Однако на момент знакомства с Марией графу уже исполнилось 50 лет, его внешность и финансовое состояние были ужасны, и молодая девушка категорически отказалась от сделанного им предложения. Ее отец бросил вызов двору и написал Терре: «Моя дочь испытывает к нему решительное отвращение, и я не намерен вынуждать ее выходить замуж». Тогда Терре решил отстранить Польза от должности, но президент откупа поддержал коллегу, обратив внимание на его ум, работоспособность и честность, без которых, по его мнению, хорошая работа учреждения была невозможна. В итоге Польз не потерял работу, но и Терре не оставил брачных планов в отношении Марии. Оказавшись в безвыходном положении, Польз предложил Лавуазье, одному из своих самых блестящих подчиненных в Генеральном откупе, жениться на его дочери. Антуан, конечно, не мог похвастаться благородным происхождением, зато был молод и хорош собой, владел значительным состоянием, а главное — нравился Марии. Вся семья Польз радовалась этому смелому решению, но одновременно и беспокоилась о последствиях, которые могли возникнуть из-за неповиновения двору. Однако, поразмыслив над тем, какую пользу приносят деньги Генерального откупа государству, Терре пересмотрел свою позицию и в декабре 1771 года обвенчал в своей часовне Марию Польз и Антуана де Лавуазье. Констанция Пунктис, тетя Лавуазье, взяла на себя заботы о новом доме супругов. Молодая девушка изучала латынь, английский язык и училась рисовать. Позднее она также брала уроки химии у Буке, коллеги Лавуазье. В итоге Мария стала художником, переводчицей и библиотекарем своего мужа, а также полным энтузиазма ассистентом в его лаборатории.
Портрет Марии Анны Пьеретты, жены Лавуазье.
За два года до женитьбы, когда Лавуазье уже был членом Академии наук и участником Генерального откупа, он осуществил свой первый великий опыт, применив методологию, которой затем придерживался всю свою жизнь. Еще с тех пор как Антуан работал над проектом снабжения водой крупных городов, сама природа воды привлекала его внимание. Впрочем, ее повсеместность и особые свойства возбуждали интерес огромного количества ученых.
В греческой философии вода была одной из четырех главных стихий. Жизненно необходимая для живых существ, она очень долго считалась чем-то единым, что невозможно разложить на составляющие. Ван Гельмонт осуществил в первой половине XVII века опыт, который дал ему основание утверждать, что этот изначальный элемент может превращаться в землю. Фламандский ученый посадил плакучую иву в определенное количество влажной земли и следил за деревом в течение пяти лет. Вес дерева увеличился на 75 кг, тогда как вес земли уменьшился всего на 57 г. Ван Гельмонт предположил, что масса дерева увеличилась только из-за дождевой воды, то есть от того, что вода превращалась в землю и оттуда переходила в дерево. Опыт казался неопровержимым, и всякий мог его воспроизвести.
Для проверки гипотезы о возможности превращения воды в землю Лавуазье начал с того, что выбрал гораздо более простую систему, а именно взял сосуд, наполненный водой. Он строго выверил условия опыта: взвесил пустой сосуд, наполнил его водой и снова взвесил, а затем герметично закрыл.
После этого ученый нагревал его в течение 103 дней. Выбранный им сосуд назывался «пеликаном». Как видно из рисунка, при нагреве жидкость в нем испарялась в верхнюю часть, конденсировалась и снова стекала в основную часть.
В течение этого времени Лавуазье наблюдал за небольшим количеством «земли», образовавшейся на дне емкости. Охладив сосуд, он взвесил его с водой и констатировал, что его вес не изменился после начала опыта. Зато вес пустого сосуда уменьшился, причем на величину, равную весу образовавшейся земли. Исходя из полученных результатов, Лавуазье пришел к выводу, что по причине длительного нагревания материал, из которого был сделан сосуд, вступил в реакцию с водой, что привело к образованию твердого осадка. Благодаря этому опыту теория превращения воды в землю была опровергнута.
С тех пор стало ясно, что Лавуазье не примет сторонние теории, какими бы твердыми и укорененными они ни были, не убедившись в их достоверности.
Кроме того, данный опыт наглядно показал, насколько важно использовать точные инструменты для правильного определения исследуемых физических величин. В большинстве случаев вес веществ, если его удавалось установить с достаточной точностью, был необходим для любого процесса исследования. Поэтому прибором, который, наверное, лучше всего символизирует работу Лавуазье, являются весы.