“燃素学说”的创立

十七世纪德国化学家贝歇尔(Johann·Joachim·Becher，1635-1682)在他1669年的著作《土质物理(PhysicaSub-terranea)》一书中，对燃烧作用有很多的论述。他被认为是与施塔尔共同创立燃素说的人。他认为燃烧是一种分解作用，动、植物和矿物燃烧之后，留下的灰烬都是成分更简单的物质。因此，按照他的理论，不能分解的物质尤其是单质，当然不会燃烧。贝歇尔的理论中提出了一种"油土"的概念，即相当于以后的所谓"燃素"，因此贝歇尔可以说是燃素学说的第一个发起人。不久后，普鲁士王的御医、德国化学家施塔尔(Georg·Ernst·Stahl，1660-1734)总结了燃烧中的各种现象及各家的观点之后，于1703年更系统地阐述、发挥了燃素学说。按照燃素说，火是由无数细小而活泼的微粒构成的物质实体。这种火的微粒既能同其他元素结合而形成化合物，也能以游离方式存在。大量游离的火微粒聚集在一起就形成明显的火焰，它弥散于大气之中便给人以热的感觉，由这种火微粒构成的火的元素就是"燃素"。按照燃素说，燃素充塞于天地之间，流动于雷电风云之中。在地球上，动、植、矿物中都含有它。大气中含有燃素，因而会在空气中引起闪电，而使大气动荡不已；生物含有燃素就富有生机；无生命物质含有燃素，就会燃烧。燃素不仅具有各种机械性质，而且又像灵魂一样，本身就是一种动因，是"火之动力"。物体失去燃素，变成死的灰烬，灰烬获得燃素，物体又会复活。燃素说解释燃烧现象时，认为一切与燃烧有关的化学变化都可以归结为物体吸收燃素与释放燃素的过程。锻烧金属，燃素从中逸去，变成煅渣；煅渣与木炭共燃时，又从木炭中吸取了燃素，所以金属重生。燃烧硫磺，燃素逸去，变成硫酸；硫酸和富含燃素的松节油共煮时，又从松节油中夺回燃素，于是硫酸还原成硫磺。石灰石经与煤炭一起煅烧，从中吸收了燃素而变成了苛性石灰，但石灰与燃素结合不很牢固，放在空气中时燃素就会慢慢跑掉，于是又会复原为石灰石，苛性也随之消失。在燃素说者看来。物体中含燃素越多，燃烧起来就越旺，例如油脂、炭黑、硫、磷就是极富含燃素的物质；否则就相反，石头、木灰不含燃素，因此就不会燃烧。"燃素"的含义似乎很与波义耳的"大微粒"相象，但要知道。他们两方对金属煅烧过程的解释却恰恰相反，按燃素说，其过程可以下式表示：金属一燃素=煅灰。那么煤炭、木柴燃烧为什么一定需要空气呢？燃素说者认为，这些物质在加热时，燃素并不能自动分解出来。而须外加空气将其中燃素吸取出来，燃烧才能实现；上好的空气是具有吸收燃素的性质的。燃素说还解释了金属溶解于酸以及金属置换反应，认为前者是由于酸夺取了金属中的燃素，铁置换溶液中的铜是由于金属铁中的燃素转移到铜中去的结果。燃素说的这些说法曾足以说明当时所知道的大多数化学现象，虽然在某些场合不免有些牵强附会，由于大多数化学现象在燃素的基础上得到了统一的说明，因此很快得到当时许多化学家的相信和支持。机械论者看不到燃烧现象的本质，任意地杜撰了一个由莫须有的"火微粒"所造成的燃素。然而，用燃素又不能解释全部燃烧现象。在"科学还深深地禁锢在神学之中"的历史情况下，形而上学的机械论只好向传统的神秘论求救，以为只要给燃素这个"臆想出来的"物质，再加上一些臆想出来的神秘特性，就可以使它变得象神灵一样神通广大，这样它当然经不起进一步实践的考验。经过人们多方搜索，结果谁也没能拿到燃素，特别是人们对化学反应更多地进行了定量研究后，越来越使燃素说陷入无法克服的困境。到十八世纪末，氧被发现，燃烧的本质终于被揭示，从而也宣告了燃素说的完全破产。