燃素学说的历史作用及其当代启示

李培香，范　悦，李明雪

(1 河南大学化学化工学院，河南　开封　475004；2 沈丘县第一高级中学，河南　周口　466332)



燃素学说的历史作用及其当代启示

李培香1，范悦2，李明雪1

(1 河南大学化学化工学院，河南开封475004；2 沈丘县第一高级中学，河南周口466332)

燃素学说是一个备受争议的理论。从历史背景、到燃素学说的提出、到燃素学说的终结，燃素学说在化学史上具有重要地位及作用。不仅可拓宽学生的知识面，对提高学生对化学的学习兴趣及科学素养都有着重要的意义。科学的发展需要生存的环境和土壤，需要质疑、创造性思维，而科学认识需要经过“否定—肯定—否定”的辩证扬弃才能不断进步。

燃素学说；氧化学说；创造性思维

燃素学说起于17世纪中叶，终结于18世纪末。在其盛行的一百多年里，化学家奉为真理，一度促使了化学的空前发展，也一度因为它而阻碍了化学的进步，对燃素学说人们也是褒贬不一。无论如何评说，燃素学说对化学的发展所起的的作用是至关重要的，对现代化学理论的影响也是不容忽视的。对高中生来说，认识燃素学说的发展过程，在拓展知识面的同时，也可感受化学家对科学的奉献精神，进而更深刻的理解科学，坚定学生学习的信念并端正学习的态度。

1　燃素学说的发展过程

1.1燃素学说提出的背景

在17世纪，随着资本主义的发展，冶金、陶瓷、玻璃、肥皂也得到了快速发展，而这些工业也都涉及到燃烧，现实的需要迫切需要明白燃烧的本质。同时中国的“五行说”，印度的“五大说”，古希腊的“四元素说”，医药学家的“三要素说”，也都离不了燃烧。当时, 不论是元素的发现和鉴别, 化合物的分析和提纯, 还是物质性质的研究和比较,几乎都离不开燃烧和焙烧举凡那个时代的化学家几乎没有一个不做大量的燃烧实验或利用燃烧做实验，我们甚至可以说, 不做燃烧实验, 或不利用燃烧做实验的人就不是那个时代的化学家[2]。研究燃烧现象可以说是当时化学家的追求。

与欧洲资本主义发展相适应的是思想启蒙运动。人们开始逐渐抛弃教皇和君主的世俗权威，提倡一种以人为本的理性精神，人的理性和价值得到了肯定。宗教改革的开展，更使宗教成了人们理性精神的保护膜。人们解释自然现象不再依靠上帝，而是开始有意识地通过实验证明、通过逻辑推理来获得知识，在当时形成一个“为真理而生，为真理而死”的时代思潮,科学在此背景下得到了长足的发展。

1.2燃素学说的提出

在做燃烧实验的过程中，发现有机物在燃烧后质量变小，减少部分的质量到底去哪了？同时又发现金属在灼烧后质量变重了，并且金属也失去了光泽，这又是什么原因造成的呢？为了解释这些现象，化学家做了许多假设，波义耳提出了“火粒说”，胡克提出了“硫素说”，梅尤提出了“碰撞说”，都不能圆满的解释上述现象。

直到德国化学家贝歇尔和他的学生斯塔尔提出了“燃素说”，他们认为一切物质能够燃烧，是因为其中含有燃素，当燃素逸至空气中，就会产生燃烧现象。燃烧的强烈与否，与逸出燃素的强度有关，程度愈强，燃烧越激烈。即使一种不含燃素的物质同含燃素丰富物质相作用，也会产生燃烧现象。如果 一种物质在有限的空间里燃烧，中途会熄灭，是因为周围空气为燃素所饱和，即使物质中还有燃素，也不能从物质中逸出了。

燃素学说的提出，圆满的解释了上述现象。所以在当时被用来解释所有的化学现象，因而获得了许多化学家的赞同与支持，学说迅速从德国扩展到欧洲各国。从而取代了炼金术家在化学上的统治地位。

1.3以燃素学说对化学研究的推动

燃素学说是历史的必然产物，在化学发展史上起到了积极的作用。燃素学说的提出，使化学从混沌之中分离出来，成为一门专门的学科，化学家以饱满的热情投身于化学研究，取得了许多重要的成果。

黑尔斯发明了排水集气法及其装置；布拉克的重量分析法；普里斯特利发明了排汞集气法, 收集到了那些易溶于水的气体，后世称之为“液槽化学之父”；都为化学研究提供了新的实验方法和工具。对气体的研究特别突出，约瑟夫·布莱克，首先系统研究了二氧化碳，普通空气不同，比空气重，既不能助燃，也无助于呼吸，能被碱液吸收，是18世纪中期化学的最重要成果之一。硝气(NO)、失燃素硝气(N2O)、盐酸气(HCl)、碱性气(NH3)、矾酸空气(SO2)、碳酸气(CO2)也都是在“燃素学说”的推动下而发现的[2]。

1.4燃素学说时期的终结

燃素学说的提出，使得化学第一次有了首尾一贯，调理清晰的理论，并且与大量的事实联系在一起。许多化学家就在这个理论的引领下，进行新的实验。经过大量的实验, 结果没有人能够获取燃素, 特别是对化学反应进行了更多的定量研究后,就越来越使燃素学说陷入无法自圆其说的困境。到18 世纪末, 拉瓦锡在前人实验的基础上，确定氧气的发现，燃烧的本质终于被揭示,从而也宣告了燃素说的完全破产，新的科学的氧化燃烧说取代了燃素学说的地位，成为引领化学发展的新的理论。

2　燃素学说的历史作用

2.1燃素学说的提出，使化学成为了一门独立的科学

燃素学说提出之前，炼金术士企图通过反复加热把贱金属变为贵金属；炼丹家则希望炼出神丹妙药；医药家则期望改进他们的药方。这时的化学实验主要是以实用为主要目的，就是没有人以研究物质的结构、性质、规律为目的，而专门进行的化学实验。

燃素学说的诞生，使化学家看到了化学的曙光，化学则借助燃素学说，从混沌中明朗起来，有了自己的系统的理论。随后就有了大批专门从事化学研究的化学家，在这个理论的引领下，化学开始走向了它正确发展的道路。化学不再是医学、药学、工艺冶金工业的奴仆，而是成为自然学科的一个独立部分。

2.2燃素学说为化学理论的发展奠定了基础

燃素学说因种种原因，它的提出有不少缺陷，也有很大的局限性。但不可否认，燃素学说的提出，促进了化学的空前发展，同时为化学理论的发展奠定了基础，化学的发展，需要理论的引领。“在科学方面, 拉瓦锡虽然是一个伟大的建筑师, 但他在采石场的劳动却是很少的”[3], 事实上拉瓦锡的确不仅利用了燃素说的实验材料他还直接继承了燃素说的重组主义和中心元素观的传统[4]。

燃素学说中的某些观点，就不时的会在现在的化学理论中发现一些影子。如，燃素学说认为化学反应就是一种物质转移到另一种物质的过程，化学反应遵循物质守恒，这些观点奠定了近、现代化学思维的基础，现在化学理论中的置换反应，是物质间相互交换成分的过程；氧化还原反应是电子得失的过程；以及有机化学中的取代反应。燃素学说提出过反质量的观点，现在也证实了负质量的存在。由后来的化学理论发展，也可看出燃素学说确实为化学理论的发展奠定了基础。

2.3燃素学说使化学家树立了追求真理的正确观点，并指出了正确研究的方向，为后代科学家提供了研究的范例

当时人们对宗教思想约束的反抗，追求思想的解放，探寻物质世界的规律，解释自然现象，有意识地运用实验的手段和科学的思维方法, 愿意把生命献给科学研究。在西方化学史上尊称为化学之父的英国化学家波义尔为了献身于科学研究, 终身未婚,就是这个时期化学家的典型代表。由于这种思潮的形成和影响才使当时的化学家醉心于燃烧,把所有研究的目标都集中在燃烧上,强调与大量的事实相联系。例如，他们对自然现象进行了认真的观察，注意寻找观察对象的异同和类似，并从中理出一个体系，方向是正确的,所以才使各种与燃烧有关的气体陆续被发现, 科学的氧化理论才能够建立。

3　燃素学说对当代科学发展的启示

3.1科学的发展，需要科学的环境和科学的土壤

燃素学说的提出，不是偶然的，除了资本主义的发展，对科学知识与技术的要求迫切增长外，人文主义思潮驱散了神学的阴霾，促成的“人的发现与世界的发现”，赋予了人深入思考与大胆探求的自主权利，也起了不可或缺的作用。这个时期，不只是化学得到了突破性的发展，其它的自然学科，如天文学，医学，物理学、地质矿物、生物学、生物学等都得到了迅猛的发展。共同学习和广泛传播的教育思潮迅速兴起，17世纪成了科学复兴的世纪，“才以学为本”，“学而为智者，不学而为愚者”深入人心。

我们提出科教兴国，提出尊重人才，提出科学技术是第一生产力，这是因为我们意识到了科技的重要作用。不由想起了著名的李约瑟之问[5]:“既然从古代至中世纪的中国能有这么多科技方面的重大成就(姑且先举火药、印刷与磁针这三件), 为什么现代科学却是只从欧洲发展起来的呢?”我们缺少了什么呢?华裔人中的诺贝尔奖的不在少数，而中国人中怎么就那么少呢？是缺少了崇尚科学的氛围，是缺少了科学需要的环境和土壤。从“ 李约瑟难题”中看西文明交汇的起点,是科技文化在中华文明中的移植和生长问题[6]。从燃素学说的提出过程可知道科学的氛围对科学发展的重要性。

3.2科学需要质疑，需要创造性思维

燃素学说的提出，在当时看来，几乎能够完全解释遇到的化学现象，那么人们完全有理由去相信它，愿意用其它的实验继续证实它的正确性，并且不断修正它。正是因为这些大量的实验，化学家才发现燃素学说有不少解释不了的实验事实，也是正是由于 燃素学说的权威性，使人不敢对它的正确性提出质疑，也由此限制了化学的发展。

舍勒、普里斯特利、卡文迪、拉瓦锡等人几乎采用差不多的方法，先后制得了氧气。他们有的是燃素学说的忠实拥护者，对实验中的现象没有提出质疑，所以与真理擦肩而过。只有拉瓦锡对燃素学说提出质疑，并用一个比一个更有说服力的实验来证实燃素学说的不合理，所以也只有拉瓦锡成为了氧化燃烧说的提出者，有人说普里斯特利“当真理碰到鼻尖上的时候，还是没有发现真理”。从燃素学说的发展过程我们就可以看出，科学不仅需要有奉献牺牲的精神，还需要有善于质疑的精神，还需要创造性的精神，正确的思维方法。

3.3人们的认识要经过“否定—肯定—否定”的辩证扬弃

美国20世纪著名的科学哲学家劳丹认为“理论的合理性和进步性都与他的确证性和证伪性并无多大关系，而与它的解决问题的有效性密切相关”[6]，科学的目的是不断解决问题，科学理论是解决问题的工具和手段，如果一个理论能够解决更多的问题，那么就值得相信。燃素学说的提出，解决了当时人们对燃烧的疑惑，所以就有大批的拥护者，当燃素学说解决不了新的问题时，也就有足够的理由将它放弃。

马克思认为，辩证法在对现存事物的肯定的理解中同时包含对现存事物的否定的理解，即对现存事物的必然灭亡的理解。科学的道路往往就是这样，它往往是通过很多次的否定与肯定的循环，最终实现其自身。科学认识的发展是对历史的批判继承，脱离认识发展的特定阶段，就无法对科学现象和成果做出公允的评价。燃素学说不因为氧化学说的提出而失去其自身的科学价值，正相反，燃素学说正是氧化学说的一个必要过渡，而氧化学说是对燃素学说的一种辩证的扬弃。燃素学说的发展过程只是我们人类认识发展中的一个缩影，科学的发展过程也不会有穷极真理的出现，对真理认识是对合理部分的辩证取舍，是认识过程否定的连续。

4　结　语

随着人类认识的深入发展，燃素学说也随之淡出了人们的视线，曾经主宰化学发展的一百多年，也是说法不一。无论如何，不可否认化学借助燃素学说从炼金术中脱离出来，成为一门独立的自然学科；同样不可否认，燃素学说是化学的第一个系统的，清晰的理论，在燃素学说盛行的时代，化学亦取得了长足的发展。燃素学说的许多观点，为现代的化学理论奠定了基础。

燃素学说的提出，经历了许许多波折，那些化学家为了科学而奉献的精神，激励了一代又一代的化学人，学生学习和认识燃素学说，可使科学的观念进一步升华。科学技术的发展, 是人类对客观世界认识和改造的结果, 也是科学思维的结晶。燃素学说的发展过程, 对于学生掌握科学的思维方法, 提高科学素养，仍有重大的现实意义。

[1]任定成.论氧化说与燃素说同处于一个传统之内[J].自然辩证法研究，1993(8)：30-35.

[2]山冈望.化学史传[M].廖正衡，陈耀亭，赵世良译.北京：商务印书馆，1995：23-36.

[3]J R 柏廷顿著. 化学简史[M]. 胡作玄译. 商务印书馆, 1979：131.

[4]恩格斯.自然辩证法[M]. 北京：人民出版社, 1971:133.

[5]王钱国忠.鲁桂珍与李约瑟[M].贵阳:贵州人民出版社,1999:240.

[6]王鸿生. 李约瑟难题的意义和解答[J]. 自然辩证法研究,2004(6): 44-47.

[7]L·劳丹. 进步及其意义[M].刘新民译.北京:华夏出版社,1990:5.

Historical Action and the Contemporary Enlightenment of Phlogiston Theory

LIPei-xiang1,FANYue2,LIMing-xue1

(1 College of Chemistry and Chemical Engineering, Henan University, Henan Kaifeng 475004;2 Shenqiu First Senior High School， Henan Zhoukou 466332, China)

The phlogiston theory is a controversial theory. From the historical background, to put forward, and then to the end, the phlogiston theory has an important status and role in history. Learning phlogiston theory can not only broaden the students’ knowledge, but also improve the learning interest of the students in chemistry and science literacy, it is of great significance. Scientific development needs the suitable environment and soil, it needs to question and think positively, the scientific understanding needs to pass "no-yes-no" then continuous progress.

phlogiston theory; oxidation theory; creative thinking

李培香(1979-)，女，河南大学化学化工学院硕士研究生，化学教育专业。

李明雪，女，博士，博士生导师，主要研究无机化学、化学教育。

G4

A

1001-9677(2016)012-0236-03