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罗蒙诺索夫在解释开口瓶中加热金属，结果质量增加的现象时说：“那是因为不断地在热金属表面流动着的空气微粒，会同灼热的金属相化合，因而增加了它的质量。”
“空气微粒”，究竟是怎样和金属化合的呢？空气中究竟有些什么东西？当时，氧气还没有被发现，人们对于这些问题还不太清楚。虽然热素学说被推翻了，但是，要想再推翻“燃素学说”，还必须彻底揭开燃烧的秘密，必须搞清楚空气在燃烧过程中究竟担任了什么样的角色这一问题。
实际上，燃烧就是物质和空气中的氧气激烈化合而放出光和热的过程。氧气的发现，成了揭开燃烧之谜必不可缺的前提。
据考证，中国学者马和（译音）在公元8世纪（唐朝）时，已经对氧气做了深入的研究。他在《龙认》一书里，记载了氧气的制取和燃烧原理。在欧洲，人们以为氧气是由瑞典化学家卡尔·威尔海姆·舍勒和英国化学家约瑟夫·普利斯特利分别在不同的地方，各自独立发现的。
普利斯特利是英国的牧师，他写过许多关于宗教和传教的书籍，但是他也很喜爱自然科学，特别是喜欢化学。他出生在一个很贫苦的裁缝家里，在他7岁时，母亲便死了。普利斯特利是一个很文静的人，身体瘦弱，但学习很勤奋。小时候，他跟一个牧师学拉丁文和希腊文，到了16岁的时候，又自学法文、意大利文和德文。后来，他做了牧师，并兼任一个学校的校长。
有一次，普利斯特利偶然遇到了美国科学家富兰克林。富兰克林向他讲述了许多自然科学方面有趣的问题，一下子吸引了他。从此，普利斯特利开始对自然科学产生兴趣。他常常在空闲的时候，做着各种化学实验。特别是1772年以后，他在英国舍尔伯恩伯爵的图书馆里工作时，阅读了不少自然科学方面的著作，更加爱上了化学。
1771年8月17日，普利斯特利在一个密闭的瓶子里，放进一支点着了的蜡烛。蜡烛很快就熄灭了。接着，他又往瓶子里放进一束带着绿叶的薄荷枝。到了8月27日，他重新再往瓶里放进一支点燃了的蜡烛，蜡烛竟然能够燃烧。
于是，普利斯特利又做了另一个实验：在两个密闭的瓶子里，都放进点燃了的蜡烛，在它熄灭之后，在一个瓶子里放进薄荷枝，而另一个瓶子里什么也不放。几天之后，当他再把点燃了的蜡烛分别放进两个瓶子时，放了薄荷枝的瓶子里的蜡烛继续燃烧着，而在另一个没有放薄荷枝的瓶子里，蜡烛刚一伸进去，立即熄灭了。
这究竟是怎么回事儿呢？普利斯特利对这个奇怪的现象很感兴趣。于是，他便开始钻研这个问题。
1774年8月1日，是普利斯特利难忘的日子，对于世界化学史来说，也是一个值得纪念的日子。在这一天，普利斯特利在自己的实验记录中，记述了一个重大的发现，现在把他的原文引述在下面：
我在找到了一块凸透镜之后，便非常快乐地去进行我的实验了。
如果把各种不同的东西放在一只充满水银的瓶子里，再把那瓶子倒放在水银槽中，用凸透镜使太阳的热集中到那物体上，我不知道会得到些什么样的结果。在做了许多实验后，我想拿三仙丹
来做做看。我非常快乐地看到，当我用凸透镜照射之后，三仙丹竟然产生了许多气体。
这是些什么古怪的气体呢？普利斯特利接着写道：
当我获得了比所用的三仙丹的体积大三四倍的气体之后，我便取出了一些气体，倒进一些水，看见这气体并不溶解于水。但是，使我更奇怪的说不出来的是，当我把一支蜡烛放到这种气体中燃烧的时候，蜡烛竟然发出一种非常亮的火焰。这种奇怪的现象，我真是完全不知道该怎样解释才好。
除了对这种新发现的气体做燃烧实验外，普利斯特利还把两只小老鼠放到充满这种气体的瓶子里，小老鼠在瓶子里却显得挺快活，挺自在！
老鼠既然在这种气体中能舒舒服服地生活，我自己也要亲自来试试看！我用玻璃管从一个大瓶里把这种气体吸进肺中，我竟觉得十分愉快。我的肺部在当时的感觉，好像和平常呼吸空气时没有什么区别，但是，我自从吸进这种气体后，觉得经过好久，身心还是十分轻快舒畅。唉，又有谁知道，这种气体在将来会不会变成时髦的奢侈品呢？不过，现在世界上享受到这种气体的快乐的，只有两只老鼠和我自己！
这种气体究竟是什么呢？
本来，普利斯特利已经知道了这种气体的几个最重要的性质，如果他再仔细地加以分析、研究，是不难揭开谜底的。可惜！普利斯特利和舍勒一样，受燃素学说的影响太深，已经成了一个十分固执的燃素论者，他犹如被戴上了有色眼镜，竟把树上红艳的苹果看成是跟树叶一样的颜色。
普利斯特利从燃素学说观点出发，错误地进行“解释”：他认为燃烧就是燃素从燃烧物中跑出来的过程。加热三仙丹得到的新气体，既然能够帮助蜡烛燃烧得更旺，发出炫目的光芒，那么，这一定是由于这种气体本身没有燃素，这才特别喜欢从会燃烧的物体中去吸取燃素。这样，普利斯特利就断言：“这种新气体具有那样的特性，显然是因为它完全没有燃素，因而贪婪地从燃烧物里去吸取燃素。”
因此，普利斯特利把自己新发现的气体，命名为“失燃素的空气”——这也就是现在我们所称的“氧气”。
恩格斯深刻地指出：普利斯特利和舍勒析出了氧气，但不知道他们所析出的是什么，他们为“既有的”燃素说“范畴所束缚”。这种本来可以推翻全部燃素说观点，并使化学发生革命的元素，在他们手中没有能结出果实。
恩格斯还指出：从歪曲的、片面的、错误的前提出发，循着错误的、弯曲的、不可靠的途径行进，往往当真理碰到鼻尖上的时候还是没有得到真理。
知识就是力量。可是，错误的“理论”就像一个坏了的指南针，它不仅不能给人力量，相反地还会使人失去综合、分析、判断事物的能力，掉进错误的泥坑。普利斯特利正是因为受了燃素学说的影响，以致铸成大错。不仅如此，他到了晚年，还变得越发固执了。