爱华网【发现的过程】
化学反应必然引起物质性质的变化，那么，反应物和生成物之间量的关系是怎样的呢?近代化学家通过大量的实验研究总结出著名的质量守恒定律，当时叫做重量守恒定律或物质不灭定律。
俄国著名科学家罗蒙诺索夫早期研究微粒学说，经过了多年的实验研究和理论研究，在1748年给数学家欧拉的一封信中叙述道：“自然界所发生的一切变化都是这样的：一种东西失去多少，另一种东西就获得多少，因此，如果某个物体增加了若干物质，则另一物体必有若干物质消失。这是自然界一条具有普遍意义的规律。”但是他的微粒学说没有发表，他解释说：“我本来可以把我的微粒哲学的整个体系加以发表，但我担心，如果我说出许多新的东西，而这些东西大部分又与当代许多伟大学者的观点相矛盾，那我就会给科学界仓促提供不成熟的果实。”在当时，“燃素说”正处在统治地位。
1756年，罗蒙诺索夫开始研究燃烧过程。关于燃烧的过程，德国化学家施塔尔1703年提出了“燃素说”，认为一切可燃烧的物质中都含有燃素，燃烧时，它就挥发了。物质中含有的燃素越多，燃烧得就越好。例如木炭，几乎是全由燃素组成的，因为它在燃烧后只剩下一点点灰烬。罗蒙诺索夫在研究中发现，施塔尔忽视了波义耳曾经做过的一个实验。波义耳在封闭的玻璃器皿中燃烧金属时，得到了金属灰，然后称量了它，发现金属灰的重量总是比原来的金属重，而按“燃素说”的观点，金属燃烧时便有燃素逸出，这就是说，金属灰应比金属轻。波义耳对他的实验的解释是：存在一种能够由一个物体注入另一个物体的“热素”，燃烧时，热素进入金属，所以金属灰的重量增加。罗蒙诺索夫的老师、德国马尔堡大学著名物理化学家沃尔夫教授也相信存在着一种能够从一个物体注入另一个物体的有重量的“液体”，这种“液体”就是“热素”。
作为在化学实验中最先使用天平者之一的罗蒙诺索夫仔细分析了波义耳实验的做法，那就是波义耳在加热后为什么立即打开容器，而不先称一下容器的重量呢？打开容器后，会不会有什么东西从容器中逸出，从而改变它的重量呢?罗蒙诺索夫决定重新做这个实验。他准备了一个专用容器，装入铅屑，在火上把容器颈部的玻璃烧得变软的时候，用铁夹把颈部玻璃焊密封，待容器冷却后进行称量。然后再把容器放到火上加热，铅屑熔化了，银白色的金属变成了灰黄色，待容器冷却后再进行一次称量，发现容器的重量并没有发生变化。这样的实验重复进行了多次，金属依次换成铁、铜，结果依然如此。这说明并没有什么热素进入容器，否则容器的重量应该增加。第二天，他在焊封容器之前，先称量了金属的重量，然后称量放入金属屑后容器的重量。燃烧后，他又重新称量一下容器的重量，再打开它，称量所得到的金属灰的重量。他发现无论用哪种金属屑做实验，金属灰的重量都比金属重。这个结果同波义耳当年所做实验的结果一致。
“所有容器的重量都没有变化，这说明金属没有与热素化合。可是金属灰的重量都增加了，这该如何解释?”罗蒙诺索夫陷入沉思：“不过，容器里原来是有一定量的空气，那一定是容器中的空气减少了。而且容器中的空气减少了多少，金属灰的重量就增加了多少，这才保持了容器重量的不变。”经过不懈的努力，自然科学史上具有划时代意义的伟大定律——物质不灭定律在他的实验室里诞生了，统治物理化学领域几个世纪的“燃素说”宣告彻底破产了。然而罗蒙诺索夫这项重大的发现，在当时没有得到人们应有的重视。
18年以后，1774年，法国化学家拉瓦锡也重做了波义耳的实验，他的测量方法与罗蒙诺索夫的几乎相同，得出的结论也基本上相同。1784年，拉瓦锡又做了分解水的实验，证明反应前后物质的重量总量相等。拉瓦锡在向法国科学院院士公开演示实验时说：“可见重量守恒定律是普遍规律。”1789年，拉瓦锡出版了他的历史名著——《化学概论》。在《化学概论》中，拉瓦锡第一次用清晰的语言把质量守恒定律表达出来，用实验进行了验证，并说明了它在化学中的应用。拉瓦锡的发现很快被各国科学家所接受，在科学界广为传播，并产生了深远的影响。
到1905年，爱因斯坦发表了狭义相对论，提出物质的质量和它的能量成正比关系：E=mc2，式中E为能量，m为质量，c为光速。以上公式说明物质可以转变为辐射能，辐射能也可以转变为物质。这一现象并不意味着物质会被消灭，而是物质的静质量转变成另外一种运动形式。所以20世纪以后，重量守恒定律发展成为质量守恒定律和能量守恒定律，合称质能守恒定律。
【发现的启示】
质量守恒定律是定量研究化学变化的依据，在近代化学的发展中产生了深远的影响，一切物质的产生都不可能违背它、改变它。它是自然界物质变化与发展中普遍遵守的基本定律。俄罗斯著名诗人普希金曾经这样评价罗蒙诺索夫：“罗蒙诺索夫是一个伟大的人，他创建了俄国第一所大学，说得更确切些，他本人就是我们的一所大学。”质量守恒定律的发现给我们哪些启示呢？
其一，质量守恒定律的发现并不是脱离实际的主观想像，不是思辨和推理，而是以实验思维方法为指导，精巧地设计科学实验，通过实验的结果及反复论证，并由个别实验到一般、由特殊推广到普遍规律。罗蒙诺索夫希望借助于实验找出燃素说的谬误所在，通过仔细分析波义耳实验中的不完备之处，把量的关系引入观察和实验中。他认为质量测量都应在密闭容器中进行，这是该定律发现的基点，也是罗蒙诺索夫的创造思维的独到之处。罗蒙诺索夫精心设计的实验装置及进行的一系列比较实验，把精确的数量关系贯穿于整个过程实验，这正是质量守恒定律发现的保证。实验的设计和实验过程显示出罗蒙诺索夫非凡的实验操作能力和创造思维的才能。对于实验结果的解释，他没有受到传统观念和已有学说的束缚，而是开动创造思维的大脑，大胆地想像、严密地思维和科学地推理，最终得出了这一伟大的发现。这更显示他创造思维的辉煌。
其二，用定量方法是当时研究化学的主要方法和主要潮流。自波义耳以后，定量方法在化学研究中的运用更加普遍。要进行定量研究就要把数学引入化学，使数学方法和化学研究相结合，研究化合物组成的数量关系，研究化学反应中反应物之间、反应物和生成物之间以及生成物之间的数量关系。通过对这些数量关系的探讨，找出可通用的方程或公式。化学计量学的产生，使人们对化合物和化学反应从定性的了解向定量的认识迈进了一步，质量守恒定律的发现正是定量方法在化学研究中取得的硕果。
其三，既重视实验与观察，又重视逻辑推理。罗蒙诺索夫虽然重视通过观察、实验得到的直接经验，一生几乎没离开过实验，但他并不否定理性推理的价值。他说：“任何一种论断，不经过视觉和触觉的 检验，不可能认为是科学的。但凡是大自然不允许手和眼深入的地方，那就需要用理性，在我看来，理性是伟大的。”“科学是通过经验和理性的推理而前进的。理性指示方向，实验予以证明。比如我亲眼看到过，并在盆地里捡到过的贝壳，和我家乡的海滨一样，于是我认为，这儿的盆地在某一时期曾是海洋；再如，我既摸不到、碰不到、也看不到空气粒子，但是凭智慧，我可以断言：粒子是球形的。”罗蒙诺索夫所说的“理性”、“智慧”，实际上就是逻辑推理方法。
其四，罗蒙诺索夫的哲学思想。罗蒙诺索夫是一位知识渊博的科学家，是俄国唯物主义哲学和自然科学的奠基者。他用唯物主义观点解释了各种自然现象，他的科学宇宙观的基础是微粒哲学。罗蒙诺索夫和拉瓦锡都不相信“无中生有”、“物质不灭”。罗蒙诺索夫认为：“物质是构成物体的东西，而且物质的本质取决于这个东西。”尽管罗蒙诺索夫没有明确提出物质第一性、意识第二性，但是他十分重视物质，将物质本身看成事物的根本原因，充分体现出了他的唯物主义哲学思想。罗蒙诺索夫在晚年说过这样一句话：“在一切问题上，居于首位的应该是真理！”
