● 散步：空氣中的化學及其研究史
結束了一天的工作，你得以休息。回到家把車停在車庫裏，你連樓都沒上就直接換上運動服和運動鞋出去了，想到附近的公園裏走走，活動筋骨。雖然是冬天，但今天的天氣十分晴朗。此時太陽開始下山了，但在戶外的感覺還是十分清新。
我們前麵提到過，古代人認為空氣與水、土、火一起代表著4種元素。但實際上並非如此。18世紀，偉大的化學先驅們開始研究空氣的成分。他們的故事妙趣橫生，值得我們再次品讀。
古代哲學家的純理論性研究，偶有發人深省的有力見解，比如原子論，卻完全缺乏實際的論證。此類猜想頗具主觀性，因為他們無法證明觀點的客觀有效性。而煉金術士[56]則把實驗放在舉足輕重的位置。但是與真正的科學不同，煉金術除了是一門神秘的學科，也是一門精神學科，通常限於少數刻意使用晦澀語言的內行。他們的方法與現代科學的原則和價值大相徑庭，有悖於始於伽利略等幾乎所有引領科學革命的主角。17世紀的學者們開始普遍接受這樣一種觀念（這一觀念在今天看來是理所當然的，但在當時卻是異端邪說），根據這一觀念，每一個猜想和每一種理論在某種程度上都必須通過實驗進行驗證。就物質和化學而言，第一個為解釋實驗數據的理論——“燃素學說”（The Phlogiston Theory）應運而生。煉金術士在這一點上忠於亞裏士多德，也認為火是一種元素。因此，當一種物質燃燒時，該物質會釋放出火。1669年，德國煉金術士約翰·雅希姆·貝歇爾（Johann Joachim Becher， 1635—1682）用一種新的易燃性元素取代了亞裏士多德的“火”元素，他稱之為“油狀土”（terra pinguis）。貝歇爾的弟子，德國醫生、化學家喬治·恩斯特·斯塔爾繼承了他的衣缽，並提出將易燃性元素改稱為“燃素”（phlogiston）。燃素學說很好地解釋了燃燒現象。在斯塔爾看來，可燃物質中含有豐富的燃素。在燃燒過程中，燃素消失殆盡。燃燒後的殘渣因燃素的缺失而不能再燃燒。同樣的理論也能解釋為什麽金屬會生鏽或“鈣化”（今天我們稱為氧化），以及如何通過煤加熱金屬礦石（石灰）來獲得金屬。在生鏽過程中，金屬的表現類似於燃燒的物質，會失去燃素。而當用煤加熱礦石時，煤中富含的燃素就會釋放到礦石中。這樣一來，金屬便恢複如初，且富含燃素，而煤則變成了不含燃素的灰燼。需要指出的是，根據斯塔爾的理論，無論是在燃燒還是在金屬生鏽的過程中，空氣都沒有起到任何積極作用。它隻是充當一個中介，從含有燃素的物質中收集燃素，再將其釋放到那些缺少燃素的物質中。