安托万-洛朗·德·拉瓦锡（法国化学家、生物学家）
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更新时间：2023-05-22
安托万-洛朗·德·拉瓦锡
法国化学家、生物学家
拉瓦锡，全名安托万-洛朗·德·拉瓦锡（法语：Antoine-Laurent de Lavoisier，1743年8月26日－1794年5月8日），法国化学家、生物学家。拉瓦锡出身富裕家庭，曾于四国学院和巴黎法学院求学，并获得法学学位，后投身科学研究，入选法兰西皇家科学院，并活跃于皇家火药与硝石管理委员会、农业管理委员会、度量衡委员会等多个政府职能部门。法国大革命期间，因其包税官身份被处死。
基本信息
姓名
安托万-洛朗·德·拉瓦锡
原文名
Antoine-Laurent de Lavoisier（法语）
国籍
法兰西第一共和国（1792年9月22日-1794年5月8日）、法兰西王国（1743年8月26日-1792年9月21日）
出生日期
1743年8月26日
去世日期
1794年5月8日
终年
50
出生地
法国巴黎
发明成就
职业
化学家、生物学家
研究领域
化学、生理学、农学、经济学
主要成就
揭示燃烧的本质、重新发现氧气、将定量方法引入化学研究、破除自古以来基于哲学的元素概念、奠定现代化学实验规范的基础
代表作品
《化学命名法》
《化学基础论》
家庭情况
妻子
玛丽-安妮·拉瓦锡
（Marie-Anne Lavoisier）
人物生平
早年经历
拉瓦锡1743年8月26日生于法国巴黎的一个富裕家庭，父亲让-安托万·拉瓦锡（Jean-Antoine Lavoisier）是巴黎议会的律师，拉瓦锡家中还有一个妹妹，母亲在兄妹俩年幼时去世，由未婚的姨妈抚养两人长大。
1754年，拉瓦锡进入四国学院(Collège des Quatre-Nations，又名Collège Mazarin)，当时该学院是巴黎唯一教授数学和科学的学院，拉瓦锡也由此对科学产生兴趣。1761年，拉瓦锡遵从其父亲意愿，开始在巴黎法学院学习法律，但仍在继续学习科学知识，曾跟随纪尧姆-弗朗索瓦·鲁埃勒（Guillaume-François Rouelle）学习化学、跟随让-艾蒂安・盖塔（Jean-Étienne Guettard）学习地质学，对气象学、植物学、解剖学、电学等亦有涉猎。
1763年，拉瓦锡获得法学学位，次年受聘成为巴黎议会的律师，但很快又回到科学领域。
科研生涯
1764年，法兰西皇家科学院（Académie royale des sciences）发起巴黎路灯照明设计比赛，拉瓦锡为了完成这项研究曾一度将自己关在漆黑的房间6个星期，其成果虽然被认为理论性大于实用性，但仍得以发表，并获得金质奖章。1765年，拉瓦锡向科学院提交了《关于石膏的分析》的论文，科学院的审稿人称赞他的论文是“新颖独特的解释，将石膏的硬化现象简化为简单的结晶定律”。
1766年以来，拉瓦锡一直位列法兰西皇家科学院候选名单，作为助理化学家等待位置。其主要竞争对手、矿冶专家加布里尔·贾尔斯（Gabriel Jars）于1768年当选，但1769年即去世，年仅25岁的拉瓦锡当选法兰西皇家科学院院士。当时科学院院士的平均津贴约为2000里弗尔，低于中产阶级消费水平。同年，拉瓦锡用母亲的遗产购买了一笔包税公司（Ferme Générale）股份，这一决定为他提供了可观的收入，也为后续的不幸遭遇埋下伏笔。
1771年12月16日，拉瓦锡与包税官之女玛丽-安妮·保尔兹（Marie-Anne Paulze）成婚，她后来成为拉瓦锡科研工作的重要助手，但两人没有留下子嗣。成婚时，拉瓦锡的父亲为他购买了“国王秘书”爵位，这类爵位在真正的世袭贵族面前并无地位。
除科研工作外，拉瓦锡也频繁参与政府事务。当时的法国政府面临火药不足的问题，拉瓦锡提议成立皇家火药与硝石委员会（la Régie des Poudres et Salpêtres）。该委员会于1775年成立，拉瓦锡成为四名委员之一，负责改良火药生产技术，在三年内将法国火药年产量从714吨提升至1686吨，由此带来的法国火药援助间接推动了美国独立战争的胜利。火药委员会成立后，拉瓦锡将住处和实验室都搬到了巴黎阿森纳（Arsenal），并在此工作近二十年。
1777年，拉瓦锡综合了1772年至1777年五年间的研究成果，撰写了《燃烧理论》报告，系统地阐述了"燃烧的氧化学说"，解决了燃素说无法解释的诸多问题。
1778年，拉瓦锡购买了1129公顷农场，其后进行了一系列农业科学研究。1785年拉瓦锡向路易十六的财政审计长提出了一项并不完善的农业改良方案，并因此入选农业管理委员会。拉瓦锡还曾担任奥尔良省议会的第三等级代表，除参与农业事务外，也积极推动多项社会社会议题，如援助孤儿寡妇、建立储蓄银行和济贫院、废除修路劳役、改革税务、筹备当地矿产地图等。
1787年，拉瓦锡与另外三位化学家合著的《化学命名法》（Méthode de Nomenclature Chimique）确定了现代的化学物质命名方法。1789年，拉瓦锡将自己全新的化学理论体系，总结在《化学基础论》（Traité élémentaire de Chimie）一书中发表，该书很快被翻译为荷兰文（1789年）、英文（1790年）、意大利文（1791年）和德文（1792年），受到各国化学界的重视。
法国大革命时期
1789年7月14日，法国大革命爆发，革命前期拉瓦锡仍具有较大的政治影响力。拆除巴士底狱期间，拉瓦锡作为名义上的拆除工程负责人筹集了超过35000里弗尔支付给承包商。拉瓦锡支持改革，但立场较为温和，对革命的极端化倾向有所担忧。在1790年2月2日给本杰明·富兰克林的信中，拉瓦锡写道：“我们认为（政治革命）是彻底的、不可逆转的……温和派以及在这种普遍狂热中保持冷静的人，认为革命形势已经把我们带得太远了，不得不武装全体公民，这很不好……此时此刻，我们对你离开法国感到非常遗憾。您本可以做我们的指导，为我们划定不能越过的界限。”
1790年5月，法兰西皇家科学院收到革命政府改革度量衡的命令，拉瓦锡也参与其中，该法令于1793年8月颁布，受到法国学界高度评价。拉瓦锡还参与到新政府的税务改革中，统计法国生产、消费、人口数据，其成果被认为是有史以来首批可靠的国家统计数据。
1793年8月8日，国民公会（Convention Nationale）以法兰西皇家科学院曾是暴君的帮凶、科学团体中的第一等级应被清除等理由，解散了法兰西皇家科学院。拉瓦锡认为该法案扼杀了法国科学的发展，也使度量衡委员会的工作陷入困境，但反对解散的努力并未成功。
1793年9月起，前包税公司雇员安托万·迪潘（Antoine Dupin）开始负责调查包税总会的事务，用近3个月的时间准备了一份有关包税总会账目的不实报告。1793年11月24日，革命政府下令通缉包税公司所有成员，拉瓦锡写信给公共教育委员会试图挽回局面，信中声称：“前科学院院士，大约3年前辞去包税总会职务的拉瓦锡……众所周知，他从来没有参与过由大臣任命的一个小委员会主持的包税总会的日常事务，而且他所发表的著作也证明，他主要从事的是科学研究。他从来不是法令中指定的需要呈报包税总会账目的委员之一。”随后，他给国家安全委员会写了一封类似的信，并声明愿意自首。两个委员会都没有回复他。11月28日，拉瓦锡和岳父被关进巴黎的自由港监狱（Port Libre Prison）。1974年5月8日，革命法庭对包括拉瓦锡及其岳父在内的包税官进行了仓促的审判，并于当天下午将他们送上断头台。
一种广为流传的说法是，庭审期间曾有过“共和国不需要学者”这样的断言，这句话是否真的出自庭审尚有争议，但一定程度上反映了大革命前期法国社会对皇家科学院的普遍态度。包括后世学者认为，拉瓦锡死于左派之手是讽刺的，即使不考虑科学领域的巨大成就，他的政治观点其实相当自由开放，而他过去所展现出优秀的计划、组织能力本可以对新生的共和国大有裨益。
主要成果
化学领域
揭示燃烧的本质
18世纪初，德国化学家、医生格奥尔格·恩斯特·施塔尔（Georg Ernst Stahl）在德国药剂师和化学家贝歇尔（Johann Joachim Becher）的基础上发展完善了燃素说，该学说的核心理念是：所有可燃物之所以能燃烧，是因为其中都含有火的成分“燃素”（phlogiston），煤炭、蜡烛等物质燃烧后重量减轻，是因为其中的燃素逸散到了空气中；密闭环境下，如果火焰周边被燃素占满，火焰就会熄灭。燃素说以简明的方式解释了燃烧现象，成为当时的主流观点。但是，燃素说在解释金属与金属氧化物的转变时，却遇到了困难：金属氧化物与煤炭混合加热会得到金属本身，施塔尔认为，这是煤炭中的燃素转移给了金属氧化物；但是当金属再次被加热、在空气中氧化，重量非但没有因为失去“燃素”而减少，反而增加了。为了解释这种奇怪的现象，燃素说学者甚至提出燃素具有“负质量”。
拉瓦锡认为，空气中的成分参与了燃烧的过程，但当时人们还不了解空气的组成。1774年8月，英国化学家约瑟夫·普里斯特利（Joseph Priestley）来到巴黎，他向拉瓦锡介绍了自己的实验：加热氧化汞，释放出的气体能够使蜡烛火焰更加猛烈，普里斯特利的解释是，这种气体没有燃素，所以能使蜡烛燃素的释放更猛烈，并将其命名为“脱燃素空气”（dephlogisticated air）。拉瓦锡重复了普里斯特利的实验，并提出空气并非单一成分，而是由两种成分构成，一种能够支持燃烧和呼吸，另一种不能，而燃烧是可燃物跟前者的反应。
在1777年撰写的报告《燃烧理论》中，拉瓦锡系统地阐述了"燃烧的氧化学说"。其要点是：物质燃烧时放出光和热；物质在氧存在时才能燃烧；物质在空气中燃烧时吸收其中的氧，燃烧后增重等于吸收氧的质量；一般可燃物（非金属）燃烧后变为酸；金属煅烧后变成都灰渣即金属氧化物。以氧为中心的燃烧学说，解决了燃素学说诸多无法解决的矛盾，使人们认识到燃烧的本质。
认识、命名氧气和氢气
在认识到“脱燃素空气”对于燃烧的作用后，1779年，拉瓦锡向法兰西皇家科学院宣布了新发现：大部分酸都含有这种支持燃烧和呼吸的气体，因此拉瓦锡将其命名为oxygène（即氧气），取自希腊语“酸的组分”。
早在1766年，英国科学家亨利·卡文迪许（Henry Cavendish）发现了一种能够点燃的气体，将其命名为“可燃空气”（inflammable air）。普里斯特利进一步发现“可燃空气”与空气混合燃烧后生成了水，但仅仅解释为两种气体中都含有“水元素”。根据拉瓦锡的理论，燃烧意味着与氧气反应，他将“可燃空气”与氧气反应，生成了水，又将水分解为“可燃空气”和氧气。拉瓦锡于1783年6月宣告，水并非自古以来人们所认为的基本元素，而是两种气体的化合物。
质量守恒定律
从十七世纪下半页起，随着定量实验的广泛应用，许多科学家已经有意无意认同甚至使用了质量守恒的理念。1756年前后，俄国科学家米哈伊尔·瓦西里耶维奇·罗蒙诺索夫（Михаил Васильевич Ломоносов）发现金属煅烧后增重来自空气，因而提出了质量守恒的思想，但其成果未能得到广泛传播。
由于拥有巨额财富，拉瓦锡得以向一流工匠定制优质的气压计、天平等仪器以进行高精度测量，从而证实并推广了物质守恒定律。早在1768年，拉瓦锡在培里肯实验中将蒸馏水加热煮沸101天，证明了水无法变成土。1772年起，拉瓦锡通过一系列金属煅烧、非金属燃烧实验提出，燃烧增重是因为金属/非金属与空气中某种物质结合，而加热氧化汞可以重新获得这种物质。拉瓦锡在《化学基础论》中用清晰的语言描述了质量守恒定律：“无论是人工的或是自然的作用都没有创造出什么东西，物质在每一化学反应前的数量等于反应后的数量，这可以算是一个公理。”
质量守恒定律是近代化学的基本原理，它不仅为拉瓦锡的燃烧理论提供了支持，也使定量方法在此后逐渐成为化学研究的主要方法。
生物学领域
1773年，拉瓦锡在进行分离空气组分的实验时，也研究了动物的呼吸作用，并意识到二氧化碳无法支持呼吸。1775年，拉瓦锡宣布找到了支持呼吸的空气组分，即氧气。
拉瓦锡呼吸实验现场。这是拉瓦锡夫人绘制实验图之一，最右侧持笔的女士就是她本人
拉瓦锡与法国数学家皮埃尔-西蒙·拉普拉斯（Pierre-Simon, marquis de Laplace）在对热的研究中论证，呼吸作用类似于缓慢的燃烧，肺部消耗氧气、释放二氧化碳和水，并产生热量。1782年，借助拉普拉斯发明的高精度量热仪器，拉瓦锡测量了人体在静息、活动、空腹等多个状态和不同温度下的热量，并发现了出汗对调节人体热量的作用。在对动物的消化过程研究中，拉瓦锡根据化学反应中的守恒提出食物补偿了在呼吸作用中失去的碳和氢。18世纪90年代，拉瓦锡在与多名生物学家联合研究中指出了人体健康三要素：支持呼吸的氧气、提供碳氢的营养物质、保持体温恒定的产热和出汗现象。
理论缺陷
拉瓦锡的化学理论仍有一定的局限性。他虽然批判了燃素说，但沿袭了燃素说“用一个主要元素解释大部分化学现象”的思维方式，过分强调了氧的重要性，认为所有的酸中都含有氧，没有认识到酸的本质。这也导致他将浓盐酸和软锰矿共同加热得到的黄绿色气体称为“氧化盐酸”，错失了发现新元素的机会。此外，拉瓦锡仍把光、热都视为基本元素，错误地认为加热和冷却是热素流入或流出物质的过程。热质的假定，无法解释做功-发热之间的转换和各种热力学过程。
成果争议
拉瓦锡的成果归属有较大争议。如金属氧化物分解、氢气燃烧、水分解等都不是其原创实验，而是对舍勒、卡文迪许、普里斯特利等科学家实验的重复，但并没有明确地指出这些实验是别人先做出来的，不少化学家对此有所不满，普里斯特利更是长期控诉拉瓦锡剽窃实验成果。不过，拉瓦锡基于自己的理论体系提出了正确的解释，这是先前科学家没有做到的。
主要著作
《化学命名法》
《化学命名法》由拉瓦锡、路易斯-伯纳德·盖顿·德·莫尔沃（Louis-Bernard Guyton de Morveau）、克劳德·路易斯·贝托雷（Claude Louis Berthollet）、安东尼·弗朗索瓦·佛克罗伊（Antoine-François de Fourcroy）四位化学家合著。书中指出，每种物质都必须有一个固定名称，单质的名称必须尽可能体现出其特性，化合物名称必须包含其单质组成，酸、碱尽可能根据其所含元素命名，盐则用生成它们的酸碱命名。这些命名规则是拉瓦锡对元素概念和酸碱定义的总括和发展，使化学物质的命名简洁明了。对于新体系和命名法，拉瓦锡在《化学基础论》中进行了进一步的阐明。
《化学基础论》
《化学基础论》是拉瓦锡基于的新体系写出的化学教科书，全书分为三个部分：
- 论气态流体的形成与分解，论简单物体的燃烧与酸的形成。这部分分为十七个章节，主要介绍了空气的组分、不同物质的氧化和燃烧、酸的形成、发酵过程；
- 论酸与成盐基的化合，论中性盐的形成。这部分没有分章，而是分为四十四节，尝试将各种盐、化合物拆解为酸和成盐基，并论述当时已知的化学元素单质、化合物的组成、命名和化学性质；
- 仪器与操作说明。这部分分为十章，对化学实验使用的仪器做了详细说明，介绍了各类通用实验方法。
此外，书末尾还包含丰富的附录、图版，附录列出来各类单位换算、元素基本性质数据表，图版部分是拉瓦锡夫人绘制的百余个实验仪器。
《化学基础论》系统阐明了氧化学说，重新解释了各种化学现象，明确了化学研究的目标，即“以自然界的各种物体为实验对象，旨在分解它们，以便对构成这些物体的各种物质进行单独的检验”；书中还发展了波义耳的元素概念，提出了包含33种元素的第一张化学元素表，以大量的定量实验阐述了质量守恒定律，提出了化学方程式的雏形。《化学基础论》的出版标志着化学革命的到来。它与牛顿的《自然哲学的数学原理》和达尔文的《物种起源》一起，并称为自然科学领域的三大经典著作。
相关人物
妻子、助手：玛丽-安妮·拉瓦锡，原名玛丽-安妮·保尔兹（Marie-Anne Paulze），1771年12月16日与拉瓦锡成婚，当时还未满14岁。她的父亲也是一名包税人，她成婚时带来财产包括8万里弗尔嫁妆、47万里弗尔个人财产、78万里弗尔债券，年收益约2万里弗尔，足以支持拉瓦锡夫妇较为舒适的生活。
拉瓦锡夫人是拉瓦锡科研工作上的重要伙伴，她学习英语、为拉瓦锡翻译英国化学家的作品，并师从当时著名画家雅克-路易·大卫（Jacques-Louis David）学习绘画，为丈夫的科研作品绘制了诸多插图。1783年，拉瓦锡夫人曾当众仪式性地焚烧包括斯塔尔著作在内燃素说书籍，宣告氧化学说的胜利。
法国大革命期间，拉瓦锡夫人曾通过中间人面见调查包税公司的安托万·迪潘，中间人原计划为拉瓦锡做轻罪辩护，但拉瓦锡夫人坚持丈夫无罪，因而谈判破裂。案发后拉瓦锡夫人也被捕，后被释放，但丈夫和父亲都已被处死。雅各宾派失势后，被处死的拉瓦锡得到平反, 拉瓦锡夫人继承了拉瓦锡的遗产，与一个科学家再婚，4年后再次守寡，其后整理拉瓦锡的著作和回忆录，直至1836年逝世，享年78岁。
法国画家雅克-路易·大卫画作《马拉之死》，现存于比利时皇家艺术博物馆
学术对手、政敌：让-保尔·马拉（Jean-Paul Marat），法国大革命时期雅各宾派领袖之一，其化学理论遭到拉瓦锡的否定。1790年8月17日，马拉在《人民之友》（L'ami du peuple）报纸上开始发表由11封书信组成的抨击性文章《论现代骗子》宣扬学院式团体无益、所有发明都是由未进皇家科学院的人做出的，11封信中的大部分都针对拉瓦锡。1791年1月，马拉继续在《人民之友》发布抨击拉瓦锡的文章，称其为““骗子首领，土地掠夺者之子，半吊子化学家，日内瓦股票投机商内克尔的弟子，包税公司的老包税官，火药和硝石管理委员会委员，贴现银行董事，国王秘书，科学院院士，沃维利耶的密友，巴黎食品委员会的渎职者以及当代最大的阴谋家”。马拉于1973年7月遇刺身亡。拉瓦锡被迫参加了纪念马拉遗体的阅兵式和马拉半身像的揭幕仪式。雅各宾派认为马拉之死是中间派和右翼人士所为，其后政策变得越发激进。
挚友/学徒：杜邦父子。皮埃尔-塞缪尔·杜邦（Pierre-Samuel du Pont），法裔美国企业家、经济学家，其子埃鲁塞尔·伊雷内·杜邦（Éleuthère Irénée du Pont）是法裔美国化学家、企业家。皮埃尔-塞缪尔·杜邦是拉瓦锡挚友、拉瓦锡夫人的情人，他与拉瓦锡共同参与了皇家火药与硝石委员会、农业管理委员会的工作，其子成为拉瓦锡的学徒，受雇于埃松火药工厂，为日后在美国的成就打下基础。1791年，皮埃尔-塞缪尔·杜邦向拉瓦锡借款7万里弗尔开设印刷厂。拉瓦锡被处决后，皮埃尔-塞缪尔·杜邦曾向拉瓦锡夫人求婚，但遭到拒绝，拉瓦锡夫人持续向其追讨借款，但直至1801年仍未还清。
埃鲁塞尔·伊雷内·杜邦（右）与拉瓦锡在实验室
法国大革命期间，杜邦家族由于其先前的保皇行为面临危险，皮埃尔-塞缪尔·杜邦也险些被斩首。1799年，杜邦全家移居美国。当时美国火药质量低下，埃鲁塞尔·伊雷内·杜邦意识到其中的商机，于1802年建立了一家火药工厂，后成为世界领先的化工科技企业——杜邦公司。杜邦公司的最高科学奖章名为拉瓦锡终身技术成就奖（Lavoisier Medal for Lifetime Technical Achievement），用于激励具备重大商业影响力的技术成果。
人物评价
“众所周知拉瓦锡是现代化学的奠基人，但这项成就只是他人生中的一小部分。即便拉瓦锡从未做过一个化学实验，他仍足以名留青史。他是一个多方面的天才，除了化学领域，在生理学、农业科技也是先行者，与此同时还是那个时代财政、经济、公共教育、政府管理领域的重要角色。” ——丹尼斯·伊恩·杜维恩（英国化学家、企业家、化学史家）
