约瑟夫·普里斯特利（Joseph Priestley，1733-1804）以“发现氧气”而闻名于世，但他一生主要担任牧师，同时在科学、宗教和政治等多个领域产生了深远影响。他的科学工作既有超越时代的远见，也有终身的错误。

普里斯特利一生著作颇丰，出版了一百五十多本书，包括帮助他获得教师职位的《英文语法初步》、奠定科学声望的《电学的历史和现状，附原始实验》、1774年至1786年的六卷《几种空气的观察和实验》，以及引发争议的《基督教腐败的历史》等。他对科学与宗教的思考在时间上重叠，并非分段进行。

在政治上，普里斯特利是自由派，支持立宪、宗教宽容、法国革命，反对英国压迫美国。他的立场导致暴民烧毁他的家，最终被迫移民美国。他与美国第二任总统亚当斯和第三任总统杰斐逊均有联系，在美居住10年后逝于费城。

普里斯特利对电学的贡献源于他决心撰写电学著作，在写作过程中发现问题并开始实验。1767年出版的《电学的历史和现状》影响了其后百年的电学研究，包括卡文迪许（Henry Cavendish）和伏打（Alessandro Volta）等人。他还是最早提出电学基本定律（后称库仑定律）的科学家之一。

以下重点介绍他关于氧气的系列实验。通常的简介是：普里斯特利将玻璃罩倒扣在桌上，先点燃蜡烛，蜡烛熄灭后放入老鼠，老鼠几分钟后死亡，说明蜡烛燃烧消耗了空气中的某种成分（即氧气）。但事实上，他进行了一系列实验。在蜡烛燃烧熄灭后，他将植物放入玻璃罩，发现植物不仅不会死亡，还能存活很长时间。进一步实验表明，先用蜡烛燃灭空气，再放入植物几天后，重新放入蜡烛或老鼠，蜡烛可以再次燃烧，老鼠也能存活。这些实验说明，蜡烛燃烧消耗了动物所需的某种成分，而植物不仅不需要这种成分，反而能产生它——即我们现在所知的氧气。

普里斯特利与美国科学家、开国元勋本杰明·富兰克林（Benjamin Franklin）长期通信。富兰克林得知实验结果后，将其推广到自然界，提出植物与动物之间物质产生和消耗的循环关系，并据此倡导环境保护，希望遏制砍伐树木。因此，普里斯特利和富兰克林实际上成为依据科学提出生态平衡和环境保护的先驱，可惜其意义直到20世纪才被广泛理解。

然而，普里斯特利在氧气的化学理解上存在错误。当时流行的燃素理论认为，可燃物体含有“燃素”，燃烧后燃素耗尽，重量减少。普里斯特利未能摆脱这一理论，错误地理解了氧气与燃烧的关系。1774年8月，他对氧化汞加热，发现产生的气体（即氧气）呼吸起来感觉很好，但他称之为“去燃素气”。法国科学家拉瓦锡（Antoine Lavoisier）重复实验后，于1777年将其命名为氧气（词根取自希腊文“酸原”），并否定了燃素理论，提出燃烧是物质与氧结合的过程（即氧化）。拉瓦锡的工作被誉为化学革命，而普里斯特利常被用作反面教材。

尽管如此，普里斯特利关于氧气的动物和植物实验，对理解生态平衡和人与自然关系的贡献，在18世纪超出了大多数人的认知，后来的化学家也未必充分理解其全套实验的意义。此外，他还发明了苏打水，这一工作虽无科学意义，却成为今天某些大公司最赚钱的产品之一。

参考文献：Steven Johnson，《The Invention of Air: The Story of Science, Faith, and the Birth of America》，闫鲜宁翻译，上海科技出版社，2012年。

（周末读书偶记-3）

周末读书偶记1和2见：正直的科学家和幸福的科学家（http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=2237&do=blog&id=803750）