آنتوان لاوازیه؛ شیمی‌دانی زیر تیغ گیوتین

آنتوان لاوازیه، تغییر دهنده ماندگار شیوه و مفاهیم شیمی و ارائه‌ دهنده سری جدیدی از تجزیه‌ و تحلیل‌های آزمایشگاهی در وضعیت آشفته کیمیاگری و باور به فلسفه یونانی قرون وسطی بود که با چارچوب‌بندی اصول شیمی مدرن، در دوران معاصر با ‌عنوان "پدر شیمی مدرن" شناخته شد.

به گزارش سرویس ترجمه ایمنا، آنتوان لاووازیه و به طور کامل آنتوان لوران لاووازیه، شیمی‌دان برجسته فرانسوی و شخصیت شناخته‌ شده در انقلاب شیمیایی قرن ۱۸ که به‌طور تجربی نظریه‌ای درباره واکنش شیمیایی اکسیژن ارائه داده و سیستم مدرن نام‌گذاری مواد شیمیایی را مورد بررسی قرار داد. وی متولد ۲۶ آگوست ۱۷۴۳ در شهر پاریس و درگذشته ۸ می ۱۷۹۴ همین شهر است. لاوازیه پیش از وقوع انقلاب فرانسه به‌عنوان یک سرمایه‌دار برجسته و یک مدیر دولتی موفق فعالیت داشت و در جریان حکومت سرکوبگر به همراه سایر سرمایه‌داران اعدام شد.

آنتوان لاوازیه که بود؟

آنتوان لاووازیه اولین فرزند و تنها پسر یک خانواده ثروتمند بورژوایی بود که در پاریس زندگی می‌کرد. در دوران نوجوانی علاقه عجیبی به مطالعه و نگرانی غیرمعمولی درباره منافع عمومی جوامع از خود نشان داد. پس از آشنایی اولیه با علوم انسانی و دانش پایه در کالج معتبر مازارین، به تحصیل حقوق پرداخت. با توجه به کم بودن واحدهای تحصیلی در دانشکده حقوق پاریس، لاوازیه توانست بیشتر از سه سال از تحصیلات خود به‌عنوان دانشجوی حقوق را با شرکت در کلاس‌های خصوصی و عمومی شیمی و فیزیک بگذراند و تحت سرپرستی طبیعت‌شناسان برجسته کار به فعالیت‌های عملی بپردازد.

پس از اتمام تحصیلات حقوق، آنتوان لاوازیه هم‌چون پدر و پدربزرگ مادری‌اش در رده وکلای نخبه دادگستری پذیرفته شد که اعضای آن پرونده‌های تحت بررسی خود را در دادگاه عالی (پارلمان) پاریس ارائه می‌کردند. با این حال لاوازیه تحقیقات علمی را به وکالت ترجیح داد و در سال ۱۷۶۸ به عضویت انجمن فلسفه طبیعی فرانسه در آکادمی علوم پاریس درآمد.

در همین سال وی وارث اموال قابل‌توجهی از مادرش شد که آن را صرف خرید سهام در یک شرکت مالی معروف به مزرعه عمومی کرد، مشارکتی با دولت سلطنتی برای جمع‌آوری مالیات بر فروش اقلامی هم‌چون نمک و تنباکو صورت گرفت.

در مزرعه عمومی، کشاورزان در آغاز هر دوره مالی مبالغی به‌عنوان وام به دولت می‌دادند و پس از آن از طریق جمع‌آوری مالیات پول آن‌ها بازپرداخت می‌شد. آنتوان لاوازیه مدت زیادی به‌عنوان یک فعال طرح کشاورز مالیات کار کرد و به خاطر تلاش‌هایش پاداش زیادی گرفت؛ اگرچه مبحث مورد علاقه لاوازیه شیمی بود. او در طول زندگی بیشتر وقت خود را به امور مالی و اداری اختصاص داد.

همسر آنتوان لاوازیه، "ماری آن" علی‌رغم نداشتن تحصیلات کافی، زنی با روحیه و باهوش بود که به او در انجام آزمایشاتش کمک می‌کرد و برخلاف خود آنتوان لاوازیه که هرگز زبان انگلیسی را فرا نگرفت، بر این زبان مسلط شد و مقالات او را به انگلیسی ترجمه کرد.

"ماری آن" از استعداد طراحی خود برای ثبت تحقیقات انجام شده در آزمایشگاه و آماده‌سازی آن‌ها برای انتشار استفاده کرد. سه سال پس از ازدواج، "ماری آن" تحصیل در شیمی را آغاز کرد. او تمامی نتایجی که از آزمایشات می‌آموخت را ثبت می‌کرد و پس از اینکه لاوازیه نظریه‌های جدید خود را ارائه داد نقش مهم و بسزایی در مبارزه برای پذیرش آن‌ها ایفا کرد.

آنتوان لاوازیه در سال‌های پایانی حکومت سلطنتی و سال‌های اولیه انقلاب فرانسه در آکادمی علوم و سایر نهادهای دولتی این کشور وظایف اداری را بر عهده گرفت. از ۱۷۷۵ تا ۱۷۹۲ به‌عنوان مسئول اداره تامین باروت فرانسه خدمت کرد و موفق شد فرانسه را در تامین این عنصر مهم دارای کاربرد نظامی خودکفا کند.

آنتوان لاوازیه و شیمی پنوماتیک

شیمی مورد مطالعه لاوازیه در دروان دانشجویی، موضوعی دارای دقت مفهومی یا نظری بالایی نبود. هر چند مقالات نوشته‌ شده در زمینه شیمی آن دوران شامل اطلاعات قابل‌توجهی در زمینه مواد شیمیایی مورد مطالعه شیمی‌دانان بود، در آن‌ها توافق کمی روی ترکیب دقیق عناصر شیمیایی وجود داشت و توضیحات دقیقی درباره تغییرات ترکیبات شیمیایی نوشته نشده بود از سوی دیگر بسیاری از فیلسوفان طبیعی هنوز چهار عنصر فلسفه طبیعی یونان یعنی زمین، هوا، آتش و آب را عناصر اولیه همه مواد می‌‎دانستند.

شیمی‌دانانی همچون لاوازیه، توجه خود را بر تجزیه‌ و تحلیل "مخلوط‌ها" (ترکیبات) قرار دادند برای مثال روی نمک‌هایی که هنگام ترکیب اسیدها با قلیاها ایجاد می‌شود. آن‌ها امیدوار بودند که با شناسایی خواص مواد ساده در ابتدای امر بتوانند نظریه‌هایی را برای توضیح خواص ترکیبات ارائه دهند.

پیش از آن ادعا شده بود که عناصر با ویژگی‌های فیزیکی خاصی قابل تشخیص است برای مثال گفته شده بود که آب و زمین تراکم‌ناپذیر است، هوا را می‌توان هم منبسط کرد و هم فشرده و آتش را نمی‌توان مهار یا اندازه‌گیری کرد.

در دهه ۱۷۲۰ استفان هیلز، کشیش انگلیسی و فیلسوف طبیعی که درباره نقش آب‌وهوا در حفظ حیات مطالعه می‌کرد، نشان داد هنگامی که هوا در جامدات و مایعات "ثابت" می‌شود خاصیت ارتجاعی خود را از دست می‌دهد و فرضیه‌ای ارائه داد که هوا در واقع ماده‌ای تبخیر شده است و حالت ارتجاعی آن به جای اینکه یک ویژگی اساسی عنصر باشد در واقع توسط گرما ایجاد شده است. آزمایشات هیلز اولین گام مهم در مطالعه تجربی هوا یا گازهای خاص بود موضوعی که به آن شیمی پنوماتیک گفته می‌شود.

در دهه ۱۷۵۰ شیمی‌دان اسکاتلندی جوزف بلک به‌طور تجربی نشان داد که هوای ثابت در واکنش‌های خاص از نظر شیمیایی با هوای معمولی متفاوت است.

موضوع مورد مطالعه بلک این بود که چرا آهک فشرده (اکسید کلسیم هیدراته) در معرض جو خنثی می‌شود. وی متوجه شد که تنها بخشی از جو دی اکسید کربن را جذب می‌کند که او این بخش را "هوای ثابت" نامید. مطالعه بلک آغاز تلاش‌های تحقیقی برای شناسایی هوای متمایز شیمیایی بود حوزه‌ای که در نیمه دوم قرن به سرعت رشد کرد.

بدین‌ترتیب، زمانی که آنتوان لاوازیه به مجموعه خاصی از مسائل و موضوعات موجود پیرامون هوا، از جمله پدیده‌های مرتبط با احتراق، تنفس و آنچه شیمی‌دانان قرن ۱۸ آن را کلسیناسیون (تغییر فلزات به پودر که به دنبال زنگ‌زدگی آهن به وجود می‌آید) می‌نامیدند علاقمند شد شیمی پنوماتیک موضوعی مهیج و پر طرفدار بود.

آنتوان لاوازیه و پایستگی جرم

این ادعا که در واکنش‌های شیمیایی جرم حفظ می‌شود یک فرضیه از محققان عصر روشنگری بود نه کشفی که در آزمایشات آشکار شده باشد.

لاووازیه معتقد بود در واکنش‌های شیمیایی ماده نه ایجاد می‌شود نه از بین می‌رود و سعی کرد که درستی ادعای خود را در آزمایشات خود نشان دهد. با این وجود اثبات اینکه این نظریه از اعتباری جهانی برخوردار باشد دشوار بود.

در حالی که سایر شیمی‌دانان به‌دنبال اصولی محافظه‌کارانه بودند که بتوانند به واسطه آن‌ها واکنش‌های شیمیایی را توضیح دهند، آنتوان لاووازیه به شیوه‌ای خاص قصد داشت تمام مواد دخیل در واکنش‌هایی را که مورد مطالعه قرار می‌دهد جمع‌آوری و وزن‌دهی کند.

موفقیتی که لاوازیه در آزمایشات پیچیده‌اش به دست آورد ثروت زیادی برای او به ارمغان آورد و به او امکان تهیه دستگاه‌های گران‌قیمتی را داد که به طراحی و توانایی او در جذب و هدایت دیگر همکاران با استعداد تحقیقاتی کمک می‌کرد. این واقعیت که هنوز هم قانون پایستگی جرم به‌عنوان "قانون لاوازیه" به دانش‌آموزان و دانشجویان تدریس می‌شود، نشان‌دهنده موفقیت او در تبدیل این اصل به پایه شیمی مدرن است.

آنتوان لاوازیه و نظریه فلوژیستون

پس از انتخاب به‌عنوان عضو جوان آکادمی علوم، آنتوان لاووازیه شروع به جستجوی زمینه‌ای کرد که بتواند خود را در آن متمایز کند. شیمی‌دانان از مدت‌ها قبل تشخیص داده بودند که سوختن مانند تنفس به هوا نیاز دارد همچنین می‌دانستند که آهن فقط در معرض هوا زنگ می‌زند. با توجه به این حقایق که سوختن نور و گرما می‌دهد، حیوانات خونگرم نفس می‌کشند و سنگ معدن در کوره به فلز تبدیل می‌شود، آن‌ها به این نتیجه رسیدند که آتش عامل اصلی این واکنش‌های شیمیایی است. گئورگ ارنست اشتال، شیمی‌دان روشنگری آلمانی، توضیح مفیدی در مورد این پدیده‌ها ارائه داد. استال فرض کرد که یک "ماده آتشین" معمولی (که وی آن را "فلوژیستون" نامید) در حین احتراق، تنفس و کلسیناسیون آزاد و هنگامی که این فرایندها معکوس می‌شوند جذب می‌شود. این نظریه هرچند قابل قبول بود، مشکلاتی برای کسانی ایجاد کرد که مایل به توضیح واکنش‌های شیمیایی از نظر موادی بودند که می‌توان آن‌ها را جدا و اندازه‌گیری کرد.

آنتوان لاوازیه، در مراحل اولیه تحقیقات خود نظریه فلوژیستون را به‌عنوان یک فرضیه مفید در نظر گرفت اما او به دنبال راهی بود که یا پایه تجربی آن را محکم کند یا آن را با یک نظریه تجربی در مورد احتراق جایگزین کند. در نهایت پس از سال‌ها تلاش و دریافت کمک از دیگران، نظریه او در مورد اکسیژن‌رسانی جایگزین فلوژیستون شد.

آنتوان لاوازیه و نظریه احتراق اکسیژن

آنتوان لاوازیه به دنبال تلاشی طاقت‌فرسا و مداوم برای ارائه یک نظریه شیمیایی تجربی در مورد احتراق، تنفس و کلسیناسیون، نظریه احتراق اکسیژن را به دست داد. نظریه‌ای که نقطه مقابل نظریه فلوژیستون بود و به دست آوردن شواهد برای اثبات آن زمان و هزینه بسیاری می‌طلبید.

در اوایل دهه ۱۷۷۰، لاوازیه تمرکز خود را روی دلیل افزایش و کاهش وزن اجرام قرار داد برای مثال در فرآیند کلسیناسیون وقتی فلزات به پودر تبدیل می‌شوند، وزن پودر بیشتر از فلز اصلی است ولی با تبدیل پودر به فلزات این وزن کاهش می‌یابد. این پدیده با فلوژیستون قابل توضیح نبود.

لاووازیه فرض کرد که به جای آتش، احتمالاً تثبیت و انتشار هوا باعث افزایش و کاهش وزن مشاهده شده می‌شود. این ایده مسیر تحقیقات او را برای دهه آینده تعیین کرد که در این مسیر با پدیده‌های مرتبطی مواجه شد که نیاز به توضیح داشت. بعضی از این پدیده‌ها با کشف هم‌زمان انواع جدید هوا در جو پیچیده‌تر شد. در نهایت، آنتوان لاوازیه توانست به کمک جوزف پریستلی که به شدت هم به نظریه فلوژیستون پای‌بند بود موفق به کشف راز اکسیژن شود. جداسازی اکسیژن به لاوازیه این امکان را داد که تغییرات کمی و کیفی که در احتراق، تنفس و کلسیناسیون رخ می‌دهد را توضیح دهد.

آنتوان لاوازیه و انقلاب شیمیایی

آنتوان لاوازیه، در تاریخ متعارف شیمی به‌عنوان پیشتاز انقلاب شیمیایی قرن ۱۸ و یکی از بنیان‌گذاران شیمی مدرن شناخته می‌شود. آزمایشات او به جای ارائه اکتشافات مهم، بر کمی‌سازی و اثبات تأکید داشت. لاووازیه ثروتمند، بزرگ‌منش، بسیار بلندپرواز، منطقی، هدفمند و سختکوش بود.

دستاوردهای علمی وی بدون شک در رتبه اول قرار دارد و می‌توان آن را قانون‌گذاری برای علم نامید. با این حال بسیاری از افرادی که سهمی در دیدگاه‌های او درباره شیمی و انقلاب شیمیایی نداشتند معتقد بودند رفتار لاوازیه متکبرانه و دستاوردهایش فاقد اعتبار است.

با این حال در نهایت خوش‌شانسی، لاوازیه پیش از وقوع انقلاب سیاسی در انقلاب شیمیایی مشارکت داشت و در ۱۷۸۵ نظریه جدیدش در مورد احتراق مورد حمایت قرار گرفت و کمپین بازسازی شیمی بر اساس دستورات آن آغاز به کار کرد. در سال ۱۷۸۷ لاوازیه و سه تن از همکارانش نامگذاری جدیدی از شیمی ارائه کردند که به لطف شناخته‌شده بودن لاوازیه و اقتدار فرهنگی پاریس و آکادمی علوم، خیلی زود در سطحی گسترده مورد پذیرش قرار گرفت.

دو سال بعد، وی روش‌های دقیقی را معرفی کرد که شیمیدان‌ها باید هنگام تحقیق، سازماندهی و توضیح موضوعات خود مورد استفاده قرار دهند. این اقدام برنامه‌ای بسیار موفق برای بازتعریف شیمی به‌عنوان یک علم مدرن بود.

انقلاب فرانسه و اعدام آنتوان لاوازیه

با وقوع انقلاب فرانسه در سال ۱۷۸۹ مانند بسیاری دیگر از مدیران فلسفی، لاوازیه آن را فرصتی برای منطقی‌سازی و بهبود سیاست و اقتصاد کشور دانست. با این حال با وجود تحولاتی که موجودیت دولت را در معرض خطر قرار می‌داد این خوش‌بینی رو به زوال رفت.

با این حال لاوازیه به پشتوانه اعتبار علم و منطق، همواره به دولت‌های انقلابی مشاوره می‌داد و حتی با برانگیخته شدن خشم عمومی بر ضد کسانی که صاحب قدرت بودند باز هم در فرانسه ماند. با افراطی شدن فزاینده انقلاب، فرماندهان سرکوبگر شدند ولی آنتوان لاوازیه بر این باور بود آکادمی علوم باید نجات داده شود زیرا اعضای آن خدمتگزاران وفادار و ضروری برای کشور هستند.

در نهایت، سران انقلاب فرانسه که در حال پاکسازی گذشته سلطنتی کشور بودند در ماه می ۱۷۹۴ لاوزایه و پدرزنش را به همراه ۲۶ کشاورز مالیاتی دیگر محکوم به اعدام با گیوتین کردند. هر چند پس از گذشت یک سال و نیم توسط دولت فرانسه از تمامی اتهامات تبرئه شد. آنتوان لاوازیه در هشتم ماه می زیر تیغ گیوتین قرار گرفت و ژوزف-لوئیس لاگرانژ، ریاضی‌دان برجسته هم‌عصر او در توصیف لحظه اعدامش گفت «قطع این سر تنها یک لحظه زمان برد، ولی صدها سال طول خواهد کشید تا چنین سری در جهان باز متولد شود.»

کد خبر 517158

برچسب‌ها

نظر شما

شما در حال پاسخ به نظر «» هستید.