火,是人类文明的起点。从钻木取火的原始先民,到炉火烹煮的寻常日子,我们对燃烧早已习以为常。但在200多年前,这个每天都在发生的现象,却困扰了化学家们整整一个世纪——燃烧的本质到底是什么?
直到一位法国化学家带着精密的天平走进实验室,一场颠覆认知的化学革命才悄然开启。今天,我们就来聊聊这场由氧化学说掀起的科学逆袭。
一、燃素说的迷思
1703年,德国化学家施塔尔提出了一套看似能解释燃烧现象的理论——燃素说。这套学说认为,任何可燃物质中都含有一种名为“燃素”的神秘微粒,燃烧的过程就是物质释放燃素的过程。
这个说法在当时极具迷惑性:木材燃烧后化为轻烟和灰烬,像是燃素全部逃走了;煤炭燃烧后只剩少量残渣,也符合“释放燃素”的逻辑。于是,燃素说成了化学界的“标准答案”,统治了学术界近百年。
但随着实验技术的进步,越来越多的矛盾开始浮现。最致命的一点的是:金属燃烧后重量居然变重了。按照燃素说,物质释放燃素后应该变轻,可铁烧后生成的铁锈,重量反而比原来的铁更重。
为了圆这个漏洞,燃素说的支持者们强行解释“燃素具有负重量”——这种违背基本物理常识的说法,让这套理论逐渐沦为牵强附会的谎言。而真正的突破口,来自几种气体的发现。
二、那些与氧气擦肩而过的科学家
18世纪中叶,化学家们在寻找“燃素”的过程中,意外发现了几种关键气体,却因被燃素说的思维禁锢,与真理失之交臂。
首先是英国化学家卡文迪许,他用金属与酸反应制得了一种能燃烧的气体(氢气),却坚信这就是“燃素本身”。即便后来发现这种气体有重量,只是比空气轻,他仍固执地认为这是“燃素与水的化合物”,硬生生把新发现套进旧理论的框架。
更令人惋惜的是瑞典化学家舍勒和英国化学家普利斯特里。1774年前后,两人分别独立制得了氧气,却都对自己的发现做出了错误解读。舍勒称氧气为“火气”,认为燃烧是火气与燃素结合的过程;普利斯特里则将其命名为“脱燃素空气”,觉得它只是因为不含燃素,才拥有超强的助燃能力。
正如恩格斯所说,他们“从错误的前提出发,循着错误的途径前进,当真理碰到鼻尖上的时候还是没有得到真理”。而这个接住真理的人,就是拉瓦锡。