盖·吕萨克(1778～1850年)

一 、 生平简介

盖 · 吕萨克 ( Louis _ Joseph Gay _ Lussac , 1778 ～ 1850 年 ) 法国物理学家和化学家 。 1778 年 12 月 6 日诞生于法国上维埃纳的圣利奥纳德的一个学者世家 。 盖 · 吕萨克从小十分受宠 ， 父亲经常向他灌输 ， 他家世代书香门第 ， 只有努力学习 ， 才对得住家庭的荣誉 。 他一直用功读书 ， 成绩优良 。 1797 年考入巴黎高等工业学院 ， 1800 年毕业后留校 ， 在著名化学家贝多莱 ( 1748 — 1822 ) 名下当助手 ， 1802 年任实验教员 。 1804 年盖 · 吕萨克和德国著名科学家洪堡德成了好朋友 ， 1805 年三月他随着洪堡德科学考察团一起来到意大利的最南端 ， 主要考察地磁 。 同年秋天又向北经奥地利到达波罗的海进行考察 。 1806 年盖 · 吕萨克当选为法国科学院院士 ， 1809 年任巴黎高等工业学院化学教授 ， 索邦学院的物理学教授 。 1818 年任法国政府的火药制造厂总监 。 1826 年当选为俄国彼得堡科学院名誉院士 。 1829 年任法国造币厂首席化验员 。 1830 年当选为法国国民议会议员 。 同年任巴黎植物园化学教授 。

盖 · 吕萨克在 查理 的工作基础上 ， 于 1801 年精确地测出一切气体在压强不变时的体膨胀系数都相等 。

此外 ， 他于 1804 年 9 月 16 日创造了高空气球升到 7016 米的记录 。

1850 年 5 月 9 日盖 · 吕萨克在巴黎逝世 。

二 、 科学成就

1 ． 盖 · 吕萨克在物理学方面的主要贡献 ， 是发现了盖 · 吕萨克定律 。

从 1801 年开始 ， 盖 · 吕萨克对气体物理性质进行了系统的研究 ， 很快就发现 ， 任何气体在压强不变的情况下 ， 热膨胀系数不变 。 1802 年 ， 他通过更深入的实验研究发现 ， 在压强恒定的条件下 ， 理想气体 ( 盖 · 吕萨克称它是 “ 永久气体 ” ) “ 从冰点升高到水的沸点 ，…… 如果用百分温度计作标准 ( 摄氏温标 ) ” ， 温度每升高 1 ℃， 气体的体积就增大了原来体积的 0 . 00375 ， 近似于 1 / 267 。 这就是盖 · 吕萨克定律 。 后来精确的实验证明 ， 气体膨胀系数应该是 1 / 273 。

2 ． 他创造乘气球升空 7016 米的记录 。

在气球上 ， 他的测量结果表明 ， 高空磁场几乎没有任何变化 ， 他从 6636 米高空收集的空气样品和接近地面的空气一样 。

3 ． 在化学方面 ， 盖 · 吕萨克也有不少重要的发现 。

1808 年他发现了化学元素硼 。 1809 年他用电火花使氮气和氧气的混合物变成了氧化氮 。 1812 年发现了一种绿色气体 ， 取名叫氯 。 1813 年和法国化学家贝鲁兹一起发现了一种紫色物质 ， 取名叫 “ 紫罗兰色 ” ， 中文译作 “ 碘 ” 。

三 、 趣闻轶事

1 ． 科学的品格赢得世人的赞颂

盖 · 吕萨克在研究气体规律时 ， 拾到了一顶荣誉的金冠 ， 他把它送给了原主 ， 表面上看 ， 他少了一项可以被列在他名下的发现 ， 但他尊重事实的科学品格却由此而赢得了世人的赞颂 。

2 ． 尊重老师 坚持真理

盖 · 吕萨克在巴黎的综合技术学院毕业后 ， 当上了著名化学家柏托雷的助手 。 一天 ， 柏托雷给助手交待了一项实验工作 ， 并显得把握十足地说 ：

“ 在我看来 ， 按照我的实验方案去做的话 ， 一定可以析出氧来 。 ”

盖 · 吕萨克走进实验室 ， 聚精会神地做实验 。 可是当他做完后 ， 发现老师满有把握的预测恰好与实验结果相反 。 当他再次仔细检查分析实验的每一步骤后 ， 还是得出了氧被吸收的结论 ， 而老师起初是百分之百地认为氧会被放出 。

要维护师生之间的良好关系 ， 盖 · 吕萨克可以只向老师报告实验的具体过程 ， 可以留住自己的分析不说 。 这样虽然可以暂时避免一些不愉快的事情 ， 但却违背了科学精神 ； 违背了做人的最高原则 。 最后 ， 盖 · 吕萨克还是如实地将实验过程和分析结果写在厚厚的工作日志上 。

柏托雷走进实验室 ， 发现盖 · 吕萨克正站在写字台旁发楞 ， 便走过去问道 ：

“ 盖 · 吕萨克 ， 实验做完了吗 ？ ”

“ 呵 ， 做完了 。 ”

“ 结果怎样 ？ 与我猜想的情况吻合吗 ？ ”

“ 对于结果 ， 也许我在什么地方做得不好 ， 不过 ， 我仔细检查过 ， 还是没有发现什么问题 。 ”

“ 你是说 ， 你的实验结果与我的推测不符 ？ 怎么可能还有别的结论呢 ？ 你先让我看看实验记录吧 。 ”

柏托雷拿过盖 · 吕萨克填写的工作日志 ， 边看边点头 ， 嘴角还略带一丝微笑 ， 但当他再往下看时 ， 突然蹙起眉头 ， 前额上拧起几道很深的皱纹 。 显然 ， 助手的实验步骤正确无误 ， 但助手的实验结果却深深地刺伤着老师的自尊 。 在年轻助手面前 ， 闻名遐迩的老师 ， 再也无法掩饰内心的羞涩和失望 ， 他的脸胀得通红 ， 一股无名的气恼怦然而生 ， 他什么话也没说 ， 满脸沮丧地走出了实验室 。

刚开始就在助手面前丢光了面子 ， 还当什么导师呢 ？ 柏托雷一时真想解除与盖 · 吕萨克的师生关系 ， 这种想法 ， 当然是由丢失面子这件事情引出 ， 归根到底还是由于惭愧 。 他想 ， 盖 · 吕萨克虽然年轻 ， 但这个年轻人在科学上的才能已不低于自己 。 天才的年轻人在错综复杂的实验现象面前 ， 有一种辨别谬误的超凡的本领 。

对于一个既重声望又重真理的大科学家而言 ， 无疑是后者的份量更重 。 柏托雷暗自思忖 ， 如果直说想法 ， 很可能要引起盖 · 吕萨克的误会 ， 但不坦然承认年轻人的天赋和才能 ， 又恐怕会影响他的天才思想的发展 ， 柏托雷反复思考后 ， 还是扶着盖 · 吕萨克的肩背说 ：

“ 你的结论是对的 ， 我为你能做出如此出色的工作感到骄傲 。 你在我的实验室工作 ， 我感到欣慰 ， 但我唯恐不能给你提供真正有价值的帮助 。 ”

“ 老师 ， 能在您的指导下工作 ， 是我的愿望 ， 我一定加劲工作 ， 不使您失望 。 ”

“ 请你不要误会 ， 说心里话 ， 我真有点嫉妒你的才华 ， 我认为凭你的才华 ， 在任何一名伟大的科学家手下当助手 ， 都是对你的委曲 ， 你具有洞察自然奥秘的超凡本领和熟练的实验技巧 ， 你完全能够像其他独立研究的科学家一样 ， 胜任合适的研究工作 。 ”

“ 老师 ， 我虽然有些想法 ， 但我想按照您的指导进行研究会好一些 。 ”

“ 当然 ， 要是你愿意的话 ， 你可以留在我的实验室里工作 ， 不过 ， 我希望你能够按照你自己的想法提出一些课题 ， 你认为值得去做的事情 ， 尽管去做好了 ， 用不着过多地考虑我的意见 。 如果说别人谈起你在我的实验室里的工作成就的话 ， 我将会感到非常高兴 ， 亲爱的盖 · 吕萨克 ， 我相信你会成为法兰西最伟大的儿子 ， 祝你成功 ！ ”

柏托雷表现出大科学家的气度 ， 极为赞赏并为自己有这样一位出色的年轻助手而高兴 。 这使他受到很大的鼓舞 。

3 ． 有怀疑才能有所突破

盖 · 吕萨克在老师柏托雷的热情赞扬中 ， 深受鼓舞 ， 同时 ， 他深受启迪 ， 悟出科学研究的灵魂就是怀疑 ， 怀疑是创新的亲密伙伴 。 于是 ， 他便带着怀疑的目光进行新的研究 ， 他又开始系统研究他从前就开始考虑过的气体状态问题 。 有关气体状态 ， 他在读大学时 ， 就听过布里松教授在课掌上所讲的一些性质 ， 但后来 ， 他又得知科学家们在这个问题上得出许多相左的结论 。 显然 ， 大师们也在这个问题上出错不少 。 当时 ， 德国著名科学家亚力山大 · 冯 · 洪堡曾发表过影响较大的观点 ， 盖 · 吕萨克便决定认真检查一下这位大科学家的结论 ， 结果 ， 他发现盛名之下 ， 其实难符 。 于是 ， 他便针对洪堡的错误 ， 提出了尖锐的批评 。

批评名家的论文更能引起人的注意 ， 但往往作者得到的批评会多于赞扬 ， 有人质问盖 · 吕萨克说 ：

“ 勇敢的年轻人 ， 你总不能靠批评别人在研究界抢地盘吧 ， 你说洪堡错了 ， 那你说什么是对的呢 ？ ”

“ 我现在也不知道什么是对的 。 ”

“ 那不是笑话吗 ？ 不知道什么是对的 ， 怎么会知道错呢 ？ ”

“ 这并不可笑 ， 在一个真理周围可以有无数谬误 。 ”

“ 无论怎样 ， 你不拿出比洪堡更有说服力的结论 ， 人们就很难相信你的话 。 ”

“ 的确如此 ， 我将尽力弄出完善的结论 。 ”

理想的实验结论 ， 并非一时半刻就能得到 。 盖 · 吕萨克凭着年轻气盛 ， 恨不得马上就兑现自己的诺言 ， 他接连在实验室无日无夜地工作起来 。 可是 ， 这次追随他天才的再不是好运 ， 气体仿佛有意捉弄他一样 ， 昨天好不容易弄出一组接近某种规律的数据 ， 可今天出现的数据又把昨天的隐约可见的规律冲得无影无踪 。

经历过许多次失败以后 ， 就不免要使人感到困惑 ， 盖 · 吕萨克翻开连续多天来的工作日志 ， 一组组毫无头绪的数据 ， 一个个互相冲撞的结论 ， 就像丝线和线结 ， 正编成一张无形的网 ， 紧紧地缠在他思维的翅膀上 ， 使他感到异常的深重和压抑 。 他呆呆地望着实验室的仪器 ， 那些仪器也仿佛正带着嘲讽的神气说 ： 你根本谈不上是什么天才 ， 是个十足的傻瓜 。

一股难言的措折感在盖 · 吕萨克的心头盘旋升腾起来 ， 他觉得浑身乏力 ， 感到自己在科学研究领域内已走投无路 。 但是气体规律问题 ， 对盖 · 吕萨克而言 ， 有着一股不可抗拒的力量 ， 经过一段较长的时间 ， 盖 · 吕萨克获得了大量的实验数据 ， 捧着这堆毫无头绪的数据 ， 他不断提出各种假设 ， 不断进行各种推算 ， 最后 ， 他终于排除各种假象 ， 找到气体受热膨胀的规律 ： 在压强不变时 ， 一定质量气体的体积跟热力学温度成正比 。 这就是继波意耳 — 马略特定律 、 查理定律之后的又一新的气态定律 ， 即现代教科书上所说的盖 · 吕萨克定律 。

4 ． 做勇敢的科学控险者

1804 年 8 月的一天 ， 为了弄清高层大气的化学和电的性质 ， 为了测量高空的地磁力 ， 盖 · 吕萨克和物理学家毕奥 ( 1774 — 1862 ) 一起 ， 带着气压计 、 温度计 、 湿度计 、 静电计以及测量磁力和磁倾角的仪器 ， 还有青蛙 、 昆虫和鸟 ， 乘坐拿破仑出征埃及时候留下的气球 ， 升上了高空 。 他们从 2000 米的高度开始测量和做实验 ， 一直升到 5800 米 。 最后由于毕奥严重的头晕 、 耳疼 ， 不得不下降 ， 据说 “ 这个很活跃而且并非缺少勇气的毕奥 ， 被降落的惊险吓得一度完全失魂落魂 ， 不能自制 ” 。 一个半月以后 ， 勇敢的盖 · 吕萨克独自乘气球再次升入高空 ， 并且创造了气球升空 7016 米的高度 ， 进行了高空科学实验研究 。

盖 · 吕萨克献身于实验研究 ， 经常和危险的 、 有害的气体和药品打交道 ， 从不畏缩 。 据说在一次实验中 ， 坩埚发生爆炸 ， 他受了重伤 ， 躺了 40 天 ， 刚可以下床行走 ， 又到实验室去了 。 久而久之 ， 盖 · 吕萨克得了严重关节炎 ， 常常水肿不消 ， 十分痛苦 ， 但是他仍一瘸一拐地作各种实验 。

5 ． 祖国的荣誉高于一切

盖 · 吕萨克作为法兰西民族的儿子 ， 从小就把祖国的荣誉看得高于一切 。

1813 年秋的一天 ， 盖 · 吕萨克在大学走廊里遇到了化学家克雷门 ， 便停住脚问道 ：

“ 克雷门先生 ， 听说你们在海草灰里发现了新元素是吗 ？ ”

“ 是这样 。 ”

“ 我想到你们实验室去看看 ， 您不反对吧 ？ ”

“ 您能到我们实验室给予指导 ， 我们感到不胜荣幸 。 不过 ， 目前我们还不能使您看到这种具体的元素 ， 因为我们还没有把这种元素的纯净状态分离出来 。 ”

“ 这无关紧要 ， 我对含有这种新元素的物质同样有兴趣 。 ”

“ 非常抱歉 ， 我们现在无法满足您的这个要求 。 ” 克雷门立刻意识到他们做错了一件大事 ， 略为迟疑了一下说道 ： “ 事情是这样的 ， 一星期前 ， 英国的亨弗利 · 戴维到我们实验室来参观访问 ， 他对我们的这项研究非常感兴趣 ， 我们把含有这种新元素的物质全部送给他了 。 ”

“ 什么 ？ 你再说一遍 。 ” 盖 · 吕萨克瞪大双眼 ， 双手抓住克雷门的肩膀 ， 用力摇晃说 ： “ 你们怎么会做出这种愚蠢的事呢 ？ 你们将自己辛苦研究的成果和盘托出 。 很快 ， 发现这个新元素的光荣将会属于英国 ， 而你们是法国的儿子 ， 为什么没有想到要把这份荣誉献给法国呢 ？ ”

“ 的确是不可饶恕的错误 ， 我们当时能想到这一点就好了 。 ”

“ 现在不是追究错误的时候 ， 我们唯一要做的事情就是立刻动手 ， 抢在戴维前面把这种新元素分离出来 。 ”

盖 · 吕萨克与克雷门等几位化学家立刻进入实验室 ， 齐心协力地工作起来 ， 他们一刻也不敢耽误 ， 生怕戴维会赶在前面 。 就这样 ， 法 、 英两国的科学家在科学领域内 ， 展开了一场特殊的竞赛 。 还算幸运 ， 没过几天 ， 盖 · 吕萨克就和他的同事们一起提取分离出了一种新的化学元素 。 望着这闪烁着金属光泽的小片片 ， 盖 · 吕萨克这才松了一口气 ， 他对身边的人说 ：

“ 就把这种新元素命名为碘吧 ， 在希腊文中 ， 碘是紫色的意思 。 这个名称可以帮助人们想到它的一种特性 ， 即它遇热会很快蒸发 ， 能使烧瓶内充满深紫色蒸气 。 ”

后来的事实说明 ， 盖 · 吕萨克的判定准确无误 ， 就在盖 · 吕萨克 、 克雷门等人发表发现碘的论文的同时 ， 英国的戴维也发表了相同内容的论文 。