·氧的探求
爱德华·吉本在1761年写下了一个比喻：“物理和数学现在都高踞宝座，他们看见自己的妹妹拜倒在他们面前，用链子系缚在他们的车子上，或者顶多也只不过是在装饰他们的胜利。也许他们本身的衰亡也为期不远了。”这是个不幸的预测，物理现在是科学之后，而数学则为其助伴，没人能知道他们的结合将会带来什么。
然而，在17世纪数学、物理以及天文学的这一切胜利当中，一门年轻的科学从炼金术中脱壳而出，在它的萌芽期里，几乎被一些悲剧性的错误所压抑而窒息。在1669年约翰·比彻（Johann Becher）提出了一个通则之后，乔治·斯塔尔（Georg Stahl），哈勒地方的一位医学兼化学教授，将燃烧解释为把燃烧中的物体的“燃素”（phlogiston）释放到空中。（此字源于希腊文，意即“易燃”；phlox在希腊字里是火焰的意思，在我们现在的字里是它的花常呈火红色的一种植物。）1750年以前，大部分西欧化学家都接受了这种理论，认为热或火为一种由燃烧中物体所释放出来的物质。但没有人能解释如果这理论是真的话，为什么金属燃烧后反而更重的现象。
我们现在对于燃烧的解释是由黑尔斯（Stephen Hales）、布莱克及谢勒（Scheele）有关气体化学方面的著作预做准备。黑尔斯设计了一个“空气槽”，亦即可容空气的容器，它能将空气收集入水面上密闭的集气瓶中而为气体的研究铺路。他指出很多固体里面都含有瓦斯气（他称之为空气），并且他把空气形容为“一种精巧而具有弹性的流体，在这流体之中含有基本性质大不相同的各种粒子漂浮其中”。由于当时已能将空气及水分解成为各种不同的物质，因此人们不再相信由来已久的观念，认为空气、水、火及土为四大基本元素。在他之后的约瑟夫·布莱克在1756年所做的实验里，证明了空气中有一种成分，他继黑尔斯之后称之为“固定空气”（fixed air），也就是存在于或可从固体或液体中排除的气体，我们现在称之为二氧化碳或“碳酸气”。经由实验，布莱克证明这种气体存在于人类呼出来的气体之中，而为氧的发现开路。但他们仍旧相信“燃素”之说。氧、氢及氮气在当时仍是个谜。
瑞典对18世纪的化学，贡献卓著。柏格曼（Torbern Olof Bergman），也就是我们将来要遇到的在自然地理方面的一位拓荒者，最初是一位化学家，为乌普萨拉大学一位为人所爱戴、并且颇有名望的化学教授。他是制得纯镍，也是指出碳在决定碳铁化合物物理性质的重要性的第一人。在他短短的49年生涯里，他完成了3万个实验，进行了59种物质的化学亲和力的研究，并且将他的发现发表在1775年出版的《亲和力》（Elective Attractions）上。不幸的是他在尚未完成这些工作之前便告去世，谢勒作为他的接班人，继续他在化学方面的研究。
现在，英国研究科学史的人已勇敢地承认，瑞典化学家谢勒前于普里斯特利（1772年）发现了拉瓦锡在1779年所第一次称呼的氧。谢勒43年的生涯里，大部分都在贫穷中渡过，他最初在哥特堡（Göteborg）的一位郎中那儿当徒弟，在哥平（Köping）的一个普通城镇里最多也只不过当个药剂师。他的老师柏格曼从斯德哥尔摩科学院那儿为他取得了一小笔年金，谢勒将其80%花费在化学实验上。这些实验大部分都在做完白天工作后的夜里完成，而且他所用的都是些最简陋的实验设备，这乃是他早逝的原因。然而他却几乎触及了这门新科学的每一个范畴。他以他平日的简朴给化学下定义为：“化学的目的以及职事是技巧地将物质分开成为各个成分，从而发现它们的性质，并用各种不同的方法予以化合。”
1775年，他将标题为“空气及火的化学理论”的手稿交给印刷商，这里面所述及的实验几乎全在1773年之前就完成了，但被印刷商延迟到1777年方始出版。谢勒至死仍执迷于“燃素”之说，他创下了一个基本假设，认为未被污染的大气包含着两种气体，其中一种叫做“火气”（我们现在的氧），为火焰燃烧的主要支持物；另外一种他把它叫做“浊气”（我们现在的氮气），为失去“火气”以后的气体。他用好几种方法来制备氧气，其中一种是将浓硫酸与研磨好的锰粉混合在一起置于甑中加热，然后用一只几乎将所有空气都赶光了的囊袋来收集所产生的气体，他发现当这样制造出来的气体经过一点燃的蜡烛时，“蜡烛便开始以更大的火焰燃烧，并且放出一些耀眼的亮光”。于是他下了这样的一个结论：“火气”为能助燃的气体。“谢勒在普里斯特利之前两年发现这种气体是毫无疑问的。”
这只不过是谢勒成就的一小部分，他作为新物质的发现者之纪录，也许无人可比。他首先分离出氯气、钡、锰以及一些像氨气、甘油、氟化氢、鞣酸、苯甲酸、草酸、苹果酸、酒石酸这样的新化合物。他也发现了氯能漂白布料、蔬菜以及花朵，法国的贝托莱（Berthollet）以及英国的詹姆斯·瓦特将它用之于商业上。在更进一步的研究里，谢勒分析了膀胱里的结石而于1776年发现尿酸；1777年，他制出了硫化氢；1778年他制出了钼酸；1780年他证明了乳酸能引起牛乳发酸；1781年他从钨化钙这种矿石里（就是现在常称的钙钨矿[Scheelite]矿石）得到了钨酸；1783年，他发现了普鲁士酸（也就是现在的氰酸），但尚不明了其毒性，他也制出了砷气（一种能置人于死地的砷化物）以及现在所称为“谢勒绿”的砷颜料。他证明了光能使氯化银还原成银，并且发现组成白光的各种色光对银盐有不同的作用效果，因而使摄影术成为可能。在他短短的一生里，这种令人难以相信的丰硕成果在19世纪的工业发展中具有无穷的重要性。
