อองตวน-โลรอง เดอ ลาวัวซีเย(Antoine-Laurent de Lavoisier)

อองตวน-โลรอง เดอ ลาวัวซีเย

อองตวน-โลรอง เดอ ลาวัวซีเย(Antoine-Laurent de Lavoisier หรือ Antoine-Laurent Lavoisier หรือ Antoine Lavoisier) เกิดเมื่อวันที่ 26 สิงหาคม ค.ศ. 1743 ที่กรุงปารีส ประเทศฝรั่งเศส ครอบครัวของเขาถือว่าเป็นผู้ที่มั่งคั่งที่สุดในปารีสก็ว่าได้ เพราะบิดาและมารดาของเขาต่างมาจากตระกูลที่มั่งคั่ง มารดาเสียชีวิตเมื่อลาวัวซีเยอายุได้ 5 ปี บิดาจึงส่งเขาไปอยู่กับน้า หลังจากที่จบการศึกษาเบื้องต้นแล้ว พ่อก็ส่งเขาไปเรียนต่อวิชากฎหมายที่วิทยาลัยมาซาริน(Collège Mazarin) เพราะต้องการให้เขาเป็นทนายเช่นเดียวกับพ่อและตานั่นเอง ในระหว่างที่ศึกษาอยู่ที่วิทยาลัยแห่งนี้ เขามีโอกาสได้ศึกษาวิชาต่างๆ รวมถึงวิชาวิทยาศาสตร์ เมื่อเรียนจบวิชากฎหมาย ลาวัวซีเยไม่ได้ประกอบอาชีพเป็นทนายความ แต่กลับไปศึกษาต่อเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์แทน ลาวัวซีเยเริ่มศึกษาค้นคว้าเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงของดินฟ้าอากาศหรือวิชาอุตุนิยมวิทยา(Meteorology) โดยเขาใช้เทอร์มอมิเตอร์วัดอุณหภูมิของอากาศวันละหลายๆ ครั้งแล้วจดบันทึกอุณหภูมิไว้ เขาทำเช่นนี้ทุกวันจนกระทั่งเขาเสียชีวิต และด้วยวิธีการศึกษาการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิอากาศ ต่อมาเขาสามารถพยากรณ์อากาศได้อย่างแม่นยำ

ในปี ค.ศ. 1765 ลาวัวซีเยทำการทดลองเกี่ยวกับแร่ยิปซัม(Gypsum) และพบคุณสมบัติของแร่ยิปซัมที่ว่า เมื่อนำแร่ยิปซัมมาเผาเพื่อทำปูนปลาสเตอร์จะมีไอน้ำระเหยออกมา และเมื่อไอน้ำเย็นตัวลงจะกลายเป็นน้ำบริสุทธิ์ ซึ่งน้ำหนักเท่ากับปูนปลาสเตอร์ที่เผาได้จากแร่ยิปซัม และจากผลการทดลองครั้งนี้ลาวัวซีเยได้ทำรายงานเสนอต่อ ราชบัณฑิตยสภาทางวิทยาศาสตร์แห่งฝรั่งเศส(France Academy of Sciences) ให้กำหนดมาตราในการใช้เครื่องชั่ง ตวง วัด ในการทดลองวิทยาศาสตร์ ซึ่งราชบัณฑิตยสภาทางวิทยาศาสตร์เห็นด้วย และแต่งตั้งให้ลาวัวซีเยเป็นกรรมการศึกษาเรื่องนี้ ลาวัวซีเยเสนอให้ใช้ ระบบเมตริก(Metric System) เป็นมาตราในการทดลองวิทยาศาสตร์ที่ใช้กันมาจนถึงปัจจุบัน

ในปี ค.ศ. 1767 ลาวัวซีเยได้รับเชิญจาก ศาสตราจารย์กูเอท์ตาด(J.E.Guettard) ผู้เชี่ยวชาญเกี่ยวกับแร่ธาตุและธรณีวิทยาชาวฝรั่งเศสให้ร่วมเดินทางไปกับคณะสำรวจทางธรณีวิทยาที่จะทำการสำรวจหาแร่ธาตุและลักษณะทางธรณีทั่วประเทศฝรั่งเศส จากการสำรวจครั้งนี้ ลาวัวซีเยได้เขียนแผนที่แสดงทรัพยากรทางธรรมชาติภายในประเทศฝรั่งเศส ซึ่งแผนที่ฉบับนี้ถือได้ว่าเป็นแผนที่แสดงทรัพยากรธรณีฉบับแรกของฝรั่งเศส

ในปี ค.ศ. 1768 ขณะที่เขามีอายุเพียง 25 ปี ลาวัวซีเยได้รับเชิญให้เข้าเป็นสมาชิกราชบัณฑิตยสภาทางวิทยาศาสตร์แห่งฝรั่งเศส ซึ่งถือเป็นเกียรติกับเขามาก เพราะสมาคมแห่งนี้เป็นที่รวมของนักวิทยาศาสตร์ที่มีความรู้ความสามารถทุกสาขาวิชา และผู้ที่จะเข้าร่วมเป็นสมาชิกได้นั้นต้องมีอายุไม่ต่ำกว่า 50 ปี อีกทั้งสมาชิกในสมาคมนี้ยังมีหน้าที่ให้คำปรึกษาในเรื่องต่างๆ ให้กับรัฐบาล นอกจากราชบัณฑิตยสภาทางวิทยาศาสตร์ เขาได้เข้าร่วมทำงานกับ องค์กรแฟร์มเจอเนรอล(Ferme Générale) ซึ่งเป็นองค์กรเกี่ยวกับการจัดเก็บภาษี ทำให้เขามีโอกาสได้รู้จักและแต่งงานกับ มารี-แอนน์ พอลซ์(Marie-Anne Paulze หรือ Marie-Anne Pierrette Paulze) บุตรสาวของจาคส์ พอลซ์(Jacques Paulze) ข้าราชการชั้นผู้ใหญ่ในองค์กรแฟร์มเจอเนรอล

ต่อมาลาวัวซิาเยร์ได้รับการแต่งตั้งให้ดำรงตำแหน่งประธานคณะกรรมการโรงงานผลิตดินปืนของรัฐอีกตำแหน่งหนึ่งเพราะเขาเป็นผู้เสนอต่อ เทอร์โกต์(Turgot) รัฐมนตรีกระทรวงการคลังให้รัฐควบคุมกิจการดินปืนไว้เอง เพราะในขณะนั้นภายในกรุงปารีสมีการผลิตดินปืนกันอย่างแพร่หลาย อาจทำให้เกิดอันตรายได้ เทอร์โกต์เห็นด้วยกับลาวัวซีเยจึงสั่งห้ามไม่ให้ประชาชนผลิตดินปืนเอง โรงงานผลิตดินปืนของรัฐบาลฝรั่งเศสสามารถทำรายได้ให้กับประเทศอย่างมหาศาล เนื่องจากในขณะนั้นประเทศสหรัฐอเมริกากำลังทำสงครามกอบกู้เอกราชกับประเทศอังกฤษ จำเป็นต้องใช้ดินปืนจำนวนมาก จึงเป็นหนทางที่ดีของฝรั่งเศสที่จะจำหน่ายดินปืนให้กับสหรัฐอเมริกา

แม้ว่าลาวัวซีเยจะต้องทำหน้าที่ในหน่วยราชการหลายตำแหน่ง แต่เขาก็ยังมีเวลาสำหรับการทดลองวิทยาศาสตร์ โดยในปี ค.ศ. 1772 ลาวัวซีเยได้ทำการทดลองคุณสมบัติของเพชร โดยนำเพชรใส่ในภาชนะแก้วปิดสนิทและใช้แว่นขยายรับแสงส่องมาที่เพชรเพื่อทำการเผาเพชร ปรากฏว่าเมื่อเพชรหายไปและมีก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์(Carbon Dioxide) อยู่ภายในภาชนะนั้นแทน เขาจึงสรุปว่าเพชรเป็นคาร์บอนชนิดหนึ่ง เพราะเมื่อนำเพชรไปเผาไฟเพชรจะกลายเป็นก๊าซ ต่อมาลาวัวซีเยได้ทำการทดลองโดยนำโลหะมาเผาไฟในที่ที่จำกัดปริมาณอากาศ เขาพบว่าไฟจะไหม้จนกว่าอากาศจะหมด เมื่ออากาศหมดไฟก็ดับ ลาวัวซีเยได้นำผลการทดลองรายงานให้กับราชบัณฑิตยสภาทางวิทยาศาสตร์แห่งฝรั่งเศส โดยเขาสรุปผลการทดลองว่า สิ่งที่รวมกับโลหะจนเกิดเป็นกากโลหะ หรือที่เรียกว่า Clax คือ อากาศที่บริสุทธิ์กว่าอากาศที่อยู่ในธรรมชาติ และเมื่อนำ Clax เผารวมกับถ่านจะได้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์(Carbon Dioxide) ซึ่งเกิดจากการรวมตัวของก๊าซ โลหะ และคาร์บอน

ปี ค.ศ. 1783 ลาวัวซีเยทำการทดลองเกี่ยวกับการเผาไหม้ของสารเคมี และค้นพบคุณสมบัติของการเผาไหม้ของสารเคมีหรือเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า การสันดาป ว่าเกิดจากการรวมตัวกันอย่างรวดเร็วระหว่างสารที่ติดไฟได้กับออกซิเจน ซึ่งเขาตั้งชื่อทฤษฎีนี้ว่า ทฤษฎีการเผาไหม้(Theory of Combustion) ผลงานการทดลองชิ้นนี้ทำให้ลาวัวซีเยมีชื่อเสียงเป็นที่รู้จักมากขึ้นในฐานะของนักวิทยาศาสตร์ผู้ค้นพบสาเหตุที่สสารต่างๆ ไหม้ไฟได้

ลาวัวซีเยสรุปทฤษฎีเกี่ยวกับการสันดาปออกเป็น 5 ข้อ ได้แก่

1. วัตถุจะไหม้ไฟได้ในเฉพาะที่ทีมีอากาศเท่านั้น
2. เมื่อนำอโลหะไปเผาไฟจะทำให้เกิดกรด(Acid) รวมถึงจะมีน้ำหนักเพิ่มขึ้นด้วย
3. ในอากาศประกอบด้วยก๊าซ 2 ชนิด คือ ออกซิเจน ซึ่งเป็นก๊าซที่ช่วยในการเผาไหม้และอาโซต(Azote)
4. ในการเผาไหม้จะไม่มีธาตุฟลอยิสตอน
5. เถ้าที่เกิดจากการเผาไหม้ของโลหะ จะมีน้ำหนักเพิ่มขึ้นเสมอ

การที่ลาวัวซีเยสามารถอธิบายถึงสาเหตุที่วัตถุไหม้ไฟได้ ทำให้สามารถลบล้าง ทฤษฎีฟลอยิสตอน(Phlogiston) ของ จอร์จ เออร์เนส สตาห์ล(George Ernest Stahl) นักเคมีและนายแพทย์ชาวเยอรมันที่อธิบายเกี่ยวกับการไหม้ของวัตถุว่า เกิดจากธาตุชนิดนั้นมีฟลอยิสตอนผสมอยู่ เมื่อนำวัตถุมาเผาไหม้และมีขี้เถ้า ทำให้น้ำหนักวัตถุลดลง นอกจากนี้เขายังอธิบายถึงสาเหตุของวัตถุที่ไม่ติดไฟว่า เกิดจากไม่มีฟลอยิสตอนผสมอยู่ ทฤษฎีของสตาห์ลเป็นที่เชื่อถือในวงการวิทยาศาสตร์นานกว่า 100 ปี แต่เมื่อลาวัวซีเยพบทฤษฎีเกี่ยวกับการสันดาปความเชื่อในทฤษฎีนี้ก็หมดไป

ลาวัวซีเยทำการทดลองเกี่ยวกับทฤษฎีการเผาไหม้เพิ่มเติม จนสามารถตั้ง กฎทรงมวลของสสาร(Law of Conservation of Mass) ที่ว่า สสารไม่สามารถสร้างขึ้นหรือทำให้หายไปได้ แต่สสารสามารถเปลี่ยนสถานภาพได้ เช่น น้ำระเหยกลายเป็นไอน้ำ จากทฤษฎีนี้เองได้นำลาวัวซีเยไปสู่การทดลองเกี่ยวกับเผาไหม้ในร่างกายมนุษย์ โดยเขาได้อธิบายว่า ในร่างกายของมนุษย์ก็มีการเผาไหม้เช่นเดียวกัน คือ เมื่อเรารับประทานอาหารเข้าไป ก็จะถูกเปลี่ยนสภาพหรือเผาผลาญให้เป็นพลังงาน และสิ่งที่ไม่ต้องการหรือขี้เถ้าก็จะถูกขับออกมาจากร่างกายในวิธีการต่างๆ เช่น เหงื่อ ปัสสาวะ และอุจจาระ เป็นต้น และไม่เพียงอาหารเท่านั้น อากาศที่เราหายใจก็ต้องผ่านการเผาไหม้ที่ปอดเช่นเดียวกัน คือ เมื่อมนุษย์หายใจนำก๊าซออกซิเจนเข้าสู่ปอดเพื่อเปลี่ยนเลือดดำให้เป็นเลือดแดง ออกซิเจนที่ผ่านการเผาไหม้ก็จะกลายเป็นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์

ในปี ค.ศ. 1787 ลาวัวซีเยได้เขียนหนังสือขึ้นเล่มหนึ่ง ชื่อว่า Méthode de nomenclature chimique เป็นเรื่องเกี่ยวกับวิชาเคมีเบื้องต้น ความรู้ใหม่ๆ เกี่ยวกับวิชาเคมี และการเปลี่ยนชื่อสารเคมีบางชนิดให้ถูกต้องตามคุณสมบัติของสารชนิดนั้นอย่างแท้จริง ซึ่งมีมากกว่า 55 ชื่อ เป็นต้นว่า Dephlogisticated air มาเป็น Oxygen เปลี่ยน Inflammable air(สารติดไฟ) มาเป็น Hydrogen(ผู้ให้กำเนิดน้ำ) ซึ่งชื่อสารเคมีที่ลาวัวซีเยเปลี่ยนยังเป็นชื่อที่ใช้กันมาจนถึงปัจจุบัน

ในปี ค.ศ. 1789 ลาวัวซีเยได้เขียนหนังสือขึ้นอีกเล่มหนึ่งว่า Traité Élémentaire de Chimie ต่อมามีผู้แปลมาเป็นภาษาอังกฤษโดยใช้ชื่อหนังสือว่า Elementary Treatise of Chemistry เป็นเรื่องเกี่ยวกับอุปกรณ์ที่ใช้ในการทดลองทางวิทยาศาสตร์

ในปี ค.ศ. 1790 ประเทศฝรั่งเศสประสบภาวะที่ย่ำแย่ที่สุดทั้งเศรษฐกิจและการเมืองจนเกิดการปฏิวัติใหญ่ในฝรั่งเศส สภาคณะปฏิวัติต้องการโค่นล้มสถาบันพระมหากษัตริย์ในฝรั่งเศส และกล่าวหาว่าพระมหากษัตริย์ พระบรมวงศานุวงศ์ ขุนนางและข้าราชสำนัก กอบโกยแสวงหาผลประโยชน์จากแผ่นดินและประชาชน สภาคณะปฏิวัติได้ยกกำลังบุกเข้ายึดพระราชวังตูเลอรีส์(Tuileries) และปลงพระชนม์พระเจ้าหลุยส์ที่ 16 ด้วยวิธีกิโยติน(Guillotine) เมื่อวันที่ 22 มกราคม ค.ศ. 1793 หลังจากพระเจ้าหลุยส์ถูกปลงพระชนม์ สภาคณะปฏิวัติได้สั่งยุบองค์กรแฟร์มเจอเนรอล พร้อมจับกุมข้าราชการภายในองค์กรทั้ง 27 คน รวมทั้งลาวัวซีเยด้วย โดยสภาคณะปฏิวัติได้ตั้งข้อกล่าวหาคณะกรรมการทั้งหมดว่า ฉ้อราษฏร์บังหลวงและกดขี่ข่มเหงประชาชนอย่างโหดร้าย แม้ว่าลาวัวซีเยจะปฏิเสธทุกข้อกล่าวหา แต่ศาลของสภาคณะปฏิวัติก็พิจารณาว่าลาวัวซีเยผิดและตัดสินประหารชีวิตเขาด้วยเครื่องกิโยติน

ลาวัวซีเยเสียชีวิตเมื่อวันที่ 8 พฤษภาคม ค.ศ. 1794 นับเป็นการสูญเสียนักวิทยาศาสตร์ที่ยิ่งใหญ่คนหนึ่งของโลกเลยทีเดียว ผลงานชิ้นสุดท้ายของลาวัวซีเยก่อนที่จะเสียชีวิตคือ การหาความหนาแน่นของน้ำ ลาวัวซีเยพบว่า ที่อุณหภูมิ 4 องศาเซลเซียส น้ำจะมีความหนาแน่นมากที่สุด นอกจากนี้แล้วเขายังได้อธิบายเกี่ยวกับการเกิดสนิมในโลหะ การลุกไหม้ของไม้ และการระเบิดของดินปืน ซึ่งล้วนแต่เกิดจากก๊าซออกซิเจนทั้งสิ้น