李培香，范　悅，李明雪

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

?

燃素學說的歷史作用及其當代啟示

李培香1，范悅2，李明雪1

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

燃素學說是一個備受爭議的理論。從歷史背景、到燃素學說的提出、到燃素學說的終結，燃素學說在化學史上具有重要地位及作用。不僅可拓寬學生的知識面，對提高學生對化學的學習興趣及科學素養(yǎng)都有著重要的意義?？茖W的發(fā)展需要生存的環(huán)境和土壤，需要質疑、創(chuàng)造性思維，而科學認識需要經過“否定—肯定—否定”的辯證揚棄才能不斷進步。

燃素學說；氧化學說；創(chuàng)造性思維

燃素學說起于17世紀中葉，終結于18世紀末。在其盛行的一百多年里，化學家奉為真理，一度促使了化學的空前發(fā)展，也一度因為它而阻礙了化學的進步，對燃素學說人們也是褒貶不一。無論如何評說，燃素學說對化學的發(fā)展所起的的作用是至關重要的，對現代化學理論的影響也是不容忽視的。對高中生來說，認識燃素學說的發(fā)展過程，在拓展知識面的同時，也可感受化學家對科學的奉獻精神，進而更深刻的理解科學，堅定學生學習的信念并端正學習的態(tài)度。

1　燃素學說的發(fā)展過程

1.1燃素學說提出的背景

在17世紀，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，現實的需要迫切需要明白燃燒的本質。同時中國的“五行說”，印度的“五大說”，古希臘的“四元素說”，醫(yī)藥學家的“三要素說”，也都離不了燃燒。當時, 不論是元素的發(fā)現和鑒別, 化合物的分析和提純, 還是物質性質的研究和比較,幾乎都離不開燃燒和焙燒舉凡那個時代的化學家?guī)缀鯖]有一個不做大量的燃燒實驗或利用燃燒做實驗，我們甚至可以說, 不做燃燒實驗, 或不利用燃燒做實驗的人就不是那個時代的化學家[2]。研究燃燒現象可以說是當時化學家的追求。

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

1.2燃素學說的提出

在做燃燒實驗的過程中，發(fā)現有機物在燃燒后質量變小，減少部分的質量到底去哪了？同時又發(fā)現金屬在灼燒后質量變重了，并且金屬也失去了光澤，這又是什么原因造成的呢？為了解釋這些現象，化學家做了許多假設，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象。

直到德國化學家貝歇爾和他的學生斯塔爾提出了“燃素說”，他們認為一切物質能夠燃燒，是因為其中含有燃素，當燃素逸至空氣中，就會產生燃燒現象。燃燒的強烈與否，與逸出燃素的強度有關，程度愈強，燃燒越激烈。即使一種不含燃素的物質同含燃素豐富物質相作用，也會產生燃燒現象。如果 一種物質在有限的空間里燃燒，中途會熄滅，是因為周圍空氣為燃素所飽和，即使物質中還有燃素，也不能從物質中逸出了。

燃素學說的提出，圓滿的解釋了上述現象。所以在當時被用來解釋所有的化學現象，因而獲得了許多化學家的贊同與支持，學說迅速從德國擴展到歐洲各國。從而取代了煉金術家在化學上的統(tǒng)治地位。

1.3以燃素學說對化學研究的推動

燃素學說是歷史的必然產物，在化學發(fā)展史上起到了積極的作用。燃素學說的提出，使化學從混沌之中分離出來，成為一門專門的學科，化學家以飽滿的熱情投身于化學研究，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“液槽化學之父”；都為化學研究提供了新的實驗方法和工具。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世紀中期化學的最重要成果之一。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“燃素學說”的推動下而發(fā)現的[2]。

1.4燃素學說時期的終結

燃素學說的提出，使得化學第一次有了首尾一貫，調理清晰的理論，并且與大量的事實聯系在一起。許多化學家就在這個理論的引領下，進行新的實驗。經過大量的實驗, 結果沒有人能夠獲取燃素, 特別是對化學反應進行了更多的定量研究后,就越來越使燃素學說陷入無法自圓其說的困境。到18 世紀末, 拉瓦錫在前人實驗的基礎上，確定氧氣的發(fā)現，燃燒的本質終于被揭示,從而也宣告了燃素說的完全破產，新的科學的氧化燃燒說取代了燃素學說的地位，成為引領化學發(fā)展的新的理論。

2　燃素學說的歷史作用

2.1燃素學說的提出，使化學成為了一門獨立的科學

燃素學說提出之前，煉金術士企圖通過反復加熱把賤金屬變?yōu)橘F金屬；煉丹家則希望煉出神丹妙藥；醫(yī)藥家則期望改進他們的藥方。這時的化學實驗主要是以實用為主要目的，就是沒有人以研究物質的結構、性質、規(guī)律為目的，而專門進行的化學實驗。

燃素學說的誕生，使化學家看到了化學的曙光，化學則借助燃素學說，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研究的化學家，在這個理論的引領下，化學開始走向了它正確發(fā)展的道路?；瘜W不再是醫(yī)學、藥學、工藝冶金工業(yè)的奴仆，而是成為自然學科的一個獨立部分。

2.2燃素學說為化學理論的發(fā)展奠定了基礎

燃素學說因種種原因，它的提出有不少缺陷，也有很大的局限性。但不可否認，燃素學說的提出，促進了化學的空前發(fā)展，同時為化學理論的發(fā)展奠定了基礎，化學的發(fā)展，需要理論的引領?！霸诳茖W方面, 拉瓦錫雖然是一個偉大的建筑師, 但他在采石場的勞動卻是很少的”[3], 事實上拉瓦錫的確不僅利用了燃素說的實驗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]。

燃素學說中的某些觀點，就不時的會在現在的化學理論中發(fā)現一些影子。如，燃素學說認為化學反應就是一種物質轉移到另一種物質的過程，化學反應遵循物質守恒，這些觀點奠定了近、現代化學思維的基礎，現在化學理論中的置換反應，是物質間相互交換成分的過程；氧化還原反應是電子得失的過程；以及有機化學中的取代反應。燃素學說提出過反質量的觀點，現在也證實了負質量的存在。由后來的化學理論發(fā)展，也可看出燃素學說確實為化學理論的發(fā)展奠定了基礎。

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

當時人們對宗教思想約束的反抗，追求思想的解放，探尋物質世界的規(guī)律，解釋自然現象，有意識地運用實驗的手段和科學的思維方法, 愿意把生命獻給科學研究。在西方化學史上尊稱為化學之父的英國化學家波義爾為了獻身于科學研究, 終身未婚,就是這個時期化學家的典型代表。由于這種思潮的形成和影響才使當時的化學家醉心于燃燒,把所有研究的目標都集中在燃燒上,強調與大量的事實相聯系。例如，他們對自然現象進行了認真的觀察，注意尋找觀察對象的異同和類似，并從中理出一個體系，方向是正確的,所以才使各種與燃燒有關的氣體陸續(xù)被發(fā)現, 科學的氧化理論才能夠建立。

3　燃素學說對當代科學發(fā)展的啟示

3.1科學的發(fā)展，需要科學的環(huán)境和科學的土壤

燃素學說的提出，不是偶然的，除了資本主義的發(fā)展，對科學知識與技術的要求迫切增長外，人文主義思潮驅散了神學的陰霾，促成的“人的發(fā)現與世界的發(fā)現”，賦予了人深入思考與大膽探求的自主權利，也起了不可或缺的作用。這個時期，不只是化學得到了突破性的發(fā)展，其它的自然學科，如天文學，醫(yī)學，物理學、地質礦物、生物學、生物學等都得到了迅猛的發(fā)展。共同學習和廣泛傳播的教育思潮迅速興起，17世紀成了科學復興的世紀，“才以學為本”，“學而為智者，不學而為愚者”深入人心。

我們提出科教興國，提出尊重人才，提出科學技術是第一生產力，這是因為我們意識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), 為什么現代科學卻是只從歐洲發(fā)展起來的呢?”我們缺少了什么呢?華裔人中的諾貝爾獎的不在少數，而中國人中怎么就那么少呢？是缺少了崇尚科學的氛圍，是缺少了科學需要的環(huán)境和土壤。從“ 李約瑟難題”中看西文明交匯的起點,是科技文化在中華文明中的移植和生長問題[6]。從燃素學說的提出過程可知道科學的氛圍對科學發(fā)展的重要性。

3.2科學需要質疑，需要創(chuàng)造性思維

燃素學說的提出，在當時看來，幾乎能夠完全解釋遇到的化學現象，那么人們完全有理由去相信它，愿意用其它的實驗繼續(xù)證實它的正確性，并且不斷修正它。正是因為這些大量的實驗，化學家才發(fā)現燃素學說有不少解釋不了的實驗事實，也是正是由于 燃素學說的權威性，使人不敢對它的正確性提出質疑，也由此限制了化學的發(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。他們有的是燃素學說的忠實擁護者，對實驗中的現象沒有提出質疑，所以與真理擦肩而過。只有拉瓦錫對燃素學說提出質疑，并用一個比一個更有說服力的實驗來證實燃素學說的不合理，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“當真理碰到鼻尖上的時候，還是沒有發(fā)現真理”。從燃素學說的發(fā)展過程我們就可以看出，科學不僅需要有奉獻犧牲的精神，還需要有善于質疑的精神，還需要創(chuàng)造性的精神，正確的思維方法。

3.3人們的認識要經過“否定—肯定—否定”的辯證揚棄

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

馬克思認為，辯證法在對現存事物的肯定的理解中同時包含對現存事物的否定的理解，即對現存事物的必然滅亡的理解?？茖W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)，最終實現其自身?？茖W認識的發(fā)展是對歷史的批判繼承，脫離認識發(fā)展的特定階段，就無法對科學現象和成果做出公允的評價。燃素學說不因為氧化學說的提出而失去其自身的科學價值，正相反，燃素學說正是氧化學說的一個必要過渡，而氧化學說是對燃素學說的一種辯證的揚棄。燃素學說的發(fā)展過程只是我們人類認識發(fā)展中的一個縮影，科學的發(fā)展過程也不會有窮極真理的出現，對真理認識是對合理部分的辯證取舍，是認識過程否定的連續(xù)。

4　結　語

隨著人類認識的深入發(fā)展，燃素學說也隨之淡出了人們的視線，曾經主宰化學發(fā)展的一百多年，也是說法不一。無論如何，不可否認化學借助燃素學說從煉金術中脫離出來，成為一門獨立的自然學科；同樣不可否認，燃素學說是化學的第一個系統(tǒng)的，清晰的理論，在燃素學說盛行的時代，化學亦取得了長足的發(fā)展。燃素學說的許多觀點，為現代的化學理論奠定了基礎。

燃素學說的提出，經歷了許許多波折，那些化學家為了科學而奉獻的精神，激勵了一代又一代的化學人，學生學習和認識燃素學說，可使科學的觀念進一步升華?？茖W技術的發(fā)展, 是人類對客觀世界認識和改造的結果, 也是科學思維的結晶。燃素學說的發(fā)展過程, 對于學生掌握科學的思維方法, 提高科學素養(yǎng)，仍有重大的現實意義。

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

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

[3]J R 柏廷頓著. 化學簡史[M]. 胡作玄譯. 商務印書館, 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，河南大學化學化工學院碩士研究生，化學教育專業(yè)。

李明雪，女，博士，博士生導師，主要研究無機化學、化學教育。

G4

A

1001-9677(2016)012-0236-03