我們都知道鍊金術是不可能實現的，但是各個文明都曾經發展過自己的鍊金術。
在東方和西方（包括阿拉伯），鍊金術的定位並不相同。在中國，鍊金術是以製造萬靈藥和長生不老藥為目的，因此它也被稱為煉丹術。而在西方，鍊金術的目的是將廉價的金屬變成貴重的黃金。
無論是為了長生不老，還是為了錢財，鍊金術背後都有巨大的利益驅動，因此雖然從來沒有成功過，術士們仍為此一代代前仆後繼，樂此不疲。比如，你可能聽說過，牛頓一輩子大量的時間都花在了不靠譜的鍊金術上，甚至還留下了650萬字的鍊金術著作。
雖然鍊金術勞民傷財而且從來沒有成功過，但它也並非一無是處。在中國，它催生了火藥的發明；而在西方，通過鍊金術，人們找到了各種各樣的礦物質，提煉出一些元素，並且在這個過程中積累了化學實驗的經驗和方法，發明了許多實驗設備。
今天的化學就源於鍊金術，這個脫胎換骨的進化過程非常值得大家瞭解，那麼早期非科學的鍊金術是如何演化成現代化學的？它的背後其實是有一整套做事方法的，今天我們就來講講這套方法。
在西方，人們是怎麼鍊金的呢？舉個例子，他們會選擇鉛，因為覺得鉛和金都挺重的，也都咬得動，感覺兩者的屬性應該差不多，明顯的差異就是在顏色上，那這個問題的關鍵就是讓灰色的鉛變黃，怎麼辦呢？
鍊金師們覺得可燃物都是黃色的，可以通過火把黃色屬性加入到鉛中。就是在這樣一次次的實驗中，人們不僅無意中發現了很多其他物質，而且得到了一條很重要的科學研究方法，這是從鍊金術到化學的一個重要轉折點。
最早從鍊金術士轉變為化學家的，要算德國商人波蘭特了。1669年，他試圖從人體的尿液中提取出黃金，這可能因為它們都是黃色的緣故，於是抱著發財的目的，用尿液做了大量實驗，結果意外地發現了白磷。其他的鍊金術士們聽到這個消息後百般打探消息，但是波蘭特的保密工作做得很好，在接下來的好幾年裡大家對提煉磷的細節過程毫無知曉。要知道，當時很多鍊金師們為了保護自己的配方，甚至會用密碼來書寫。
後來德國科學家孔克爾多方打聽，探知這種發磷光的物質是從尿液中提取出來的，於是他也開始做類似的實驗，並且在1678年成功地提取出白磷。幾乎同時，英國的科學家波義耳也用相近的方法制作出了磷。
這個提取磷的方法就傳播開來了，後來，波義耳的學生通過製作白磷發了財。磷的發現，標誌著從鍊金術到化學的第一個轉折，因為不同的人用類似的方法得到了同樣的結果，從此讓一個新物質的發明過程變得可以驗證，這一點很重要。
在從鍊金術到化學過渡的這個過程中，起了最大作用的是著名科學家安託萬·拉瓦錫，他在化學界的地位堪比牛頓在物理學的地位。拉瓦錫是法國末代王朝的貴族，從來不缺錢，他做化學實驗只是為了探索自然的奧秘，而不是為了賺錢。拉瓦錫一生的貢獻很多，最大的貢獻是以下四個：
- 確認氧是一種化學元素（oxygen一詞就是拉瓦錫創造的），並且提出了氧氣助燃的學說；
- 證實並確立了質量守恆定律；
- 聯合其他科學家制定了今天使用的化學物質的命名法；
- 制定今天廣泛使用的公制度量衡。
這裡面任何一項都足以讓人名垂青史，相比結果，他取得每一項成就的過程，對科學的發展都更為重要。
我們先從他的第一項貢獻“確認氧氣的作用”說起。在拉瓦錫之前，學術界普遍認為一些物質能夠燃燒，是因為其中具有所謂的“燃素”，燃燒的過程就是物質釋放燃素的過程。但是人們還發現，給爐子鼓風火就能燒得更旺，把油燈的罩子蓋嚴燈就會滅，當時的人們感覺沒空氣不行，但並不知道是空氣中的氧氣在助燃。
最早發現氧氣能夠助燃的其實是英國科學家普利斯特里。1774年，他在加熱氧化汞時，得到一種氣體，這種氣體不僅能使火焰燃燒得更明亮，還能幫助呼吸。遺憾的是，燃素學說在普利斯特里腦子裡根深蒂固，因此他沒有得出有用的結論。後來普利斯特里到了法國，向拉瓦錫介紹了自己的實驗，拉瓦錫重複了他的實驗，得到了相同的結果。
但是拉瓦錫不相信燃素說的解釋，因為他通過定量分析和邏輯推理發現了燃素說的邏輯破綻：如果燃燒是因為物質中的燃素造成的，那麼燃燒之後，灰燼的質量應該減少，而事實上，燃燒的生成物的質量是增加的，這說明一定有新的東西加入到了燃燒的產物中。
拉瓦錫在實驗中有一個信條：“必須用天平進行精確測定來確定真理。”正是依靠嚴格測量反應物前後的質量，他才確認了在燃燒的過程中，空氣中的一種氣體加入了進來，而不是所謂燃素分解掉了。此外這件事再次說明，邏輯推理對於科研很重要。
在研究燃燒等一系列的化學反應過程中，拉瓦錫通過定量實驗證實了極其重要的質量守恆定律。質量守恆定律奠定了化學發展的基礎。這是他的第二個巨大貢獻。
這個定律並不是他的獨創，在拉瓦錫之前很多自然哲學家與化學家都有過類似觀點，但是由於對實驗前後質量測定的不準確，這一觀點無法讓人信服，因此只是一種假說。拉瓦錫通過精確的定量實驗，證明物質雖然在一系列化學反應中改變了狀態，但參與反應的物質的總量在反應前後都是相同的。
由於有了量化度量的基礎，拉瓦錫可以用準確的化學語言闡明這個原理。講到這裡，你能否回想起畢達哥拉斯定律？雖然早期許多文明都找到了很多勾股數，但是不明白其中的道理，而畢達哥拉斯證明了那是一個普遍規律，於是以後所有的人都可以大膽地應用了。這便是工匠結論和科學理論的區別，而區別的一個主要原因在於得到結論的方法。
正如牛頓建立了經典物理學的體系一樣，拉瓦錫建立起化學的體系，有了拉瓦錫，化學這個學科才有了規則，這是拉瓦錫的第三個貢獻。一個科學體系的建立，首先要將各種概念定義清楚，今天化學上的很多概念就是拉瓦錫定義的，更重要的是化學物質的命名方法是他確定的。
拉瓦錫等人指出每種物質必須有一個固定名稱，而且它的名稱要儘可能地反映出其組成成分和特性。比如我們今天說食鹽的化學名稱是氯化鈉，這種命名法則，就是拉瓦錫確定的。
從鍊金術過渡到化學，從根本上講是對各種化學反應由感性上升到理性，從感覺到量化的過程。要量化，做理性分析，就需要準確收集信息，當然就需要有統一的度量衡單位。為此，拉瓦錫領導了法國的一個委員會，確定了今天全世界通用的公制，比如米制系統，質量標準裡的千克等，這是他的最後一項重大貢獻。
好，說完了拉瓦錫的四個貢獻，我們再來學習他科學的工作方法。
拉瓦錫所有的研究工作，都遵循一種科學的方法，這種方法由笛卡爾概括成四個步驟：
- 理性批判：不接受任何自己不清楚的真理。對一個命題要根據自己的判斷，確定有無可疑之處，任何有可疑之處的命題都不會是真理。
- 化繁為簡，化整為零：對於複雜的問題，儘量分解為多個簡單的小問題來研究，一個一個地分開解決。
- 先易後難：在解決上述小問題時，應該按照先易後難的次序，逐步解決。
- 歸納綜合：解決每個小問題之後，再綜合起來。看看是否徹底解決了原來的問題。
拉瓦錫最後的結局非常悲慘。他被捲入了大革命的鬥爭，最終被判處了極刑。歐洲各國學會紛紛向國會請求赦免拉瓦錫，以便他可以繼續開展科學實驗，但法官聲稱：“共和國不需要科學家或化學家，審判不能推遲。”
1794年5月8日，拉瓦錫被送上了斷頭臺。他泰然受刑而死，據說在行刑前他和劊子手約定自己被砍頭後儘可能多眨眼，以此來確定頭砍下後是否還有感覺，這是他最後一次進行的科學研究。不過這個說法正史上沒有記載。
對於拉瓦錫之死，著名的數學家拉格朗日痛心地說：“他們可以一眨眼就把他的頭砍下來，但他那樣的頭腦一百年再也長不出一個來了。”
拉瓦錫不僅在化學發展史上建立了不朽功績，而且確立了實驗在自然科學研究中的重要性。拉瓦錫講，“不靠猜想，而要根據事實”，“沒有充分的實驗根據，從不推導嚴格的定律”。拉瓦錫所倡導的研究方法一直沿用至今。無論是在學術上的成就，還是在方法論上的貢獻，拉瓦錫都無愧於“化學界的牛頓”和“現代化學之父”的讚譽。
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