燃素说的积极影响

王鲁琛 何朝安

(东华大学人文学院 上海 200051)

无论是关于燃烧的研究，或者说是关于化学甚至科学的研究，是一个漫长、繁琐而艰巨的过程。在这个悠久的历史中，诞生了许许多多的学说。随着更合理和更被广为接受的学说的出现和认证，旧的假说被证明是不合理的，更被作为反例进行批判。事实上燃素说确实将许多科学家引导向了错误的研究道路，对燃烧的研究和化学的研究造成了消极的作用。当时的化学家们对燃素说深信不疑，尽管在燃素说作为主流常规科学理论期间，化学家们发现了许许多多与燃素说理论相悖的实验事实。但是科学家们没有对燃素说进行质疑，反而是走上了修正燃素说的道路。燃素说作为一个错误的科学理论对燃烧进行了长期的统治，并且在许多化学家因为对燃素说的深信不疑，在证明燃素说时发现的诸多不合理之处，甚至新的气体的发现都由于对燃素说的深信不疑而没有受到应有的额重视和继续的研究与探索。但是正如同恩格斯所指出的“在化学中，燃素学说经过百年的实验工作提供了这样的一些材料，正是借助于这些材料，拉瓦锡才能在普列斯特列制出的氧气中发现了幻想的燃素的真实对立物，因而推翻了全部的燃素说。但是燃素说者的实验结果并不因此而完全被排除。相反地，这些实验结果是仍然存在，只是它们的公式被倒过来了，从燃素说的语言翻译成了现今通用的化学的语言，因此它们还保扮着自己的有效性。”①

在科学史上理性的重新审视和讨论燃素说的积极意义，不仅仅对研究燃烧相关学说，并且对化学研究和科学研究有着一定的意义。

一、燃素说对当时社会的影响

在燃素说出现前,人们对火的认识还停留在神化的传说中，深受亚里士多德四元素说和帕拉塞斯三要素说的影响。即便是到了中世纪的炼金术、炼丹术开始关注燃烧的原理，对于燃烧的研究虽然开始进入到了具体的物质层面，但是也并没有对燃烧形成科学的的认识。在这一时期，由于受到物理学上机械论所取得成就的影响,人们在思考尚未解决的自然问题的时候,经常会难以避免的受到这种深入人心的机械论自然观的干预和影响。火的微粒说为了解释和说明燃烧现象，在这种知识背景下被提了出来。燃素学说诞生于欧洲的科学气氛之中。在当时的欧洲，从事化学方面的研究的多半是受过药学教育的人，或者直接是药剂师。尽管这些有着医药学传统的化学研究者们发现了许多新的化学物质和新反应，但是受到医药化学的炼金术传统的影响，导致哲学化学家在很大程度上信奉古代的的四元素和三要素说。

燃素说的诞生之时解决了许多诸如，当时最多的燃烧物质非全属材料,如木炭、硫黄、油、脂等有机物在燃烧后质量变小,减少部分的重量究竟去哪里了，金属在燃烧后重量变得更重了,另外这些燃烧过后的金属也失去了光泽,这又是什么原因造成的之类的问题。这就给人们留下了一个普遍的直观印象:在燃烧的这个过程中,似乎有某种物质脱离了燃烧物了。化学家贝歇尔最先认为帕拉塞斯的三要素不能解释所有的化学现象。他觉得一切物质之所以能够燃烧,是因为这些物质含有燃素。当燃素到了空气之中,就会产生燃烧的现象，这些燃烧现象通常伴随着强烈的光和热。燃烧的征象是否强烈，这一点与物质中逸出燃素的有关,燃素溢出的程度越强烈,燃烧的现象就越猛烈。当某种物质在一定的空间里燃烧,物质如果中途熄灭了,是因为周围空气被之前逸出的燃素饱和，即便燃烧的物质中还有燃素,也不能再从物质中出来了。“于是施塔尔在总结了燃烧中的各种现象及当时有关燃烧的其他理论观点之后，在1703年提出：一切可燃物质都含有细小的活泼的燃素。在通常情况下,燃素与其它元素结合成化合物。在燃烧时,燃素就分解而游离出来。大量的游离的燃素的集中,就形成了明显的火焰—这就是所谓的“燃素说”。”②燃素说的结果虽然是错误的，但是燃素说以科学研究的态度和方式，替代了以往宗教对科学的影响和控制，以及神秘主义思维对燃烧学说和科学的支配和统治。燃素说本身不可否认的是错误的理论，但是燃素说将化学家们的目光吸引到了燃烧的原理上来。无论是燃素说的支持者的研究，又或者是反对者为了推翻燃素说所做的种种研究和实验，都对燃烧现象和原理的探索起着推动的作用。燃素说在当时生产力尚不十分发达的社会状况下，在当时化学甚至科学研究和然所并不深入和成熟的时代，一定程度上扫除了封建迷信的神秘色彩。使得人们关注实验，关注化学反应，替代古朴神秘的炼金术，使得化学进入了一个全新的时代。

二、证明燃素说过程中取得众多成果

黑尔斯创造的排水集气法和所需要的装置；布拉克的重量分析方法；普里斯特利发明了排汞集气法，并且在这个过程中他还采集到了的一些易溶于水的气体。他也被后世称之为“液槽化学之父”；这些化学家都为化学的研究提供了全新的实验的方式和实验的工具。他们对于气体的研究非常突出。约瑟夫·布莱克最早成体系的研究了二氧化碳，发现二氧化碳与普通空气有所不同，比空气更重。二氧化碳既不能有助于燃烧，也不能有助呼吸的作用,但是能被碱液所吸收。这一发现是18世纪中期化学的最首要的成果之一。另外许多其他的气体，比如，硝气(NO)、失燃素硝气(N2O)、盐酸气(HCl)、碱性气(NH3)、矾酸空气(SO2)、碳酸气(CO2)，这些气体也都是在“燃素学说”的推动下而被发现的。③

除了证明燃素说合理性期间发现的新气体和实验设备的更新之外，类似的事例在科学史上并非偶然，比如医学史上胰岛素的研究期间，在发明注射胰岛素可以帮助治疗糖尿病后，人们也发现有相当数量的糖尿病病人在注射胰岛素之后也无法产生治疗的效果。美国医生墨斯基对此提出假说，这是因为有的糖尿病患者患上糖尿病的原始是他们体内正常分泌的胰岛素在分解和代谢的速度过快。正是基于这个原因，这些病人体内的胰岛素含量是不足的。并且即便是体外注射的胰 岛素也因此很快的被分解掉，这就是体外注射胰岛素也没有效果的原因。提出这种假说后，科学家柏森和雅罗为了验证美国医生墨斯基的假说，他们设计了实验去证明，但是实验的结果却不如他们所料，结果推翻了墨斯基的假说。这个假说被证明是错误的，然而正是他们为了印证这个假说的合理性的过程中却产生了全新的发现。柏森和雅罗而后在对新的发现探索的后，最终创立了放射免疫测定法 ，自此之后免疫学进入了一个全新的时代。除此之外，曾经有一段时间在澳大利亚西部地区和英国，部分羊群患上了一种奇怪的神经疾病。科学家贝内茨认为羊群出现这种疾病是羊铅中毒所导致的。然而当人们以此假说对羊群进行治疗时却意外发现，羊群是由于羊缺铜元素而患病。这些事例都是科学假说在证明或证伪时，基于科学的研究和大量的实验而发现的，并非是完全机遇巧合而得的成果。

三、燃素说对化学学科的影响

在燃素说之前，化学并未成为一门独立的学科。它更多地存在于药学家、炼丹家和炼金术用于改进药方、炼制仙丹和将低贱金属转化成贵金属之中。在这一时期不仅仅化学没有成为一门独立的科目，化学也更多的追求实用价值，而没有更多的科学家运用科学的方法和手段进行系统的实验和论证，更多的是经验的总结和粗糙的推测。然而燃素说的发现使得化学从这种原始的、盲目的混乱中逐渐体系化和清晰化，人们开始专注于化学的研究，诞生了许多专门研究的化学家。并且使得化学不再是炼丹师、炼金术师和药学家的工具和附属物，而是成为一门独立的学科，从此之后化学作为一门独立的科学进行了持续不停地更新和发展历程。

随着化学作为独立学科的建成，化学研究也在燃素说之后，从科学家们零散的、基于个人经验或兴趣的选择，更多地将精力投入到燃素说的证明和研究上来。或者说燃素说在当时的倍普遍接纳，使得无论是燃烧现象的研究还是化学的研究朝着科学共同体的方向发展和靠拢。化学家们有了共同的研究方向，并运用同体系的研究方法和思维方式。英国的化学史家就曾经这样说过：“斯塔尔的理论把大量的事实联系到一起，组成一个首尾一贯、条理井然的错误假说，并建议进行新的实验，把然们引导到新的发现。”④

四、以燃素说为代表队的错误假说的科学史作用

英国的科学哲学家卡尔波普就认为“所有科学的理论都是首先根据有限的事实材料，大胆的跳跃到某种结论之上，进行猜测性的解答，然后再接受实践的检验。科学认识的发展就是不断探索、除错、排除伪证的假说、发现新的问题、提出新的假说的过程。这种观点说明了科学的发展是一个辩证的、动态的过程。”⑤科学技术史的价值不局限在于记录科学的史实。无论是燃素说亦或是其他曾经有影响力的科学理论，都在它所在的时代产生一定的积极效用。如果仅仅因为其在科学事实上的错误性而对某一理论缺乏研究和全方面多角度的评价，那就有悖于科学技术史的学科精神。通过重新审视和研究燃素说，剖视燃素说的研究及争论内容，我们能够揭示支持燃素说的化学家们在探究燃烧原理的过程，及其化学方法和研究方式。以此来不断总结化学家们在探索研究的过程中是如何应用科学的手段和方法去建立健全化学模型。并且化学家们是如何更新化学思维的。我们不应当仅仅把目光局限于不断发掘新的史实和史实的归纳整理，还要挖掘已有的史实的无穷价值。

科学是一个复杂而庞大的多面体，从科学理论的正确与否来看，燃素说是一个错误的理论。从科学与社会的角度来看，燃素说推动了社会经济发展，并鼓舞了科学的社会氛围，促进了科学共同体的进步。从科学的发现角度上来看，燃素说促进了许许多多新气体的发现和探索。从科学哲学方面来看，燃素说和以燃素说为代表的错误假说对科学发展的进程有着促进科学家们进行探究和反思的作用。所以后人在对待燃素说，或者是其他错误假说的时候，应该从科学这个多面体的各个方面，多种角度，不同部分和各个层次进行分析和解释，这样才能通过一个简单的错误假说反思和吸取到促进当今科学理论发展的因素。

【注释】

①论恩格斯《自然辩证法》[M].生活·读书·新知三联书店.[苏]勃·凯德洛夫著.1980

②张六合.蓦然回首，却在灯火阑珊处——“燃素说”到“氧化说”留给人们的启示[J].石油科技论坛,1996,(3).

③山冈望.化学史传[M].廖正衡,陈耀亭,赵世良译.北京:商务印书馆,1995:23-36.

④[英]J.R.博延顿.化学简史.商务印书馆.1979:95

⑤燃素说的产生及其在化学史中的地位[J].何法信,高萍.大学化学.1996(02)