论燃烧元素理论在化学发展史上的作用_燃素说论文

论燃烧元素理论在化学发展史上的作用_燃素说论文

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一般燃烧是指可燃物质与氧化合的一种现象,凡是可燃物质都含有可以与氧化合的元素。可以与氧化合的元素是具体的,像非金属如碳、氢、硫等,金属如钾、钠、镁、铝等。这些元素与氧化合后生成的化合物都比原来的物质重,就是说,任何物质燃烧后生成物质的重量只有增加,不会减少。但是,有些物质燃烧生成的气体散失到空气中,好像燃烧后重量减轻了,如果把蜡烛燃烧生成的水及二氧化碳用实验装置收集起来,而燃烧后生成的物质不但没有减少,而且还增加了许多。这是因为加入了空气中的氧。

燃素说认为燃烧是物质放出燃素的现象,认为燃素是看不见嗅不到摸不着,并且具有负重量的东西。事实上,这种假想物是不存在的。燃烧并不是因为物质含有燃素,而是因为物质含有能够与氧化合的元素。元素是具体的,元素组成的物质不仅可以看得见、摸得着,也有重量。目前知道的元素有一百多种,像硫粉、木炭、镁条都是单元素组成的物质,都能看到摸到,有些元素存在于化合物中,也可以分离出来的。

由上述可知,燃素说对燃烧现象的理解是错误的,它本身既没有科学意义,也没有研究价值。但是,燃素说对化学的发展起过积极作用,它在化学发展史上占有极重要的一章。燃素说所以在化学发展史上起了积极的作用,原因是在燃素说时期发现了一些重要的气体,为氧化理论的创立,提供了必需条件,而氧化理论的创立使化学的发展进入了一个新的时代。因此,要回答燃素说在化学发展史上为什么起了积极作用,就要弄清燃素说时期为什么导致一些重要气体发现。其原因如下:

(1)燃素说在观点上抛弃了宗教思想的支配,进而有意识地不借上帝而运用实验和思维方法研究物质的变化现象。这在思想方法上和研究方法上是一个空前的跃进。

追溯以往的炼金术时期,在那纵横交错的一千五百年,“点石成金”和寻“哲人石”的年代里,化学家完全处于宗教支配下,按照圣经的意旨从事研究的,在科学上差不多交了白卷,医药化学比炼金术前进了一步,但并未完全摆脱炼金术时期宗教思想的束缚,这个时期虽然发现了一些新物质,但是并无任何理论上的建树,而且,这些物质对化学的发展也无重大意义。

当化学发展到燃素说的时期,正是欧洲文艺复兴和宗教改革之后,哲学思想蓬勃发展。当时,人们在各方面开始有意识地不借上帝而依靠自己的思维来解释问题。由炼金术、医药化学发展到燃素说,从思维领域上看,正是由宗教思想到哲学思想发展的过程。尽管当时的哲学思想是唯心主义的。但是,自然科学家从事自然科学研究时,都有朴素的唯物主义观点,都能自发地承认研究的物质对象是客观存在的。因此,这种思想的发展,在人类文化史上不能不说是一个空前的跃进,化学上的燃素说就是在这种思想孕育下产生和发展的。

(2)燃素说的化学家抛弃了宗教的使命和个人的利欲观念,树立了追求真理的观点。

人们解释自然现象由依靠上帝发展到有意识地运用实验和思维,在当时形成一个“为真理而真理”的时代思潮,一些科学家常自命不凡地宣称:“为真理而生,为真理而死”。他们把生命献给科学研究,他们在与宗教斗争的过程中表现出“富贵不淫,贫贱不移,威武不屈,鞠躬尽瘁,死而后已”的科学革命精神,给以后科学家树立了光辉的榜样。燃素说的形成与这个时代思潮是分不开的。在西方化学史上被尊为化学之父的波义尔献身于科学研究,终身未婚,便是这个时期化学家的代表。

“为真理而真理”的时代思潮,对当时的科学发展起了巨大的推动作用,这是不能忽略的。它反映了当时人们对宗教思想约束的反抗,对思想解放的颁扬。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问题的研究,才使各种与燃烧有关的气体能够发现,使科学的氧化理论能够建立。否则,我们怎能设想:怀着宗教使命和利欲观点的化学家会从事研究与发财无关的燃烧问题呢?能够很快地揭开燃烧之谜吗?这个思潮,不仅使科学家埋头于科学研究,而且鼓舞了科学家争先恐后地把自己研究成果公布出来,这种风气的形成,无疑地推动了当时化学的发展。

(3)燃素说把当时的化学家研究的目标集中在燃烧问题上来,方向是正确的,因而使一些重要的气体如氧、氢和二氧化碳等能够在这个时期发现。

为什么燃素说能促使当时化学家以研究燃烧为主要对象呢?原因有二:一是如前所述,受当时“为真理而真理”的时代思潮的影响,热心致力于科学研究。二是由于当时的大化学家出来提倡。波义尔虽然不是燃素说的创立人,而燃素说基本上是由他开始研究而奠定的。不过,他没有把它当作一种学说提出而已。稍后,史太尔积极研究燃烧现象而提出燃素说。再后,发现氧气的舍勒和普利斯特里,发现氢气的卡文迪许,发现二氧化碳的布拉克都是燃素说的积极支持者。

大家知道,从炼金术时期到燃素说时期,当中还隔着一个医药化学时期,这个时期化学家的研究目标并未完全集中在医药化学方面,还有相当多的化学家研究炼金术,因其精力分散,成效未著。在燃素说时期则不同,当时可以称得起化学家的人都集中到燃烧现象方面的研究上来,这样可以互通声气,彼此启发,较之目标分散和闭关自守的研究,易于奏效,所以取得了显著的成绩。

化学是研究物质化学变化的科学。最普遍、最简单的物质就是氧,最普遍、最简单的化学变化就是氧化,而氧化最普遍的现象就是燃烧。不能设想,人们在不知道氧,不了解燃烧是怎么回事之前,能学习化学并深入地研究化学。同样,不能设想,人们在未揭露氧化理论之前,能使化学的发展进入正轨。虽然燃素说是错误的,但是燃素说把当时的化学家引导到研究燃烧现象的方向是正确的。因为燃烧问题成为当时化学家研究的主要现象,故使与燃烧有关的一些气体如氧、氢及二氧化碳等能够发现。由于这些气体的发现,科学的氧化理论才能够建立。

燃素说在化学发展史上所起的作用,概括地说在于它集中了当时所有化学家研究的目标,并给化学家指出了正确研究的方向,在当时“为真理而真理”的时代思潮影响下,化学家在追求真理的道路上,集中研究了燃烧现象,进而发现了与这一现象有关的一些气体,于是科学的氧化理论就很快地建立起来。恩格斯说:“燃素说经过百年的实验工作提供了这样一些材料,借助于这些材料,拉瓦锡才能在普利斯特列制造出来的氧中发现了虚幻的燃素之真实的对立物,因而抛弃了全部的燃素说。”这与某些人所理解的燃素说有承上启下的作用是不同的。承上启下是科学发展的每一个时期都具有的特征,燃素说历史的“承上启下”,主要是对具体物质的认识方面,它是在医药化学时期认识了的物质基础上增加了一些新认识的物质,这些新认识的物质又是以后人们对物质认识的起点。至于燃素说本身,并无这种承上启下的作用。因为它既与医药化学时期的理论无关,又与氧化理论无共同之点。它承上承在哪里?启下又启在何处?

有人说燃素说给氧化理论的科学解释提供了有价值的思想材料。就燃素说本身来讲,并不存在这种思想材料,因为两者没有相同之处。由于燃素说诱导化学家集中燃烧问题的研究,燃烧问题成为当时化学家思考的内容是理所当然的。坚信燃素说的人是为燃素说找论据而研究燃烧现象,不信燃素说的人也深入研究燃烧现象,正如前面所讲的燃素说把化学家吸引到研究燃烧问题上,在研究过程中发现了一些重要的气体,间接促进了氧化理论的建立。

有人说燃素说对氧化理论的建立有启发作用。如果燃素说对氧化理论有启发作用,那么深信燃素说的化学家就应当首先受到启发而创立氧化理论。事实上创立氧化理论的拉瓦锡就不相信燃素说,对燃素说有研究又笃信的化学家,当科学的氧化理论创立达一二十年之久,还坚决反对氧化理论而拥护燃素说。例如氧的发现人普利斯特里坚持燃素说一直到死,而不赞成靠他发现的氧而建立起来的氧化理论。氢的发现和氢氧合成水成功之后才导至拉瓦锡决定发表他的氧化理论的,而发现氢并首先用2体积氢与1体积氧合成水成功的卡文迪许,也是坚信燃素说而反对氧化理论至死不回头的人,在他晚年临死之前还写了一篇捍卫燃素说的文章。二氧化碳的发现对氧化理论的创立,也是一个不可缺少的条件,而二氧化碳的发现人布拉克也是坚决拥护燃素说而反对氧化理论至死不悟的人。由此可见,燃素说对氧化理论不但没有启发作用,恰好相反,它严重地阻碍了氧化理论的建立,阻碍了化学进一步向前发展。

无论在自然科学史上,还是在社会科学史上,一定阶段上起过作用的错误理论,当社会发展到另一历史阶段就成了阻碍科学前进的保守因素。燃素说就是这样,当认识发展到新阶段的时候,它就成了一种传统的保守力量束缚着人们的思想,阻碍着新思想、新学说的产生和发展。当着实验结果越来越多地揭露出燃素说的矛盾,那些相信燃素说的人们仍然抱着燃素说不放,并且提出各式各样牵强附会的说法,企图勉强弥合理论同事实的矛盾。当着研究的发展积累了越来越多的新材料,证明燃素说是错误的时候,那些拥护燃素说的人们,却无视客观事实,并且竭力生拉硬凑地把它们塞到燃素说的框框里去。这时,燃素说就不再是起积极作用的学说,而成了起阻碍作用的学说,推翻燃素说,就成为化学进一步发展所必要的了。

前面讲过,最先发现氧气的并不是拉瓦锡,而是普利斯特里和舍勒。但是,普利斯特里和舍勒由于受燃素说的束缚并不理解他们所发现的气体在燃烧过程中的真正作用。这种气体,在相信燃素说的人看来,不过是一种“脱燃素气体”而已。这种本来可以推翻燃素说并使化学发生革命的元素,在他们手中没有结出果实,所以恩格斯说:“真正制出氧气的还是拉瓦锡,而不是那两个人,因为他们只是制出氧气,但甚至不知道自己制出的是什么”。(资本论二卷序)。在这里恩格斯并没有否定氧是普利斯特里和舍勒两人发现的,只是说他两人对发现氧的科学意义并不了解,仍然拥护燃素说,而拉瓦锡则能够利用氧的发现创立氧化理论,推翻了错误的燃素学,完成化学革命,成为近代化学的奠基人。

科学发展史告诉我们,因袭陈旧的观念,缺乏批判精神,就会阻碍科学的前进,限制人们在科学发展上可能达到的高度,普利斯特里、舍勒、卡文迪许和布拉克等人就是最好的例证。

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