對火的認識
古希臘的赫拉克裏特曾把整個世界都看成是“壹團永恒的活火”。那時,火之所以被看成是萬物之源,原因很多。草木之類及各種可燃物在燃燒時常有大量的火從中冒出來便是原因之壹。而更重要的還在於火能促成物質的轉化,似乎火能化育萬物。所以煉金術士們也是由於看到火既然能使物質千變萬化,因而希圖用它來變革其他金屬成為黃金。總之,在古代人看來,火是壹切事物中最積極、最活躍、最能動、最容易變化的東西,整個世界就在烈火中永恒不息地變動著。但由於科學技術條件的限制,那時是不可能再進壹步追究火的本質的。
自十七世紀末至1774年法國化學家拉瓦錫提出燃燒的氧學說的大約壹百年間,歐洲曾流傳著壹種“燃素說”,而且占著統治地位。
在燃素說提出以前,已經有很多人對燃燒現象進行了認真的觀察,發表了各種議論。例如十五世紀意大利人達·芬奇曾註意到:在燃燒時,若無新鮮空氣補充,則燃燒就不能進行,也就是說燃燒現象與空氣的存在有必要的聯系;1630年法國醫生雷伊更進壹步註意到金屬錫和鉛經煆燒後都增加了重量。他認為這是因為空氣凝結於錫燼的緣故,如同幹燥的沙吸收水分而變得更重壹樣。後來1664年英國的物理和化學家,固體彈性定律的發現者胡克(Robert·Hooke,1635—1703)認為火焰是引起化學作用的混合氣體,他並指出沒有空氣不能燃燒。但他仍然相信燃燒時燃燒體中有煉金術士所謂的燃燒性“硫素”放出。
到了十七世紀下半葉,形而上學、機械唯物論的自然觀基本形成。不可再分的物質微粒和機械的力成了壹切自然現象的基礎。為了闡明物質的種種屬性,人們往往“舉出某壹種什麽力——重力、浮力、電觸力等等加在所有不能解釋的現象上,以為這樣就把這些現象都解釋了,如果這些不適用,就舉出某種人所不知的東西:光素、熱素、電素等等。
火是什麽呢?英國著名化學家波義耳既堅決反對把火看成是熱、幹兩種原性的化身的錯誤見解;又反對煉金術士和經院哲學把火看成是從物體中分解出來的神秘觀念。在他看來,火應當是壹種實實在在的,由具有重量的“火微粒”所構成的物質元素。從這壹點出發,他認為,植物、燃料在燃燒時,他們的極大部分都變成火素散失到空氣中去,只留下了同原物體本身的重量相比是微不足道的灰燼。1603年他在密閉的容器內煆燒金屬銅、鐵、鉛、錫等,仔細定量地研究了他們在煆燒後增重的情況。最後他認為:在金屬被煆燒時,從燃料中散發出來的火微粒,穿透過容器壁,鉆進了金屬,並與他們結合而形成了比金屬本身要重的煆灰。所以他對金屬經煆燒而加重的解釋可用下式表達:金屬十火微粒=煆灰。
在這個基礎上,如果他能繼續深入壹步,是有可能對火和燃燒現象的認識取得較大突破的。但波義耳在實驗中只註意到密閉容器裏的金屬重量增加的壹面;而忽略了同時考察和金屬密切接觸著的空氣是否也發生了什麽變化。結果,為了說明實驗事實,只好找了壹個“火微粒”來充數。他在實驗上觀察的片面性,使他未能正確揭示火和燃燒現象的秘密。