燃素學(xué)說的歷史作用及其當(dāng)代啟示

李培香，范　悅，李明雪

(1 河南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，河南　開封　475004；2 沈丘縣第一高級中學(xué)，河南　周口　466332)

?

燃素學(xué)說的歷史作用及其當(dāng)代啟示

李培香1，范悅2，李明雪1

(1 河南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，河南開封475004；2 沈丘縣第一高級中學(xué)，河南周口466332)

燃素學(xué)說是一個(gè)備受爭議的理論。從歷史背景、到燃素學(xué)說的提出、到燃素學(xué)說的終結(jié)，燃素學(xué)說在化學(xué)史上具有重要地位及作用。不僅可拓寬學(xué)生的知識面，對提高學(xué)生對化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣及科學(xué)素養(yǎng)都有著重要的意義。科學(xué)的發(fā)展需要生存的環(huán)境和土壤，需要質(zhì)疑、創(chuàng)造性思維，而科學(xué)認(rèn)識需要經(jīng)過“否定—肯定—否定”的辯證揚(yáng)棄才能不斷進(jìn)步。

燃素學(xué)說；氧化學(xué)說；創(chuàng)造性思維

燃素學(xué)說起于17世紀(jì)中葉，終結(jié)于18世紀(jì)末。在其盛行的一百多年里，化學(xué)家奉為真理，一度促使了化學(xué)的空前發(fā)展，也一度因?yàn)樗璧K了化學(xué)的進(jìn)步，對燃素學(xué)說人們也是褒貶不一。無論如何評說，燃素學(xué)說對化學(xué)的發(fā)展所起的的作用是至關(guān)重要的，對現(xiàn)代化學(xué)理論的影響也是不容忽視的。對高中生來說，認(rèn)識燃素學(xué)說的發(fā)展過程，在拓展知識面的同時(shí)，也可感受化學(xué)家對科學(xué)的奉獻(xiàn)精神，進(jìn)而更深刻的理解科學(xué)，堅(jiān)定學(xué)生學(xué)習(xí)的信念并端正學(xué)習(xí)的態(tài)度。

1　燃素學(xué)說的發(fā)展過程

1.1燃素學(xué)說提出的背景

在17世紀(jì)，隨著資本主義的發(fā)展，冶金、陶瓷、玻璃、肥皂也得到了快速發(fā)展，而這些工業(yè)也都涉及到燃燒，現(xiàn)實(shí)的需要迫切需要明白燃燒的本質(zhì)。同時(shí)中國的“五行說”，印度的“五大說”，古希臘的“四元素說”，醫(yī)藥學(xué)家的“三要素說”，也都離不了燃燒。當(dāng)時(shí), 不論是元素的發(fā)現(xiàn)和鑒別, 化合物的分析和提純, 還是物質(zhì)性質(zhì)的研究和比較,幾乎都離不開燃燒和焙燒舉凡那個(gè)時(shí)代的化學(xué)家?guī)缀鯖]有一個(gè)不做大量的燃燒實(shí)驗(yàn)或利用燃燒做實(shí)驗(yàn)，我們甚至可以說, 不做燃燒實(shí)驗(yàn), 或不利用燃燒做實(shí)驗(yàn)的人就不是那個(gè)時(shí)代的化學(xué)家[2]。研究燃燒現(xiàn)象可以說是當(dāng)時(shí)化學(xué)家的追求。

與歐洲資本主義發(fā)展相適應(yīng)的是思想啟蒙運(yùn)動(dòng)。人們開始逐漸拋棄教皇和君主的世俗權(quán)威，提倡一種以人為本的理性精神，人的理性和價(jià)值得到了肯定。宗教改革的開展，更使宗教成了人們理性精神的保護(hù)膜。人們解釋自然現(xiàn)象不再依靠上帝，而是開始有意識地通過實(shí)驗(yàn)證明、通過邏輯推理來獲得知識，在當(dāng)時(shí)形成一個(gè)“為真理而生，為真理而死”的時(shí)代思潮,科學(xué)在此背景下得到了長足的發(fā)展。

1.2燃素學(xué)說的提出

在做燃燒實(shí)驗(yàn)的過程中，發(fā)現(xiàn)有機(jī)物在燃燒后質(zhì)量變小，減少部分的質(zhì)量到底去哪了？同時(shí)又發(fā)現(xiàn)金屬在灼燒后質(zhì)量變重了，并且金屬也失去了光澤，這又是什么原因造成的呢？為了解釋這些現(xiàn)象，化學(xué)家做了許多假設(shè)，波義耳提出了“火粒說”，胡克提出了“硫素說”，梅尤提出了“碰撞說”，都不能圓滿的解釋上述現(xiàn)象。

直到德國化學(xué)家貝歇爾和他的學(xué)生斯塔爾提出了“燃素說”，他們認(rèn)為一切物質(zhì)能夠燃燒，是因?yàn)槠渲泻腥妓兀?dāng)燃素逸至空氣中，就會(huì)產(chǎn)生燃燒現(xiàn)象。燃燒的強(qiáng)烈與否，與逸出燃素的強(qiáng)度有關(guān)，程度愈強(qiáng)，燃燒越激烈。即使一種不含燃素的物質(zhì)同含燃素豐富物質(zhì)相作用，也會(huì)產(chǎn)生燃燒現(xiàn)象。如果 一種物質(zhì)在有限的空間里燃燒，中途會(huì)熄滅，是因?yàn)橹車諝鉃槿妓厮柡停词刮镔|(zhì)中還有燃素，也不能從物質(zhì)中逸出了。

燃素學(xué)說的提出，圓滿的解釋了上述現(xiàn)象。所以在當(dāng)時(shí)被用來解釋所有的化學(xué)現(xiàn)象，因而獲得了許多化學(xué)家的贊同與支持，學(xué)說迅速從德國擴(kuò)展到歐洲各國。從而取代了煉金術(shù)家在化學(xué)上的統(tǒng)治地位。

1.3以燃素學(xué)說對化學(xué)研究的推動(dòng)

燃素學(xué)說是歷史的必然產(chǎn)物，在化學(xué)發(fā)展史上起到了積極的作用。燃素學(xué)說的提出，使化學(xué)從混沌之中分離出來，成為一門專門的學(xué)科，化學(xué)家以飽滿的熱情投身于化學(xué)研究，取得了許多重要的成果。

黑爾斯發(fā)明了排水集氣法及其裝置；布拉克的重量分析法；普里斯特利發(fā)明了排汞集氣法, 收集到了那些易溶于水的氣體，后世稱之為“液槽化學(xué)之父”；都為化學(xué)研究提供了新的實(shí)驗(yàn)方法和工具。對氣體的研究特別突出，約瑟夫·布萊克，首先系統(tǒng)研究了二氧化碳，普通空氣不同，比空氣重，既不能助燃，也無助于呼吸，能被堿液吸收，是18世紀(jì)中期化學(xué)的最重要成果之一。硝氣(NO)、失燃素硝氣(N2O)、鹽酸氣(HCl)、堿性氣(NH3)、礬酸空氣(SO2)、碳酸氣(CO2)也都是在“燃素學(xué)說”的推動(dòng)下而發(fā)現(xiàn)的[2]。

1.4燃素學(xué)說時(shí)期的終結(jié)

燃素學(xué)說的提出，使得化學(xué)第一次有了首尾一貫，調(diào)理清晰的理論，并且與大量的事實(shí)聯(lián)系在一起。許多化學(xué)家就在這個(gè)理論的引領(lǐng)下，進(jìn)行新的實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn), 結(jié)果沒有人能夠獲取燃素, 特別是對化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行了更多的定量研究后,就越來越使燃素學(xué)說陷入無法自圓其說的困境。到18 世紀(jì)末, 拉瓦錫在前人實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，確定氧氣的發(fā)現(xiàn)，燃燒的本質(zhì)終于被揭示,從而也宣告了燃素說的完全破產(chǎn)，新的科學(xué)的氧化燃燒說取代了燃素學(xué)說的地位，成為引領(lǐng)化學(xué)發(fā)展的新的理論。

2　燃素學(xué)說的歷史作用

2.1燃素學(xué)說的提出，使化學(xué)成為了一門獨(dú)立的科學(xué)

燃素學(xué)說提出之前，煉金術(shù)士企圖通過反復(fù)加熱把賤金屬變?yōu)橘F金屬；煉丹家則希望煉出神丹妙藥；醫(yī)藥家則期望改進(jìn)他們的藥方。這時(shí)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)主要是以實(shí)用為主要目的，就是沒有人以研究物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、規(guī)律為目的，而專門進(jìn)行的化學(xué)實(shí)驗(yàn)。

燃素學(xué)說的誕生，使化學(xué)家看到了化學(xué)的曙光，化學(xué)則借助燃素學(xué)說，從混沌中明朗起來，有了自己的系統(tǒng)的理論。隨后就有了大批專門從事化學(xué)研究的化學(xué)家，在這個(gè)理論的引領(lǐng)下，化學(xué)開始走向了它正確發(fā)展的道路。化學(xué)不再是醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、工藝冶金工業(yè)的奴仆，而是成為自然學(xué)科的一個(gè)獨(dú)立部分。

2.2燃素學(xué)說為化學(xué)理論的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)

燃素學(xué)說因種種原因，它的提出有不少缺陷，也有很大的局限性。但不可否認(rèn)，燃素學(xué)說的提出，促進(jìn)了化學(xué)的空前發(fā)展，同時(shí)為化學(xué)理論的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，化學(xué)的發(fā)展，需要理論的引領(lǐng)。“在科學(xué)方面, 拉瓦錫雖然是一個(gè)偉大的建筑師, 但他在采石場的勞動(dòng)卻是很少的”[3], 事實(shí)上拉瓦錫的確不僅利用了燃素說的實(shí)驗(yàn)材料他還直接繼承了燃素說的重組主義和中心元素觀的傳統(tǒng)[4]。

燃素學(xué)說中的某些觀點(diǎn)，就不時(shí)的會(huì)在現(xiàn)在的化學(xué)理論中發(fā)現(xiàn)一些影子。如，燃素學(xué)說認(rèn)為化學(xué)反應(yīng)就是一種物質(zhì)轉(zhuǎn)移到另一種物質(zhì)的過程，化學(xué)反應(yīng)遵循物質(zhì)守恒，這些觀點(diǎn)奠定了近、現(xiàn)代化學(xué)思維的基礎(chǔ)，現(xiàn)在化學(xué)理論中的置換反應(yīng)，是物質(zhì)間相互交換成分的過程；氧化還原反應(yīng)是電子得失的過程；以及有機(jī)化學(xué)中的取代反應(yīng)。燃素學(xué)說提出過反質(zhì)量的觀點(diǎn)，現(xiàn)在也證實(shí)了負(fù)質(zhì)量的存在。由后來的化學(xué)理論發(fā)展，也可看出燃素學(xué)說確實(shí)為化學(xué)理論的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

2.3燃素學(xué)說使化學(xué)家樹立了追求真理的正確觀點(diǎn)，并指出了正確研究的方向，為后代科學(xué)家提供了研究的范例

當(dāng)時(shí)人們對宗教思想約束的反抗，追求思想的解放，探尋物質(zhì)世界的規(guī)律，解釋自然現(xiàn)象，有意識地運(yùn)用實(shí)驗(yàn)的手段和科學(xué)的思維方法, 愿意把生命獻(xiàn)給科學(xué)研究。在西方化學(xué)史上尊稱為化學(xué)之父的英國化學(xué)家波義爾為了獻(xiàn)身于科學(xué)研究, 終身未婚,就是這個(gè)時(shí)期化學(xué)家的典型代表。由于這種思潮的形成和影響才使當(dāng)時(shí)的化學(xué)家醉心于燃燒,把所有研究的目標(biāo)都集中在燃燒上,強(qiáng)調(diào)與大量的事實(shí)相聯(lián)系。例如，他們對自然現(xiàn)象進(jìn)行了認(rèn)真的觀察，注意尋找觀察對象的異同和類似，并從中理出一個(gè)體系，方向是正確的,所以才使各種與燃燒有關(guān)的氣體陸續(xù)被發(fā)現(xiàn), 科學(xué)的氧化理論才能夠建立。

3　燃素學(xué)說對當(dāng)代科學(xué)發(fā)展的啟示

3.1科學(xué)的發(fā)展，需要科學(xué)的環(huán)境和科學(xué)的土壤

燃素學(xué)說的提出，不是偶然的，除了資本主義的發(fā)展，對科學(xué)知識與技術(shù)的要求迫切增長外，人文主義思潮驅(qū)散了神學(xué)的陰霾，促成的“人的發(fā)現(xiàn)與世界的發(fā)現(xiàn)”，賦予了人深入思考與大膽探求的自主權(quán)利，也起了不可或缺的作用。這個(gè)時(shí)期，不只是化學(xué)得到了突破性的發(fā)展，其它的自然學(xué)科，如天文學(xué)，醫(yī)學(xué)，物理學(xué)、地質(zhì)礦物、生物學(xué)、生物學(xué)等都得到了迅猛的發(fā)展。共同學(xué)習(xí)和廣泛傳播的教育思潮迅速興起，17世紀(jì)成了科學(xué)復(fù)興的世紀(jì)，“才以學(xué)為本”，“學(xué)而為智者，不學(xué)而為愚者”深入人心。

我們提出科教興國，提出尊重人才，提出科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，這是因?yàn)槲覀円庾R到了科技的重要作用。不由想起了著名的李約瑟之問[5]:“既然從古代至中世紀(jì)的中國能有這么多科技方面的重大成就(姑且先舉火藥、印刷與磁針這三件), 為什么現(xiàn)代科學(xué)卻是只從歐洲發(fā)展起來的呢?”我們?nèi)鄙倭耸裁茨?華裔人中的諾貝爾獎(jiǎng)的不在少數(shù)，而中國人中怎么就那么少呢？是缺少了崇尚科學(xué)的氛圍，是缺少了科學(xué)需要的環(huán)境和土壤。從“ 李約瑟難題”中看西文明交匯的起點(diǎn),是科技文化在中華文明中的移植和生長問題[6]。從燃素學(xué)說的提出過程可知道科學(xué)的氛圍對科學(xué)發(fā)展的重要性。

3.2科學(xué)需要質(zhì)疑，需要?jiǎng)?chuàng)造性思維

燃素學(xué)說的提出，在當(dāng)時(shí)看來，幾乎能夠完全解釋遇到的化學(xué)現(xiàn)象，那么人們完全有理由去相信它，愿意用其它的實(shí)驗(yàn)繼續(xù)證實(shí)它的正確性，并且不斷修正它。正是因?yàn)檫@些大量的實(shí)驗(yàn)，化學(xué)家才發(fā)現(xiàn)燃素學(xué)說有不少解釋不了的實(shí)驗(yàn)事實(shí)，也是正是由于 燃素學(xué)說的權(quán)威性，使人不敢對它的正確性提出質(zhì)疑，也由此限制了化學(xué)的發(fā)展。

舍勒、普里斯特利、卡文迪、拉瓦錫等人幾乎采用差不多的方法，先后制得了氧氣。他們有的是燃素學(xué)說的忠實(shí)擁護(hù)者，對實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象沒有提出質(zhì)疑，所以與真理擦肩而過。只有拉瓦錫對燃素學(xué)說提出質(zhì)疑，并用一個(gè)比一個(gè)更有說服力的實(shí)驗(yàn)來證實(shí)燃素學(xué)說的不合理，所以也只有拉瓦錫成為了氧化燃燒說的提出者，有人說普里斯特利“當(dāng)真理碰到鼻尖上的時(shí)候，還是沒有發(fā)現(xiàn)真理”。從燃素學(xué)說的發(fā)展過程我們就可以看出，科學(xué)不僅需要有奉獻(xiàn)犧牲的精神，還需要有善于質(zhì)疑的精神，還需要?jiǎng)?chuàng)造性的精神，正確的思維方法。

3.3人們的認(rèn)識要經(jīng)過“否定—肯定—否定”的辯證揚(yáng)棄

美國20世紀(jì)著名的科學(xué)哲學(xué)家勞丹認(rèn)為“理論的合理性和進(jìn)步性都與他的確證性和證偽性并無多大關(guān)系，而與它的解決問題的有效性密切相關(guān)”[6]，科學(xué)的目的是不斷解決問題，科學(xué)理論是解決問題的工具和手段，如果一個(gè)理論能夠解決更多的問題，那么就值得相信。燃素學(xué)說的提出，解決了當(dāng)時(shí)人們對燃燒的疑惑，所以就有大批的擁護(hù)者，當(dāng)燃素學(xué)說解決不了新的問題時(shí)，也就有足夠的理由將它放棄。

馬克思認(rèn)為，辯證法在對現(xiàn)存事物的肯定的理解中同時(shí)包含對現(xiàn)存事物的否定的理解，即對現(xiàn)存事物的必然滅亡的理解。科學(xué)的道路往往就是這樣，它往往是通過很多次的否定與肯定的循環(huán)，最終實(shí)現(xiàn)其自身。科學(xué)認(rèn)識的發(fā)展是對歷史的批判繼承，脫離認(rèn)識發(fā)展的特定階段，就無法對科學(xué)現(xiàn)象和成果做出公允的評價(jià)。燃素學(xué)說不因?yàn)檠趸瘜W(xué)說的提出而失去其自身的科學(xué)價(jià)值，正相反，燃素學(xué)說正是氧化學(xué)說的一個(gè)必要過渡，而氧化學(xué)說是對燃素學(xué)說的一種辯證的揚(yáng)棄。燃素學(xué)說的發(fā)展過程只是我們?nèi)祟愓J(rèn)識發(fā)展中的一個(gè)縮影，科學(xué)的發(fā)展過程也不會(huì)有窮極真理的出現(xiàn)，對真理認(rèn)識是對合理部分的辯證取舍，是認(rèn)識過程否定的連續(xù)。

4　結(jié)　語

隨著人類認(rèn)識的深入發(fā)展，燃素學(xué)說也隨之淡出了人們的視線，曾經(jīng)主宰化學(xué)發(fā)展的一百多年，也是說法不一。無論如何，不可否認(rèn)化學(xué)借助燃素學(xué)說從煉金術(shù)中脫離出來，成為一門獨(dú)立的自然學(xué)科；同樣不可否認(rèn)，燃素學(xué)說是化學(xué)的第一個(gè)系統(tǒng)的，清晰的理論，在燃素學(xué)說盛行的時(shí)代，化學(xué)亦取得了長足的發(fā)展。燃素學(xué)說的許多觀點(diǎn)，為現(xiàn)代的化學(xué)理論奠定了基礎(chǔ)。

燃素學(xué)說的提出，經(jīng)歷了許許多波折，那些化學(xué)家為了科學(xué)而奉獻(xiàn)的精神，激勵(lì)了一代又一代的化學(xué)人，學(xué)生學(xué)習(xí)和認(rèn)識燃素學(xué)說，可使科學(xué)的觀念進(jìn)一步升華。科學(xué)技術(shù)的發(fā)展, 是人類對客觀世界認(rèn)識和改造的結(jié)果, 也是科學(xué)思維的結(jié)晶。燃素學(xué)說的發(fā)展過程, 對于學(xué)生掌握科學(xué)的思維方法, 提高科學(xué)素養(yǎng)，仍有重大的現(xiàn)實(shí)意義。

[1]任定成.論氧化說與燃素說同處于一個(gè)傳統(tǒng)之內(nèi)[J].自然辯證法研究，1993(8)：30-35.

[2]山岡望.化學(xué)史傳[M].廖正衡，陳耀亭，趙世良譯.北京：商務(wù)印書館，1995：23-36.

[3]J R 柏廷頓著. 化學(xué)簡史[M]. 胡作玄譯. 商務(wù)印書館, 1979：131.

[4]恩格斯.自然辯證法[M]. 北京：人民出版社, 1971:133.

[5]王錢國忠.魯桂珍與李約瑟[M].貴陽:貴州人民出版社,1999:240.

[6]王鴻生. 李約瑟難題的意義和解答[J]. 自然辯證法研究,2004(6): 44-47.

[7]L·勞丹. 進(jìn)步及其意義[M].劉新民譯.北京:華夏出版社,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，河南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院碩士研究生，化學(xué)教育專業(yè)。

李明雪，女，博士，博士生導(dǎo)師，主要研究無機(jī)化學(xué)、化學(xué)教育。

G4

A

1001-9677(2016)012-0236-03