守恒定律，113
赫尔曼·康林吉乌斯，51
铜：埃及时期的使用，8；罗马时期的使用，9
科杜斯·瓦莱里乌斯，69
克劳福德，107、172
奥斯瓦尔德·克罗尔，65
克龙施泰特，107
氰气的发现，151

道尔顿，125及以后页码，178，181
戴维，29，141
约翰·迪伊，53
德朗布尔，116
德谟克利特，26
《论金属》，66
德罗内，157
狄金森，50
西库卢斯的狄奥多罗斯，7
迪奥斯科里德斯，156，160
多贝莱因，155，162，167
多恩，60
杜谢纳，61
迪乌梅尔，98，157
大仲马，162，167，168，181
杜隆，158，173，174
埃及人的染色技术，14

埃及：化学的诞生地，1
电解银，8
《化学原理》，87
亚里士多德的“元素”理论及其特性，23
埃勒凡蒂努姆，14
灵药，32
埃勒尔，94
恩培多克勒，23
托马斯·埃拉斯提乌斯，51
等价物，129

葡萄酒的防腐处理，137
G. E. 菲舍尔，124
“黄金之花”，12

福克罗伊，112、118、155、158、161、162
弗兰克兰，168

加恩，108
野气，63
盖·吕萨克，150、155、161、164、167、178、181
盖伯，36
金属理论，37、156
金属的生成，33
热弗鲁瓦，106
格哈特，168
古人已知的玻璃，15
约翰·鲁道夫·格劳贝尔，68
葡糖酸的发现，120
L. 格梅林，161
古人提取黄金的方法，7
古拉尔，157
戈麦斯，161
格特林，156
托马斯·格雷厄姆，178
格雷沙姆学院，74
瓜尔多，49
吉永·德·莫尔沃，112、160

血精素，15
斯蒂芬·黑尔斯，89
帕拉塞尔苏斯的“谐波理论”，61
奥伊，176
埃洛，108
约翰·巴普蒂斯特·范·赫尔蒙特，63
爱尔维修斯，48
亨内尔，155

亨利，181
赫拉克利特，21
赫瑞斯，风之神，22
赫姆布施泰特，158
赫尔墨斯·特里斯墨吉斯图斯，4、33
“德国的赫尔墨斯”，52
霍夫曼，106
霍姆伯格，威廉，84
乌顿-拉比亚尔迪埃，158
霍华德，161
玻璃在生火中的用途，15
水银，11

医化学，57
古人的墨水，14
英根豪斯，21
隐形学院，74
古人对铁的利用，10
欧文，172
荷兰的以撒，49
异构现象，165
同构现象的发现，176

“卡利德”，他的哲人石，48
智慧之钥，53
基尔希尔，51
基尔霍夫，162
柯万，113
克拉普罗特，120、160
克莱滕贝格，赫克托尔·德，54
科普，181
克罗内曼，威廉·德，53

约翰·昆克尔，51岁，79页
化学实验室，80页
处女座星云，157页
拉格朗日，116页
拉普拉斯，172页
潜热，99页，172页
劳拉奎斯，155页
洛朗，168页
拉瓦锡，20页，22页，109页
抗炎理论，112页，116页，156页，164页，166页，173页
杜隆-珀蒂定律，173页，174页
电解作用定律，153页
铅——古人已知晓的存在，10页
勒布兰，108页
莱曼，159页
尼古拉·勒梅里，83页，154页，156页
利奥·阿非利加努斯，36页
留基伯，26页
安德烈亚斯·利巴维乌斯，62页，155页，157页
托马斯·利伯，65页
李比希，155页，156页，159页，164页，167页
洛维兹，156页
卢克莱修，26页，27页
雷蒙德·吕利，41页，47页，49页

麦克尔，98页
大师级职位，48页
小型大师级职位，48页
白镁石的性质，107页
锰的发现，107页
马格格拉夫，95页，107页，108页，157页

玛丽·齐格勒，53岁
火星相关准备，37
马里奥特，178
马特努斯·尤利乌斯·菲尔米库斯，35
图尔凯·德·梅耶讷，65
约翰·梅奥，82及以后
医学与占星术，58
美利奴姆，13–14
梅内塞斯·西博尼塔，3
“水银”作为元素，31
用于固定水银的药剂，50
古人的冶金技术，7
燃素论者所认为的金属，104
雷蒙德·明德勒，157
朱砂，12
米切尔里希，159、175、176、177
钼，12
蒙日，180
唐纳德·蒙罗，159
埃及的媒染剂，15
蒙达穆斯，43
阿德里安·范·明西赫特，65、158

纳可丁，161
用作清洁剂的苏打，16
纳特雷尔，180
涅斯提斯，水之神，22
诺伊曼，94、175
道尔顿的化学哲学新体系，129
镍的发现，107
氮的发现，107
诺斯莫尔，180

奥鲁戈，12
葡萄酒油，155
奥凯阿诺斯，19
奥勒乌斯·博里基乌斯，33
奥林匹奥多鲁斯，35
甲沟炎，12
奥佩里努斯，60
贝壳炎，12
古代用于给玻璃着色的金属氧化物，15
氧的发现，105
氧对化学领域的影响，105

贝尔纳·帕利西，67
帕拉塞尔苏斯，40、48、57
帕拉托尼乌姆，13
佩莱蒂埃，162
佩利戈，162
逍遥学派哲学及其对科学的影响，24
亚历克西斯·特雷泽·佩蒂特，173、175
费雷基德斯，21
东方哲学，38
哲人石，32、46、49
哲学之蛋，33
燃素说，95及以后
磷的发现，80、107
普拉西蒂斯，12
铂的发现，107
柏拉图的“元素”学说，23
普林尼，156
白铅，10
黑铅，10
教皇约翰二十二世——炼金术士，46

波雷特，160
波特，94、95、159
吉尔德福德的詹姆斯·普赖斯，54
约瑟夫·普里斯特利，20、22；其生平与著作，99及以后
约瑟夫·路易·普鲁斯特，121
卡修斯的紫色物质，81
极紫色物质，13

哲学家的精髓，32

让·德·拉凯泰亚德，43
雄黄，13
雷欧米尔，108
雷伊，110
拉齐斯，38
杰里迈亚·本杰明·里希特，124
乔治·里普利，43
罗比凯，161、167
罗巴克，108
罗梅·德·利斯尔，176
古斯塔夫·罗斯，177
克里斯蒂安·罗森克鲁兹，55
鲁埃尔，94、106、159
皇家学会的成立，74
鲁布里卡，13
约翰内斯·德·鲁佩西萨，43

铅糖的精髓，157
安杰卢斯·萨拉，65
调和盐，44
双重盐，81

神奇的盐，68
桑达拉克，13
土星状溶液，37
萨瓦里，155
《怀疑的化学家》，70
谢勒，96及以后页码，107、155、158、159、160、166
施罗德，181
炉渣，12
塞夫斯特伦，135
塞甘，159
彼得·塞涅特，157
硒及其发现，135
丹尼尔·森纳特，65
塞图尔纳，161
塞维里努斯，61
古人所知的银，7
西诺皮斯，13
高卢人制造的肥皂，15
比热的发现，99
火气灵，82
乔治·恩斯特·施塔赫尔，92、156
锡，10
黑尔斯的《静力学论文》，89
《化学静力学》，117
斯蒂法努斯，35
锑，13
斯特米，13
锶的发现，107
苏伊达斯，34
作为“元素”的硫，31
苏尔茨巴赫，110
对太阳的崇拜，22

西尔维乌斯，弗朗西斯·德·勒博埃，64
辛塞卢斯，35

塔切尼乌斯，69
塔尔塔罗斯学说，59、157
碲的发现，121
贝彻的“肥土”理论，92
第三纪，10
特土良，19
米利都的泰勒斯，19
特纳尔，152、164
泰奥弗拉斯托斯，156
染料，32
蒂洛里耶，180
汤姆森，托马斯，129
钍的发现，135
图尔内塞尔，伦纳德，53、60
埃及人已知的锡，9
元素转化，28、30
特龙姆斯多夫，157
图巴尔·该隐，7
图尔凯·德·梅耶讷，158
提尔紫，14

瓦伦丁，巴西尔，43、47、49、156
范赫尔蒙特，20、48、63
红玉髓，15
沃克兰，119、155、158、161、162
铜绿，56
文森特·德·博韦，50
冯·伊特纳，160

沃利斯，约翰，74岁
沃德，塞斯，74岁
“白”金，7
威尔克，172
威利斯，托马斯，64岁、74岁
沃勒，161岁、163岁、167岁
沃拉斯顿，144岁、176岁
伍德沃德，160岁
雷伊，159岁
雷恩，克里斯托弗，74岁

扎卡里亚斯，丹尼尔，49岁
帕诺波利特的佐齐穆斯，4岁

誊写者备注：
当书中存在某种明显的书写偏好时，标点符号与拼写会随之统一；否则则保持不变。简单的排版错误已得到修正；偶尔出现的不对称引号则保留原样。行尾处那些含义不明的连字符也予以保留；而那些拼写不一致的连字符则未作修改。索引部分并未经过核对，无法确定其是否按正确顺序排列，页码引用也可能存在错误。第16页上“jeunesse d’oreé”的写法有误，应为“_jeunesse dorée_”。第183页上“Moyenâge”的写法有误，应为“Moyen Âge”。

*** 古腾堡计划电子书《化学史》第一卷（共两卷）内容结束 ***

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第2节：关于古腾堡计划使命的信息

古腾堡计划代表着以各种计算机都能读取的格式免费分发电子作品，这些计算机包括那些已经过时或较旧的计算机。该计划的得以实施，得益于数百名志愿者的努力以及来自各行各业人士的捐助。

志愿者以及为志愿者提供所需支持的财政援助，对于实现古腾堡计划的目标至关重要，也有助于确保这些电子作品能够永远免费供后人使用。2001年，古腾堡文学档案基金会成立，旨在为古腾堡计划及其后续发展提供稳固且持久的保障。如需了解更多关于古腾堡文学档案基金会的信息，以及您如何通过自己的努力和捐助来提供帮助，请参阅第3节和第4节，以及www.gutenberg.org上的基金会相关页面。

第3节：关于古腾堡文学档案基金会的信息

古腾堡文学档案基金会是一家非营利性501(c)(3)教育机构，根据密西西比州的法律设立，并获得了美国国税局的免税资格。该基金会的联邦税号为64-6221541。根据美国联邦法律及您所在州的法律规定，向古腾堡文学档案基金会提供的捐款可在一定范围内享受税收减免。

该基金会的办公地址位于美国新泽西州蒙特克莱尔市沃丘恩广场41号516室，邮编07042。联系电话为+1 (862) 621-9288，可通过电子邮件进行联系。更多联系方式及最新信息可在该基金会的网站www.gutenberg.org/contact上找到。

第4节：关于向古腾堡计划捐款的说明
古腾堡文学档案基金会

古腾堡计划依赖于公众的广泛支持与捐款，才能继续履行其使命——增加可自由分发、以机器可读格式存在的公共领域及授权作品的数量，让包括老旧设备在内的各种设备都能读取这些作品。许多小额捐款（1美元至5,000美元）对于维持该组织在IRS处的免税地位尤为重要。

该基金会致力于遵守美国50个州关于慈善机构及慈善捐款的法律法规。不过各州的合规要求并不统一，要满足这些要求需要投入大量精力、处理大量文件并支付诸多费用。在没有收到相关合规确认函的地区，我们不会寻求捐款。如需捐款或了解特定州的合规状况，请访问www.gutenberg.org/donate。

对于那些我们尚未达到捐款要求的州，我们既无法也不愿寻求捐款；不过据我们所知，对于主动提出捐款的此类州的捐赠者，我们并没有禁止接受其捐款。

我们欢迎国际上的捐款，但无法就来自美国境外的捐款的税务处理问题给出任何说明。仅美国的法律就让我们这些人数不多的工作人员应接不暇。

请查看古腾堡计划的网页，以了解最新的捐款方式与地址。此外，还有多种其他方式可以捐款。

捐赠方式包括支票、在线支付以及信用卡捐款。如需捐赠，请访问：www.gutenberg.org/donate。

第5节：关于古腾堡计划的基本信息
电子作品

迈克尔·S·哈特教授是古腾堡计划的发起人，他提出了建立一个可自由与任何人共享的电子作品图书馆的理念。四十年来，他在仅有少量志愿者支持的条件下，持续制作并分发古腾堡计划的电子书。

古腾堡计划的电子书通常是根据多个印刷版本制作而成的，而这些版本在美国均被认定不受版权保护，除非其中包含版权声明。因此，我们并不一定需要让电子书完全符合某个特定印刷版本的格式要求。

大多数人都是从我们的网站开始了解古腾堡计划的，该网站提供了便捷的搜索功能：www.gutenberg.org。该网站还包含了有关古腾堡计划的各种信息，包括如何向古腾堡计划文学档案基金会捐款、如何协助制作新的电子书，以及如何订阅电子邮件通讯以获取新电子书的资讯。