1.黄金梦
在古希腊，哲学家们也探讨了构成自然万物的要素问题。可与中国的“五行说”相媲美的是由出生于西西里的恩培多克勒（公元前490-前430年）提出的“四根说”。在此基础上，古希腊大哲学家亚里士多德（公元前384-前322年）又提出了宇宙中的万物是由水、气、火、土这四种元素和以大组成的。在亚氏看来，天上的日月星辰是完美、永恒和神圣的，它们应当由永不变性的以大构成；而地上的万物与天上的不同，它们处在不断生成和消灭之中，是由本性可变的水、气、火及土四种元素构成。例如，当木材燃烧时，四元素论者就会认为，产生的火焰是木材中的火元素，烟是气元素，由木材一端渗出的水是水元素，燃烧剩下的灰粉是土元素。
亚氏还指出，这四种元素都具有可被人感觉得到的不同性质。具体说来，土具有冷和干的性质，水具有冷和湿的性质，气具有热和湿的性质，火具有热和干的性质；如果改变元素的性质，一种元素就会转变为另一种元素，例如，水受热变成了气。同样，如果改变一种金属的性质，它将变成另一种金属。亚氏的这种物质观就自然地成了炼金术士的思想基础，他们以为只要改变物质中这四种原始性质的比例，就能够使普通金属变成黄金；或者炼得一种能将其他金属变为黄金的“哲人石”，那么，在熔化的贱金属上投以少量的“哲人石”，就可以得到大量的黄金。
炼金术在被罗马皇帝下令禁止后，又在中世纪的阿拉伯世界复活了。约在公元11至12世纪，阿拉伯炼金术传入欧洲，欧洲封建统治阶级认为靠这种方术可以大发横财。英王亨利六世就曾晓谕他的大臣们必须学习炼金术。他们不惜重金豢养了大批炼金术士，这些术士冒着烈火的灼烧和呛人的浓烟，一心想炼出闪闪发光的黄金，但这种努力是注定要失败的。然而，在人类十分蒙昧的古代，特别是由于亚里士多德的权威，这一梦想很能迷惑一些人，这使炼金术士成年累月废寝忘食、忙碌不已。
那么，炼金术士的梦想能否实现呢？
到了17世纪中叶，四位哲学家在一起对这个问题进行了激烈的争论。第一位是怀疑派化学家；第二位是逍遥派化学家，代表亚氏的“四元素说”；第三位是医药化学家，该派认为万物都是由盐、硫、汞三种元素以不同的比例构成的；第四位则在争论中保持中立。争论的结果是怀疑派化学家获得了胜利。该派认为水气火土和盐硫汞都不是构成万物的本原，从而提出了万物是由化学元素组成的观点：元素是具有确定性质的、可感觉到的实物，是不能用一般化学方法再分解为任何比它简单的物质；元素既不能分割，也不能从一种转变成另一种。怀疑派的元素观打破了炼金术士们的黄金梦。
有趣的是，这场大辩论是在一本叫做《怀疑派化学家》的书中进行的。这本书是由英国化学家玻意耳（1627-1691）写的，其实他就是该书中怀疑派化学家的原型。正是玻意耳的元素观，才使化学——这一探讨元素性质及其变化规律的科学，从炼金术走上科学的道路。玻意耳曾在国外游历多年，并在他姐姐的家里建立了一个实验室。他的实验室总是对化学和物理的爱好者敞开大门的，所以不久就成为一个有名的研究中心。就是在这个实验室里，他发现了著名的玻意耳定律。玻意耳还定量地研究了铝、铁、锡等金属在密闭容器中煅烧的情况，发现它们煅烧后的重量增加了，为什么金属用火烧了以后会增重呢？玻意耳认为这是由于“火微粒”跑进金属中的缘故。
那么，火究竟是什么？燃烧又是怎样发生的呢？燃烧是大自然中最壮观的景象之一，它带给人温暖和光明；正是由于它，人类才跨越了茹毛饮血的时代；也正是由于它，世界才发生了千奇百怪的变化。
对燃烧的观察所得到的最明显的现象是那向上跃动的火焰和呛人的浓烟，使人感觉到似乎有什么东西被释放出来。1703年德国医生兼化学家施塔尔（1660-1734）在分析了燃烧现象和各家的观点之后，提出了燃素说。按照燃素说的观点，一切燃烧现象都主要是物体逸出燃素的过程；火是由燃烧物质发出无数细小而活泼的物质微粒构成的，由这种火微粒构成的元素就是燃素。燃素可以同其他元素结合形成化合物，也可以处于游离状态，大量游离的燃素聚集起来就形成火，当燃素从可燃烧物中跑出来成为游离状态时，就表现为火。燃素说能牵强附会地说明当时已知的大多数化学现象，因而被人们普遍接受，统治人们的思想将近一个世纪之久。
2.火之恋
曾经有这样一个寓言故事，相传有一位老农，在临死前，把儿子们都叫到床前，告诉他们在自家的葡萄园里埋着许多黄金。老农死后，儿子们挖遍了葡萄园也没有找到黄金。然而，到了第二年秋天，他们却获得了葡萄的特大丰收。
相信燃素说的人们也是这样，他们做了大量的实验，也没有找到燃素，却意外地发现了许多气体，终于导致了燃烧理论的革命和新元素观的建立。
1756年英国化学家布莱克（1728-1799）在煅烧石灰石时，产生了大量的气体，他称之为“固定空气”（即二氧化碳）。布莱克发现这种气体不支持燃烧和呼吸，不是他要找的燃素。布莱克发现固定空气，把英国化学家们的注意力引到了气体化学研究这方面来。10年后，卡文迪许（1731-1810）利用排水集气法收集了稀酸和金属发生反应时所放出的气体，他发现这种气体和“固定空气”不同，不溶于水，点燃后有淡蓝色火焰，就把它命名为“可燃空气”（即氢气）。卡文迪许认为可燃空气是在酸的作用下，从金属中逸出的，所以他认为这就是人们梦寐以求的燃素。
1774年英国牧师兼化学家普利斯特列（1733-1804）在给氧化汞加热时，得到了一种新的气体。他发现这种气体能使蜡烛的光焰更明亮。他还发现把一只小老鼠放在充满这种气体的密封箱里，比在只有空气的箱子里活泼。他受了好奇心的驱使，自己也试着吸了几口，他说：“当时我的肺部所得到的感觉，和平时吸入普通空气一样；但自从吸过这种气体以后，经过好多时候，身心一直觉得十分轻快舒畅。有谁能说这种气体将来不会变成通用品呢？不过现在只有两只老鼠和我才有享受这种气体的权利罢了。”普利斯特列是燃素说的信奉者，认为这种新发现的气体是从普通空气中除去燃素的气体，对从燃烧的物质中逸出来的燃素具有良好的吸收能力。因此，他称它为“脱燃素空气”。
当时，法国有个名叫拉瓦锡（1743-1794）的化学家，对用燃素说来解释燃烧现象十分不满。于是他从1772年开始研究这个问题，做了大量有关物质燃烧的实验。
2年后，拉瓦锡做了这样一个实验。他将一块锡放在一个密闭的容器里，把它们放在天平上称了一下，然后，他拿了面聚光镜，让太阳光照在锡块上，锡块开始熔化，最后变成了灰白色的粉末，这时拉瓦锡又称了一下，发现重量并没有变化。可是一打开容器盖，空气立即进入容器，结果整个容器的重量增加了。这使拉瓦锡大胆地提出这样的假设：金属煅烧并不是放出燃素，而是吸收了空气中的某种气体，形成了比原来重的煅灰。
如果这是正确的话，那就会从金属煅灰中析出部分空气。拉瓦锡沿着这个思路，做了大量的实验，但是并没有找到这种理想的气体。正当拉瓦锡一筹莫展的时候，普利斯特列于同年10月到巴黎访问，拉瓦锡宴请了这位化学家。席间，他们谈到了有关燃烧的问题，普利斯特列把自己得到那种“脱燃素空气”的情况告诉了拉瓦锡。拉瓦锡听了普利斯特列的话后，豁然开朗。宴会结束后，他马上着手进行了一系列定量实验，终于发现他要找的气体正是普利斯特列所发现的那种气体。当时，他把这种气体命名为“氧气”。
氧气的发现支持了拉瓦锡以上的假设，他终于揭开了燃烧的奥秘。原来，物质之所以能燃烧，是因为可燃性物质能够同氧气化合，而不能归结为所谓燃素的逸出。这样，流行了近一个世纪的燃素说，终于被拉瓦锡的氧化理论取代了。
然而，一直到1783年，当拉瓦锡的理论已普遍被人们接受的时候，普利斯特列却仍然坚持错误的燃素说。这在化学史上是很耐人寻味的，一位发现氧气的人，反而成了反对氧化学说的人。对此，恩格斯曾说，当真理碰到鼻子尖上的时候，还是没有得到真理。发现氧气是一件不寻常的事情，发现者必须冲破“燃素说”的迷雾，才能见到真理的曙光。
同时，恩格斯对拉瓦锡提出的燃烧的氧化学说给予很高的评价，指出由于拉瓦锡的学说，使过去在燃素形式上倒立着的全部化学正立过来了。从此，化学家能够按照物质的本来面目进行科学研究，使化学蓬勃地发展起来。
此外，拉瓦锡通过定量实验发现，物质系统在化学反应前后的质量并不发生变化，这就是最初的“质量守恒原理”或“物质不灭原理”。这个原理揭示出，物质既不能创生，也不会消灭，它只能由一种形式变成另一种形式。物质不灭原理成为辩证唯物主义的一块重要基石。
3.四元素观的破产
随着氧化学说的建立，人们认清了燃烧的本质，燃素已经没有存在的必要，这样，“四元素说”中的“火”也就丧失了作为一种元素的资格。同时，不同种类气体的发现，也使人们认识到空气是一种混合物，按照玻意耳的元素定义，“气”就不能算做一种元素。空气从其元素的宝座上跌落下来，此外，“土”元素也遭到了与“气”元素一样的命运。“四元素说”受到了致命的打击。这样，四元素中就只剩下“水”元素了，那么，“水”元素的命运会如何呢？
1783年卡文迪许曾做了一个实验，他把氢气和氧气放在一个玻璃球内，通上电后他发现有水珠产生。然而，相信燃素说的卡文迪许认为氢气是燃素，氧气是失掉了燃素的水，把水仍视为元素。
自古以来，“水”作为一种元素的地位一直没有动摇过，可是，拉瓦锡对此发生了怀疑。有一天，卡文迪许派了一位助手来拜访拉瓦锡，助手把卡文迪许的实验情况向拉瓦锡做了介绍。拉瓦锡为了证实起见，自己又重复了卡文迪许的实验，证明了水的确是由氢气和氧气化合而成的，水不是一种元素，而是氢和氧的化合物。就这样，水是元素的观念也被否定了。拉瓦锡由此振兴了玻意耳的元素思想。
这样，古希腊人所认为的水气火土四种元素，按照玻意耳的观点，就没有一种能算得上“元素”。至此，统治近2000年的古希腊的元素观就被新的元素观所代替，这就从根本上改变了人类的物质观。
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