金屬煅燒實(shí)驗(yàn)的三種歷史解釋

袁振東 劉立新 杜衛(wèi)民

摘要： 分析19世紀(jì)以前的化學(xué)史可知，關(guān)于金屬煅燒實(shí)驗(yàn)的解釋先后出現(xiàn)了三種范式： 波義耳的微粒學(xué)說、斯塔爾的燃素學(xué)說和拉瓦錫的氧化學(xué)說。這三種范式之間更替的歷史是化學(xué)元素的發(fā)現(xiàn)史，也是化學(xué)思想的革命史。

關(guān)鍵詞： 金屬煅燒實(shí)驗(yàn); 波義耳的微粒學(xué)說; 斯塔爾的燃素學(xué)說; 拉瓦錫的氧化學(xué)說

文章編號： 10056629（2019）1009305 ? ? ?中圖分類號： G633.8 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼： B

一些金屬的天然存在以及早期冶金技術(shù)的發(fā)展，使人們很早就認(rèn)識了金、銀、銅、鐵、汞等金屬。與冶金技術(shù)及生活相關(guān)的“火”是人類較早認(rèn)識的燃燒現(xiàn)象。自古以來人們就一直探索燃燒的本質(zhì)。金屬的煅燒實(shí)驗(yàn)自然成為早期化學(xué)家重要的研究活動。英國化學(xué)史家柏廷頓（James Riddick Partington， 1886～1965）認(rèn)為“燃燒與金屬的焙燒這兩類化學(xué)變化，因?yàn)樗鼈儽黄叫械匮芯?，且具有相同的起因，為了方便，可以放在一起描述”[1]。從科學(xué)方法角度看，金屬的煅燒、焙燒、灼燒、加熱等是有所不同的過程，但在史料中大都沒有清楚的界定，且這里主要關(guān)注實(shí)驗(yàn)中金屬與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的歷史解讀，因此文中將之統(tǒng)稱為煅燒。

面對相同的金屬煅燒現(xiàn)象，不同時代的化學(xué)家有不同的解釋或說明，于是形成了不同的假說。當(dāng)這些模型化的假說成為“科學(xué)共同體共同接受的實(shí)際科學(xué)研究范例”時，按照美國科學(xué)哲學(xué)家和科學(xué)史學(xué)家托馬斯·庫恩（Thomas S. Kuhn， 1922～1996）的觀點(diǎn)，科學(xué)研究的“范式”（paradigms）就形成了，這些范例包括定律、理論、應(yīng)用及儀器的設(shè)計(jì)、制作、操作等要素[2]。

關(guān)于金屬煅燒現(xiàn)象的解釋，在已有化學(xué)史論著中均有不同程度的涉及，但迄今未見專題研究。本文擬按照時間順序?qū)瘜W(xué)史上關(guān)于金屬煅燒實(shí)驗(yàn)的解釋進(jìn)行深入考證，以期梳理史料，分析相關(guān)的化學(xué)思想變化及科學(xué)方法的發(fā)展，并為廣大化學(xué)教師提供課程資源。

1 波義耳的微粒說解釋

英國科學(xué)家羅伯特·波義耳（Robert Boyle， 1627～1691）出身于愛爾蘭貴族，父親是伯爵，自幼受到良好的教育。年輕時受到宗教的感化，他爭取利用科學(xué)來揭示神的啟示。雖然家里經(jīng)濟(jì)富裕，但他并不追求享樂，而是把精力和錢財貢獻(xiàn)于科學(xué)。

波義耳對金屬煅燒現(xiàn)象的解釋基于他關(guān)于物質(zhì)構(gòu)成的微粒學(xué)說和嚴(yán)密的實(shí)驗(yàn)方法。

在波義耳生活的17世紀(jì)，關(guān)于構(gòu)成物質(zhì)的本原，廣為傳播的元素論有古希臘哲學(xué)家亞里士多德（Aristotle，前384～322）的四元素論（水、火、氣、土）和瑞士煉金術(shù)士、醫(yī)師帕拉塞爾蘇斯（Paracelsus， 1493～1541）的三元素論（硫、汞、鹽）。

1645年，波義耳在其父親逝世一周年紀(jì)念會上，與來訪的法國學(xué)者勒內(nèi)·笛卡爾（Rene Descartes， 1569～1650）討論了關(guān)于物質(zhì)世界的學(xué)說。波義耳堅(jiān)持德謨克里特（Demokritu from Abdera，約公元前460～公元前370）的原子論。笛卡爾辯駁說：“您總該承認(rèn)目前亞里士多德的學(xué)說占著優(yōu)勢。他的四元素和煉金術(shù)士的三元素，是大家公認(rèn)的?！比欢?，波義耳對上述兩種觀點(diǎn)持懷疑態(tài)度： 一切物體都僅有四種元素組成嗎？煉金術(shù)士為什么不能找到點(diǎn)金石并用它把所有的金屬都點(diǎn)成金子？作為皇家學(xué)會的創(chuàng)始人之一，他謹(jǐn)記印在會徽上的箴言——“勿信空言”，認(rèn)為“空談無濟(jì)于事，實(shí)驗(yàn)決定一切”[3]。

古代元素論與原子論在本體論意義上的重要區(qū)別在于： 元素論是宇宙充滿論，不承認(rèn)虛空;而原子論承認(rèn)虛空存在[4]。

波義耳相信原子學(xué)說。他還認(rèn)為化合作用是在基本粒子之間發(fā)生的。他認(rèn)為： 存在這樣的粒子團(tuán)，其中粒子并不是非常緊密地附著在一起，但這些粒子可以在另一種粒子中相遇，同其中一些微粒結(jié)合，比這些粒子彼此之間的結(jié)合更為緊密[5]。

波義耳用以批判當(dāng)時的元素論的武器，就是他從實(shí)驗(yàn)中觀察和推論出來的微粒學(xué)說。他注意到氣體具有彈性，可以被壓縮;液體蒸發(fā)和固體升華后，蒸氣可彌漫整個空間;大塊的鹽溶解在水中以后可以透過濾布上的微細(xì)小孔。波義耳受到了這些自然現(xiàn)象的啟發(fā)，提出了物質(zhì)的微粒學(xué)說[6]。基本內(nèi)容如下：

（1） 物體的基本組分只有一種，即“同質(zhì)粒子”（particle），這與煉金術(shù)“萬物同根生”思想相合;這些粒子由上帝制造，它們有大小、形狀，并且上帝已經(jīng)將它們置于運(yùn)動之中（運(yùn)動與活性只能來自上帝）。

（2） 最小的同質(zhì)粒子逐級凝結(jié)成各級微粒（corpuscle， cluster）直至最大的微粒，最大的微粒組成物體。

（3） 最大的微粒的組成決定著物體的化學(xué)性質(zhì)，它們在化學(xué)過程中保持穩(wěn)定。

（4） 真正的煉金操作可以摧毀一切微粒的結(jié)構(gòu)，還原出原始粒子，再播入各種物體“種子”，讓原始粒子重新凝結(jié)，可實(shí)現(xiàn)任何嬗變。

在波義耳微粒哲學(xué)中，煉金術(shù)思想與機(jī)械論思想是合二為一的。這樣一種構(gòu)想具有鮮明的煉金術(shù)目的，但其解釋過程卻基本合乎機(jī)械論的要求[7]。

波義耳認(rèn)為火是由火微粒構(gòu)成的，并據(jù)此對燃燒和金屬的煅燒進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究和理論分析。在實(shí)驗(yàn)研究中，把天平應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)中，盡管不太精確（精度1～0.5哩，也就是60～30毫克）。他研究了稱量的方法[8]。

1661年，波義耳在《懷疑的化學(xué)家》中指出： 火的微粒可以穿透玻璃器皿壁與瓶中的金屬相結(jié)合而生成新物質(zhì)。

1673年，波義耳用密閉的曲頸甑對金屬煅燒的增重問題進(jìn)行了定量的實(shí)驗(yàn)研究。他把銅、鐵、錫、銀等金屬放在骨灰坩堝中，以烈火煅燒，發(fā)現(xiàn)： 480格令（grain， 1格令=64.8毫克）銅加重30～49格令;480格令錫加重60格令;240格令鐵加重66格令;212格令銀加重2格令。

為了避免爐火中的什么東西落進(jìn)了敞口的坩堝中引起增重，波義耳又在密閉的曲頸甑中加熱金屬，結(jié)果仍然增重了。

波義耳最終將金屬煅燒增重的原因解釋為火微粒與金屬結(jié)合，并于1674年發(fā)表題為“固定火焰并使之可稱量的新實(shí)驗(yàn)”的論文，提出以下公式： 金屬+火微粒=金屬煅灰[9]。

事實(shí)上，16世紀(jì)的煉金家就已經(jīng)注意到金屬在敞口的坩堝中加熱生成的燒渣（拉丁文calx）要比金屬還重。通常的解釋為： 某種“靈魂”從金屬中跑掉;或者物質(zhì)變得更加密集;或者從火中吸收進(jìn)來某種酸;或者火具有重量，被金屬吸收以后就形成燒渣[10]。相比之下，波義耳對金屬煅燒現(xiàn)象的微粒說解釋拋棄了煉金家的主觀臆測，保留并發(fā)展了其“火具有重量”的觀點(diǎn)。

從科學(xué)哲學(xué)的角度看，觀察是受意識支配的。波義耳堅(jiān)信火微粒的存在，且當(dāng)時的化學(xué)界普遍認(rèn)為氣體不參加化學(xué)反應(yīng)。這就導(dǎo)致波義耳能“觀察到火微粒與金屬反應(yīng)”的現(xiàn)象卻觀察不到金屬與空氣的反應(yīng)。

波義耳在嚴(yán)密的定量實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上推翻了過去的四元素說和三元素說，發(fā)展了古代原子論，提出了微粒學(xué)說。這是化學(xué)思想從元素觀到微粒觀的一次范式更替，是化學(xué)思想的一次革命性發(fā)展。然而，盡管三元素論與四元素論受到波義耳的批判，但二者能舉出像硫磺、水等具體物質(zhì)的名稱，這是微粒學(xué)說所不及的，所以一直到波義耳以后仍為化學(xué)界廣泛采用。例如，波義耳同時代的法國化學(xué)家勒梅里（Lemery， N.， 1645～1715）在三元素之外加了水和土，提出了五元素論[11]。

2 施塔爾的燃素說解釋

喬治·恩斯特·施塔爾（Georg Ernst Stahl， 1660～1734）生于德國巴伐利亞州安斯巴赫（Ansbach），在耶那（ Jena）大學(xué)學(xué)醫(yī)，后講授化學(xué)，1687年成為薩克斯魏瑪公爵的醫(yī)生。1694年擔(dān)任哈雷（Halle）新建的大學(xué)的醫(yī)生和化學(xué)教授，但1716年他離職去做柏林的普魯士王的御醫(yī)，1734年卒于柏林。

施塔爾對燃燒的研究與波義耳的研究有一定的淵源關(guān)系，因?yàn)樗睦蠋熦愋獱枺↗ohannJoachim Becher， 1635～1682）曾與波義耳一起研究火，他自己的微粒觀也與波義耳的微粒學(xué)說相似。

大約1645年，波義耳與一群對新科學(xué)感興趣的人一起成立了名為無形學(xué)院（The invisible college）的實(shí)驗(yàn)小組，宗旨是研究新興科學(xué)中的各種問題。無形學(xué)院為隨后的皇家學(xué)會（Royal Society）的成立（1660年）奠定了基礎(chǔ)。波義耳被一致選舉為學(xué)會委員會委員，并于1680年被聘為會長。波義耳擁有條件良好的實(shí)驗(yàn)室。曾先后擔(dān)任過皇家學(xué)會秘書長的亨利·奧爾登伯格（Henry Oldenberg， 1619～1677）和羅伯特·胡克（Robert Hooke， 1635～1703）都是他的助手。值得注意的是，當(dāng)時在波義耳實(shí)驗(yàn)室里工作的還有德國青年化學(xué)家約翰·貝歇爾。他們在一起研究燃燒現(xiàn)象。波義耳當(dāng)時發(fā)現(xiàn)了焰色反應(yīng)： 把不同的物質(zhì)放在火焰上，火焰就會現(xiàn)出不同的顏色，例如銅的化合物能使火焰變綠。這一發(fā)現(xiàn)有助于辨認(rèn)物質(zhì)。貝歇爾對此很有興趣，他進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)以確定每一種元素特有的顏色。貝歇爾回到德國以后，于1667年出版了《土質(zhì)物理學(xué)》（Physicae Subterrabeae）一書，發(fā)展了波義耳的學(xué)說[12]。

關(guān)于物質(zhì)的構(gòu)成，貝歇尓在書中提出“空氣、水和土質(zhì)”是初始元素。土質(zhì)分為三類： 一種叫石土（terra lapidea），存在于一切物體中，是玻璃狀的，有固定性和可溶性，使物體具有一定的形狀;一種叫汞土（terra mercurialis），是流動性的和揮發(fā)性的;第三種叫油土（terra pinguis），是可燃的，一切可燃的物體都含有油土。物體燃燒時，其中的油土便釋放出來（被燒掉了），剩下的是汞土和石土。貝歇尓的說法像是帕拉塞爾蘇斯“硫、汞、鹽”三要素說的翻版。

1703年，貝歇爾的學(xué)生，哈雷大學(xué)教授施塔尓重印了貝歇尓的著述，并寫了一篇很長的評注。隨后，他在講課及教科書《化學(xué)基礎(chǔ)》（Fundamenta Chymia）（1723年）中傳播并修正過貝歇尓的觀點(diǎn)。他把貝歇爾的“油狀土”改名為“燃素”（他寫成希臘文фλογιστo？ν，意即“燃燒”或“易燃”），從而形成了一個解釋燃燒現(xiàn)象甚至整個化學(xué)的完整、系統(tǒng)的燃素學(xué)說。施塔尓認(rèn)為，燃素是“火質(zhì)和火素而非火本身”，包含在所有可燃物中。物質(zhì)燃燒時，它從燃燒的物體中快速逸出，與空氣結(jié)合，從而發(fā)光發(fā)熱，這就是火。

斯塔爾非常重視金屬，他研究燃素比貝歇爾研究油狀土更熱心。按照燃素學(xué)說，能燒成燒渣的金屬里面也含有燃素;一切化學(xué)變化，甚至物質(zhì)的顏色、氣味的改變都可以歸結(jié)為物體釋放燃素或吸收燃素的過程。金屬的煅燒可用如下公式解釋： 金屬-燃素=金屬煅灰。

例如，煅燒鋅和鉛，燃素逸出，生成了白色的鋅灰和紅色的鉛灰;將鋅灰和鉛灰與木炭一起煅燒時，前者從木炭中吸收了燃素，金屬便重生出來。

燃素學(xué)說很快得到許多化學(xué)家的支持和采納。從18世紀(jì)初到該世紀(jì)末流行了近一個世紀(jì)，在化學(xué)史上被稱為燃素說時期[13]。在這個時期，氣體化學(xué)取得很大進(jìn)展，先后發(fā)現(xiàn)了二氧化碳、氫氣、氮?dú)狻⒙葰獾取?/p>

斯塔爾承認(rèn)原子的存在，但他認(rèn)為原子不但具有機(jī)械性能，而且還有某些本來就有的特性。元素物質(zhì)的微粒靠一種牛頓引力互相吸引，由此生成當(dāng)時統(tǒng)稱為“結(jié)合物”的各種化合物。這類簡單結(jié)合物為數(shù)不多，黃金白銀就是典型的例子，結(jié)合物能構(gòu)成更復(fù)雜的化合物，化合物的微粒仍然小得無法看到，化合物又可構(gòu)成聚集體，聚集體的微粒就要大得多了，完全可以用肉眼看到[14]。

施塔爾對金屬煅燒的燃素說解釋源于當(dāng)時化學(xué)家的直覺： 金屬煅燒時有某種易燃的元素逃逸了。雖然，與此同時冶金化學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一個與上述現(xiàn)象相反的事實(shí)，即金屬在加熱時變成了較重的粉末——金屬灰。但他們只埋首于實(shí)際工作，對這樣的理論問題不感興趣，也不研究[15]。

從科學(xué)哲學(xué)的角度看，化學(xué)反應(yīng)中燃素的得失可解釋為“有某種東西從一種物質(zhì)轉(zhuǎn)移到另一種物質(zhì)中去”。其實(shí)，正是這種轉(zhuǎn)移概念才使燃素說大有用處，才能用它來解釋大量現(xiàn)象。因此它是化學(xué)領(lǐng)域中第一個把化學(xué)現(xiàn)象統(tǒng)一起來的偉大原理[16]。

然而，施塔爾對金屬煅燒過程中的物質(zhì)轉(zhuǎn)移與波義耳的看法是完全不同的。波義耳認(rèn)為是金屬與外界的火微粒結(jié)合了，而施塔爾卻認(rèn)為是金屬內(nèi)部的燃素逸出了。因此，從波義耳的微粒學(xué)說到施塔爾的燃素學(xué)說的發(fā)展不是范式的演進(jìn)，而是舊范式被新范式取代的過程，是化學(xué)思想的革命過程。

3 拉瓦錫的氧化說解釋

安托萬·洛郎·拉瓦錫（Antoine Laurent Lavoisie， 1743～1794）生于巴黎一個富有律師家庭。他在麥哲林學(xué)院（Collège Mazarin）受教育，學(xué)過化學(xué)、天文學(xué)、植物學(xué)、地質(zhì)學(xué)等科學(xué)課程。在該校學(xué)習(xí)的都是貴族、大資產(chǎn)階級代表人物和顯赫的國家官員的子女。指導(dǎo)他學(xué)習(xí)化學(xué)的是化學(xué)家盧埃尓（GuillaumeFranois Rouelle， 1703～1770）。1768年，他成為科學(xué)院院士。1780年擔(dān)任征稅官，并因此于1794年被判叛國罪送上斷頭臺。

拉瓦錫熱愛化學(xué)研究，并對金屬煅燒實(shí)驗(yàn)情有獨(dú)鐘。18世紀(jì)化學(xué)家在燃素學(xué)說指引下關(guān)于氣體化學(xué)的研究成果使拉瓦錫認(rèn)識到氣體能夠化合，又能通過化學(xué)反應(yīng)從化合物中釋放出來。這使拉瓦錫在化學(xué)思想上比波義耳前進(jìn)了一大步。于是，他在開始工作的最初階段已經(jīng)認(rèn)識到金屬煅燒實(shí)驗(yàn)中，金屬也和空氣發(fā)生化合作用[17]。

1774年，拉瓦錫送給科學(xué)院一篇論文“關(guān)于在密閉容器內(nèi)金屬灰化的報告”。其中他描述在密封的曲頸甑中，煅燒錫和鉛的實(shí)驗(yàn)。他發(fā)現(xiàn)重量沒有變化，從而推翻了波義耳的關(guān)于可稱量的火微粒的固定的學(xué)說。打開曲頸甑的口，就進(jìn)來一些空氣，于是重量稍有增加，他推想所增加的重量等于與金屬化合的空氣的重量[18]。

這些定量實(shí)驗(yàn)的事實(shí)讓拉瓦錫開始懷疑燃素學(xué)說。1774年9月30日，瑞典化學(xué)家舍勒（Carl Wilhelm Scheele， 1742～1786）寄信給拉瓦錫，說明他制取了“火空氣”（fire sir）;1774年10月，在與英國科學(xué)家普利斯特里（Joseph Pristley， 1733～1804）的會晤中，拉瓦錫得知用加熱汞灰（HgO）能得到“失燃素空氣”（dephlogisticated air）。在這些啟發(fā)下，拉瓦錫經(jīng)過深入研究發(fā)現(xiàn)了氧氣（principe oxygine），并提出了燃燒的氧化學(xué)說。所謂的“火空氣”和“失燃素空氣”都是氧氣。

按照拉瓦錫的氧化學(xué)說，燃燒就是由可燃物體引起氧氣的分解，形成這種氣體的基的氧被燃燒物體吸收并與之化合，同時游離出熱素和光。因此，每一種燃燒必定都意味著氧化;相反，并非每一種氧化必定都意味著伴隨燃燒，因?yàn)閲?yán)格地說來，所謂的燃燒沒有熱素和光的離析就不能發(fā)生[19]。

那么，拉瓦錫如何使用氧化學(xué)說解釋金屬煅燒現(xiàn)象呢？如果類比斯塔爾“金屬失去燃素”的簡單模式，氧化學(xué)說的解釋就是“金屬得到氧”。但拉瓦錫對此有深入的理論研究。由于那時還沒有化學(xué)鍵理論，拉瓦錫只能借助當(dāng)時流行的化學(xué)親和力學(xué)說。此外，拉瓦錫當(dāng)時仍然像他以前的化學(xué)家一樣相信熱是物質(zhì)，熱素是一種元素?，F(xiàn)在看來這是他理論中的不足之處。

按照拉瓦錫在《化學(xué)基礎(chǔ)論》（Traité élémentair de Chémie， 1789）中的說法，氧在一定程度上所具有的對加熱了的金屬的親和力比對熱素的親和力強(qiáng)，由于這個緣故，除金、銀、鉑之外的所有金屬，都具有通過吸收與熱素化合了的氧氣的基，而分解氧氣的性質(zhì)。這些操作中熱的用處就是讓金屬粒子彼此分離，并削弱其內(nèi)聚吸引或聚集吸引，或者換個說法削弱它們彼此的吸引。

金屬物質(zhì)的絕對重量與它們吸收的氧的量成比例地增加;同時，它們失去光澤，變成土狀粉末物質(zhì)。這種狀態(tài)的金屬必然不會被看成是完全被氧飽和了的，因?yàn)樗鼈儗@種元素的作用被它與熱素之間的親和力所抵消。因此，在金屬鍛燒時，氧受到兩種獨(dú)立和相反的力的作用，即它對熱素的吸引力和金屬所施的力，由于后一種力超過了前一種力，一般來說前一種力無足輕重，所以氧與后者結(jié)合。

關(guān)于金屬煅燒產(chǎn)物的名稱，老的化學(xué)家們使用金屬灰渣（calx）這一表達(dá)方式。為了規(guī)范化學(xué)命名，拉瓦錫和戴莫威（Guyton de Morveau， 1737～1816）等法國化學(xué)家研究制定了《化學(xué)命名法》（Méthode de nomenclature chimique），于1787年在巴黎出版。書中建議： 每一種物質(zhì)必須有一個固定名稱?；衔锏拿麘?yīng)盡可能反映出它的組成成分。今天在化學(xué)課本中使用的各種酸、堿、鹽的名稱，都是遵循拉瓦錫等人的命名法則的。據(jù)此，拉瓦錫用希臘語的詞οζυs，即氧化物，這一術(shù)語來代替金屬灰渣。

關(guān)于“金屬氧化物都具有獨(dú)特而持久的顏色”，拉瓦錫認(rèn)為，這些顏色不僅因?yàn)榻饘俜N類而別，而且依同種金屬的不同氧化度而異。因此，還必須給每個化合物增加兩個性質(zhì)形容詞。一個表示被氧化的（oxydated）金屬，而另一個則表示該氧化物的獨(dú)特顏色。這樣，我們就有黑色氧化鐵、紅色氧化鐵以及黃色氧化鐵;這些措詞分別與瑪爾斯黑劑、鐵丹、鐵銹或赭石這些老的無意義的術(shù)語相對應(yīng)。同樣，我們有灰色、黃色和紅色氧化鉛，它們與鉛灰、黃丹（massicot）及紅丹（minium）這些同樣錯誤或無意義的術(shù)語相吻合[20]。

人們往往強(qiáng)調(diào)他沒有發(fā)現(xiàn)過什么新化合物或新反應(yīng)。他的杰出天才主要表現(xiàn)在他能看到舊理論的主要弱點(diǎn)，并能把有用的事實(shí)和更正確、更全面的新理論結(jié)合起來[21]。

總之，拉瓦錫的氧化學(xué)說與施塔爾的燃素學(xué)說對金屬煅燒實(shí)驗(yàn)做出的解釋和現(xiàn)代的解釋完全相反。凡拉瓦錫認(rèn)為與氧這種物質(zhì)結(jié)合的反應(yīng)，斯塔爾都認(rèn)為是燃素這種物質(zhì)被分離出來。不過，從科學(xué)哲學(xué)的角度看，在這兩種解釋中，有某種東西從一種物質(zhì)轉(zhuǎn)移到另一種物質(zhì)中去的想法倒是完全一致的。拉瓦錫發(fā)現(xiàn)氧氣、提出了符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)的燃燒理論，由此終結(jié)了燃素理論，實(shí)現(xiàn)了化學(xué)史上重要的范式轉(zhuǎn)換，促進(jìn)了近代化學(xué)的發(fā)展。因此，這次范式轉(zhuǎn)換成為化學(xué)史上重要的化學(xué)革命。

4 結(jié)語

通過上述以金屬煅燒實(shí)驗(yàn)的理論解釋為線索的考證分析可知，從波義耳的微粒學(xué)說到斯塔爾的燃素學(xué)說，再到拉瓦錫的氧化學(xué)說，這三種歷史解釋反映了前人對原子的認(rèn)識由虛向?qū)嵉陌l(fā)展過程。這三種范式的更替的歷史不僅是元素（氫、氮、氧等）的發(fā)現(xiàn)史，也是化學(xué)思想的革命史。

波義耳懷疑舊的元素說，并利用實(shí)驗(yàn)科學(xué)的方法將之搗毀，建立了微粒學(xué)說。然而，由于受當(dāng)時化學(xué)思想基礎(chǔ)的限制，他沒能認(rèn)識到氣體可參加化學(xué)反應(yīng)，致使其在觀察金屬煅燒實(shí)驗(yàn)時沒能注意空氣的作用。斯塔爾在直覺指引下繼承并發(fā)展了貝歇爾的觀點(diǎn)，提出了統(tǒng)領(lǐng)化學(xué)領(lǐng)域近一個世紀(jì)的燃素學(xué)說，并促進(jìn)了氣體化學(xué)的發(fā)展。然而，他在研究方法上不能對金屬煅燒增重的定量結(jié)果做出令人滿意的解釋。拉瓦錫基于當(dāng)時氣體化學(xué)的研究結(jié)果，在舍勒和普利斯特里等人的實(shí)驗(yàn)方法的啟發(fā)下，深入研究，發(fā)現(xiàn)了氧氣，弄清了空氣的組成，推翻了波義耳和斯塔爾的假說，提出了氧化學(xué)說，推動了化學(xué)思想的革命，使化學(xué)步入近代科學(xué)領(lǐng)域。

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