燃素说百年流行

燃素说百年流行

燃素说百年流行

1．燃素是火的元素

按照施塔尔的燃素说，火是由无数细小而活泼的微粒构成的物质实体，由这种火微粒构成的火的元素就是“燃素”。这种火的微粒既能同其他元素结合形成化合物，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，它弥散于大气之中给人以热的感觉。

施塔尔认为，燃素无处不在，充塞于天地穹宇之内，游动于风云雷电之间。在我们生活的地球上，动物、植物之中含有燃素，生物因含有燃素而富有生机；矿物等无生命物质如含有燃素也会燃烧；大气中含有燃素，会在空气中引发闪电雷鸣，使大气动荡不已。他认为燃素是万物的灵魂，物体失去燃素就变成死的灰烬，灰烬获得燃素就会复活而成为物体。

那么，为什么燃烧时不可缺少空气呢？施塔尔的学说给出的解释是：这些物质在加热时并不能自动分解出燃素，必须有外来的空气将其中的燃素吸取出来，燃烧过程才能实现，而上好的空气具有吸收燃素的性质。

在主张燃素说者看来，物体中含燃素越多，燃烧就越顺畅、强烈，否则就相反。例如，油脂、炭黑、硫、磷就是富含燃素的物质；石头、木灰不含燃素因而不能燃烧。燃素的含义似乎与波义耳的“火微粒”很相似，但是，燃素说与火微粒说对金属煅烧过程的解释却恰恰相反。

2．燃素与化学反应

燃素具有各种运动性质，它像幽灵一样，本身就是一种动因，是“火之动力”。油、蜡、木炭都从植物中来，植物具有从空气中吸收燃素的功能，因此木炭等都是富含燃素的物质。如果将木炭与金属灰放在一起加热，金属灰就可以吸收木炭放出的燃素，于是金属灰就重新变成金属。这样，燃素说就可以解释许多冶金过程中的化学反应。

施塔尔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或放出燃素的过程。例如，硫磺燃烧时有火焰，说明燃素逸出，硫磺就变成硫酸，即硫磺燃烧后变成硫酸；硫酸与富含燃素的松节油共煮，又会吸收燃素，重新变成硫磺。这两个过程都是通过燃素的得失而完成的。

燃素能由一种物体转移到另外一种物体，燃素说利用这一性质解释金属溶解于酸是由于酸夺取了金属中的燃素；金属置换反应是由于燃素从一种金属转移到另一种金属。煅烧金属时，燃素从中逃逸出来，金属变成煅渣；将煅渣与木炭共燃，则煅渣又从木炭中吸取燃素而重回到金属面目。

在施塔尔看来，物体中所含燃素的多少决定了该物质可燃性的大小。看起来，“燃素说”与波义耳的“火微粒”的观点颇为相似，实际上恰恰相反，这从以下施塔尔对金属煅烧过程的表示式可以看出：“金属－燃素＝煅灰”。

3．燃素说难圆其说

施塔尔的燃素说曾统治化学界达百年之久，在燃素说流行的百年间，即使是相信燃素说的科学家们，在亲身从事化学试验的过程中，也遇到了许多燃素说不能圆满解释的现象。

及至科学的燃烧学说建立之后，人们才清楚地认识到燃素说的谬误：燃素说是错误的，“燃素”也不存在。现在知道，施塔尔对氧化还原反应（燃烧现象）作出的解释与现代的观点恰好完全相反：凡现在认为是与氧结合的反应（氧化反应），施塔尔的燃素说都认为是燃素被分离出来的反应。

在当时，燃素说不能自圆其说并受到最大责难的问题就是金属煅烧后增重的事实。虽然相比于炼金术士的说法，燃素说能定性地解释更多的化学现象，但是同炼金术一样，燃素说也不能解释金属煅烧后增重的事实：既然金属煅烧时要逸出燃素，为什么重量反而增加了呢？当时一些化学家如法国人文耐尔（1723～1775），为了说明这一点竟强加给燃素一些神秘莫测的性质，他们不顾物理学已经取得的成就，硬说燃素似“灵气”，与地心是相排斥的，具有负重量（即所谓“轻量”），因此金属失去燃素时，重量反而增加了。又有人说，金属失去燃素，好比活着的人失去了灵魂，因此就像死体比活体更重那样，死的灰渣自然就比活的金属重。燃素说这种玄而又玄的理论进而又与神学扯上了关系。

机械论者看不到燃烧现象的本质，任意杜撰了由莫须有的“火微粒”所构成的燃素。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求助于传统的神秘论，又随意给这个臆想出来的燃素加上一些臆想出来的神秘特性，于是它就变得像神灵一样神通广大。

持燃素说者多方搜索也没能拿到燃素存在的直接证据，燃素说终究经不起实践的进一步检验。特别是对化学反应更多地进行了定量研究后，燃素说便陷入无法摆脱的困境。到18世纪末氧被发现，燃烧的本质终被揭示，从而宣告了燃素说的完全破产。

4．燃素说的影响

毫无疑问，我们应该指出燃素说的错误和燃素的虚幻性，但是对于燃素说曾起过的历史作用，也须加以适当肯定。

施塔尔燃素说与现代化学理论有一个共同观点，即认为化学反应发生时有某种东西从一种物质转移到另一种物质，施塔尔认为被转移的就是燃素，而在这一过程中物质守恒。正是燃素说的这些观点，奠定了近代和现代化学思维的基础。

现代价键理论认为氧化还原反应中发生了电子的转移。燃素说在解释大量化学现象和化学反应时，潜意识地利用了转移的概念，得以给出看起来比较合理的解释，并把大量的化学事实统一在这个概念之下，这在一定程度上促进了化学的发展。

燃素说在整个化学发展中的作用是不容忽视的。

首先，它的创立结束了炼金术对化学界的统治局面。正如恩格斯的评价：化学“借燃素说从炼金术中解放出来”。

其次，在燃素说长达一百年的流行期间，信奉燃素说的化学家为了解释各种与燃烧有关的现象，进行过很多化学实验，在实验中积累了相当丰富的客观知识，这些知识对科学的燃烧理论的建立和近代化学的发展有重要的价值。正是借助这些知识，拉瓦锡在日后的实验中才发现了燃烧现象的科学本质，推翻了燃素说，建立了正确的燃烧理论。其中最重要的实验是普利斯特里和舍勒制取氧气的实验。