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氧氣的發現，經歷了一個較為漫長的曲折歷程。造成這種曲折的原因儘管是多方面的，但主要還是發現者本人的主觀因素所造成。因此，總結這一深刻教訓，可給後人留下許多有益的歷史啟示。 發現氧氣是18世紀的事。但人類關於氧氣的研究，卻可以追溯到遙遠的古代。據史書記載，公元8世紀，中國就曾經對大氣進行過研究，並把大氣分為陰陽兩部分。到17世紀，羅伯特．波義耳（R．Boyle，1627－1691）通過對抽氣機及燃燒的實驗，發現一些奇妙、有趣的現象。在真空中，火藥環只在受熱的地方才燃燒，但一通入空氣，立刻全部燃燒。這些燃燒現象，使波義耳得出結論：「空氣有一些活性物質不是被磷的煙霧消耗掉，就是被它馴化」。這給人們以啟發，那就是空氣中含有兩種截然不同的氣體。此後，虎克（R．Hooke，1635－1703）也做了類似的燃燒實驗，並得出結論，認為空氣中存在一種可以溶解可燃物體自身的東西。 羅伯特．波義耳和虎克的實驗，對發現氧氣都是極為有益的。只要沿著這個正確的思路去尋找空氣中那種具有活性的物質是什麼？氧氣就會很順利地發現。但科學發現的道路是曲折的。在通往客觀真理的征途上，遇到任何一點障礙，都可能使科學家猶豫不前，而大大推遲科學發現的時間。 在氧氣發現過程中，最大的障礙，就是「燃素說」的提出。它使一些科學家步入歧途，茫然而不能自拔。「燃素說」是英國人喬治．恩斯特．史塔爾繼承了約翰．約阿希姆．帕克的《地下的自然哲學》中的學說，綜合了各家觀點，於1703年較系統地闡述和發揮為完整的理論。史塔爾認為，空氣中有一種可燃的油狀土，即為燃素。史塔爾所說的燃素是「火質和火素而非火本身」，燃素存在於一切可燃物體中，在燃燒時，快速逸出。燃素是金屬性質、氣味、顏色的根源。它是火微粒構成的火元素。按照「燃素說」的觀點，一切燃燒現象，都是物體吸收和逸出燃素的過程。段燒金屬，燃素被釋放出來，金屬就變成了灰渣。但在金屬加熱過程中，燃素不能自動分解，必須加進空氣，將燃素吸取出來，燃燒才能實現。18世紀初斯，這種「燃素說」的理論曾歪曲地說明了大多數化學現象。儘管是歪曲的，牽強附會的，但在當時，卻能「自圓其說」，被人們普遍地接受。就這樣，「燃素說」統治人們的思想將近一個世紀，把人們從研究和探討燃燒原因、完全可能導致發現氧氣的正確思路，引向歧途，致使氧氣的發現經歷了一個漫長的曲折歷程。 人類的科學發現，常常是經歷了一段艱辛、曲折的摸索之後，又回到原來的出發點。1774年，英國化學家普利斯特列（J．Priestley，1733－1804）又進行燃燒的實驗，在給氧化汞加熱時，得到一種新氣體，這種氣體既能助燃，又能支持人的呼吸。事實上，普利斯特列已經得到了氧氣，但他不能正確地認識這種氣體。普利斯特列由於受「燃素說」的影響，錯誤地認為，這種新氣體是「無燃素的空氣」。 在普利斯特列之前，瑞典化學家捨勒在加熱硝酸鹽的過程中，也曾得到這種氣體，並發現這種氣體能使點燃的蠟燭更加激烈燃燒。事實上，捨勒先於普利斯特列也獨立地獲得了氧氣，但可惜，捨勒也是「燃素說」的信奉者，他錯誤地認為，這種氣體是「火氣」，燃燒正是燃素與火氣的結合。 就這樣，由於「燃素說」的束縛，在本來已經得到氧氣的情況下，還是沒有發現氧氣。 與此同時，拉瓦錫進行多次反覆的實驗，又經過長時間的醞釀，大膽地提出這樣的假設：金屬鍛燒，並不是放出燃素，而是與空氣相結合而成新的化合物。如果這個假設是正確的，那就一定能從這種鍛燒後的金屬灰燼中再將那部分空氣析出。拉瓦錫沿著這個正確的思路，反覆做了多次實驗，都沒有找到理想的物質。當然，這主要是實驗條件的限制。正當拉瓦錫一籌莫展的時候，1774年普利斯特訪問了巴黎。在宴會上，普利斯特列向拉瓦錫介紹了他關於氧化汞加熱實驗的全部情況。這使拉瓦錫一下子就豁然開朗。拉瓦錫沿著普利斯特列的思路，反覆進行了一系列較為精確的定量實驗，最後終於找到了他所要尋找的那種純淨的空氣，當時他把這種純淨的空氣命名為「氧氣」。就這樣，經歷了一段不平坦的道路，終於由拉瓦錫宣告了氧氣的發現，從而推翻了長期統治化學領域的「燃素說」，同時，也結束了氧氣發現過程中的蒙難史。氧氣的發現是化學領域裡的一場深刻革命。拉瓦錫在日記中這樣寫道：「在我敘述了空氣從物質中釋放出來以及空氣與物質結合的全部歷史後，這些（解釋上的）不同就會充分顯示出來。這個目的的重要性促使我全面地從事這一工作，因為我覺得這注定要在物理學和化學上引起一次革命」。發現氧氣不是一件尋常的事情，發現者必須具有革命批判的銳氣，衝破傳統「燃素說」的迷霧，才能見到真理的曙光。所以說，伴隨著氧氣的發現，必然是化學領域裡的一場深刻的革命。 氧氣發現的過程，對我們有哪些重要的啟示呢？恩格斯在談到氧氣發現時做了如下的概括：「普利斯特列和捨勒析出了氧氣，但不知道他們所析出的是什麼。他們為『既有的』燃素說『範疇所束縛』。這種本來可以推翻全部燃素說觀點並使化學發生革命的元素，在他們手中沒有能結出果實。但是，當時在巴黎的普利斯特列立刻把他的發現告訴了拉瓦錫，拉瓦錫就根據這個新事實研究了整個燃素說化學，方才發現：這種新氣體是一種新的化學元素；在燃燒的時候，並不是神秘的燃素從燃燒物體中分離出來，而是這種新元素與燃燒物體化合。這樣，他才使過去在燃素說形式上倒立著的全部化學正立過來了」。恩格斯的這段論述，深刻地闡明瞭打破「燃素說」舊觀念的束縛，是結束氧氣發現蒙難史的關鍵。普利斯特列正是因為相信「燃素說」所以才「從歪曲的、片面的、錯誤的前提出發，循著錯誤的、彎曲的、不可靠的途徑行進」，儘管他已經得到了氧氣，但卻沒有認識和發現氧氣。正如恩格斯所說：「當真理碰到鼻尖上的時候，還是沒有得到真理」。 與普利斯特列相反，拉瓦錫正是由於打破了「燃素說」的束縛，才成為化學史上第一個真正發現氧氣的人。恩格斯一針見血地指出：「當人們發現燃燒的物體與另一物體即氧氣相結合併且已取得了純氧的時候，就把——然而也還是經過守舊化學家的長斯抗拒之後——這種偽說打破了」。其實，拉瓦錫並不是獨立地獲得氧氣的科學家。普利斯特列也認為，拉瓦錫並不是獨立地獲得氧氣的人。可是，在化學史上這個重大突破卻偏偏是拉瓦錫完成的。這也決非偶然。拉瓦錫較之普利斯特列、捨勒等人的高明之處，就在於他真正堅持了唯物主義觀點，重視科學實驗和定量研究的同時，用批判的態度審查一切舊觀念、舊理論，敢於衝破一切傳統思想，勇於排除發現氧氣征途上的最大障礙——「燃素說」，所以他才成為化學發展史上真正發現氧氣的人。 氧氣發現的歷史給我們最重要的啟示，就是世界觀和方法論是關係到一個自然科學家能否建樹科學勳業的關鍵所在。自然科學家的主觀因素，常常是加速和延緩一項重大科學發現的直接原因。普利斯特列正是由於形而上學機械論的自然觀，使他陷入「燃素說」的泥潭而不能自拔，儘管他已經把氧氣拿到手，卻未能結出果來；而拉瓦錫卻能接過普利斯特列手中的氧氣，重新解釋燃燒，完成了化學領域裡的重大發現。就是拉瓦錫已經使過去在燃素說形式上倒立著的全部化學正立過來的時候，普利斯特列仍對拉瓦錫的氧化學說很不理解，依然固守「燃素說」不放。這就更加有力地說明，一個自然科學家一旦被錯誤思想所束縛，要踏上真理的道路是多麼困難啊！重溫氧氣發現的歷史，我們更加堅信，自然科學家應該是一個自覺的唯物主義者。只有這樣，才能在科學的探索中不斷地獲得由必然到自由的飛躍。 ------------------ 亦凡公益圖書館掃校 |
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