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一七九四年五月八日拉瓦錫走上斷頭臺

十八世紀的歐洲史以法國為中心,啟蒙運動、法國大革命、化學革命都發生在十八世紀的法國。我們一談到啟蒙運動,就會想起伏爾泰,一談到化學革命,必然會從拉瓦錫談起。
 
 
 
十八世紀的歐洲史以法國為中心,啟蒙運動、法國大革命、化學革命都發生在十八世紀的法國。法國大革命,是巴黎人發動的,用不著多說。我們一談到啟蒙運動,就會想起伏爾泰(Voltaire, 1694-1778),一談到化學革命,必然會從拉瓦錫(Lavoisier, 1743-1794)談起,他們都是法國人的驕傲。

最巧的是,一七八九年拉瓦錫出版了《化學元素》,將化學定義成「研究元素性質的科學」,為現代化學奠定了堅實的基礎,而法國大革命也在這一年七月十四日星期二爆發。可是,政治革命最後卻將發動化學革命的拉瓦錫送上斷頭臺。

據說拉瓦錫在革命法庭受審,被判死刑,拉瓦錫知道命運已定,仍然向法官要求寬限死期,因為他還有些實驗要做。法官一口回絕,說道:「共和國不需要科學家!」這個故事是後人捏造的,但足以反映後世對大革命的看法。雖然大革命一開始打著自由、平等、博愛的旗號,可是一七九三年一月處決了路易十六之後,就逐漸變質。到了這年秋季,公共安全委員會由激進分子掌權,開始大肆逮捕政敵,至少有三十萬人下獄,其中一萬三千人遭處決,許多人死在獄中,仍未經過審判。這場「大恐怖」(LA TERREUR)直到一七九四年七月底才結束。

其實,拉瓦錫與伽利略不同,不是因為他的科學而遭迫害的。

家世

拉瓦錫出身中產階級,父親是律師,外祖父也是律師。他五歲喪母,父親帶著孩子搬到新寡的外祖母家裡,他與妹妹由外祖母與阿姨養大。拉瓦錫的父親一直沒有再婚,父子關係很親密。拉瓦錫從小受過良好教育,希臘文、拉丁文、法文作文的成績特別出眾,長大後也研讀法律,二十歲法學院畢業,第二年通過考試,獲得執業律師的資格。

但是拉瓦錫對科學也有興趣,在天文學、數學、植物學、地質學、化學這些領域裡,都受過名師指點,尤其是化學家侯艾爾(Guillaume Francois Rouelle, 1703-1770)。

御花園

從一七四二年到一七六八年,侯艾爾是巴黎御花園(Jardin du Roi)的化學「演示師」(demonstrator),負責以實驗「演示」化學事實。他的聲名遠播歐洲科學界,許多人專程到巴黎上他的課。

說到御花園,大家也許以為那不外是個奇花異草與亭臺樓閣掩映的地方,也許還有皇帝收藏的美女、骨董和古書,當然,皇帝偶爾也會在那裡祭祀、宴射什麼的。但是巴黎御花園卻是個科學研究機構,一六四○年開放。

原來法國的統治機器只要發現巴黎大學有缺失,就會設立新的機構彌補。過去因為巴黎大學拒絕教授希臘文、阿拉伯文、希伯萊文,國王就聘請「皇家講師」,公開教授那三種文字,任何人都可以免費聽講。到了路易十三(1610-1643在位),「皇家講師」制度轉變成皇家學院(即法蘭西學院前身)。

這座御花園也不例外,是衝著巴黎醫學院設立的。這所醫學院盤據著濃重的保守氣息,領導階層拼命反對哈維一六二八年發表的血液循環論,就是證據。此外,路易十三的御醫都來自南方的蒙佩耶(Montpellier)醫學院,他們提倡以化學方法從礦物提煉「新藥」。可是巴黎的醫生認為傳統的本草醫方才是正宗醫學,於是鼓動國會,不斷設計小鞋給御醫穿,幸虧有路易十三庇護,他們才沒吃癟。

當時的植物學就是本草學,設立這座御花園的始意,正是想解決新藥與草藥之爭。御花園中有三位「演示師」,都由御醫擔任,他們公開授課,任何人都可聽講,「演示植物與所有藥物的成分,並研究各種藥物的成分,無論是草藥還是化學藥」。園中蓋了一座化學實驗室,專門研究新藥;化學立即成為御花園學程中的一環。直到一六四八年,巴黎大學醫學院仍然企圖禁止御花園開設化學課。

根據御花園的傳統,每一門課都由教授與演示師合作,一個動口,一個動手;教授負責講解,演示師負責提供事實,或以實驗「演示」教授講解的原理。這種安排反映了歐洲知識傳統的偏見,就是輕視「手工」,認為動腦比動手還高貴。

但是侯艾爾經常以一絲不苟的實驗,顯示教授傳授的原理不符合事實。而且他演示時特別熱情,因此受過啟蒙思潮洗禮的巴黎知識階層,對侯艾爾的實驗演示非常著迷。當時法國所有重要的化學家,都上過他的課。到御花園觀看侯艾爾做實驗,甚至成為上流社會的時髦活動,講堂裡不乏名媛淑女的儷影。

化學革命

為了介紹拉瓦錫引發的化學革命,我們必須從希臘的「四行說」談起。所謂「四行」,就是土、水、風、火。根據亞里斯多德的說法,世上萬物都是四行組成的。萬物各有各的性質,是因為各有特殊的四行組合。理論上,改變四行的組成,就能改變物性。煉金術就是變化物質的技術;到了十八世紀,日常經驗與煉金術都累積了大量有關物質變化的知識。

先前牛頓已經證明過,蘋果從樹上掉下與月球繞地球運轉,都服從同一套原理,也就是說,以極為簡單的原理,就能將宇宙中的運動現象統一起來。那麼,從龐雜的物質變化資訊中,是否也能理出頭緒,並以簡單的原理說明? 拉瓦錫第一次直接挑戰古代的物質變化理論,就是以實驗證明「水不會變化成土」。原來,古人將水反覆蒸餾之後,往往會在容器底部發現沈澱的土質。歷來都將這個發現當做支持四行說的證據。拉瓦錫以仔細設計與執行的實驗,證明那些土質源自容器,而不是水變成的。一七七○年十一月十四日,他在皇家科學院公布了實驗結果。

今天我們知道,由於水是萬能溶劑,只要給它時間,就能將容器內壁溶解一些。只是在正常情況下,由於容器壁的溶解量極低,我們不容易發現容器損失了質量。拉瓦錫能夠證明沈澱的「土」源自容器,顯示他對實驗的設計與控制非常高明,而且對測量的精確程度要求極高。

以實驗與精確的測量發現事實,是現代化學萌芽期最重要的精神。

計量管理

事實上,拉瓦錫一開始就是以精確的計量管理本領引起法國科學界注意的。一七六五年,皇家科學院懸賞徵求有關街燈設計的論文。評審時,論文分為兩大類:數理類與工程類。拉瓦錫的論文,以比較各種設計的亮度與成本為主題,是唯一受青睞的「數理類」論文。科學院將獎金頒給了工程類論文作者,可是向國王推薦拉瓦錫的論文,建議頒發金牌。兩年後,拉瓦錫還沒滿25歲,就當選皇家科學院院士,這是史無前例的殊榮。

不過,這一年也決定了拉瓦錫日後的命運–他以母親遺留給他的遺產購買了收稅公司的股份,自己成了「稅吏」。法國的稅收制度很特殊,國家沒有直接的徵稅機關,而是由民間的放貸人,將錢借貸給國王與政府,購買徵稅的權力。在法國,收稅公司的規模相當大,是當時除了軍隊之外最大的僱用單位。在十八世紀中期,它的員工有三萬人,其中超過兩萬人配備武器,有權進入私人家戶搜查、扣留可疑「財產」,例如未稅私鹽。

在法國,由於貴族、教會免稅,只有平民必須繳稅。而且,收稅公司徵的是貨物稅,不是消費稅,直接影響升斗小民的生計,私營事業的效率只會擴張民眾對收稅公司的不滿。因此在革命之前與大革命期間,收稅公司與公司的「稅吏」成為最突出的不滿對象,也是理所當然了。

巴黎的門

到巴黎旅遊的人,一定會注意到那裡許多地名都有「門」(Porte)字,但是觀光客看不出那些門是做什麼用的。它們有的像臺北總統府前的景福門,依稀可以想像當年兩側有城牆,有的連門都看不見,只留在地名中。

事實上,當年收稅公司為防止走私,徵貨物稅,在巴黎四周建了城牆。這座城牆由拉瓦錫設計,高三公尺,全長近20公里,共有54個門,在一七八○年代中完成,巴黎民眾對這座城牆素無好感。根據教科書,一七八九年七月十四日民眾攻打巴士底監獄,法國大革命於是爆發。其實在十二日禮拜天深夜裡,巴黎群眾已經攻擊這座「稅牆」,破壞40個門,家具與文書都放火燒了。從牆上取下的磚塊,有人就當做武器使用。

革命不是請客吃飯,總要清算鬥爭。一七九一年一月,激進派在報紙上點名攻擊拉瓦錫,罪名之一就是:拉瓦錫這個卑鄙小人每年收入四萬法郎,可是他配得上這樣高的收入嗎?他的大作只是花了三十萬將巴黎置於監獄中而已……。一七九三年十一月,收稅公司的主要稅吏都被捕下獄,許多人上了斷頭臺,拉瓦錫只是其中之一。

破壞與建設

現代法國人都對法國大革命抱著複雜的情緒,因為這場革命的長短期後果,有太多教人遺憾的地方,拉瓦錫的命運只是其中之一。拉瓦錫死後,數學家拉革朗日(Joseph-Louis Lagrange, 1736-1813)評論道:砍下那顆頭不過是一瞬間的事,但是即使一個世紀也出不了同樣的一顆頭。

破壞易,建設難,這種不對稱在變動不已的時代裡,尤其惱人。

科學史上的這個月
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