“拉瓦锡伉俪”，大卫作
1770年一派学者坚持已经被波义耳否定的四元素说，认为水长时间加热会生成土类物质。为了搞清这个问题，拉瓦锡将蒸馏水密封加热了101天，发现的确有微量固体出现。他使用天平进行测量，发现容器质量的减少正等于产生固体物的质量，而水质量没有变化，从而驳斥了这一观点。1771年拉瓦锡与同事的女儿，13岁玛丽-安娜·皮埃尔莱特结婚，皮埃尔莱特通晓多种语言，多才多艺，她将英文文献翻译给拉瓦锡，为他的书作插图并保存拉瓦锡实验记录，协助丈夫进行科学研究。

氧化学说
为了解释燃烧这一常见的化学现象，德国医生斯塔尔提出了燃素说，即认为物质在空气中燃烧是物质失去燃素，空气得到燃素的过程。燃素说可以解释一些现象，因此很多化学家包括普利斯特里和舍勒等人都拥护这一说法。普利斯特里更是将自己发现的氧气称为“脱燃素空气”，用来解释物质在氧气中燃烧比空气中剧烈。但是燃素说始终难以解释金属燃烧之后变重这个问题。一派人索性认为这是因为测量的误差导致，另一派比较极端的燃素说维护者甚至认为在金属燃烧反应中燃素带有负质量。

面对如此的局面，1772年秋天开始拉瓦锡对硫、锡和铅在空气中燃烧的现象进行研究。为了确定空气是否参加反应，他设计了著名的钟罩实验。通过这一实验，可以测量反应前后气体体积的变化，得到参与反应的气体体积。他还将铅在真空密封容器中加热，发现质量不变，加热后打开容器，发现质量迅速增加。尽管实验现象与燃素说支持者相同，但是拉瓦锡提出了另一种解释，即认为物质的燃烧是可燃物与空气中某种物质结合的结果，这样可以同时解释燃烧需要空气和金属燃烧后质量变重的问题。但是此时他仍然无法确定是那一种组分与可燃物结合。1774年10月普利斯特里访问巴黎，和拉瓦锡进行讨论。这次讨论和拉瓦锡后来的成果的关系至今仍有争论，普利斯特里在后来文章中说并将自己加热汞灰（氧化汞）生成气体（氧气）这一结果告诉拉瓦锡。而有些人则认为并非如此。

1775年路易十六宣布将火药工业国有化，拉瓦锡被派往巴黎军火库进行国有化工作，同时设计新的硝石制备方法来提高黑火药的质量。在他的努力下，法国的枪械的火力迅速提高。工作之余他建立了自己的实验室，继续进行燃烧研究。他直接加热氧化汞，发现一种性质类似于平常的空气的气体产生。这种气体可以支持燃烧与呼吸，并且与一氧化氮混合后体积减小。最开始他将这种气体和空气混为一谈。普利斯特里读到拉瓦锡文章之后指出，拉瓦锡所提到的这种气体就是他所发现的“脱燃素空气”，并且指明这种气体的反应效果比空气强很多。拉瓦锡接受了普利斯特里的批评，同时确认了这就是他一直寻找的那种在空气中的支持燃烧的气体。在1777年的《燃烧概论》（Sur la combustion en général）和1778年的《酸性概论》（Considérations générales sur la nature des acides）中，他正式阐释了自己的氧化说。认为燃烧是物质和空气中约占五分之一的氧气反应的结果。同时基于很多燃烧产物的水溶液具有酸性，他得出任何酸中都含有氧的错误结论，所以1779年他将空气中支持燃烧的一部分命名为oxygen（希腊语：形成酸的）即氧气，另一部分命名为azote（希腊语：无生命的）即氮气。

随后，拉瓦锡开始关注普利斯特里关于血液在氧气保持红色而在二氧化碳中变黑的描述，认为动物的呼吸作用可能也是一种氧化过程。他和拉普拉斯共同进行研究，他们使用几内亚鼠进行实验，通过测量冰盒中冰块的融化得出呼吸放出的热量，同时测量几内亚鼠呼出的二氧化碳。另一方面他们燃烧可以生成同样二氧化碳的木炭，测量其放出的热量。发现两者有一定类似关系，从而初步得出了动物的呼吸作用实质上是缓慢的氧化过程的结论。

1783年亨利·卡文迪什（Henry Cavendish）发现了“可燃气体”即氢气，发现它可以与氧气生成水。但是由于卡文迪许仍然将这一反应解释为燃素的转移。此时卡文迪许的助手访问巴黎，将这一成果告诉拉瓦锡。拉瓦锡马上意识到这一反应正是氧化说的有力佐证，并且自己进行实验将水蒸汽通过热枪筒，发现水被分解了。他发表文章认为水实质上是化合物，并用自己的学说对其生成和分解进行了简洁而圆满的解释，但是拉瓦锡很少在论文中写明借助了他人的工作，这是他的一个缺陷。拉瓦锡从氢气燃烧生成水这一实验事实感觉到以前的实验忽略了对呼出气体中的水的测定。于是他请了一个助手来进行人体实验，希望可以搞清人类呼吸的实质。但是这一实验被法国大革命所中断，后来他的助手完成了实验，初步证明了人的呼吸中有碳和氢的氧化过程。

新理论的传播与统一度量衡
1787年之后拉瓦锡社会职务渐重，用于科学研究时间较少。主要进行化学命名法改革，自己研究成果的总结和新理论的传播工作。他先与贝托莱(Claude Louis Berthollet)等人合作，设计了一套简洁的化学命名法。1787年他在《化学命名法》（Méthode de nomenclature chimique）中正式提出这一命名系统，目的是使不同语言背景的化学家可以彼此

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