元素説

自然界複雜繁多的萬物是否是由少數基本物質即元素構成的，萬物是否統一於少數幾種元素？古代哲學家最早提出了這一命題，並做出了回答。古希臘哲學家Thales認為水生萬物，萬物統一於水。古代中國哲學家提出以土與金木水火雜，以成百物，認為萬物統一於五行，即五種元素。此後，古希臘哲學家Empedocles也提出了類似的“四元素”説。他們提出的元素思想，雖然還缺乏科學依據，只是一種主觀臆測，而且也還遠不是今天的科學的元素概念，然而畢竟是從物質世界本身來説明物質世界和尋找統一物，這是難能可貴的。

17世紀中葉，英國化學家Boyle R繼承了古代元素思想，並依靠化學實驗研究了組成物質的元素。依此他認為，元素並不是水、火、土等複雜物質或現象，更不是亞里士多德所説的冷、熱、幹、濕等性質，或柏拉圖所強調的理念等非物質的精神，這也是化學科學中出現的第一個化學基本概念，併成為近代化學科學誕生的標誌。Boyle R之所以能夠提出科學的元素概念，從根本上看是在於他接受了當時剛剛興起的微粒哲學，使他能夠用物質微粒及其運動的觀點對化學現象做出機械論的解釋，而無需訴諸於超自然的、人格化的因素，衝破了長期居於統治地位的神秘主義哲學的束縛。此外，還在於他超出了古代哲學家的思維方式，不是依靠主觀臆測，而是依靠科學實驗來剖析物質，尋找和確定元素，進而建立起科學的元素觀。因此，恩格斯説：“Boyle R把化學確立為科學”。

但是，由於當時化學實驗水平的限制，Boyle R的元素概念還只是一種缺乏具體內容的抽象概念，還有待充實。這一工作在18世紀中葉由法國化學家Lavosier A L擔負起來。他在化學實驗分析的基礎上終於確定了Au，Ag，Cu，Fe，Sn，O，H，S，P，C等33種簡單物質為化學元素，並列出了化學上第一個元素系統分類表。其中雖然也把石灰、鎂土、鹽酸等化合物誤當成了元素，然而畢竟是把Boyle R的抽象元素概念具體化了，並有力地推動了化學家到具體物質中去尋找、發現化學元素的工作。到19世紀末，已經發現了79種化學元素。其間，在19世紀中葉，俄羅斯化學家Mendeleev又把看來似乎是互不相干的化學元素，依照原子量的變化聯繫起來，發現了自然界的重要基本定律－－化學元素週期律，從而把化學元素及其相關知識納入到一個嚴整的自然序列規律之中，既提高了人們學習、掌握化學知識的效率，又從理論上指導了化學元素的發現工作。到20世紀40年代，人們已經發現了自然界存在的全部92種化學元素。與此同時，人們又開始用粒子高能加速器來人工製造化學元素。這樣到1996年已發現的元素總數達到114種。

例如火星的土壤是由Fe，Si，Ca，Al，S等化學元素所組成；生命體是由C，H，O，N，S，P等化學元素組成；體現了辯證唯物主義的物質統一觀。此外，人們認識了化學元素，還為化學知識的化繁為簡，以及促進物質的加工轉化創造了有利條件。例如地球上的生物和非生物多達400多萬種，然而從化學元素的觀點看來，卻超不出已知100多種化學元素，只是元素組成和組成的方式不同而已。由此還可以利用化學反應使物質發生轉化。例如在原料和產品都具有C，H，O，N等4種化學元素的基礎上，可以把煤、水、空氣轉化成為化肥和炸藥；在共同具有C，H，O，N，P，S等6種主要元素的基礎上，可以把H2O，CO2，NH3，H3PO4等物質轉化成蛋白質和核酸等生物體內的物質。