神秘的“要素”

1703年，德国哈勒大学医学教授、普鲁士王的御医奥尔格·恩斯特·斯塔尔，也开始注意燃烧现象。斯塔尔是德国著名的医生，但是，他也很喜欢化学。对于燃烧之谜，斯塔尔根据他的老师、德国化学家柏策的理论，提出了一种不同于波义耳的见解。“木头为什么能够燃烧，石头为什么不能燃烧？”对于这个问题，斯塔尔这样回答：“木头之所以能够燃烧，是由于在木头里含有一种特别的‘要素’；石头之所以不能燃烧，是在于它不含有这种特别的‘要素’。不光是木头如此，煤、木炭、蜡烛、油、磷、硫磺——简而言之，一切可燃的物质——都含有这种特别的‘要素’。这种‘要素’是什么呢？我叫它为‘燃素’。于是，我认为所有的可燃物质，都是一种燃素的化合物，其中的成分之一便是燃素……当一个东西燃烧的时候，其中的燃素便分离出来，而且所有的燃烧现象——热、光、火焰——都是因为燃素逸出，而发生的剧烈的现象。”斯塔尔还说：“木头是燃素和灰的化合物。
     木头燃烧，就是燃素从灰中分离出来。燃烧后，燃素跑掉了，自然，炉膛里剩下的灰，也就不会再燃烧了。”至于金属，那当然也是一样——在煅烧时，金属失去了燃素而剩下来灰烬。根据斯塔尔的燃素学说，金属煅烧的过程，用算术式子来表示的话，这就是：金属－燃素＝灰烬。这跟波义耳的“金属＋火素＝灰烬”的公式恰恰相反。斯塔尔的燃素学说，获得了许多科学家的赞同，因为它很圆满地解释了许多以前所没法解释的科学现象。如果你有机会到博物馆里去瞧瞧，翻开一本两百多年前欧洲流行的化学教科书，在那发黄的书页上，你一定可以看到这样的话：“物质能够燃烧，是因为含有燃素。
     物质所含的燃素越多，物质就越容易着火和燃烧。煤、脂肪、油类、木头非常容易燃烧，便是由于它们几乎全部都是由燃素组成的。在一些普遍的金属中也含有燃素，这就是金属也能够燃烧的原因。不过，金属中所含的燃素不多，所以它燃烧时没有木头那样猛烈，所剩下来的灰烬也比木头多。”瞧，燃素学说讲得多么头头是道！燃素学说还很圆满地解释了别的许多难题：比如，人为什么要呼吸？这是过去人们一直想不通的“为什么”。然而，燃素学说解释道：“呼吸，实际上就是人在不断地排出燃素的过程。从肺里不断吐出来的气体里，便含有许多燃素。因为呼吸是一个排出燃素的过程，如同木头燃烧时，散发出的燃素，所以能产生热，人体的热量便是从这儿来的。”在17、18世纪，人们所知道的化学知识，还只是零零碎碎，东鳞西爪，没有形成一个完整的系统和严格的理论，每个化学家对于各种化学现象，都是各有自己的一套说法。
     由于每一种说法都不很完善，难以使人信服，这样，化学就好象一支没有指挥官的队伍似的，一片混乱。自从出现了燃素学说以后，得到了各国科学家的支持，于是，燃素学说成了化学的“统帅”——指导理论。正如恩格斯所指出的，燃素学说“曾足以说明当时所知道的大多数化学现象，虽然在某些场合不免有些牵强附会。”[2]从此，化学就“借燃素说从炼金术中解放出来”[3]，发展成为一门有理论的系统的科学。当时，在科学院的论文报告会上、在实验室里、在学校的讲台上，燃素学说到处被讲述着，引用着，传播着；燃素学说，被写进科学专著，写进教科书。燃素学说，统治着化学。