氧气的错误
2010-02-03
《科学的谬误》节选
氧气的错误
氧气的错误
Robert Youngson
（碧声选译自《科学的谬误》①（英文版），Robinson Publishing Ltd ，1998）
科学的历史表明，重要的独创工作容易被忽视，或许独创的
程度越高，便越容易被忽视。物理学家们会想起托马斯•杨
（Thomas Young）、迈尔（Julius Mayer）、卡诺（Nicholas
Carnot）、沃特森（J.J. Waterson）和史特威（Balfour Stewart），
其它领域无疑也会有这种由那些工作被或长或短地忽略了的人组
成的名单。②
——英国物理大师、皇家学会主席雷利勋爵Lord Rayleigh
在1897年皇家学会年会上的讲话
在1897年皇家学会年会上的讲话
氧气的错误
历史学家麦考莱（Macaulay）傲慢地说：“连小学生都知道，
蒙提祖马二世于1520年死于对抗西班牙征服者Hernando Cortés的
战争。”后世的麦考莱或许会更加振振有词地说：“连小学生都
知道，氧气是由英国化学家普利斯特列（Joseph Priestley）首先发
现的。”无可否认，这种说法将见诸于所有的初等化学课本及课
堂，化学教师们认为这是正确的。
蒙提祖马二世于1520年死于对抗西班牙征服者Hernando Cortés的
战争。”后世的麦考莱或许会更加振振有词地说：“连小学生都
知道，氧气是由英国化学家普利斯特列（Joseph Priestley）首先发
现的。”无可否认，这种说法将见诸于所有的初等化学课本及课
堂，化学教师们认为这是正确的。
毫无疑问，氧是一种关系极为重大的元素。我们几个星期不
吃东西、几天不喝水还能撑过去，但只要几分钟不呼吸就会呜乎
哀哉。氧化（化学物质与氧结合）大概是所有化学反应中最重要
的一种，是几乎所有活物的终极能量之源。氧化过程可以很快，
从而迅速地释放能量，譬如燃烧；也可以很慢，譬如人体细胞里
酶催化下的反应。为了活着，人体必需得到持续不断的氧气供应。
这一供应来自于大气，被血液迅速运送到每一个细胞。我们呼吸
的空气中有20%是氧，78%是氮，还有微量的稀有气体，和0.03%
的二氧化碳。氮是一种不活泼的气体，通常不对人体产生作用。
只有在人体暴露于高压气体环境中、氮气大量溶解于体液时，才
会起到重要作用③。
吃东西、几天不喝水还能撑过去，但只要几分钟不呼吸就会呜乎
哀哉。氧化（化学物质与氧结合）大概是所有化学反应中最重要
的一种，是几乎所有活物的终极能量之源。氧化过程可以很快，
从而迅速地释放能量，譬如燃烧；也可以很慢，譬如人体细胞里
酶催化下的反应。为了活着，人体必需得到持续不断的氧气供应。
这一供应来自于大气，被血液迅速运送到每一个细胞。我们呼吸
的空气中有20%是氧，78%是氮，还有微量的稀有气体，和0.03%
的二氧化碳。氮是一种不活泼的气体，通常不对人体产生作用。
只有在人体暴露于高压气体环境中、氮气大量溶解于体液时，才
会起到重要作用③。
普利斯特列（1733~1804）是一位杰出的科学家，可惜犯了
个巨大的判断错误。离奇的是，尽管他终生坚持的化学理论——
燃素论——最终被他自己的研究所推翻，他本人却从未放弃过这
一理论。不过，他终是对科学有着显著贡献。普利斯特列对气体
特别有兴趣，他被酿啤酒时释放的气体（现在我们知道那是二氧
化碳）所吸引，便收集了许多，并通过实验表明，这种气体在高
压下易溶于水。这是苏打水和发泡软饮料工业的开端，风行的
“汽水”（这名字并不恰当）热的源头。几乎所有淡而无味的流
体，包括白开水，溶解了二氧化碳之后都会变得非常可口。当前
的商家正把二氧化碳溶入“天然矿泉”水，造出美味的饮料，赚
进大笔的银子。
基本上，燃素说是指任何能够燃烧的东西都含有一种特殊的
物质，称为燃素。在燃烧过程中，燃素被释放到空气中。普利斯
特列做了许多实验，用很大的放大镜聚焦阳光，加热金属氧化物
（矿石），观察“燃素”的性质。1772年，他发现植物能释放出
一种动物生存必需的气体。两年后，他通过加热汞和铅的红色氧
化物制取出了同样的气体。他试着呼吸这种气体，发现它不仅无
害，而且使人感到轻快舒畅。他在在封闭的容器里分别充入等量
的普通空气和这种新气体，发现老鼠在新气体里的清醒程度比在
空气里还高一倍④。普利斯特列得出结论说，他发现了一种不含燃
素的新气体，并把它称之为“无燃素气”。当然，事实上他是发
现了氧气。
个巨大的判断错误。离奇的是，尽管他终生坚持的化学理论——
燃素论——最终被他自己的研究所推翻，他本人却从未放弃过这
一理论。不过，他终是对科学有着显著贡献。普利斯特列对气体
特别有兴趣，他被酿啤酒时释放的气体（现在我们知道那是二氧
化碳）所吸引，便收集了许多，并通过实验表明，这种气体在高
压下易溶于水。这是苏打水和发泡软饮料工业的开端，风行的
“汽水”（这名字并不恰当）热的源头。几乎所有淡而无味的流
体，包括白开水，溶解了二氧化碳之后都会变得非常可口。当前
的商家正把二氧化碳溶入“天然矿泉”水，造出美味的饮料，赚
进大笔的银子。
基本上，燃素说是指任何能够燃烧的东西都含有一种特殊的
物质，称为燃素。在燃烧过程中，燃素被释放到空气中。普利斯
特列做了许多实验，用很大的放大镜聚焦阳光，加热金属氧化物
（矿石），观察“燃素”的性质。1772年，他发现植物能释放出
一种动物生存必需的气体。两年后，他通过加热汞和铅的红色氧
化物制取出了同样的气体。他试着呼吸这种气体，发现它不仅无
害，而且使人感到轻快舒畅。他在在封闭的容器里分别充入等量
的普通空气和这种新气体，发现老鼠在新气体里的清醒程度比在
空气里还高一倍④。普利斯特列得出结论说，他发现了一种不含燃
素的新气体，并把它称之为“无燃素气”。当然，事实上他是发
现了氧气。
瑞典药剂师及化学家舍勒（Karl Wilhelm Scheele，1742~1786）
几乎籍籍无名，不过现在正逐渐被科学史家认为是18世纪最伟大
的化学家。他非常了不起，在化学上做出了许多发现，科学史上
几乎无人能比。舍勒致力于追求科学的一生，可能还因为喜欢他
尝尝新发现的物质的味道而被缩短了。他分离出了砷、钡、氯、
镁、钼和氮，制造出了几十种重要的新型化合物，包括氧化溴、
苯甲酸、柠檬酸、亚砷酸铜（绿色颜料舍勒绿）、没食子酸、氰
化氢、硫化氢、氟化氢、乳酸、苹果酸、多种高锰酸、四氟化硅、
酒石酸、钨酸和尿酸。事实上，他对化学的贡献可能超过了同时
代任何其他科学家。1775年他被选为瑞典皇家科学院院士，这对
一位药剂师的助手来说，实在是一桩独特的荣誉。
舍勒还发现，某些银盐遇光会发生变化，从而提早50年预见
到了摄影术的基础。他注意到石墨与二硫化钼的结构相似性，从
那以后二硫化钼便开始作为一种比石墨优越的固体润滑剂得到广
泛使用。
几乎籍籍无名，不过现在正逐渐被科学史家认为是18世纪最伟大
的化学家。他非常了不起，在化学上做出了许多发现，科学史上
几乎无人能比。舍勒致力于追求科学的一生，可能还因为喜欢他
尝尝新发现的物质的味道而被缩短了。他分离出了砷、钡、氯、
镁、钼和氮，制造出了几十种重要的新型化合物，包括氧化溴、
苯甲酸、柠檬酸、亚砷酸铜（绿色颜料舍勒绿）、没食子酸、氰
化氢、硫化氢、氟化氢、乳酸、苹果酸、多种高锰酸、四氟化硅、
酒石酸、钨酸和尿酸。事实上，他对化学的贡献可能超过了同时
代任何其他科学家。1775年他被选为瑞典皇家科学院院士，这对
一位药剂师的助手来说，实在是一桩独特的荣誉。
舍勒还发现，某些银盐遇光会发生变化，从而提早50年预见
到了摄影术的基础。他注意到石墨与二硫化钼的结构相似性，从
那以后二硫化钼便开始作为一种比石墨优越的固体润滑剂得到广
泛使用。
1771年，舍勒在加热氧化汞时，发现了一种具有奇特性质的
新型气体。它无色、无臭，身处其中的小动物如老鼠非常活泼。
带火星的木条放进这种气体，会立刻冒出火焰。舍勒把这种气体
称为“火气”，成为第一个发现空气中含有两种气体、一种能够
支持燃烧而另一种不能的人。他立刻写了一本叫做《论空气和火
的化学》的书，描述了这些实验。舍勒之所以被科学史家所忽略，
很大程度上该归咎于他的赞助人、瑞典化学家伯格曼（Torbern
Bergman, 1735~1784）太懒。伯格曼答应给舍勒的书写序言，生性
安静恬退的舍勒可能是太羞怯，也可能是太专注于其它的研究，
不愿去向伯格曼唠叨。结果伯格曼拖了很久才把序言写出来，舍
勒的出版商（有时候他也会因为这本书出得太迟而受到指责）直
到1777年才得以出版这本书。这时候，普利斯特列类似实验的结
果已经发表很久了，他获得了发现氧气的荣誉。
新型气体。它无色、无臭，身处其中的小动物如老鼠非常活泼。
带火星的木条放进这种气体，会立刻冒出火焰。舍勒把这种气体
称为“火气”，成为第一个发现空气中含有两种气体、一种能够
支持燃烧而另一种不能的人。他立刻写了一本叫做《论空气和火
的化学》的书，描述了这些实验。舍勒之所以被科学史家所忽略，
很大程度上该归咎于他的赞助人、瑞典化学家伯格曼（Torbern
Bergman, 1735~1784）太懒。伯格曼答应给舍勒的书写序言，生性
安静恬退的舍勒可能是太羞怯，也可能是太专注于其它的研究，
不愿去向伯格曼唠叨。结果伯格曼拖了很久才把序言写出来，舍
勒的出版商（有时候他也会因为这本书出得太迟而受到指责）直
到1777年才得以出版这本书。这时候，普利斯特列类似实验的结
果已经发表很久了，他获得了发现氧气的荣誉。
这还不是故事的结局。1774年，普利斯特列去拜访伟大的法
国化学家拉瓦锡（Antoine Laurent Lavoisier，1743~1794），把自己
的实验结果告诉了他。傲慢的拉瓦锡把普利斯特列当作一个业余
科学家，他立刻重复了普利斯特列的实验，证实了这一发现，并
马上认识到其重要性，想到这种新气体是空气的重要组成部分。
在经过一番有点儿混乱的思考之后，他决定把它称做氧气（Oxygen），
希腊文的意思是“酸素”（其实不是）。拉瓦锡错误地认为，所
有的酸都含有这种新气体。不过，他也像舍勒一样指出，空气中
含有两种主要气体，一种支持燃烧（氧），一种不支持（氮）。
他还研究了呼吸氧气的动物产生的热，证明呼吸作用与燃烧有关
系。
这些发现实在太重要了，拉瓦锡决定以新元素的发现者进入
历史，便声称这发现是自己作出的，完全抹杀了普利斯特列的功
劳。至于氧气真正的发现者舍勒，自然更是被忽视和遗忘。
国化学家拉瓦锡（Antoine Laurent Lavoisier，1743~1794），把自己
的实验结果告诉了他。傲慢的拉瓦锡把普利斯特列当作一个业余
科学家，他立刻重复了普利斯特列的实验，证实了这一发现，并
马上认识到其重要性，想到这种新气体是空气的重要组成部分。
在经过一番有点儿混乱的思考之后，他决定把它称做氧气（Oxygen），
希腊文的意思是“酸素”（其实不是）。拉瓦锡错误地认为，所
有的酸都含有这种新气体。不过，他也像舍勒一样指出，空气中
含有两种主要气体，一种支持燃烧（氧），一种不支持（氮）。
他还研究了呼吸氧气的动物产生的热，证明呼吸作用与燃烧有关
系。
这些发现实在太重要了，拉瓦锡决定以新元素的发现者进入
历史，便声称这发现是自己作出的，完全抹杀了普利斯特列的功
劳。至于氧气真正的发现者舍勒，自然更是被忽视和遗忘。
_________
①Robert Youngson , Scientific Blunders : A Brief History of How Wrong
Scientists Can Sometimes Be...Robinson Publishing Ltd （英国）1998年
第一版,338页，定价7.99英镑。
①Robert Youngson , Scientific Blunders : A Brief History of How Wrong
Scientists Can Sometimes Be...Robinson Publishing Ltd （英国）1998年
第一版,338页，定价7.99英镑。
②译注：Thomas Young，波动光学奠基人之一；Julius Mayer，能
量守恒定律发现者之一；Nicholas Carnot，提出热力学重要基础理
论卡诺循环和卡诺定理；J.J. Waterson，提出太阳辐射源自引力收
缩；Balfour Stewart，以对辐射热的研究著称。
量守恒定律发现者之一；Nicholas Carnot，提出热力学重要基础理
论卡诺循环和卡诺定理；J.J. Waterson，提出太阳辐射源自引力收
缩；Balfour Stewart，以对辐射热的研究著称。
③译注：可不是什么好作用，这时候会发生氮麻醉，影响神经系统。
④译注：高一倍？这是用什么指标量度的？有点奇怪。