不知道题主说的“烧杯”(beaker)是不是下图这种玻璃制作的,底部平坦带有一个小喙(beak)的容器。
Beaker可以指“口很大的喝水杯”,如果题主老师说的Beaker只是想说“杯子”的话,那说是亚里士多德也无所谓了,就和神话中说“轮子最早是由轩辕黄帝发明的”一样,属于附会。还不如说最早的Beaker是杭州博物馆的战国水晶杯。
汉语中的“烧杯”,主要是指一种常见的实验室玻璃器皿[1]。这种做实验用的Beaker,在英语里要去歧义的话,可以叫做Science Beaker。最早炼金术士们用的玻璃仪器由于是玻璃吹制的,一般是圆底细颈的,烧杯这种样子的实验仪器不常见但也有,下图来自拉瓦锡(1743—1794)的Elements of Chemistry ,附录里就已经有平底的像杯子一样的实验仪器了。不过还要注意烧瓶和烧杯的区别。
现代的烧杯、烧瓶、锥形瓶的定性基本在19世纪中期,那段时期电化学和有机化学快速发展,各种为有机实验设计的、方便清洗的玻璃仪器开始出现,并商业化推广。当然这也和玻璃仪器制造的水平有关。
现在最常见的烧杯被称为格里芬烧杯(Griffin Beaker),也被称为“标准烧杯”、“低型烧杯”(low-form beakers)或“低型导流烧杯”,他的高度约为其直径的1.4倍。这个名称来自约翰·约瑟夫·格里芬(John Joseph Griffin,1800s—1877),他出生于英国伦敦(Shoreditch),在德国留学期间他一直觉得当时德国人普遍使用的贝采利乌斯烧杯(Berzelius Beaker)太高,很容易摔碎[2],所以他觉得应该要做得矮一点。在1855年左右,格里芬继承了父亲的事业后,因为在德国留学过,获得了许多高级仪器和玻璃器皿制造商的独家经销权,他设计并出售了大量的带有导流口和刻度的矮烧杯,并以他的名字来命名这种不容易摔碎的烧杯。[3]
因为确实好用所以格里芬烧杯慢慢地变成了标准的烧杯款式。
而上面提到的Berzelius Beaker,也叫“高型无导流口烧杯”。它很薄,高度是直径的两倍。贝采利乌斯(1779—1848)是现代化学命名体系的建立者,化学教材上基本都有他的介绍,就不多说了。做得这么高是为了电解时放电极方便,贝就是做电化学实验出名的,可以想想他的“电化学二元论”。Berzelius Beaker现在还有生产的,不过不常见,毕竟是为了方便电解实验设计的,看着就容易倒。
还有一种“烧杯”是扁平容器,称为结晶器。虽然许多烧杯会带有标记,但结晶烧杯通常不会带有测量标记。
一种比较新款的烧杯是菲利普斯烧杯(Phillips Beaker),来自美国玻璃仪器制造商Jack Phillips。尽管看起来像格里芬烧杯,但飞利浦烧杯的壁倾斜,因此烧杯的口比底部窄。主要是方便手拿,感觉长得还挺可爱的。[4]
要再往前推,探寻这种用于化学实验的“烧杯”(比如拉瓦锡书上画的那种)来源的话,就要说到燃素论的提出者贝歇尔(Johann Becher,1635—1682)了,一些资料上说,以前德语中Beaker叫“Becherglas”,可能就是因为和Becher相关。他生活的年代也是炼金术系统化的时期,前面放的那幅《化学实验着火了》的油画就是描述他那个时期的化学实验的。
不过这只是猜测,姓氏和术语巧合的例子有很多,比如另一个喜欢骂人和电解的德国化学家Adolph Wilhelm Hermann Kolbe(1818-1884,他是人工合成尿素的维勒的学生,Kolbe反应的发现人),他的姓氏和德语里的“烧瓶”(Flask)是一样的,但烧瓶这种东西,早就有了,所以可能是他也可能是他祖先发明的。
再说上面这个Johann Becher,他现在提的不多,一是燃素论早淘汰了,二是他是基本被认为是炼金术时期的人,确立化学为一门科学的《怀疑派化学家》是英国玻义耳(Robert Boyle,1627—1691)于1661年出版的,贝歇尔就生活在这个过渡时期。
要再多介绍他一点的话,他有一句名言:
The chemists are a strange class of mortals, impelled by an almost insane impulse to seek their pleasures amid smoke and vapour, soot and flame, poisons and poverty; yet among all these evils I seem to live so sweetly that may I die if I were to change places with the Persian king.
化学家是一类奇怪的普通人 , 他们被一种近乎是愚蠢的冲动所驱使 , 想在烟雾和蒸汽、煤烟和火焰、毒物和赤贫当中, 寻找他们的乐趣 。而正是在所有这些痛苦和灾难中, 他们感受到生活是如 此甘甜, 倘若让他们与波斯国王交换位置他们会弃之而逃。
这句话在化学史书上很少看到,我第一次读到是在杨庆余的《物理学史》上。
不管怎么说,烧杯是德国炼金术士发明的,和德国的关系很深。
除了形态,在材料方面,硼硅酸盐玻璃烧杯是1884年由Schott和Genossen在德国耶拿发明的[5]。1881年,出生玻璃制造商家族的化学家Schott和对光学感兴趣的物理学家Abbe为了获得更好的实验玻璃而展开合作。因为当时对光学仪器中镜片的性能要求越来越高,他俩希望优化玻璃的配方,得到更好的玻璃。
他们的目标是开发具有均匀光学特性的高质量高纯度的玻璃,经过努力,他们最终研究出了第一批硼硅酸盐玻璃。它们抗化学侵蚀的强度和低的热膨胀系数使其比其他任何玻璃更适合化学实验室的恶劣环境。耶拿玻璃(Jena Glass)迅速在科学界获得成功,被广泛认为是一战之前市场上最好的玻璃烧杯,甚至一度垄断市场。当时他们做的烧瓶长下面这样,应该是Berzelius Beaker。
顺路讲讲其他的,洗气瓶Woulfe's bottle之前写过
而实验室最常见的锥形瓶叫做Erlenmeyer flask,他和上面的Griffin Beaker一样都是1850-1860年间发明的。德国有机化学家埃米尔·埃伦迈耶(Emil Erlenmeyer,1825-1909)在1850年代后期设计了烧瓶。他首先在1860年初发表的一篇论文中对此进行了描述,并开始了商业生产和销售。
图片来自:
提到的几本书:
上面几种Beaker的比较,来自下面这个网站,有个公z号几次原封不动地抄我的回答,加自己的水印,欺负我没公z号,还举报了也没用,最好笑的是它连零碎话都直接粘过去了,不知道这句话它会不会复制。
2020/10/31更新,有人问炼金术时期没有烧杯类似的容器怎么做“炼金”呢?这里推荐一本唐登钢的《黄金战争》,下面是这本书中的两幅插图。两张图的年代差得很远,和左边时期接近的应该是《天工开物》,不过《天工开物》里的冶炼基本都是“大规模生产”了,用瓶瓶罐罐的不多,但也有,比如“倭铅”,就不放图了吧。
20201105更新====================================
解释一下为什么说Hermann Kolbe爱喷人,一般资料上会说他风评不好,他是贝采利乌斯的坚定支持者,对李比希派提出的结构论提出过尖锐批评。
1870年到1884年间,作为《应用化学杂志》(Journal für praktische Chemie)的编辑,科尔贝严厉地评价其他人的工作,有人怀疑他是否受到精神疾病的困扰。他不能容忍他视为投机的现代结构理论,并试图通过他的著作从他视为祸害的这一理论中把自己心爱的化学挽救出来。
他拒绝接受结构化学,特别是凯库勒提出的苯环结构,雅各布斯·亨里克斯·范托夫的不对称碳原子理论,以及阿道夫·冯·拜尔对化学命名法的改革,并在《应用化学杂志》上发表谩骂文章。他的一些言语表明了他与结构化学之间的矛盾:“……拜尔是一名出色的实验化学家,但他是一个经验主义者,缺乏判断力与能力,他对他的实验的解释表明他缺乏对科学准则的基本了解……”
科尔贝激烈的言辞损害了他的声誉并对他死后的评价造成了不公正的影响。[6]
上面这段写的比较委婉,对凯库勒(Kekulé)和范特霍夫(Van't Hoff)的批评在化学史书上是有纪录的。
The book includes a large cast of scientists, often at loggerheads(分歧很大), who worked mainly in Germany, France and Britain. A chapter is devoted to German chemist Hermann Kolbe, a firm believer in Berzelius's electrochemical dualism and a vitriolic critic of structural formulae for molecules. Kolbe attacked Kekulé's “wild fantasies without any real basis(毫无根据的疯想)”, and dismissed Van't Hoff as “fit for the madhouse(适合疯人院)”.[7]