Несмотря на то что фламандский ученый и алхимик Ян Баптист Ван Гельмонт (1579-1644) попытался навести порядок в мире воздушных флюидов при помощи понятия kaos (греческого слова, от которого, согласно некоторым ученым, произошло слово «газ»), сообщество химиков того времени не было готово к такой лингвистической революции. Бойль и его наследники продолжали использовать понятие «воздух», пренебрегая газом, однако другой придуманный Гельмонтом термин, характеризующий способность воспламеняться, — phlogistos — ученые встретили благосклонно. В измененном виде понятие phlogiston было связано Шталем с процессом горения, который немецкий химик и эрудит Иоганн Иоахим Бехер (1635-1682) называл terra pinguis. Шталь разработал теорию флогистона, хорошо принятую такими выдающимися английскими химиками, как Генри Кавендиш (1731-1810) и Джозеф Пристли (1733-1804).
Лавуазье читает лекцию о составе воды. Рельеф принадлежит скульптурному ансамблю в честь ученого в Париже, произведение Луи-Эрнеста Барриа(1841-1905).
Гравюра Габриэля Переля (1604-1677), изображающая колледж Мазарини (нынешний Институт Франции), где учился Лавуазье.
Шталь полагал, что окисление представляет собой медленный вариант процесса горения (и это соответствует действительности), во время которого горючие вещества теряют часть содержащегося в них флогистона. Другой подобный процесс — прокаливание, во время которого нагреваемые на воздухе металлы выделяют «известь», называемую сегодня оксидами. Эта известь похожа на руду металлов, извлеченную из недр земли. Процесс нагревания извести с углем для получения металла использовали со времен железного века. Предполагалось, что флогистон переходит из угля в руду, которая, получив флогистон, превращается в металл. Согласно этой гипотезе металл утрачивает свои свойства при прокаливании и выделяет известь из-за того, что теряет содержащийся в нем флогистон, который переходит в атмосферу. Флогистон относили к веществам огня и полагали, что он инициирует процесс горения. Считалось, что воспламеняющиеся материалы, такие как дерево, уголь или сера, богаты флогистоном. Сегодня мы знаем: огонь гаснет из-за отсутствия кислорода. Но в то время Шталь полагал, что огонь гаснет из-за потери флогистона, который насыщает окружающий его воздух, после чего растения поглощают его из атмосферы, и дерево снова получает потерянный при горении элемент.
Флогистон — это вещество или начало огня, хотя сам по себе он огнем не является.
Георг Эрнст Шталь, «Основания догматической и экспериментальной химии» (1723)
Флогистона никогда не существовало, однако эта идея давала разумное объяснение обычным реакциям — горению, окислению, росту растений и получению металла из оксида. Теория флогистона настолько утвердилась в научных знаниях первой половины XVIII века, что философ Иммануил Кант (1724-1804) сравнивал ее с опытами Галилея. И с момента принятия этой теории научным сообществом было очень трудно ее опровергнуть. Даже когда стали очевидны противоречащие ей явления, для сохранения теории ее преобразовали. Так, когда стало ясно, что образующаяся при потере металлом флогистона известь весит больше, чем исходный металл, появилось утверждение, что флогистон может иметь отрицательный вес, тогда как в других процессах его вес может быть положительным. Мы вернемся к данному вопросу в следующей главе.
Лавуазье узнал о теории флогистона в особой интерпретации своего учителя по химии Руэля, равно как и о других теориях, которые больше требовали слепой веры, нежели понимания. Химия того времени скорее походила на религию, чем на науку, и это сильно контрастировало с картезианской логикой математики, которую Антуану преподавал Лакайль, а также с систематичностью металлургии, которую вел Геттар. Хотя химия и металлургия были тесно связаны, последняя, в отличие от химии, была понятно описана в учебнике, опубликованном Агриколой в XVI веке, — образце наглядности и лаконичности. В нем были собраны знания, от которых зависели такие важные области промышленности, как добыча руды и работа с металлами, поэтому в данном учебнике не должно было содержаться смутных и витиеватых объяснений, похожих на те, что заполняли работы по алхимии.