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“火焰空气”是由三位科学家差不多同时发现的。
舍勒发现最早。一两年以后，对舍勒的工作毫无所知的英国人普里斯特利
也查出了“火焰空气”。
又过了几个月，拉瓦锡从普里斯特利那儿听说有种气体，蜡烛在里面会燃烧得很亮，结果他根据这点模糊的暗示，也独立发现了空气的复杂组成。
拉瓦锡
可是三人中只有拉瓦锡一人，对“火焰空气”在自然界的真正功能，做出了正确的估计。
原来拉瓦锡有个杰出的盟友在工作中有力地帮助了他。
舍勒和普里斯特利也有这样的盟友，不过他们既不经常请教它，也不重视它的劝告。
拉瓦锡的主要盟友就是——天平。
在着手进行实验以前，拉瓦锡差不多总要把那些就要进入化学变化的物质，全部仔细称称，实验终了时，再称一称。
他常常一面称，一面想道：“这一种物质变轻了，而那一种却重了些，这就是说，有点什么东西离开了第一种物质，跟第二种化合了。”
天平对拉瓦锡说明了燃烧的真正性质。
天平告诉他，“火焰空气”（拉瓦锡叫它“活空气”）在燃烧中跑到哪儿去了。
天平又告诉他哪些物质是复合的，哪些是简单的。此外，还有许多事情，拉瓦锡都在天平的帮助下弄明白了。
像舍勒一样，拉瓦锡也曾尝试着在密闭的烧瓶里燃烧磷。但那1/5的空气在燃烧中到哪儿去了呢？拉瓦锡在猜测这个哑谜时，没有迷失方向，因为天平在这里给了他十分精确的答复。
拉瓦锡在把磷块放进烧瓶燃烧以前，曾经把磷块称过一次。磷烧完了，他又把烧瓶里剩下的全部干的磷酸称了一次。
你想想，哪一个分量应该更重些？是磷呢，还是燃烧后留下的由磷而来的物质？
舍勒和当时所有的化学家不看天平，异口同声地说：“当然，磷应该比燃烧以后的干的磷酸重，因为磷在燃烧中被毁灭了，它失掉了燃素。退一步说，就算燃素毫无质量吧，磷酸也应该和产生它的磷一般重。”
可事实不是这样的。
天平宣布燃烧后沉积在瓶壁上的白霜比燃烧前的磷更重。
这真是件不可思议的事：磷失掉了燃素却变重了。这等于说：水壶里的水流掉了，壶倒重了。谁要相信这，岂不荒谬绝伦？
那么，干的磷酸的额外质量是从哪儿来的呢？
“从空气来的！”拉瓦锡回答，“大家认为烧瓶里失踪了的那部分空气，其实并没有逃出瓶外，它只是在燃烧中和磷化合了。磷酸
就是这两种物质化合的产物。”
拉瓦锡与研究空气成分的实验设备
看，“火焰空气”的神秘失踪就这样毫不费事地讲明白了！一个哑谜猜破了，别的哑谜也就不成问题。
拉瓦锡明白磷的燃烧并不是例外。他的实验指出，每次一种物体燃烧，或一种金属生锈时，都在发生同样的变化。
他做过这样一种实验：
把一块锡放在容器里，然后把容器封严，不让外面任何东西钻进去。接着拿面大型的放大镜，让炽热的太阳光透过放大镜直射到锡块上。锡受热，开始熔化，后来渐渐生锈，变成了灰白色的酥松的粉末。
容器里的锡和空气，拉瓦锡早已全部称过。一切完毕以后，他把剩下的空气和锡末又称了一次。
怎么样呢？锡末增加的质量恰恰等于空气失去的质量。
外面任何物质都不能跑进那盛锡的容器，只有日光能进去。可见容器里除了空气和锡，什么也没有，然而锡变成粉末以后却变重了。
做了这个实验之后，还能否认那灰白色的锡灰，是锡跟空气的一种成分——“火焰空气”或“活空气”——的化合物吗？
拉瓦锡又在装满了“活空气”的密闭容器里，燃烧了些最纯净的木炭。木炭烧完了，容器里好像没剩下什么，只剩了极少的——少到刚能察觉的——一撮灰。可是天平是另外一种说法，它指出容器里的空气变重了，而且这加重的分量恰和烧掉的木炭的分量相等。可见炭在燃烧中并不是消失得无影无踪了，而是同“活空气”一道生成了一种新物质，这是一种分量较重的气体，拉瓦锡叫它碳酸或碳酸气。
当拉瓦锡详细讲述自己所做的实验，并把自己的想法向大家公开时，一开始，几乎所有的化学家都抨击他。
“什么？”他们说，“你认为物体燃烧或金属生锈时，它们并没有被毁灭，没有被分解成自己的成分。相反，还把‘活空气’结合到自己里面了？”
“一点儿也不错！我的看法正是这样。”
“不对，不对！”他们说，“照你的看法，燃素在燃烧中就没有作用了，那怎么成？”
“我不知道什么燃素，”拉瓦锡回答，“我从来没有见过它。我的天平从来没告诉过我燃素的存在。我拿了纯净的易燃物，例如磷，或纯金属，例如锡，放在密闭的容器里燃烧。在这容器的内部，除了‘活空气’以外，原是什么也没有的。燃烧的结果，易燃物和‘活空气’不见了，却有一种新物质，譬如干的磷酸或锡粉代替它们出现在容器中。我称了称这种新物质，查出单是它的质量就与易燃物和‘活空气’加在一起的质量，刚好一般重。每一个有头脑的人都只能从这里得出一条结论：物体燃烧时要和‘活空气’化合而成一种新物质。这和2+2=4一样清楚。至于燃素，和这里有什么关系？不提它倒很清楚，提起它来，事情反而无头绪了。”
拉瓦锡这段话，在科学界掀起了一场暴风雨。
化学家们已经习惯于到处看见燃素那无形的幽灵了，现在忽然宣布它不存在，这个180度的拐弯，他们怎样也不能马上转过来。还有，说燃烧的物体不但没有被毁灭，被分解，反而把“活空气”结合到了自己里面，这种想法，他们也觉得十分荒诞。火的毁灭力不是人人从小就熟悉的吗？
因此，他们最初只对拉瓦锡简单地加以嘲笑。后来，就指责他的工作有缺点，不是说他的实验做得不正确，就是说他的天平在撒谎。
可是事实终究是事实。拉瓦锡不断地对燃素学说提出了许多反驳，它们一个比一个新颖，一个比一个有说服力。他又提出了一连串人人可以检查的新事实来证明他的想法是正确的。
这样，那些拥护燃素学说的人才在铁证如山的压力下动摇起来，开始一步步后退。不过还有许多位化学家，试用了种种不同的方法来调和新发现和燃素学说间的矛盾。他们为了这，曾经接连地提出过许多种复杂费解的理论，又捏造了几十种极难令人相信的假说。
但到后来，还是拉瓦锡的看法占了上风。燃素学说的拥护者纷纷丢盔卸甲，心悦诚服地宣称：“要否认明摆着的事实是有困难的。拉瓦锡的确没错。”
到18世纪末期，燃素学说就一去不复返地被赶出了化学科学的大门。