改变生活的意外发现33:氧气
本周节目的主题是氧气。
民之所好,莫如国之所好(在人民中没有像国家那样受人尊敬的东西了)
世界上没有一种状态像健康的呼吸,即(世界上没有一种幸福像健康的呼吸)
奥斯曼帝国最著名的苏丹之一苏莱曼大帝在病榻上写下的这首诗的前两句提醒我们,即使对于一个帝国的统治者来说,健康地呼吸和呼气是多么重要。每种生物,无论是人类、动物还是植物,都需要空气来维持生命,只是形式不同而已。但空气是什么,为什么会形成空气?
今天,我们知道空气是一种气体混合物,主要由氮气、氧气、二氧化碳和水蒸气组成,但在几个世纪前,这些信息对人们来说相当微不足道。但在 17 和 18 世纪,人口增长、无计划的城市化和日益严重的空气污染等问题为当时发展中的化学科学开辟了一个新的研究领域。当时著名的化学家们都在追求一个目标。从古希腊文明开始,空气就与水、火、土一起被视为生命的四大基本要素之一,那么空气究竟是什么?
最初的研究是相当业余和不充分的。化学家扬-巴普蒂斯特-范-海尔蒙特和罗伯特-波义耳在对空气的研究中发现,我们呼吸的空气可以由各种气体组成,而且空气是燃烧所必需的,但他们无法给出气体混合物的具体信息。苏格兰化学家约瑟夫-布莱克则是朝着这个方向迈出了第一步。1756 年,布莱克检测到空气中存在二氧化碳气体,但很快就发现二氧化碳是有毒的,呼吸需要另一种气体。氧气的发现使所有关于自然和我们生活的科学研究发生了翻天覆地的变化。
氧气是由两位不同的化学家独立发现的。英国的牧师兼化学家约瑟夫-普里斯特利和瑞典的威廉-舍勒是最早发现氧气的人,但由于威廉-舍勒晚了两年才发表他发现氧气的科学著作,约瑟夫-普里斯特利便成为一直是人们最先想到的发现氧气的人。普里斯特利第一次尝试用太阳光借助透镜加热氧化汞来获得混合气体,他偶然发现试管中漏出的气体对着桌上的蜡烛,蜡烛的火焰突然亮了起来。普利斯特里重复了同样的实验,他把得到的新气体收集在一个容器里,然后把它转移到装有两只因缺乏空气而即将死去的小白鼠的盒子里。看到小白鼠在这种气体的作用下突然活了过来,普里斯特利更进了一步,这次在自己身上尝试了他的新发现。约瑟夫-普里斯特利在他的回忆录中写下了这一幕:"我感到胸中特别轻松和舒畅。 我充满了愉快的感觉",他成了发现纯氧的科学家,尽管这只是一个偶然。
在同一时期,不同气体的发现,尤其是氧气的发现,为科学家们试图用科学解开我们所生活的世界的奥秘提供了极大的指导,但任何新的发现都无法取代苏莱曼大帝几个世纪前在他所写的诗句中试图描述的幸福,即健康地呼吸和呼出一口气所带来的幸福。