“燃素學(xué)說(shuō)”的創(chuàng)立與破滅

17世紀(jì)德國(guó)化學(xué)家貝歇爾(1635-1682年)在他1669年的著作《土質(zhì)物理》一書(shū)中．對(duì)燃燒作用有很多的論述。他被認(rèn)為是與施塔爾共同創(chuàng)立燃素說(shuō)的人。他認(rèn)為燃燒是一種分解作用，動(dòng)、植物和礦物燃燒之后，留下的灰燼都是成分更簡(jiǎn)單的物質(zhì)。因此，按照他的理論，不能分解的物質(zhì)(尤其是單質(zhì))當(dāng)然不會(huì)燃燒。貝歇爾的理論中提出了一種“油土”的概念，即相當(dāng)于以后的所謂“燃素”，因此貝歇爾可以說(shuō)是燃素學(xué)說(shuō)的第一個(gè)發(fā)起人。

不久后，普魯士王的御醫(yī)、德國(guó)化學(xué)家施塔爾(1660-1734年)總結(jié)了燃燒中的各種現(xiàn)象及各家的觀點(diǎn)之后，于1703年更系統(tǒng)地闡述、發(fā)揮了燃素學(xué)說(shuō)。

按照燃素說(shuō)，火是由無(wú)數(shù)細(xì)小而活潑的微粒構(gòu)成的物質(zhì)實(shí)體。這種火的微粒既能同其他元素結(jié)合形成化合物，也能以游離方式存在。大量游離的火微粒聚集在一起就形成明顯的火焰，它彌散于大氣之中便給人以熱的感覺(jué)，由這種火微粒構(gòu)成的火的元素就是“燃素”。

按照燃素說(shuō)，燃素充塞于天地之間，流動(dòng)于雷電風(fēng)云之中。在地球上，動(dòng)、植、礦物中都含有它。大氣中含有燃素，因而會(huì)在空氣中引起閃電，而使大氣動(dòng)蕩不已；生物含有燃素就富有生機(jī)；無(wú)生命物質(zhì)含有燃素，就會(huì)燃燒。燃素不僅具有各種機(jī)械性質(zhì)，而且又像靈魂一樣，本身就是一種動(dòng)因，是“火之動(dòng)力”。物體失去燃素，變成死的灰燼；灰燼獲得燃素，物體又會(huì)復(fù)活。

燃素說(shuō)解釋燃燒現(xiàn)象時(shí)，認(rèn)為一切與燃燒有關(guān)的化學(xué)變化都可以歸結(jié)為物體吸收燃素與釋放燃素的過(guò)程。鍛燒金屬，燃素從中逸去，變成煅渣；煅渣與木炭共燃時(shí)，又從木炭中吸取了燃素，所以金屬重生。燃燒硫磺，燃素逸去，變成硫酸；硫酸和富含燃素的松節(jié)油共煮時(shí)，又從松節(jié)油中奪回燃素，于是硫酸還原成硫磺……

在燃素說(shuō)者看來(lái)，物體中含燃素越多，燃燒起來(lái)就越旺，例如油脂、炭黑、硫、磷就是極富含燃素的物質(zhì)；否則就相反，石頭、木灰不含燃素，因此就不會(huì)燃燒。“燃素”的含義似乎很與波義耳的“大微粒”相似。但要知道。他們兩方對(duì)金屬煅燒過(guò)程的解釋卻恰恰相反，按燃素說(shuō)，其過(guò)程可以下式表示：金屬－燃素＝煅灰。

那么煤炭、木柴燃燒為什么一定需要空氣呢?燃素說(shuō)者認(rèn)為，這些物質(zhì)在加熱時(shí)，燃素并不能自動(dòng)分解出來(lái)。而須外加空氣將其中燃素吸取出來(lái)，燃燒才能實(shí)現(xiàn)；上好的空氣是具有吸收燃素的性質(zhì)的。燃素說(shuō)還解釋了金屬溶解于酸以及金屬置換反應(yīng)，認(rèn)為前者是由于酸奪取了金屬中的燃素，鐵置換溶液中的銅是由于金屬鐵中的燃素轉(zhuǎn)移到銅中去的結(jié)果。

燃素說(shuō)的這些說(shuō)法曾足以說(shuō)明當(dāng)時(shí)所知道的大多數(shù)化學(xué)現(xiàn)象，雖然在某些場(chǎng)合不免有些牽強(qiáng)附會(huì)，由于大多數(shù)化學(xué)現(xiàn)象在燃素的基礎(chǔ)上得到了統(tǒng)一的說(shuō)明，因此很快得到當(dāng)時(shí)許多化學(xué)家的相信和支持。

另一方面，在燃素說(shuō)流行的100年中，即使是相信燃素說(shuō)的科學(xué)家們，由于他們親身從事化學(xué)試驗(yàn)，因而積累了相當(dāng)豐富的科學(xué)實(shí)驗(yàn)材料，這些材料無(wú)論對(duì)科學(xué)燃燒理論的建立以及近代化學(xué)的發(fā)展都是很有價(jià)值的。

因此，恩格斯評(píng)價(jià)燃素說(shuō)時(shí)認(rèn)為，化學(xué)“借燃素說(shuō)從煉金術(shù)中解放出來(lái)”。當(dāng)時(shí)，燃素說(shuō)雖然比煉金術(shù)更能定性地解釋更多的化學(xué)現(xiàn)象，但是它同煉金術(shù)一樣，不能解釋金屬煅燃增重的事實(shí)。既然金屬在煅燒時(shí)要逸出燃素，為什么重量反而倒增加了呢?

為了說(shuō)明這一點(diǎn)。當(dāng)時(shí)一些化學(xué)家，例如法國(guó)人文耐爾(1723-1775年)竟強(qiáng)加給了燃素一些神秘莫測(cè)的性質(zhì)，他們不顧物理學(xué)已經(jīng)取得的成就，硬說(shuō)燃素和“靈氣”一樣，與地心是相排斥的具有負(fù)重量(即所謂“輕量”)，因此金屬失去燃素時(shí)，重量反而增加了。有人說(shuō)，金屬失去燃素，好比活著的人失去了靈魂，因此像死體比活體更重那樣，“死”的灰渣自然就比活的金屬重。這種玄之又玄的論調(diào)又被禁錮到神學(xué)之中了。

機(jī)械論者看不到燃燒現(xiàn)象的本質(zhì)，任意地杜撰了一個(gè)由莫須有的“火微粒”所造成的燃素。然而，用燃素又不能解釋全部燃燒現(xiàn)象。在“科學(xué)還深深地禁錮在神學(xué)之中”的歷史情況下，形而上學(xué)的機(jī)械論只好向傳統(tǒng)的神秘論求救，以為只要給燃素這個(gè)“臆想出來(lái)的”物質(zhì)，再加上一些臆想出來(lái)的神秘特性，就可以使它變得像神靈一樣神通廣大，這樣它當(dāng)然經(jīng)不起進(jìn)一步實(shí)踐的考驗(yàn)。

經(jīng)過(guò)人們多方搜索，結(jié)果誰(shuí)也沒(méi)能拿到燃素，特別是人們對(duì)化學(xué)反應(yīng)更多地進(jìn)行了定量研究后，越來(lái)越使燃素說(shuō)陷入無(wú)法克服的困境。到18世紀(jì)末，氧被發(fā)現(xiàn)，燃燒的本質(zhì)終于被揭示，從而也宣告了燃素說(shuō)的完全破產(chǎn)。