图4：《公祷书》中的诗作 | 图源：参考文献4
此后的几年，戴维就借住在汤金家里，先是在另一所文法学校上学，后来又转到一个医生兼药剂师那里当学徒。为此，汤金帮戴维掏了六十英镑的学费。这数目不小，毕竟戴维几年后刚进皇家研究院的时候，年薪才一百来镑。
汤金为戴维设计的锦绣前程是好好学习，然后争取考入爱丁堡大学学医。戴维确实努力了，他一头扎进汤金的图书室，从此迷上了哲学和化学。讲好的学徒期是五年，但戴维只干了三年半就跑到了布里斯托尔。这让汤金大为恼火，据说他修改了自己的遗嘱，把本来打算传给戴维的房子收了回来。
吸引戴维的，是布里斯托尔郊区一家气体疗养院的实验室主任一职。那时候，气体化学正是化学研究的前沿，新气体不断涌现，很多人相信它们是治病的良药。
就这样，从1798年开始，不到二十岁的戴维正式走上了化学研究的道路。
笑气和诗人
在气体疗养院，戴维什么实验都做。他把健康的母牛赶到病房里，让病人呼吸牛的“气息”，看看能不能有些疗效。他亲自吸入大量的纯净氢气，直到窒息，甚至因为尝试一氧化碳的作用差点中毒身亡。
这些实验都不够严谨，甚至不够严肃，而且主要是重复别人，特别是英国化学家普里斯特利的发现。所以，那个时期戴维的笔记本中常常出现Priestley这个词。
图5：戴维笔记本内页丨图源：参考文献5
普里斯特利和他的老鼠，是史上第一批有资格享受纯净氧气的人类和鼠类；但人体试验方面，戴维这样的“专业人士”更勇敢，而他的鲁莽也确实带来了回报。当时，普里斯特利已经发现一氧化二氮，并命名为“脱燃素亚硝酸气”。戴维试吸之后，发现这种气体可以让人面部痉挛，不由自主地发笑，甚至产生一种令人眩晕的陶醉感，于是他把这种气体称为“笑气”。
关于笑气的论文发表后，才刚二十出头的戴维一跃成为世界知名的科学家。他所在的气体疗养院更是变得门庭若市，因为笑气的“疗效”十分明显，不仅让人“快乐”，还能缓解牙疼等肉体疼痛。用后来的眼光看，笑气就是最早的麻醉剂之一，外科和牙科手术上直到如今仍有应用。
笑气的古怪特性也在大众层面引起了轰动，笑气晚会开始流行，吸上一口看似平常的气体，然后手舞足蹈地笑上一阵，似乎比喝酒更能让人忘记烦忧。于是这种新气体又成了一种迷幻剂，*塞和柯勒律治都曾经与戴维一起试用笑气，*塞甚至在诗中描写过这种迷幻的体验，而柯勒律治后来吸毒成瘾，最终死于心力衰竭，据说可能和吸食鸦片有关。
好在戴维没有陷入笑气的麻醉中难以自拔，因为时间很快就到了1800年。
新课题，新工作
1800年，意大利物理学家伏打（Alessandro Volta）发明了史上第一种可以持续提供电流的电池组，也就是伏打电堆。两位英国化学家迅速跟进，成功将水电解为氢气和氧气。
这也让戴维找到了新领域，短短六个月内，他一口气发表了六篇电学论文。
不过，为戴维带来新工作的还是早先在气体疗养院传开的盛名，以及他在皇家研究院试讲时的优异表现。1801年初，戴维成为伦敦皇家研究院助理讲师，兼实验室主任、刊物助理编辑，年薪一百零五镑，另有免费的住房和煤炭火烛。
此时的戴维22岁，身材瘦弱，但仪表堂堂，课前字斟句酌的准备让他在台上挥洒自如，时而激情地讲述，时而娴熟地操作，中间还不忘出人意表地穿插一些比喻和玩笑，台下的科学家、诗人、大学生，以及绅士、夫人和小姐们听得如痴如醉，好评如潮。其中包括柯勒律治和雪莱夫人，雪莱夫人数年后创作的《弗兰肯斯坦》是西方历史上首部科幻小说，而她之所以会以文学的眼光关注科学的发展，和戴维的影响有很大关系。
戴维的表现让伦福德伯爵十分满意，入职六周之后，戴维就升任副教授，第二年又转为教授。他很快当选英国皇家学会会员，后来又成为学会秘书。1804年，伦福德伯爵与法国著名化学家拉瓦锡（Antoine–Laurent de Lavoisier）的遗孀结婚，搬到巴黎居住，戴维成为皇家研究院的灵魂人物。
戴维的演讲动辄吸引数百人参加，有时候甚至达到上千人。为疏导皇家研究院的交通，不得不将门前的雅宝街（Albemarle Street）规定为单向行驶。于是伦敦有了第一条单行道。
图6：除了汽车，伦敦皇家研究院的大楼与单行道和二百年前没多大差别丨图源：参考文献6
在皇家研究院，戴维相当勤奋，工作如此，业余也如此。他一般很早起床，先用两个小时阅读和写作，然后再吃早餐。上午十点多到实验室工作，一直忙到下午四点。五点就餐，接着到研究院演讲。如果没有演讲，就到处参加上流社会的茶会，或者看戏、打台球，大概还会抽空和诗人切磋一下诗艺，就像他总是能找到时间反复预演操作、苦心钻研讲稿一样。
1802年，戴维利用“巨大的电池”和铂金属条，制成了史上第一盏电灯——它不够明亮、持续时间也不长，但电灯的确不是后来爱迪生发明的。
1806年，戴维提出了电化学假说，认为“化学变化中的结合力是由物质间的电作用产生的”，这当然是正确的。
1807年10月6日，戴维通过电解分离出钾的金属颗粒。这是一种神奇的金属，在空气中会剧烈燃烧，放到水中也会剧烈反应。几天后，他又分离出钠的单质。
第二年，戴维又用电解法得到了几种碱土金属：镁、钙、锶、钡。显然，这些发现也一定为他的演讲增添了新的素材。碱金属和碱土金属的发现验证了拉瓦锡主张的某些土质是金属氧化物的观点，在科学史上具有重要意义，戴维也由此开创了发现新元素的新方法。
“戴维笔记本项目”发现，在戴维的手稿中，诗句和实验结果总是混在一起，关于风景、人物的素描或涂鸦也总是和购买烛台等事务性的记录混在一起。即便早有思想准备，等他们找到戴维发现钾的记录时，还是有些吃惊，在一行行关于实验现象的描述中，夹杂着一个人名和一处地址。
“那是戴维的裁缝。”拉斯顿教授说：“我们认为，他在考虑应该如何在皇家学会宣布自己的惊人发现，他需要一套新西装。”
改写
最原始的记录必定会包含最新鲜的历史信息，比如志愿者发现的这一处改动：
图7：一处象征性的涂改，在倒数第六行丨图源：参考文献7
手稿清晰地显示，戴维修改之后的结果是chlorine。这个词大家比较熟悉，就是戴维命名的元素名称“氯”——源自希腊语“黄绿色”（chlorós），这是氯气的颜色。chlorine前面的单词被涂掉了，我们看不清楚，但志愿者可以辨认出来，那是oxymuriatic。在如今的词典中，这个词很难查到，其实是“氧化盐酸气”的意思，也就是“盐酸气体的氧化物”。
这处涂抹正象征着戴维对化学的另一个贡献。
历史上，氯气最早由瑞典化学家舍勒（Carl Wilhelm Scheele）制备。但他迷信燃素论，将这种气体看作“失去了燃素的盐酸气”。拉瓦锡的看法不同，他建立了氧化理论，主张氧是构成酸的关键元素——“氧”（Oxygene）这个词的本意就是“成酸元素”，他认为盐酸中一定也存在氧元素，氯气应该是盐酸与氧的化合物，于是将其命名为“氧化盐酸气”。
1810年前后，戴维与其他化学家不约而同地发现，无论怎么反应，氯气中都无法分离出氧气。戴维断定氯气是一种元素单质，这就推翻了拉瓦锡认为所有酸都含有氧的结论，而他的主张是，氢元素才是物质显现酸性的关键。现在我们知道，戴维是对的。
戴维还发现氯气能像氧气一样助燃，这就进一步说明氧对燃烧和“成酸”的作用并不是独一无二的。值得顺便一说的是，如果由戴维而不是拉瓦锡来命名氧化反应，那他肯定不会用“氧化”这个词，到了今天，中学生们也不必为氯气为什么具有“氧化性”而困惑了。
从制备氯气，到确认氯气的实质，花费了三十多年。有科学史家认为，在戴维所有的功绩中，发现氯元素是“最具科学价值的”。戴维在笔记本上涂抹的那几笔，不仅改写了历史，也改写了后世的教科书。
