燃烧反应的认识过程

互联网2013-11-14

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燃烧反应是人类最早认识的一种化学反应。燃烧反应理论是化学家最早建立的一种能够统一解释化学现象的化学理论。初期是在 17 世纪中叶出现了燃素说。它引导化学家注意对化学反应过程的研究，导致了许多化学发现。然而所谓燃素实际上是一种并不存在的臆想出来的虚假物质，因而燃素说也是一种错误学说，以致越来越阻碍化学的发展。直到 18 世纪中叶，在燃素说统治化学达百年之久以后，终于被新兴的氧化说所推翻，实现了一场化学革命。这一过程具有重要的科学意义和哲学意义。

1774 年英国化学家 Priestley J 用凸透镜把阳光聚在三仙丹 ( 氧化汞 ) 上，发现有一种气体产生，能使燃烧变旺，人的呼吸畅快，从而发现了具有重要理论和实际价值的氧气。但是由于他长期受到燃素说思想的束缚，使这个能发生化学革命的元素，在他手中非但没有引起推翻燃素说的化学革命，反而为他所相信的燃素说似乎找到了又一个论据。他认为氧气是由于能够脱除物质中的燃素而助燃，从而把氧气命名为脱燃素空气。结果就做了一件实践上和理论上的蠢事。这就说明，在科学研究中不能只注重实验事实而忽视理论思维。有时，理论思维要比一个具体实验更加重要。正如诺贝尔奖获得者 Yukawa H 所说，人们只在一个固定框架内思考问题，就不会有创造力。这正是 Priestley J 所犯错误的根源。相反，一切重大的创造都从打破这种固定框架开始，或是从改变这种框架本身开始。推翻燃素说的氧化说正是这样建立起来的。

1777 年，法国化学家 Lavosier A L 深入研究了 Priestley J 的发现，并反复从量上加以精确测定。他发现汞煅烧后形成的汞渣 ( 三仙丹 ) 所增加的质量，恰与汞渣加热分解所放出的那部分“空气”的质量完全相等。他认为，燃烧是可燃物同这种“空气”的结合，而不是燃素的放出；可燃物燃烧时质量的变化是由于这种“空气”造成的，而与燃素无关。他把这种“空气”命名为氧气，从而成为真正认识氧气的第一位化学家。由此他把燃素完全摈弃于燃烧过程之外，彻底推翻了统治化学界达百年之久的燃素说，建立了燃烧的氧化学说，实现了一场深刻的化学革命。这是化学学科中第一个科学的化学反应理论。它不仅仅是对燃烧理论的革新，而且也是对过去整个化学学科的一次系统总结，促进了化学的迅速发展。由此， Lavosier A L 还以科学实验第一次证明了化学反应前后物质总质量不变的物质质量守恒定律，为精密、定量的化学发展奠定了科学基础。同时，也为唯物主义哲学的物质不灭原理，第一次提供了科学证明，促进了哲学的发展。

Lavosier A L 实现化学革命的一个重要原因是在于运用了正确的科学思维方法。这很值得人们借鉴。他的座右铭是：不靠猜想，而要根据事实。他认为燃素论者的根本错误是在于凭空想象，不是从观察出发，而是从推测到推测，引出那些并非直接源于事实的各种结论，并把它们当作基本真理来接受，以致在一大堆错误中把自己给弄糊涂了。因此，他强调，若非必然由观察和实验的直接结果，我决不构造任何结论；并且总是分析整理事实，从中引出结论。他指出，我们在一切情况下都应当让我们的推理受到实验的检验，而除了通过实验和观察的自然之路外，探寻真理别无他途。 Lavosier A L 所遵循的这一认识途径是比较符合唯物主义认识论的。这正是他高于燃素论者而取得成功的根本所在。其次是在于他确信自然界规律的统一，物理规律与化学规律的统一，质与量的统一。他把建立在质量不变基础上的牛顿力学应用于化学，认识到尽管物质在化学反应中其性质与状态会发生改变，然而反应前后的物质总量却是相同的。其中既然称不出燃素的量，也就说明并不存在燃素的质。正是由于他的这一理论框架和哲学观念才促使他决心同传统的燃素理论决裂，取得成功。他的以量定质的思维方法，体现了辩证唯物论关于物质不灭与量质统一的规律性。