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舍勒想揭开火的谜团，却无意间发现空气不是一种元素，而是两种气体的混合物，他称这两种成分为“火焰空气”和“无用空气”。这是舍勒最伟大的一项发现。
但是他实现了自己的主要目标吗？他是否发现了火的真正性质？了解了什么是燃烧，以及在燃烧过程中会发生什么吗？他觉得，自己知晓了一切，但实际上，火的秘密对他来说仍然是个谜。燃素学说是一切的罪魁祸首。当时，在化学家中广为流传着一种学说，这种学说认为，任何一种物质只有在含有大量特殊的可燃物质——燃素时才能燃烧。
没有人能解释清楚，什么是燃素。一些人觉得它是类似于气体的一种物质，另一些人则说，燃素既看不见，也不能单独获得，因为它不能独立存在，而总是与其他物质结合在一起。
一些科学家一度断定，他们设法分离出了纯燃素，可是后来他们自己也对此表示怀疑，声称：“也许，我们认定的燃素，根本不是燃素。”他们不知道，它是否像其他物质一样有重量。燃素似乎难以捉摸，像没有肉体的幽灵，但是在那个时代，所有化学家都坚定地相信燃素是存在的。
这种奇怪的信念从何而来呢？所有人在观察火时，映入眼帘的是，被燃烧的物质破裂后并消失了。好像有什么东西从燃烧的物体中冒出来，同火焰一起溜走了，而留下了灰渣、灰烬、铁渣或酸
。
燃烧似乎会从物质中驱赶出某种幽灵似的、捉摸不定的东西——“火的灵魂”，从而使物质毁灭。因此，人们确定燃烧就是将复杂的可燃物质分解成特殊的火的元素——燃素和其他成分。
那时化学家们都在四处寻找神秘燃素的踪迹。如果煤燃烧完了，化学家会说：“煤中所有的燃素都散发到空气中了，只剩下了一些灰烬。”当磷冒着明亮的火焰燃烧，变成干燥的磷酸时，他们也用同样的方式解释：“磷分解成了两种组成部分——燃素和磷酸。”
即使是炽热或潮湿的金属生锈了，化学家们也说是燃素在捣乱：“燃素溜掉了，所以发亮的金属消失了，留下了铁锈或铁渣。”
17世纪的科学家利用燃素学说解释了许多看上去难以理解的自然现象和工业技术。在很长一段时间，这种学说对化学家的研究有所帮助，因此他们对这种学说深信不疑。
卡尔·舍勒也是这一学说的支持者，在众多实验中，他首先试图弄清楚燃素发生了什么变化。当舍勒发现“火焰空气”时，他立即断定：“显然，这种空气对燃素具有很强的倾向性。它准备从任何一种可燃物质中夺取燃素。因此，一切都如此迅速而又容易地在火焰空气中燃烧。”舍勒说：“‘无用空气’不喜欢与燃素结合。”
因此，在这种气体中任何火焰都会熄灭。这似乎是合理的，但还剩下一个大谜团完全无法解释。你们是否记得，当“火焰空气”在燃烧过程中从密闭的容器中消失时，舍勒感到非常惊讶。不过无论有没有与燃素结合，“火焰空气”总是会消失在某个地方。那它究竟去哪儿了呢？它是怎么从四周密闭的容器中溜走的？
舍勒在这个谜团上面绞尽脑汁，终于想到了一种解释。他说：“当物体燃烧时释放出的燃素与‘火焰空气’结合在一起，这种看不见的化合物极易挥发，甚至可以神不知鬼不觉地渗入玻璃中，就像水通过筛子一样，它也可以自由地穿过石墙和锁着的门……”你看！过度相信燃素存在，导致舍勒产生如此奇怪的想法！
在此期间，如果舍勒仔细搜索烧瓶内的“火焰空气”，他也许会在那里找到它的踪影。但是首先，他必须放弃燃素学说，尽管舍勒才华横溢，但他始终无法做到这一点。
18世纪的另一位伟大的化学家，法国人安托万·拉瓦锡彻底推翻了燃素学说。从那以后，“火焰空气”的神秘消失和许多其他不可理解的现象也立即失去了神秘性。